杜學(xué)芳

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機(jī)電控制技術(shù)課程理實(shí)一體化教學(xué)改革研究與實(shí)踐

杜學(xué)芳

（河南工學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003）

機(jī)電控制技術(shù)是河南工學(xué)院機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)的核心職業(yè)技能課程，在以往的教學(xué)過程中，存在著重理論輕實(shí)踐的問題，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。文章根據(jù)高職學(xué)生的特點(diǎn)，對(duì)該課程進(jìn)行了理實(shí)一體化教學(xué)改革，通過任務(wù)驅(qū)動(dòng)和項(xiàng)目化教學(xué)法，取得了良好的教學(xué)效果，提高了教學(xué)質(zhì)量。

理實(shí)一體化；教學(xué)改革；任務(wù)驅(qū)動(dòng)

近年來，教育部強(qiáng)調(diào)高職教育必須以就業(yè)為導(dǎo)向，高等職業(yè)教育正在以前所未有的速度高速發(fā)展，這就要求高等職業(yè)院校培養(yǎng)出來的學(xué)生具備較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力。

理實(shí)一體化教學(xué)強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐的相互融合和滲透[1]，是一種真正將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來的教學(xué)模式，重視學(xué)生在技能方面的能力培養(yǎng)，打破了“先理后實(shí)”和“先實(shí)后理”的限制，把學(xué)中做和做中學(xué)的理念真正貫徹落實(shí)，融理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)于一體，使枯燥的內(nèi)容趣味化，使抽象的理論形象化，吸引了學(xué)生，提高了教學(xué)質(zhì)量[2,3]。這種教學(xué)模式要求教師具有相當(dāng)深厚的理論功底和實(shí)際操作能力，還需要一套與之相配套的項(xiàng)目化教材。在教學(xué)過程中，理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)穿插進(jìn)行，教師注重調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作，幫助學(xué)生掌握實(shí)操技能。這種教學(xué)模式能夠有效提高學(xué)生的動(dòng)手能力，符合高職教學(xué)的需求。

1 機(jī)電控制技術(shù)課程的教學(xué)現(xiàn)狀

機(jī)電控制技術(shù)課程是我校機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)的一門核心職業(yè)技能課，在學(xué)生的能力培養(yǎng)中占有重要地位。本課程與其他專業(yè)課程的銜接較為緊密，學(xué)好本課程，可以幫助學(xué)生扎實(shí)地掌握專業(yè)相關(guān)知識(shí)和技能，對(duì)其以后的就業(yè)和專業(yè)發(fā)展都具有舉足輕重的作用。

本課程傳統(tǒng)的教學(xué)模式為“粉筆+黑板”，教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行滿堂灌，授課內(nèi)容較為乏味，多數(shù)學(xué)生反映他們對(duì)所學(xué)知識(shí)缺乏感性認(rèn)識(shí)，主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

1.1 理論與實(shí)踐脫節(jié)，學(xué)生的主動(dòng)性較差，學(xué)習(xí)興趣普遍不高

本課程的實(shí)踐操作滯后于理論學(xué)習(xí)，再加上學(xué)生對(duì)本課程在今后工作中的應(yīng)用和相關(guān)知識(shí)點(diǎn)在后續(xù)課程中的作用都缺乏相關(guān)認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致了他們學(xué)習(xí)的主動(dòng)性較差。另外作為高職學(xué)生，基礎(chǔ)較為薄弱，對(duì)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的興趣不大。

1.2 教師參與過多，學(xué)生依賴性較強(qiáng)

在以往的教學(xué)過程中，教師占據(jù)教學(xué)的主導(dǎo)地位，學(xué)生只是被動(dòng)地學(xué)習(xí)，這造成學(xué)生對(duì)教師的過分依賴，這樣就不能很好地提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

2 教學(xué)改革的基本思路

針對(duì)機(jī)電控制技術(shù)課程教學(xué)的現(xiàn)狀，作為高職院校的一線教師，必須摒棄原有的教學(xué)思維和方法，采取有針對(duì)性的措施對(duì)其進(jìn)行調(diào)整和改革。提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵在于課堂教學(xué)，為此我們?cè)谡n堂教學(xué)中進(jìn)行理實(shí)一體化教學(xué)模式的改革，使理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)從本質(zhì)上真正地結(jié)合起來，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。

根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)的需要，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)和項(xiàng)目化教學(xué)，把本課程分為電機(jī)調(diào)速控制、繼電器-接觸器低壓電器控制、單片機(jī)控制和PLC控制四個(gè)項(xiàng)目。以PLC控制這個(gè)項(xiàng)目為例，此項(xiàng)目包括皮帶運(yùn)輸機(jī)三相異步交流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制、正次品分揀機(jī)控制、十字路口交通信號(hào)燈控制和磨床工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)往復(fù)控制四個(gè)工作任務(wù)，每個(gè)任務(wù)都采用理實(shí)一體化的教學(xué)模式。

3 理實(shí)一體化教學(xué)模式的實(shí)施步驟

采用理實(shí)一體化的教學(xué)模式，每個(gè)任務(wù)都按咨詢、計(jì)劃、實(shí)施和評(píng)價(jià)四步進(jìn)行[4]，如下圖1所示：

圖1 理實(shí)一體化教學(xué)模式的實(shí)施步驟

第一步：咨詢。教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，并將需要完成的任務(wù)提前告知學(xué)生；學(xué)生根據(jù)工作任務(wù)，進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)和儲(chǔ)備。

第二步：計(jì)劃。學(xué)生以小組形式自主學(xué)習(xí)，通過對(duì)工作任務(wù)的分析和討論，進(jìn)行可行性方案的設(shè)計(jì)，制定出自己的解決方案；教師根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)的任務(wù)方案，引導(dǎo)學(xué)生分析可能出現(xiàn)的問題，共同探討可行的解決方案。

第三步：實(shí)施。學(xué)生以小組為單位，按照制定的可行性方案完成工作任務(wù)；教師在任務(wù)實(shí)施的過程中，可給予必要的指導(dǎo)，啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生的思維，注重學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

第四步：評(píng)價(jià)。任務(wù)完成后，學(xué)生首先進(jìn)行自查，然后根據(jù)演示結(jié)果，再進(jìn)行小組總結(jié)，經(jīng)驗(yàn)供其他小組借鑒，最后由教師進(jìn)行總評(píng)，并將任務(wù)完成情況進(jìn)行記錄和保存。

4 理實(shí)一體化教學(xué)模式在機(jī)電控制技術(shù)課程中的應(yīng)用實(shí)踐

下面以“皮帶運(yùn)輸機(jī)三相異步交流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)”這一工作任務(wù)為例，進(jìn)行理實(shí)一體化教學(xué)模式的演示。

4.1 咨詢

任務(wù)：明確任務(wù)，收集信息，進(jìn)行相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。

教師工作：對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組；告知學(xué)生工作任務(wù)和任務(wù)要求：利用S7-200PLC完成對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)三相異步交流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制；宣布課堂紀(jì)律和評(píng)價(jià)規(guī)則。

學(xué)生工作：①以小組為單位熟悉任務(wù)，討論學(xué)習(xí)；②結(jié)合相關(guān)資料和現(xiàn)場實(shí)物，進(jìn)行新知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，如S7-200PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理等；③進(jìn)行相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)，比如三相異步交流電機(jī)轉(zhuǎn)向改變的理論知識(shí)以及繼電器-接觸器控制三相異步交流電機(jī)正反轉(zhuǎn)的原理，并畫出其低壓電器控制的主電路和控制電路的原理圖，如下圖2所示。

圖2 三相異步電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制原理圖

4.2 計(jì)劃

任務(wù)：熟悉環(huán)境，制定計(jì)劃，分析任務(wù)，擬訂方案。

學(xué)生工作：①根據(jù)皮帶運(yùn)輸機(jī)三相異步交流電機(jī)正反轉(zhuǎn)的要求，分析電機(jī)正反轉(zhuǎn)PLC控制所需的輸入和輸出點(diǎn)數(shù)，進(jìn)行小組討論，畫出PLC的I/O分配表，如表1所示；②熟悉編程軟件與仿真軟件，并能熟練使用，掌握基本邏輯指令的運(yùn)用；③擬定項(xiàng)目實(shí)施方案：第一步按照控制要求，使用編程軟件編制程序；第二步運(yùn)用仿真軟件進(jìn)行程序的仿真調(diào)試；第三步根據(jù)I/O分配表進(jìn)行PLC外圍的硬件接線；第四步進(jìn)行程序的聯(lián)機(jī)調(diào)試。

表1 輸入輸出信號(hào)與PLC地址編號(hào)對(duì)照表

教師工作：讓學(xué)生對(duì)自己制定的方案進(jìn)行討論，引導(dǎo)學(xué)生分析可能出現(xiàn)的問題，并協(xié)助學(xué)生制定相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。

4.3 實(shí)施

任務(wù)：進(jìn)行程序的編制和硬件的接線，并進(jìn)行程序的聯(lián)機(jī)調(diào)試。

學(xué)生工作：①根據(jù)I/O分配表，編寫PLC的梯形圖程序，并進(jìn)行仿真調(diào)試，本次任務(wù)的梯形圖程序如圖3所示；②根據(jù)I/O分配表，進(jìn)行PLC硬件接線如下圖4所示；③按照系統(tǒng)的硬件接線圖，對(duì)PLC的外圍進(jìn)行接線，經(jīng)教師檢查認(rèn)可后，學(xué)生方可對(duì)PLC進(jìn)行上電，并進(jìn)行軟、硬件的聯(lián)機(jī)調(diào)試。

教師工作： ①實(shí)時(shí)提供咨詢，檢查學(xué)生的程序，引導(dǎo)學(xué)生糾正程序中出現(xiàn)的錯(cuò)誤； ②檢查硬件接線，實(shí)時(shí)進(jìn)行分析指導(dǎo)；③及時(shí)記錄學(xué)生在工作過程中的表現(xiàn)，為下一步的評(píng)價(jià)做好準(zhǔn)備。

圖3 PLC的梯形圖程序

圖4 PLC硬件接線圖

4.4 評(píng)價(jià)

任務(wù)：按照考核標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定成績。

教師工作：根據(jù)學(xué)生在任務(wù)完成過程中的表現(xiàn)，包括出勤、工作態(tài)度、任務(wù)方案和任務(wù)實(shí)施等方面的情況進(jìn)行打分，作為平時(shí)成績進(jìn)行記錄[5]，其中教師評(píng)分占總成績70%，學(xué)生評(píng)分占總成績的30%。最后，教師對(duì)本次任務(wù)進(jìn)行總結(jié)，回顧重點(diǎn)和難點(diǎn)，對(duì)于經(jīng)常出錯(cuò)的地方進(jìn)行反復(fù)強(qiáng)調(diào)，以鞏固學(xué)生所學(xué)知識(shí)。

學(xué)生工作：進(jìn)行自評(píng)和互評(píng)。

通過理實(shí)一體化的咨詢、計(jì)劃、實(shí)施和評(píng)價(jià)四步法教學(xué)，學(xué)生不僅學(xué)到了理論知識(shí)，而且還提高了實(shí)際動(dòng)手能力，取得了良好的教學(xué)效果，提高了教學(xué)質(zhì)量。與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)和項(xiàng)目化教學(xué)這種教學(xué)方法，不但激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，而且培養(yǎng)了學(xué)生自主探究和創(chuàng)新思維的能力。

5 結(jié)束語

對(duì)機(jī)電控制技術(shù)課程進(jìn)行理實(shí)一體化教學(xué)改革的研究與實(shí)踐，在實(shí)施過程中存在諸多困難和不足，比如教師的綜合能力有待進(jìn)一步提高，相應(yīng)的配套教材與具體實(shí)踐的要求還有一定的差距等，這些都有待于我們不斷探索、不斷克服和不斷完善。

（責(zé)任編輯呂春紅）

[1] 劉有星.理實(shí)一體化教學(xué)模式下的德育教育[J].中國教育技術(shù)裝備,2009,174(21):79-80.

[2] 張?jiān)创?孫幫華.“理實(shí)一體化”教學(xué)模式的探索[J].教育教學(xué)論壇,2014,12(1):55-58.

[3] 李亞男,杜金玲.高職“理實(shí)一體化”教學(xué)模式與專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)[J].遼寧高職學(xué)報(bào),2010,12(10):17-18.

[4] 張帥,杜學(xué)芳.任務(wù)驅(qū)動(dòng)法在UG數(shù)控加工中的應(yīng)用[J].河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào),2012,20(3):116-118.

[5] 寧祺.工廠電氣控制課程的理實(shí)一體化改革研究[J].科技文匯,2014,274(4):71-72.

2016-07-03

杜學(xué)芳（1982―），女，河南新鄉(xiāng)人，講師，碩士，主要從事機(jī)電一體化技術(shù)研究。

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1008–2093(2016)05–0079–03