李玉丹 余彥瓊 王松濤

（1.鄭州理工職業(yè)學(xué)院，河南 鄭州 451150；2.施耐德電氣（中國(guó)）有限公司，河南 鄭州 450000）

智能制造時(shí)代將推動(dòng)傳統(tǒng)工業(yè)由集中式控制模式向分散式增強(qiáng)型控制模式轉(zhuǎn)變，深化制造業(yè)與信息技術(shù)的深入融合，整合瑣碎式、單一化的流水線制造資源以服務(wù)大規(guī)模智能化、個(gè)性化生產(chǎn)。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用是提高制造業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要手段，高等職業(yè)院校致力于培養(yǎng)服務(wù)區(qū)域發(fā)展的高素質(zhì)技術(shù)技能人才，據(jù)實(shí)際情況而言，當(dāng)前高職機(jī)電一體化教育教學(xué)改革面臨的主要問(wèn)題即是滿足人才培養(yǎng)轉(zhuǎn)向的訴求［1］。

鄭州理工職業(yè)學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“我院”）機(jī)電工程系在人才培養(yǎng)模式上也是隨著社會(huì)的發(fā)展與時(shí)代的進(jìn)步不斷進(jìn)行改革與創(chuàng)新?！峨姍C(jī)與電氣控制》是機(jī)電一體化專業(yè)群的專業(yè)核心課程，在整個(gè)專業(yè)的課程體系中起著重要的承上啟下的作用，電機(jī)與電氣控制課程的學(xué)習(xí)效果將直接影響后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)和專業(yè)技能的掌握。本課題的選題對(duì)培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力、自主學(xué)習(xí)能力的機(jī)電一體化專業(yè)復(fù)合型人才具有基礎(chǔ)性的重要意義。

一、課程的教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題

目前我系在《電機(jī)與電氣控制技術(shù)》的課程教學(xué)上已形成理實(shí)結(jié)合的教學(xué)模式，而面對(duì)新時(shí)代的人才需求，還存在一些問(wèn)題：

1.課程標(biāo)準(zhǔn)與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還存在差異。

2.課程之間教學(xué)相對(duì)封閉，缺乏對(duì)學(xué)科知識(shí)綜合應(yīng)用的認(rèn)知。

3.實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容是順序教學(xué)，缺乏對(duì)學(xué)生解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)。

4.教學(xué)過(guò)程與生產(chǎn)過(guò)程的對(duì)接不利，不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

二、課程教學(xué)模式的改革

針對(duì)目前我院《電機(jī)與電氣控制技術(shù)》課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，對(duì)課程教學(xué)模式進(jìn)行改革。

（一）修改課程結(jié)構(gòu)，調(diào)整理論教學(xué)內(nèi)容

課程結(jié)構(gòu)以高職教育培養(yǎng)目標(biāo)為依據(jù)，遵循“以應(yīng)用為目的，以必需、夠用為度”的原則，以“掌握概念、強(qiáng)化應(yīng)用、培養(yǎng)技能”為重點(diǎn)，力圖做到“精選內(nèi)容、降低理論、加強(qiáng)基礎(chǔ)、突出應(yīng)用”，著眼學(xué)科群，培養(yǎng)學(xué)生的綜合運(yùn)用相關(guān)知識(shí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。《電機(jī)與電氣控制技術(shù)》課程的教學(xué)內(nèi)容分為理論內(nèi)容和實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，根據(jù)我校的實(shí)際教學(xué)條件，在課時(shí)分配上也采用一半理論課時(shí)，一半實(shí)訓(xùn)課時(shí)。理論課和實(shí)訓(xùn)課在內(nèi)容設(shè)計(jì)上要相互銜接，理實(shí)結(jié)合，以項(xiàng)目為引導(dǎo)，模塊化教學(xué)。理論課程內(nèi)容主要包括低壓電器、直流電機(jī)、交流電機(jī)和變壓器四部分的相關(guān)知識(shí)，要求清楚電機(jī)的基本原理、拖動(dòng)方法、電器選擇、控制知識(shí)，形成對(duì)電機(jī)控制系統(tǒng)的完整框架概念。實(shí)訓(xùn)課要達(dá)到的整體教學(xué)目標(biāo)有：熟練掌握電氣控制的幾個(gè)基本控制電路；會(huì)根據(jù)任務(wù)要求設(shè)計(jì)繪制控制原理圖；掌握電氣控制電路故障排查方法能解決遇到的電路問(wèn)題。使理論課程的授課內(nèi)容為實(shí)訓(xùn)課做好相應(yīng)的基礎(chǔ)知識(shí)的準(zhǔn)備，實(shí)訓(xùn)課達(dá)到對(duì)理論知識(shí)的鞏固、加深和拓展的效果。正確處理教學(xué)內(nèi)容不斷更新與教學(xué)過(guò)程相對(duì)穩(wěn)定關(guān)系的同時(shí)，通過(guò)課程綜合精選核心項(xiàng)目，壓縮或取消陳舊和重復(fù)的內(nèi)容，廣容先進(jìn)思想，重組知識(shí)單元。

鑒于以上改革思路，首先對(duì)教材理論課的內(nèi)容在授課順序和重點(diǎn)內(nèi)容上做調(diào)整。理論知識(shí)的四個(gè)部分中，低壓電器的知識(shí)是一個(gè)獨(dú)立的模塊，在這個(gè)模塊中介紹各個(gè)常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、功能和工作原理，還包括低壓電器的選用、檢測(cè)、接線和操作。此部分知識(shí)在理論課講授之后，到了實(shí)訓(xùn)室學(xué)生會(huì)依然出現(xiàn)不認(rèn)識(shí)、不會(huì)用的現(xiàn)象。因此模塊的知識(shí)也放在實(shí)訓(xùn)課上，采用實(shí)物教學(xué)法，邊講邊操作。根據(jù)實(shí)訓(xùn)室現(xiàn)有的電機(jī)只有三相交流電機(jī)的實(shí)訓(xùn)條件，實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中基本控制電路的設(shè)計(jì)部分都是以三相交流異步感應(yīng)電機(jī)為控制對(duì)象，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容由易到難的規(guī)律設(shè)計(jì)。因此在開始電氣控制電路的項(xiàng)目之前需要提前做好三相電機(jī)理論知識(shí)的儲(chǔ)備，所以需要調(diào)整教材上的授課順序，電機(jī)部分的授課計(jì)劃把三相電機(jī)部分排在前面，直流電機(jī)部分稍后。另外由于我們的教學(xué)對(duì)象是高職高專的學(xué)生，因此交流電機(jī)和直流電機(jī)的內(nèi)容安排上，側(cè)重點(diǎn)也做一些改變，輕理論重實(shí)用。在一些方程式的推導(dǎo)和特性分析的部分要求學(xué)生了解即可，而電機(jī)的運(yùn)行、控制內(nèi)容要求學(xué)生熟練掌握。還有一些特種電機(jī)在日常生活和生產(chǎn)實(shí)際中廣泛使用，如伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、測(cè)速發(fā)電機(jī)等，這部分知識(shí)與實(shí)際聯(lián)系緊密，實(shí)用性強(qiáng)，也是不可省略的部分。第四部分是變壓器部分，變壓器的基本知識(shí)在前期課程《電工電子技術(shù)》上已經(jīng)講過(guò)，因此本課程講述變壓器的重點(diǎn)在于變壓器及特種變壓器的應(yīng)用上。

（二）教學(xué)過(guò)程加強(qiáng)學(xué)科間的融合，優(yōu)化實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目指導(dǎo)書

為了使實(shí)訓(xùn)內(nèi)容更好地實(shí)現(xiàn)學(xué)科融合，貼近行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，提高學(xué)生的綜合技能，需要優(yōu)化實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書。按照項(xiàng)目性質(zhì)類型把所有的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目分為五個(gè)模塊，模塊1：基本控制電路。主要內(nèi)容是點(diǎn)動(dòng)、連續(xù)、多地、時(shí)間控制電路等。模塊2：綜合控制電路，主要包括順序控制、正反轉(zhuǎn)控制，自動(dòng)往復(fù)控制等綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。模塊3：降壓?jiǎn)?dòng)電路，主要包括接觸器、時(shí)間繼電器控制Y-△降壓?jiǎn)?dòng)。模塊4：典型機(jī)床電氣控制電路，主要包括C6140普通車床、Z3040型搖臂鉆床的電氣控制線路的分析和電氣故障排查仿真。模塊5：自主設(shè)計(jì)項(xiàng)目。該模塊給定工作任務(wù)要求，讓學(xué)生獨(dú)立完成電路設(shè)計(jì)、器材選用和檢測(cè)、安裝、調(diào)試、運(yùn)行、故障排查及完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告［2］。

在每個(gè)模塊選取設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目時(shí)，以繼電器—接觸器控制系統(tǒng)為主線，同時(shí)要考慮職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)科的融合和技能的訓(xùn)練。根據(jù)機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用人員職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，職業(yè)功能三電氣控制的工作內(nèi)容，涉及的知識(shí)范圍有電氣控制元件、控制系統(tǒng)、傳感器的應(yīng)用和Plc控制。在控制電路的設(shè)計(jì)中，可設(shè)置具體的工作環(huán)境要求加入不同的傳感器，如在照明電路中加入光敏傳感器，自動(dòng)往返控制電路項(xiàng)目中可另加入接近傳感器替換行程開關(guān)。改變模塊4單純的電氣控制線路的分析，加入電氣故障排查仿真，加強(qiáng)知識(shí)的運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析、處理實(shí)際問(wèn)題的能力，與《機(jī)電設(shè)備故障診斷與維修》課程銜接。PLC是基于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的原理而設(shè)計(jì)。根據(jù)人才培養(yǎng)方案，我系機(jī)電一體化專業(yè)群的PLC課程和《電機(jī)與電氣控制技術(shù)》課程安排在同一個(gè)學(xué)期開設(shè)，因此PLC與電氣控制的融合安排在學(xué)期的后期模塊五部分，電路的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)繼電器-接觸器的控制設(shè)計(jì)和PLC控制的設(shè)計(jì)。充分利用現(xiàn)有的機(jī)電設(shè)備故障診斷與維修實(shí)訓(xùn)室和PLC實(shí)訓(xùn)室資源，這樣一門課程的教學(xué)將不是孤立的、封閉的，通過(guò)學(xué)科間知識(shí)的交叉，實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用，提高學(xué)生知識(shí)的綜合運(yùn)用能力和專業(yè)技能水平。

（三）改變教學(xué)方法，使用障礙法教學(xué)替代順序教學(xué)，從而培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的能力

目前的教學(xué)方法主要采用的是教師先講、學(xué)生再練的驗(yàn)證性的順序教學(xué)方法。這種教學(xué)方法只是讓學(xué)生學(xué)會(huì)了識(shí)圖和接線工藝的提升，短時(shí)間內(nèi)學(xué)生會(huì)有成就感，但是這種教學(xué)方法不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決問(wèn)題的能力，而且重復(fù)的接線工作也會(huì)使學(xué)生失去興趣，感覺(jué)枯燥［3］。

改變教學(xué)方法，采用以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主的障礙法教學(xué)。把課堂分成課上課下兩部分，以一周為一個(gè)實(shí)訓(xùn)周期，按計(jì)劃提前一個(gè)實(shí)訓(xùn)周期給學(xué)生布置實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目要求，學(xué)生以三人或四人分成一個(gè)小組，課下按要求組內(nèi)合作完成控制電路的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的電路可以有意設(shè)置故障。規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成之后利用我校合作網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)“智慧樹”網(wǎng)站交給老師，老師再隨機(jī)分給其他小組，進(jìn)行學(xué)生互評(píng)，評(píng)價(jià)結(jié)果上傳班級(jí)課程作業(yè)群，所有人都可以隨時(shí)隨地查看。學(xué)生總結(jié)評(píng)價(jià)結(jié)果之后自主完成正確的控制電路原理設(shè)計(jì)，課上按圖進(jìn)行布線安裝，并斷電、上電檢測(cè)，檢測(cè)過(guò)程若出現(xiàn)問(wèn)題，小組合作利用萬(wàn)用表檢查線路，找出故障并解決問(wèn)題。這樣線上線下相結(jié)合既可以給學(xué)生充分的課堂操作時(shí)間，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題能及時(shí)解決，又鍛煉了學(xué)生創(chuàng)造力。

（四）結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程，利用任務(wù)教學(xué)法，調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，并納入考核體系

實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的設(shè)置要緊貼生產(chǎn)生活的實(shí)例，根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程的工藝要求給學(xué)生下達(dá)任務(wù)書，并按工作標(biāo)準(zhǔn)考核每個(gè)學(xué)生。例如為客戶設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)塔供水系統(tǒng)，要求當(dāng)水罐內(nèi)空氣壓力低于壓力傳感器設(shè)定值時(shí)，水泵打開水罐進(jìn)水，壓力增大，當(dāng)壓力增大到設(shè)定值時(shí)，水泵停止運(yùn)行，水罐停止進(jìn)水。首先按要求設(shè)計(jì)原理圖，并綜合考慮成本、效益等因素，此步驟占此次任務(wù)考核的20%。然后根據(jù)原理圖布線，在安裝過(guò)程中要符合以下要求：1.安裝布局要整齊、勻稱、合理。2.元件的安裝要牢固，不可漏裝螺釘，不可損壞元件。3.電源、按鈕和三相電機(jī)接線要接到端子排上，并且標(biāo)注引出端子標(biāo)號(hào)。4.接線時(shí)盡量采用等電位點(diǎn)連接，以節(jié)約導(dǎo)線的使用。此步驟占考核比重為40%。最后通電檢測(cè)，此部分占20%。另外安全文明生產(chǎn)規(guī)范列入扣分范圍，違反操作扣5到30分。按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生，讓學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性，完成項(xiàng)目任務(wù)。

（五）培養(yǎng)、鼓勵(lì)學(xué)生參加技能大賽，提高學(xué)生的技能競(jìng)爭(zhēng)力

今年我院新增四臺(tái)SX-815Q機(jī)電一體化綜合實(shí)訓(xùn)考核設(shè)備，搭建了機(jī)電一體化綜合實(shí)訓(xùn)室。SX-815Q設(shè)備是全國(guó)職業(yè)院校技能大賽機(jī)電一體化項(xiàng)目的技能競(jìng)賽平臺(tái)，其技術(shù)要求直接反映了企業(yè)對(duì)于一線機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)人才的需求。我們將積極組織學(xué)生參加機(jī)電一體化技能競(jìng)賽訓(xùn)練。這樣可使電氣模塊的實(shí)踐教學(xué)不只是電氣單項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用能力的訓(xùn)練，還有機(jī)電綜合技能的訓(xùn)練。一方面可以鍛煉學(xué)生的職業(yè)技能，促進(jìn)就業(yè)，指導(dǎo)老師在賽前培訓(xùn)和指導(dǎo)比賽過(guò)程中的實(shí)踐中獲得了鍛煉。另一方面針對(duì)在整個(gè)比賽過(guò)程中學(xué)生暴露出的問(wèn)題，為我們不斷進(jìn)行教學(xué)改革和實(shí)踐提供依據(jù)。

三、結(jié)束語(yǔ)

本文基于2020年我院校級(jí)課題“智能制造時(shí)代《電機(jī)與電氣控制技術(shù)》教學(xué)模式探索”，本課題基于智能制造時(shí)代對(duì)機(jī)電一體化專業(yè)培養(yǎng)人才的要求，對(duì)專業(yè)核心課程《電機(jī)與電氣控制技術(shù)》在教學(xué)模式上進(jìn)行積極探索，合理安排教學(xué)內(nèi)容，交叉融合利用現(xiàn)有的教學(xué)資源，采用新的教學(xué)方法。力求提升學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、解決問(wèn)題的能力和知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，培養(yǎng)具備多項(xiàng)技能的復(fù)合型人才。