“電氣控制技術”是高職院校自動化類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎課,具有實踐性強、應用面廣的特點,是后續(xù)學習PLC應用技術、交直流調速技術等課程的基礎。同時,這門課程是面向電氣安裝或電工等職業(yè)崗位的一門應用技能課程,直接導向電工類崗位的職業(yè)素養(yǎng)的形成,在自動化類專業(yè)的課程體系中具有重要地位。
為合理有效地開展教學,對大量企業(yè)的電氣控制類崗位進行了調研分析。選擇“電氣技術員”為典型崗位,并從崗位工作任務所導向的知識技能出發(fā),可分解為7個典型的工作流程,依次為電氣元器件的判別與選擇、電氣圖的識讀和繪制、電氣器件的技術文件閱讀、電氣線路安裝、電氣控制線路故障分析與檢測、說明書的編制、技術交流與溝通(如圖1所示)。由此確定的“電氣控制技術”課程學習目標是使學生具備電氣線路設計、電氣控制柜安裝、電氣控制線路故障分析與檢測等職業(yè)技能,并形成專業(yè)、規(guī)范、細致、嚴謹?shù)墓ぷ魉刭|。因此,本門課程的項目化教學任務應該從七個典型工作出發(fā),進行設計和開發(fā)。
圖1 典型崗位(電氣技術員)的典型工作流程
“項目化教學”是以學生為主體,選取真實的企業(yè)項目,通過建立企業(yè)項目情景和工作任務,調動學生的學習自主性,在完成任務的過程中自主獲取知識、訓練技能、提高素質。項目化教學的實質是基于建構主義學習理論的探究性學習模式,教師應該將課程進行整體設計,通過一個完整的項目,對項目的具體實施任務進行分解,并組織教學內容,并分步驟實施,最終使學生通過課程學習具備職業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)。
以“電氣控制技術”課程為例,以真實企業(yè)項目為依據(jù),設計了項目“物料碼垛機械手小車往復運動控制線路”如圖2和圖3所示。
圖2 碼垛機械手往復運動示意圖
圖3 碼垛機械手小車項目電氣控制線路圖
教學項目內容與實施要求如表1所示;項目分解為7個任務,如表2所示。
表1 課程教學項目內容與實施要求
表2 課程教學項目的任務分解
1.由簡入深,訓練職業(yè)技能,規(guī)范職業(yè)素養(yǎng)。目前,企業(yè)所大量需求的電氣裝配員、電工、電氣技術員等崗位皆需要學生具備專業(yè)的電氣技術基本理論和基本技能,能夠規(guī)范地完成電柜元器件的安裝,能夠按照設計圖紙接線,測試與調試。如何在課程教學中培養(yǎng)學生逐步形成規(guī)范的職業(yè)技能,養(yǎng)成職業(yè)素養(yǎng),是課程實施中需解決的重要問題。
規(guī)范的職業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)的形成,必須遵循學生認識學習與實踐應用的基本規(guī)律,由簡入深,循序漸進。如圖4所示(P37),從萬用表規(guī)范使用開始,到接線工具的規(guī)范使用,再到低壓電器的合理選用,來逐步實踐和訓練檢測工藝(器件檢測,線路檢測)、接線工藝(操作規(guī)范,線路美觀)、布線工藝(橫平豎直,科學合理)。以電氣接線布線工藝為例,要做到導線接頭平順,無明接頭,操作規(guī)范有序,接線有接線端子及號碼管,嚴格對照接線圖紙,布線做到橫平豎直,從而使學生培養(yǎng)目標和企業(yè)需求相一致,將職業(yè)素養(yǎng)和規(guī)范操作落到實處,也將安全教育落到實處。
圖4 職業(yè)技能與職業(yè)素養(yǎng)的訓練流程
2.由易到難,培養(yǎng)設計能力和分析問題、解決問題的能力。高職學生的培養(yǎng)目標是應用型高技能人才,技術應用能力是高職學生的核心競爭力。目前高等職業(yè)院校中大多數(shù)學生動手能力強,但分析能力和解決問題的能力弱,隨著我國大力推進“智能制造2025戰(zhàn)略”,推動企業(yè)轉型升級,鼓勵大學生“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”,對高職院校的學生來講,“具備應用創(chuàng)新能力的高技能人才”才是企業(yè)青睞和最需要的。因此,在課程教學中如何培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力尤為重要,也是形成創(chuàng)新能力的重要前提。
“電氣控制技術”課程的教學實施中,項目任務分解后由易到難(如圖5所示),從最基本的點動控制線路開始,逐步有序地增加難度,并使任務間的遞進,具有明確的問題目標,并與“物料碼垛機械手小車往復運動控制”的項目整體相呼應。每個項目任務的線路設計、電氣圖的繪制,線路調試與檢測,皆由學生自主完成,通過完整的項目任務過程實踐,不斷強化學生分析問題和解決問題的習慣意識,形成技術應用中的“創(chuàng)新能力”。
圖5 項目任務進程圖
3.理論實踐相互印證,培養(yǎng)學生工程素質。工程素質是指從事工程實踐的工程專業(yè)技術人員的一種能力,是面向工程實踐活動時所具有的潛能和適應性。工程素質的形成是一個復雜的漸進過程,工程素質的重要特征是理論和實踐的融會貫通,以及把構思變?yōu)楝F(xiàn)實的技術能力,必須具備扎實的技能方法,同時具備創(chuàng)新素質。
從職業(yè)發(fā)展的角度,高職學生從最初的電氣安裝工到電氣技術員,再到具備廣博知識面和跨專業(yè)綜合素質的工程師或高級工程師,是一個不斷進步不斷提升的過程,高職教育的目標應該具有前瞻性,“電氣控制技術”課程是一門理論密切結合實踐的課程,教學中教師應引導學生從電氣器件的感性認識過渡到理論學習,再從理論分析回到感性實踐應用,使理論實踐相互印證,促成學生在感性實踐后形成規(guī)范的應用技能,以及理性驗證后理論素質的提升,最終形成基本的工程素質。以“物料碼垛機械手小車往復運動控制”項目為例,教師在每次任務的實施過程中要強化學生的工程素質要求:使控制線路更優(yōu)化,控制邏輯更清楚,材料成本最合理,操作實踐規(guī)范,助推學生形成工程素質。
綜上所述,通過項目化改革,利用“碼垛機械手小車項目”對“電氣控制技術”課程知識和技能進行整合,學生由簡入深、由易到難,從簡單線路安裝開始,逐步到復雜線路的電氣安裝,并將兩條主線貫穿于課程教學的整個周期:一是以知識學習、技能訓練和工作規(guī)范為主線的職業(yè)能力的提升,二是以電氣工程圖的設計、繪圖,以及計算與選型與為主線的電氣系統(tǒng)設計能力的提升,取得了明顯的教學效果。學生在完成整個項目任務的過程中,先分散后集成,先基本后綜合。通過這門課程的學習過程,體會到一個工程項目的知識與技能要求、實施規(guī)劃與步驟。