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摘要:本文简单阐述了“制冷空调自动控制”课程项目化教学的模式、课程目标、项目实施方法和评价体系。
关键词:项目化教学;制冷空调自动控制;课程改革
作者简介:陶洁(1981-),女,江苏南京人,南京化工职业技术学院机械系,讲师。(江苏 南京 210048)
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2011)29-0105-02
“制冷空调自动控制”课程是制冷与冷藏专业的专业必修核心课程,主要培养学生分析和解决问题的能力,使学生获得常用制冷空调设备的电气与控制系统维护和维修基本技能。
制冷设备由制冷系统和电控系统两大部分构成,一般人员经过3个月的检修工作经历,可以熟练地进行制冷系统检修工作;而电气控制系统的检修涉及到很多的电工电子方面的理论知识及控制方面的核心技能。学生通过对本课程的学习,掌握制冷空调设备的控制原理、方法、电路特点,从而做到对制冷设备的电气与控制系统维护和维修。
一、课程改革的必要性
高职院校原有的“制冷空调自动控制”课程注重理论知识培养,缺乏对学生动手能力和综合能力的培养,知识内容也比较陈旧。例如关于中央空调螺杆机组的控制,教材主要以触电式继电器控制讲解为主,偏离实际情况。此外原有课程过多强调原理与结构,导致在分析具体电气与控制系统故障时,学生不会应用知识加以分析。虽然课程也匹配了相关实训,由于时间短,学生的基本能力在原有课程中也没有得到培养,总体效果不大。
随着社会对制冷专业人才需求的不断增加,我们必须提高学生的实践技能。如何结合高职特色对本课程改革,以提高学生素质,增加其就业率,是摆在我们面前的一项课题。通过作者的研究和企业调研,确定课程采用行动导向的教学模式,以项目化教学法来进行教学改革的组织与实施。课程以“工作过程为导向”的教学模式,很大程度上提高了学生的学习积极性和动手能力,教学取得了明显成效。
二、课程的改革模式
1.分析就业岗位和职业范围
根据调研本专业毕业生,得知他们主要就业于三大方向:制冷设备运行与维护、制冷设备生产与销售、制冷空调施工与组织。本课程主要为培养制冷设备运行与维护中的制冷设备维修技术员岗位及制冷设备生产中的接线员岗位而设置。通过调研,拥有较强电气维修技能的学生在毕业后能很快进入工作角色,胜任维修员岗位,毕业1年的学生在生产线的岗位也能很快得到提升,担任组长。
2.课程的设计思路
(1)课程的目标设计。本课程的目标定位是以就业为导向,针对学生的就业岗位(制冷设备维修技术员岗位和生产线接线员岗位),依据学院人才培养方案而设置,以培养学生职业技术和职业技能,提升学生职业岗位层次。课题组邀请到企业专家针对以上各工作岗位对课程提出了详尽的知识、能力、素质目标。
(2)课程的项目设计。课程内容与实际工作项目相对应,内容的选取上依据:制冷设备现有的微电脑控制技术;依据制冷设备电气维修中常出现的故障及维修员应达到的技术水平;制冷设备电气与控制系统检测方法。本课程以典型空调、冰箱、汽车空调、冷库、中央空调中典型产品为范例,通过教学化处理,形成了5个适合教学的学习型工作项目。工作项目的选取考虑到学生的实际水平,由简单到复杂,并且每个项目设置了多个工作任务。课程的项目均以本系的实训设备为平台,在源于真实的学习环境中训练学生的职业技能和综合应用能力。
(3)课程的教学方法。课程在教学过程以能力为本位,以工作任务驱动来设计教学方法。采用“理实一体化”的教学方法,注重培养学生分析问题和解决问题的能力。在教学过程以工作工程为导向,在实训室内按项目组织教学,建立“教、学、做”一体的教学环境,采用“教师布置任务→学生分析任务,查阅资料→学生制定项目实施方案→师生共同分析方案的可行性→学生修订方案→学生动手做项目→项目完成情况检查→教师评价,学生自评→教师总结”的教学步骤。[1,2]
(4)课程的教学情景设计。项目化教学的特点在于充分挖掘学生的潜能,提高学生分析解决问题的综合能力。由以教师为中心转变为以学生为中心,以课本为中心转变为以项目为中心。因此在教学情景的设计上,把学生的角色设计为维修部技术工人,教师的角色为维修部主任,实训室即为维修部,根据项目,把学生划分为小组,每个小组即为维修班组。
3.课程目标的确定
(1)课程总体目标。通过本课程教学,使学生掌握各种制冷电气设备的电气控制特点;熟悉电气控制系统的组成的电器元件和电子元件的功能特点、应用场合和检测方法;熟悉控制电路的结构和工作原理;学会对整个制冷控制电路进行综合分析;掌握实物电路板的辨识和解读,同时应用所学的电控知识对制冷电气故障进行分析处理和排除。要求学生通过电气控制系统专业知识的学习促进制冷技术的学习,并提高综合技术应用能力。
(2)知识目标。熟悉制冷设备中触点式控制器和传感器(主令开关、交流接触器、继电器(7类)、压力传感器、油压差传感器、温控器、湿度控制器、水流开关传感器、除霜计时器等)的工作原理、结构特点、应用场合、作用;掌握制冷设备中电器及执行机构(压缩机、空调电机、四通阀、电子膨胀阀、负离子发生器、电加热器、电磁阀、水泵等)的工作原理、结构特点、应用场合、作用;掌握制冷设备电脑板的识图方法;掌握制冷设备电气模拟检测台的搭建方法;掌握制冷设备电脑板中常用的集成电路(包含反相驱动器、三端稳压器、霍尔元件、寄存器和储存器、红外接收器、显示驱动集成电路)工作原理、特点、功能和常见型号;掌握制冷设备元器件产生电气故障的原因和现象,并准确找出检测关键点,清楚正常与故障时的电参数值;掌握制冷设备中制冷系统故障和电气系统故障的区分判断方法;掌握制冷设备自诊断系统的操作方法,熟悉故障代码;掌握制冷设备电气与控制系统中所涉及到的英语词汇。
(3)能力目标。能正确使用常用的仪器仪表和检测工具;能对制冷设备中的触点式控制器和传感器安装接线和故障处理及排除;能对制冷设备中的执行机构安装接线和故障处理及排除;能正确区分制冷设备的制冷系统故障和电气控制系统故障;能通过对制冷设备电脑板的关键点测量,判断出电脑板是否有故障,并能做出基本的维修和更换;能对PLC控制器正确安装、接线、程序输入;能搭建模制冷设备电气拟检测台;能够将执行机构、触点式控制器与传感器以及电路板三者结合起来,具有分析制冷设备电控系统控制原理的能力。
(4)素质目标。具有细致和耐心的工作习惯;具有科学的工作方法和团队合作精神;具有较强的逻辑思维、分析判断能力;具有新知识、新技能的学习能力、信息获取能力和创新能力;具有独立工作的能力。
4.学习项目的实施
根据岗位知识、能力、素质的要求,课程分别以东芝电冰箱、海信变频空调、小型冷库、中央空调、帕萨特汽车空调为例,抽取其中的控制系统为项目,并研制训练项目作为项目的综合载体,形成了完善的教学体系。具体训练项目如下:
(1)东芝GR204冰箱电气与控制系统检修;
(2)海信KFR-26GW/17BP电气与控制系统检修;
(3)帕萨特GSI 汽车空调电气与控制系统检修;
(4)小型冷库电气与控制系统检修;
(5)水冷螺杆式中央空调电气与控制系统检修。
本门课程学时为80学时,学分为5学分。
5.教学评价
考核方法是否得当,对学生的培养将产生很大的影响。本课程为培养学生实操能力,一改过去以往单纯理论考分而定学生成绩的状况,彻底改变学生应试教学下死读书、读死书、高分低能的现象,把考核把重点放在了平时的项目训练上,项目成绩共占60%,期末理论闭卷考试成绩占20%,另外为了考查学生的职业素质,安排了学生评价考核(小组内成员评价占10%,组外成员评价占10%)。总分由各项目分数相加而得。课程评分采用百分制。[3]
即:课程总成绩=学生评价考核成绩+项目考核成绩(综合个人情况与小组考核情况)+期末试卷成绩。
如在项目任务训练中有弄虚作假情况,本次任务为零分。发现三次,本课程无成绩。
三、课改实施中遇到的问题和建议
1.实验室相应设施不配套,且数量不足
高职学院应加强校企合作,加大力度建立校内生产性实训基地,落实工学结合的要求;并且吸引企业参与到项目化教学改革中,通过校企合作,拓展项目的来源,通过项目的实施,吸纳企业技术人员参与到课程改革中,充分调动企业在项目化教学中的积极性,从而为企业培养出合适的人才,实现企业、学校的工赢。[4]
2.“电工电子”课程应做出适当改革
本课程与电工电子技术联系紧密,应与自控系协商,调整电工电子课程部分内容,增加制冷设备中常用的一些电气控制所涉及到的基础知识,如交流变频技术,电力电子开关,同时删除一些用不到的基础知识,如三级管放大电路的深入部分(制冷设备电气控制电路只用到三级管的开关功能)、运算放大器的深入部分等。
3.开发适合本学校的校本教材
由于各个学校的实训器材、实训场所有所偏差,采用的教学项目亦不尽相同,已出版的教材不能满足大多数学校的教学要求。教师因与合作企业加强联系,使教材充分体现任务引领,实践导向的课程设计思想。教材应根据现有的实训条件,合理设置工作项目,结合职业技能考证要求,图文并茂引入理论知识和实践操作内容,同时融入新工艺、新技术,提高学生学习兴趣,使教材贴近专业发展和实际需要。
4.提高教师素质
项目化教学的实施对教师的理论与实践水平要求较高,教师必须成为“双师型”教师。教师要通过访问工程师、挂职锻炼等形式,不断拓展和深化专业知识,掌握行业动态和新技术,提高自身业务水平。
参考文献:
[1]姜大源,吴全全.当代德国职业教育主流教学思想研究[M].北京:清华大学出版社,2007.
[2]戴士弘.职业教育课程教学改革[M].北京:清华大学出版社,2007.
[3]徐国庆.职业教育项目课程的几个关键问题[J].中国职业教育,2007,(4).
[4]高玉萍.项目化教学课堂实施中存在的问题及对策[J].职教研究,2009,(2):17-20.
[5]张蕾,魏龙,张国东.项目教学法在高职制冷与空调专业中的应用[J].制冷与空调,2009,(4).
[6]戴路玲,涂中强.高职制冷专业校企合作、工学结合人才培养模式建设[J].制冷与空调,2009,(5).
[7]谢志萍,吴丽红,陈应松.高职制冷专业《制冷与空调装置自动控制技术》课程的改革与探索[J].制冷与空调,2009,(5).
[8]王蕴华,孙嗣莹,肖远立.制冷自控教学改革的几点做法[J].制冷与空调,2002,(5).
(责任编辑:刘辉)
关键词:项目化教学;制冷空调自动控制;课程改革
作者简介:陶洁(1981-),女,江苏南京人,南京化工职业技术学院机械系,讲师。(江苏 南京 210048)
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2011)29-0105-02
“制冷空调自动控制”课程是制冷与冷藏专业的专业必修核心课程,主要培养学生分析和解决问题的能力,使学生获得常用制冷空调设备的电气与控制系统维护和维修基本技能。
制冷设备由制冷系统和电控系统两大部分构成,一般人员经过3个月的检修工作经历,可以熟练地进行制冷系统检修工作;而电气控制系统的检修涉及到很多的电工电子方面的理论知识及控制方面的核心技能。学生通过对本课程的学习,掌握制冷空调设备的控制原理、方法、电路特点,从而做到对制冷设备的电气与控制系统维护和维修。
一、课程改革的必要性
高职院校原有的“制冷空调自动控制”课程注重理论知识培养,缺乏对学生动手能力和综合能力的培养,知识内容也比较陈旧。例如关于中央空调螺杆机组的控制,教材主要以触电式继电器控制讲解为主,偏离实际情况。此外原有课程过多强调原理与结构,导致在分析具体电气与控制系统故障时,学生不会应用知识加以分析。虽然课程也匹配了相关实训,由于时间短,学生的基本能力在原有课程中也没有得到培养,总体效果不大。
随着社会对制冷专业人才需求的不断增加,我们必须提高学生的实践技能。如何结合高职特色对本课程改革,以提高学生素质,增加其就业率,是摆在我们面前的一项课题。通过作者的研究和企业调研,确定课程采用行动导向的教学模式,以项目化教学法来进行教学改革的组织与实施。课程以“工作过程为导向”的教学模式,很大程度上提高了学生的学习积极性和动手能力,教学取得了明显成效。
二、课程的改革模式
1.分析就业岗位和职业范围
根据调研本专业毕业生,得知他们主要就业于三大方向:制冷设备运行与维护、制冷设备生产与销售、制冷空调施工与组织。本课程主要为培养制冷设备运行与维护中的制冷设备维修技术员岗位及制冷设备生产中的接线员岗位而设置。通过调研,拥有较强电气维修技能的学生在毕业后能很快进入工作角色,胜任维修员岗位,毕业1年的学生在生产线的岗位也能很快得到提升,担任组长。
2.课程的设计思路
(1)课程的目标设计。本课程的目标定位是以就业为导向,针对学生的就业岗位(制冷设备维修技术员岗位和生产线接线员岗位),依据学院人才培养方案而设置,以培养学生职业技术和职业技能,提升学生职业岗位层次。课题组邀请到企业专家针对以上各工作岗位对课程提出了详尽的知识、能力、素质目标。
(2)课程的项目设计。课程内容与实际工作项目相对应,内容的选取上依据:制冷设备现有的微电脑控制技术;依据制冷设备电气维修中常出现的故障及维修员应达到的技术水平;制冷设备电气与控制系统检测方法。本课程以典型空调、冰箱、汽车空调、冷库、中央空调中典型产品为范例,通过教学化处理,形成了5个适合教学的学习型工作项目。工作项目的选取考虑到学生的实际水平,由简单到复杂,并且每个项目设置了多个工作任务。课程的项目均以本系的实训设备为平台,在源于真实的学习环境中训练学生的职业技能和综合应用能力。
(3)课程的教学方法。课程在教学过程以能力为本位,以工作任务驱动来设计教学方法。采用“理实一体化”的教学方法,注重培养学生分析问题和解决问题的能力。在教学过程以工作工程为导向,在实训室内按项目组织教学,建立“教、学、做”一体的教学环境,采用“教师布置任务→学生分析任务,查阅资料→学生制定项目实施方案→师生共同分析方案的可行性→学生修订方案→学生动手做项目→项目完成情况检查→教师评价,学生自评→教师总结”的教学步骤。[1,2]
(4)课程的教学情景设计。项目化教学的特点在于充分挖掘学生的潜能,提高学生分析解决问题的综合能力。由以教师为中心转变为以学生为中心,以课本为中心转变为以项目为中心。因此在教学情景的设计上,把学生的角色设计为维修部技术工人,教师的角色为维修部主任,实训室即为维修部,根据项目,把学生划分为小组,每个小组即为维修班组。
3.课程目标的确定
(1)课程总体目标。通过本课程教学,使学生掌握各种制冷电气设备的电气控制特点;熟悉电气控制系统的组成的电器元件和电子元件的功能特点、应用场合和检测方法;熟悉控制电路的结构和工作原理;学会对整个制冷控制电路进行综合分析;掌握实物电路板的辨识和解读,同时应用所学的电控知识对制冷电气故障进行分析处理和排除。要求学生通过电气控制系统专业知识的学习促进制冷技术的学习,并提高综合技术应用能力。
(2)知识目标。熟悉制冷设备中触点式控制器和传感器(主令开关、交流接触器、继电器(7类)、压力传感器、油压差传感器、温控器、湿度控制器、水流开关传感器、除霜计时器等)的工作原理、结构特点、应用场合、作用;掌握制冷设备中电器及执行机构(压缩机、空调电机、四通阀、电子膨胀阀、负离子发生器、电加热器、电磁阀、水泵等)的工作原理、结构特点、应用场合、作用;掌握制冷设备电脑板的识图方法;掌握制冷设备电气模拟检测台的搭建方法;掌握制冷设备电脑板中常用的集成电路(包含反相驱动器、三端稳压器、霍尔元件、寄存器和储存器、红外接收器、显示驱动集成电路)工作原理、特点、功能和常见型号;掌握制冷设备元器件产生电气故障的原因和现象,并准确找出检测关键点,清楚正常与故障时的电参数值;掌握制冷设备中制冷系统故障和电气系统故障的区分判断方法;掌握制冷设备自诊断系统的操作方法,熟悉故障代码;掌握制冷设备电气与控制系统中所涉及到的英语词汇。
(3)能力目标。能正确使用常用的仪器仪表和检测工具;能对制冷设备中的触点式控制器和传感器安装接线和故障处理及排除;能对制冷设备中的执行机构安装接线和故障处理及排除;能正确区分制冷设备的制冷系统故障和电气控制系统故障;能通过对制冷设备电脑板的关键点测量,判断出电脑板是否有故障,并能做出基本的维修和更换;能对PLC控制器正确安装、接线、程序输入;能搭建模制冷设备电气拟检测台;能够将执行机构、触点式控制器与传感器以及电路板三者结合起来,具有分析制冷设备电控系统控制原理的能力。
(4)素质目标。具有细致和耐心的工作习惯;具有科学的工作方法和团队合作精神;具有较强的逻辑思维、分析判断能力;具有新知识、新技能的学习能力、信息获取能力和创新能力;具有独立工作的能力。
4.学习项目的实施
根据岗位知识、能力、素质的要求,课程分别以东芝电冰箱、海信变频空调、小型冷库、中央空调、帕萨特汽车空调为例,抽取其中的控制系统为项目,并研制训练项目作为项目的综合载体,形成了完善的教学体系。具体训练项目如下:
(1)东芝GR204冰箱电气与控制系统检修;
(2)海信KFR-26GW/17BP电气与控制系统检修;
(3)帕萨特GSI 汽车空调电气与控制系统检修;
(4)小型冷库电气与控制系统检修;
(5)水冷螺杆式中央空调电气与控制系统检修。
本门课程学时为80学时,学分为5学分。
5.教学评价
考核方法是否得当,对学生的培养将产生很大的影响。本课程为培养学生实操能力,一改过去以往单纯理论考分而定学生成绩的状况,彻底改变学生应试教学下死读书、读死书、高分低能的现象,把考核把重点放在了平时的项目训练上,项目成绩共占60%,期末理论闭卷考试成绩占20%,另外为了考查学生的职业素质,安排了学生评价考核(小组内成员评价占10%,组外成员评价占10%)。总分由各项目分数相加而得。课程评分采用百分制。[3]
即:课程总成绩=学生评价考核成绩+项目考核成绩(综合个人情况与小组考核情况)+期末试卷成绩。
如在项目任务训练中有弄虚作假情况,本次任务为零分。发现三次,本课程无成绩。
三、课改实施中遇到的问题和建议
1.实验室相应设施不配套,且数量不足
高职学院应加强校企合作,加大力度建立校内生产性实训基地,落实工学结合的要求;并且吸引企业参与到项目化教学改革中,通过校企合作,拓展项目的来源,通过项目的实施,吸纳企业技术人员参与到课程改革中,充分调动企业在项目化教学中的积极性,从而为企业培养出合适的人才,实现企业、学校的工赢。[4]
2.“电工电子”课程应做出适当改革
本课程与电工电子技术联系紧密,应与自控系协商,调整电工电子课程部分内容,增加制冷设备中常用的一些电气控制所涉及到的基础知识,如交流变频技术,电力电子开关,同时删除一些用不到的基础知识,如三级管放大电路的深入部分(制冷设备电气控制电路只用到三级管的开关功能)、运算放大器的深入部分等。
3.开发适合本学校的校本教材
由于各个学校的实训器材、实训场所有所偏差,采用的教学项目亦不尽相同,已出版的教材不能满足大多数学校的教学要求。教师因与合作企业加强联系,使教材充分体现任务引领,实践导向的课程设计思想。教材应根据现有的实训条件,合理设置工作项目,结合职业技能考证要求,图文并茂引入理论知识和实践操作内容,同时融入新工艺、新技术,提高学生学习兴趣,使教材贴近专业发展和实际需要。
4.提高教师素质
项目化教学的实施对教师的理论与实践水平要求较高,教师必须成为“双师型”教师。教师要通过访问工程师、挂职锻炼等形式,不断拓展和深化专业知识,掌握行业动态和新技术,提高自身业务水平。
参考文献:
[1]姜大源,吴全全.当代德国职业教育主流教学思想研究[M].北京:清华大学出版社,2007.
[2]戴士弘.职业教育课程教学改革[M].北京:清华大学出版社,2007.
[3]徐国庆.职业教育项目课程的几个关键问题[J].中国职业教育,2007,(4).
[4]高玉萍.项目化教学课堂实施中存在的问题及对策[J].职教研究,2009,(2):17-20.
[5]张蕾,魏龙,张国东.项目教学法在高职制冷与空调专业中的应用[J].制冷与空调,2009,(4).
[6]戴路玲,涂中强.高职制冷专业校企合作、工学结合人才培养模式建设[J].制冷与空调,2009,(5).
[7]谢志萍,吴丽红,陈应松.高职制冷专业《制冷与空调装置自动控制技术》课程的改革与探索[J].制冷与空调,2009,(5).
[8]王蕴华,孙嗣莹,肖远立.制冷自控教学改革的几点做法[J].制冷与空调,2002,(5).
(责任编辑:刘辉)