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[摘要] 《建筑电气控制技术》课程是建筑电气工程技术专业的核心课程,该课程的教学改革成效高低,会直接影响人才培养目标的实现。作者针对《建筑电气控制技术》课程教学改革实践经验,阐述了以项目驱动教学模式[1][2]为主体,“一体化”教学模式[3]为辅的教学模式的应用,介绍实践中采用的多种教学方法、信息化教学手段和考核方式,并总结教学改革所取得成效和存在不足。
[关键词] 课程改革 方法 手段 项目驱动 一体化
1引言
高等职业教育不同于一般的高等教育,其教育目标是培养能适应生产、建设、管理、服务第一线需要的高等技术应用型专门人才,而技术应用型人才應该具有必备的专业知识和专业技术应用能力。自2005年国家颁布《大力发展职业教育的决定》以来,高职教育改革取得了长足发展。现阶段这项改革已经从理念改革进入到具体教学模式的改革。
《建筑电气控制技术》课程内容主要包括电气控制技术和可编程序控制器及其应用两个部分。课程具有工程实践内容多,动手操作性强,元器件产品种类多、更新换代快,电气控制电路图多的特点。在这样的课程特点下,旧有的教学模式显现出很多问题:以理论教学为主,实践教学为辅,实训内容单一,培养的学生工程实践能力力度不足;理论教学方法以教师讲授为主,学生被动接受知识,学习积极性和创造性不足;教学手段主要依靠板书和实物展示,产品信息量和更新度不足,元件动作原理和电路控制过程讲述难度很大,课堂效果不佳;评价体系不完善,导致出现“重理论轻实践,重设计轻工艺”的不合理专业知识和技术应用能力。
2课程教学改革实施内容
2.1 调整课程框架体系,有效实现教学目标
在课程学时分配上,调整了理论课和实践课的学时比例,理论课44学时,实践课66学时,实践课时比重占到总课时的五分之三,在时间上为提高学生实践操作能力做保证。
课程内容体系总体划分为五个知识模块:(1)常用控制电器及工作原理(2)电机电气控制基本环节和规律(3)继电器-接触器控制系统实训(4)电气控制案例分析(5)PLC控制系统。其中(1)(2)为理论性知识,为过程性知识的形成奠定基础,内容取舍上以适度够用为原则,(3)(4)为过程性知识,(5)包含理论性知识和过程性知识。其中(5)没有理论课和实践课的分界,将他们融合在一起,也就是采用“一体化”教学模式,可以更好地突出学生动手能力的专业技能。这几部分知识相辅相承,在课程结构体系方面为实现人才培养目标搭建良好平台。
2.2设置合理有效的能力训练项目驱动教学
能力训练项目是贯穿整个实践教学内容的核心链,驱动教学内容一步一步展开。根据课程体系中知识目标和能力目标的归类,设置能力训练项目。例如:要求达到的能力目标有(1)能够合理使用常用低压电器(2)能够根据原理图和接线图正确安装设备(3)对控制系统运行调试。知识目标:(1)掌握常用低压控制电器的使用方法(2)掌握常用低压电器的安装工艺和操作规范。设置能力训练项目:独立完成混凝土搅拌机控制电路的安装和调试。前期理论课已经播放了混凝土搅拌机工作视频,存在感性认识前提;低压控制电器的种类、工作原理和选择原则,电机正反转控制原理,等理性知识也具备,因而看到训练项目,学生会在心理上接受和认可,并产生很想动手操练一翻的想法。合理的项目的设置能够激发学生较强的学习愿望。接着可以通过样板配盘的展示和教师示范,引导学生在工艺要求下规范操作,进行元件选型、检查,安装接线,调试运行。调试运行中,无故障组,教师设置故障,布置新的训练项目;有故障组,学生可以在教师的提示下分析故障并排查。这样,通过在调试过程中根据各组情况附加训练项目,有针对性地指导,实现有效教学。
PLC控制系统的内容采用“一体化”教学模式,将理论知识融入到大大小小项目中,边讲边练,项目完成后,理论知识得到实践应用,实践技能在项目过程中得以提高。例如能力目标要求能够根据设计要求编制梯形图程序及指令语言和能够应用OMRON CPM1A型可编程序控制器完成控制系统并调试运行。分析能力目标,划分OMRON指令语言为几个部分,每个部分针对性地设置训练项目。例如针对keep,jump,mov等指令设置项目:9盏白炽灯的显示控制。要求学生自己写出设计方案,包括显示效果,材料准备,元件选择,接线图,梯形图程序,调试步骤。学生了实现预期的目标,会想方设法排除异常和故障,实训车间学习气氛浓厚。PLC控制系统内容终了设置综合训练项目,培养学生的独立分析,团队合作能力以及知识综合应用和实践能力。
2.3灵活多样的教学方法活跃课堂
教学方法的丰富很大程度上提高学生学习的主动性和积极性。根据知识内容的特点灵活采取多种不同的教学方法达到活化教学的目的。常用低压电器介绍中,可以采用师生互动,分发产品,分组拆装,边讲结构边分析工作原理,内容小结时向各组提问,深化知识。在电机基本控制环节讲授中,可以引入启发诱导的方法,将点动控制、长动控制、正反转控制通过提问题的方法一步一步引出,可以加深印象对比异同。三相异步电动机控制基本规律的讲授中,将多个典型控制电路图分配给不同组,采用讨论的形式,各组陈述控制过程,课堂气氛热烈,在听与说的过程中,结合教师点评掌握电气控制基本规律。电气控制电路分析能力训练项目组是个逻辑性,综合性很强的内容,训练任务本身采用了案例法,借助多媒体动画讲述控制过程;还采用参观法,带领学生参观工程现场感性认识设备,回到教室继续分组讨论系统结构和设备功能,巩固知识。
2.4 多媒体技术成为主要教学手段
教育教学领域应用多媒体信息技术辅助教学能够很大程度上弥补传统教学不足之处[4][5]。作者研究DELPHI软件[6],研制开发了《建筑电气控制技术》课程计算机辅助教学系统,将其作为重要教学手段辅助理论教学。应用教学系统,可以方便快捷展示产品手册;动画演示元件工作原理;电气控制图的多媒体展示大幅度减少教师课堂黑板画图时间;案例丰富,简洁的动画演示辅助教师总结分析控制过程,使复杂控制的展示清晰明了;教师登录模块方便教师在后台对系统内容进行充实和改进。
2.5 改进考核方式
在教学过程中,教师一方面要对其学生的学习效果进行判断另一方面对他们自身的教授效果进行评价,让教师更准确地把握教学尺度、对象和方向,提高教学效率。综合考虑后将学生成绩的考核分为平时成绩和笔试成绩两部分。其中平时成绩(80分),包括实践成绩(60分)、作业成绩(20分),实践成绩由实践操作(30分)、设计成果(20分)和职业素质(10分)综合评定,作业成绩由课后作业(10分)、课堂讨论与问答问题情况(10分)综合评分;笔试成绩占(20分),总成绩满分100分。在这样考核方式下,可以比较全面评估一个学生本学期的学习成绩,并鼓励学生重视平时学习,全面提高自身能力。
3教学改革取得成效
《建筑电气控制技术》课程改革实践在宁夏建设职业技术学院建筑电气工程技术专业已经展开了两届,取得成效明显。学生迟到、旷课、上课睡觉现象基本没有,实践操作和分析能力普遍提高;学生对学院教学满意度提升,抱怨和不满减少;课程改革在学院得到认可,并对实训设备做了新的投入和计划,为教学改革的深入提供有力保证;教师个人的教学改革课程在学院的基本功技能竞赛中取得优秀成绩,得到了同事们的一致认可。
4教改实践中遇到的问题
能力训练项目内容的确定既要考虑与工程实际一致,又受到现有的实训条件限制。反思:组态软件[7]种类繁多,应用广泛,如果引入到《建筑电气控制技术》课程中,可以弥补硬件跟不上的不足。
“一体化”教学模式可以很好地提高学生动手能力和专业技能,对于工程实践类的课程和知识非常适合,但对教师本身专业知识水平,尤其是工程经验要求比较高,理论知识在实践中的渗透程度把握不好就很容易造成学生对理论知识掌握不够全面。于此思考,“双师型”教师的培养在高职院校继续展开并深入,真正实现“双师”。
由于采用不同的教学模式多种教学方法,同时又是教学改革探索实践,常常出现课时时间把握不够准确,教学计划有拖延和追赶情况,因而要做好教学日志的整理,总结经验。
多媒体辅助教学系统的研制开发不够成熟,界面单一,内容不够充实,还需要进一步完善。
5 结论
教改无定法,但需得法,《建筑电气控制技术》课程的教学改革需要根据各部分内容的特点选择合适的教学模式和教学方法,同时充分做好教学评价,反复总结,反复实践,才能有效地最终实现培养高等技术应用型专门人才的目标。
参考文献:
[1]谭力红. 项目驱动教学模式下基于工学结合的课程设计[J].职业技术教育,2008,(29):010.
[2]程努华, 倪玉华. 项目驱动教学模式的研究与实践[J].中国电力教育,2009,(22):017.
[3]李文.“一体化”教学模式与《建筑电气控制技术》课程教学[J].继续教育研究,2008,(1):119-120.
[4]查丛梅.《电气控制与PLC》多媒体辅助教学软件的开发与研制[J].中国教育技术装备,2006,(08)69-72.
[5]岳丽英.信息技术支持下的中专《电气控制技术》课程教学研究[D].北京:首都师范大学,2006.
[6]林雪名.基于delphi语言的多媒体CAI系统设计[J].宁波大学学报,2006,13(02).
[7]唐洪彦.基于组态软件的电梯控制系统模拟与模型构建的研究[D].重庆:重庆大学,2006.
[关键词] 课程改革 方法 手段 项目驱动 一体化
1引言
高等职业教育不同于一般的高等教育,其教育目标是培养能适应生产、建设、管理、服务第一线需要的高等技术应用型专门人才,而技术应用型人才應该具有必备的专业知识和专业技术应用能力。自2005年国家颁布《大力发展职业教育的决定》以来,高职教育改革取得了长足发展。现阶段这项改革已经从理念改革进入到具体教学模式的改革。
《建筑电气控制技术》课程内容主要包括电气控制技术和可编程序控制器及其应用两个部分。课程具有工程实践内容多,动手操作性强,元器件产品种类多、更新换代快,电气控制电路图多的特点。在这样的课程特点下,旧有的教学模式显现出很多问题:以理论教学为主,实践教学为辅,实训内容单一,培养的学生工程实践能力力度不足;理论教学方法以教师讲授为主,学生被动接受知识,学习积极性和创造性不足;教学手段主要依靠板书和实物展示,产品信息量和更新度不足,元件动作原理和电路控制过程讲述难度很大,课堂效果不佳;评价体系不完善,导致出现“重理论轻实践,重设计轻工艺”的不合理专业知识和技术应用能力。
2课程教学改革实施内容
2.1 调整课程框架体系,有效实现教学目标
在课程学时分配上,调整了理论课和实践课的学时比例,理论课44学时,实践课66学时,实践课时比重占到总课时的五分之三,在时间上为提高学生实践操作能力做保证。
课程内容体系总体划分为五个知识模块:(1)常用控制电器及工作原理(2)电机电气控制基本环节和规律(3)继电器-接触器控制系统实训(4)电气控制案例分析(5)PLC控制系统。其中(1)(2)为理论性知识,为过程性知识的形成奠定基础,内容取舍上以适度够用为原则,(3)(4)为过程性知识,(5)包含理论性知识和过程性知识。其中(5)没有理论课和实践课的分界,将他们融合在一起,也就是采用“一体化”教学模式,可以更好地突出学生动手能力的专业技能。这几部分知识相辅相承,在课程结构体系方面为实现人才培养目标搭建良好平台。
2.2设置合理有效的能力训练项目驱动教学
能力训练项目是贯穿整个实践教学内容的核心链,驱动教学内容一步一步展开。根据课程体系中知识目标和能力目标的归类,设置能力训练项目。例如:要求达到的能力目标有(1)能够合理使用常用低压电器(2)能够根据原理图和接线图正确安装设备(3)对控制系统运行调试。知识目标:(1)掌握常用低压控制电器的使用方法(2)掌握常用低压电器的安装工艺和操作规范。设置能力训练项目:独立完成混凝土搅拌机控制电路的安装和调试。前期理论课已经播放了混凝土搅拌机工作视频,存在感性认识前提;低压控制电器的种类、工作原理和选择原则,电机正反转控制原理,等理性知识也具备,因而看到训练项目,学生会在心理上接受和认可,并产生很想动手操练一翻的想法。合理的项目的设置能够激发学生较强的学习愿望。接着可以通过样板配盘的展示和教师示范,引导学生在工艺要求下规范操作,进行元件选型、检查,安装接线,调试运行。调试运行中,无故障组,教师设置故障,布置新的训练项目;有故障组,学生可以在教师的提示下分析故障并排查。这样,通过在调试过程中根据各组情况附加训练项目,有针对性地指导,实现有效教学。
PLC控制系统的内容采用“一体化”教学模式,将理论知识融入到大大小小项目中,边讲边练,项目完成后,理论知识得到实践应用,实践技能在项目过程中得以提高。例如能力目标要求能够根据设计要求编制梯形图程序及指令语言和能够应用OMRON CPM1A型可编程序控制器完成控制系统并调试运行。分析能力目标,划分OMRON指令语言为几个部分,每个部分针对性地设置训练项目。例如针对keep,jump,mov等指令设置项目:9盏白炽灯的显示控制。要求学生自己写出设计方案,包括显示效果,材料准备,元件选择,接线图,梯形图程序,调试步骤。学生了实现预期的目标,会想方设法排除异常和故障,实训车间学习气氛浓厚。PLC控制系统内容终了设置综合训练项目,培养学生的独立分析,团队合作能力以及知识综合应用和实践能力。
2.3灵活多样的教学方法活跃课堂
教学方法的丰富很大程度上提高学生学习的主动性和积极性。根据知识内容的特点灵活采取多种不同的教学方法达到活化教学的目的。常用低压电器介绍中,可以采用师生互动,分发产品,分组拆装,边讲结构边分析工作原理,内容小结时向各组提问,深化知识。在电机基本控制环节讲授中,可以引入启发诱导的方法,将点动控制、长动控制、正反转控制通过提问题的方法一步一步引出,可以加深印象对比异同。三相异步电动机控制基本规律的讲授中,将多个典型控制电路图分配给不同组,采用讨论的形式,各组陈述控制过程,课堂气氛热烈,在听与说的过程中,结合教师点评掌握电气控制基本规律。电气控制电路分析能力训练项目组是个逻辑性,综合性很强的内容,训练任务本身采用了案例法,借助多媒体动画讲述控制过程;还采用参观法,带领学生参观工程现场感性认识设备,回到教室继续分组讨论系统结构和设备功能,巩固知识。
2.4 多媒体技术成为主要教学手段
教育教学领域应用多媒体信息技术辅助教学能够很大程度上弥补传统教学不足之处[4][5]。作者研究DELPHI软件[6],研制开发了《建筑电气控制技术》课程计算机辅助教学系统,将其作为重要教学手段辅助理论教学。应用教学系统,可以方便快捷展示产品手册;动画演示元件工作原理;电气控制图的多媒体展示大幅度减少教师课堂黑板画图时间;案例丰富,简洁的动画演示辅助教师总结分析控制过程,使复杂控制的展示清晰明了;教师登录模块方便教师在后台对系统内容进行充实和改进。
2.5 改进考核方式
在教学过程中,教师一方面要对其学生的学习效果进行判断另一方面对他们自身的教授效果进行评价,让教师更准确地把握教学尺度、对象和方向,提高教学效率。综合考虑后将学生成绩的考核分为平时成绩和笔试成绩两部分。其中平时成绩(80分),包括实践成绩(60分)、作业成绩(20分),实践成绩由实践操作(30分)、设计成果(20分)和职业素质(10分)综合评定,作业成绩由课后作业(10分)、课堂讨论与问答问题情况(10分)综合评分;笔试成绩占(20分),总成绩满分100分。在这样考核方式下,可以比较全面评估一个学生本学期的学习成绩,并鼓励学生重视平时学习,全面提高自身能力。
3教学改革取得成效
《建筑电气控制技术》课程改革实践在宁夏建设职业技术学院建筑电气工程技术专业已经展开了两届,取得成效明显。学生迟到、旷课、上课睡觉现象基本没有,实践操作和分析能力普遍提高;学生对学院教学满意度提升,抱怨和不满减少;课程改革在学院得到认可,并对实训设备做了新的投入和计划,为教学改革的深入提供有力保证;教师个人的教学改革课程在学院的基本功技能竞赛中取得优秀成绩,得到了同事们的一致认可。
4教改实践中遇到的问题
能力训练项目内容的确定既要考虑与工程实际一致,又受到现有的实训条件限制。反思:组态软件[7]种类繁多,应用广泛,如果引入到《建筑电气控制技术》课程中,可以弥补硬件跟不上的不足。
“一体化”教学模式可以很好地提高学生动手能力和专业技能,对于工程实践类的课程和知识非常适合,但对教师本身专业知识水平,尤其是工程经验要求比较高,理论知识在实践中的渗透程度把握不好就很容易造成学生对理论知识掌握不够全面。于此思考,“双师型”教师的培养在高职院校继续展开并深入,真正实现“双师”。
由于采用不同的教学模式多种教学方法,同时又是教学改革探索实践,常常出现课时时间把握不够准确,教学计划有拖延和追赶情况,因而要做好教学日志的整理,总结经验。
多媒体辅助教学系统的研制开发不够成熟,界面单一,内容不够充实,还需要进一步完善。
5 结论
教改无定法,但需得法,《建筑电气控制技术》课程的教学改革需要根据各部分内容的特点选择合适的教学模式和教学方法,同时充分做好教学评价,反复总结,反复实践,才能有效地最终实现培养高等技术应用型专门人才的目标。
参考文献:
[1]谭力红. 项目驱动教学模式下基于工学结合的课程设计[J].职业技术教育,2008,(29):010.
[2]程努华, 倪玉华. 项目驱动教学模式的研究与实践[J].中国电力教育,2009,(22):017.
[3]李文.“一体化”教学模式与《建筑电气控制技术》课程教学[J].继续教育研究,2008,(1):119-120.
[4]查丛梅.《电气控制与PLC》多媒体辅助教学软件的开发与研制[J].中国教育技术装备,2006,(08)69-72.
[5]岳丽英.信息技术支持下的中专《电气控制技术》课程教学研究[D].北京:首都师范大学,2006.
[6]林雪名.基于delphi语言的多媒体CAI系统设计[J].宁波大学学报,2006,13(02).
[7]唐洪彦.基于组态软件的电梯控制系统模拟与模型构建的研究[D].重庆:重庆大学,2006.