《電機與電氣控制》課程基于工作過程教學改革的探索

劉江彩　楊輝靜　趙占雄

【摘 要】《電機與電氣控制》作為電氣自動化、生產過程自動化、機電一體化等專業的技術基礎課，本課程對培養學生的職業技術能力起著非常重要的作用。課程改革是根據中高級電工、CEAC的職業資格標準、能力的要求，理論知識堅持“必須、夠用”的原則，始終圍繞高等職業教育培養的是能適應生產、建設、管理、服務第一線需要的，德、智、體、美等方面全面發展的高等技術應用性專門人才這一培養目標，實踐教學始終圍繞培養動手能力、解決問題能力、創新能力，突出職業資格能力的培養。以項目教學為突破口解決教與學脫節問題，以構建學習情景為依托，重點培養專業技能。本文在結合現代職業教育的特點說明了教學改革的必要性基礎上，分析了教學中遇到的實際問題。在遵循層次性、綜合性、先進性的原則前提下，從教學思想、教學內容、教學的方法手段、評價方法等多個方面提出了改革的措施和具體做法。因而加強該課程的建設，特別是加強實踐教學的改革對培養學生的專業技術應用能力起著重要的作用。

【關鍵詞】《電機與電氣控制》 工作過程 教學改革

一、《電機與電氣控制》課程教學改革的必要性

1.《電機與電氣控制》課程的歷史沿革

我校于1997年為了拓寬儀表自動化專業在強電專業的知識面而開設此課程，本課程從設置到建設較成熟共經歷兩個大的階段。

第一階段：97至2002年，為初始時期。我校為國家級重點中專學校，由于受到教學資源的限制，還主要是黑板加粉筆加少量驗證性實驗的教學模式，只能局限于理論知識講授，理論教學與實踐教學脫節，教學內容安排不合理，實驗條件比較差，學生的動手機會少，學習沒有興趣，學習效果不佳，工作后崗位適應能力較差。

第二階段：2002年至今，為課程的建設階段。隨著我校升格為高職院校，這期間我校以人才培養水平評估、省級示范校建設為契機，全面推進課程改革。通過廣泛社會調研，了解企業的人才需求，重新調整人才培養目標，請用人企業對相關課程的主要知識點提出應達到的目標，結合走訪畢業生與汲取同類院校的先進經驗，細化課程的具體教學要求，在教學內容、教學順序上進行大的調整，課堂教學開始采用電化教學手段，增加實驗設備的臺數，并注意聯系實際應用，通過這些措施，學生學習的積極性有了極大的提高。

2.《電機及電氣控制》教學方面存在的問題

《電機及電氣控制》教學方面存在的主要問題是教學內容、教授順序安排不合理。

原課程名稱為《電機與拖動》，主要內容包括直流電機及拖動、變壓器、交流電機及拖動、控制微電機、電氣控制。因受教學條件的限制教學內容以理論講授為主，例如：變壓器空載運行、負載運行中電壓平衡方程、磁動勢平衡方程的推導，并由此得到的相量圖和等效電路等內容理論性就很強，由于學生電工知識不扎實、電路分析能力較弱，每次在進行此內容的教學時，學生都如墜入云霧之中，學生的感覺就像是聽“天書”。因此教學效果較差。考慮到異步電機控制較多且應用廣，我們將變壓器、異步電機提前講。

該課程實際上是《電機與拖動》和《工廠電氣控制設備》二門課的綜合。一般的同類教材就是將它們機械的疊加，為前電機后控制，將電機與控制截然分開。我們以前講授基本按照教材順序，經過總結教學經驗，發現存在問題，如先講解電機原理、運行分析、拖動特性等生澀難董的理論，學生的學習積極性和學習興趣消磨殆盡，等講到控制時前面的拖動知識已水過地皮干。所以在做起動、調速、制動等拖動實訓時，放在電機部分做會用到電氣控制的知識，而此時學生對電氣元件和控制知識一竅不通，做起來效果較差，放在控制部分做前面知識已忘記，因而我們在教學中將這二部分內容有機融合。

原來的課程實訓和課程設計內容有重復，都包含了電動機的基本拖動控制內容，且主要針對中級電工技能考核標準而定。從高等職業教育的要求來看，原有的實踐教學內容顯得單調、過于偏向技能性的訓練，而缺少設計性、創新性。

傳統的職業教育以使學生掌握經驗技術和操作技能為目標，以迅速適應工作崗位的要求。但在知識經濟時代，由于生產方式的根本變化，人們的職業能力構成也必將有大的改變，社會需要更高層次的人才。這就要求我們培養的高等應用型人才，不只是對現有知識、技術、方法的繼承性應用，而是應通過自身努力能夠不斷地學習新知識、新技術、新方法，能夠形成新方案、新產品、新創意，能夠分析新情況、解決新問題的創造性應用。因而我們課程實踐教學的改革應以培養的學生具有一定創新能力和創新精神、有著良好的發展潛力為主旨，以行業科技和社會發展的先進水平為標準，充分體現規范性、先進性和實效性。

我校原為國家級重點中專校，以前的教學對象主要針對中等職業教育，因而在實踐教學中不可避免的有著中專的影子，難以滿足高職高專培養目標的要求。同樣在《電機與電氣控制》課程的實訓和課程設計等實踐教學中也存在下面幾個問題：（1）教學主體的認識問題。在傳統實踐教學中，教師是“帶”實驗而不是“指導實驗”，即實踐教師是傳授知識和技能的主體，而學生則被動地接受知識和技能。這種教學多采用注入式，教師根據教學計劃和教學要求擬定內容，其實踐內容的選擇、步驟的制定和儀器設備的組織準備等概由教師進行。實踐時學生只需按規定的步驟機械地操作即可。且在執行過程中，完全聽從教師安排，全班統一進度和要求，不利于因材施教。（2）教學方法、手段的問題。因內容過分偏重于基礎訓練，所以在方法和手段上很單調，主要以“模仿”為主。通過教師詳細講解、操作示范，學生不需主動思維和創新，只需“依樣畫葫蘆”。通過反復訓練學生硬件接線，熟能生巧，形成一

定的基本技能。應給學生足夠的思維空間，發揮他們思維的主動性、創新。

二、《電機及電氣控制》課程改革總體思路

教學內容方面，我們與維修電工的國家職業技能要求相融通，理論達到“維修電工”高級工應知要求，技能部分達到“維修電工”中級工應會要求；教學模式改革方面，在大部分內容中嘗試了項目化教學，全課程共引入了12個工程實例項目，通過布置資料收集任務→提出工程實例項目→講解相關知識→分析解決方案→討論總結經驗等環節組織教學，拉近理論與應用的距離，也有利于拓展學生的創新思路；另外還配套安排了1周的電機及電氣控制實訓和2周的電工考工實訓，注重學生動手能力的培養；根據高職高專教養的目標，我們在進行《電機與電氣控制》課程的實踐教學改革時，主要基于這樣幾個原則：一是應由技能性向技術性發展。即由原來的偏向基本技能的訓練，如工具儀表的使用、電器元件的認識和使用、基本控制線路的連接和調試等。向培養專業技術能力方向發展，通過系統的訓練，使學生具備一定的專業技術。二是應由單一性向綜合性發展。如要求學生能綜合運用電工技術、電機拖動、電氣控制、PLC控制、計算機等知識解決相關問題。三是應進一步加強方法、手段的先進性應充分利用計算機和網絡等先進的教學手段和設備，借助各種軟件，培養學生的計算機軟硬件應用能力。四是應進一步培養學生的創新精神。學生在教師的指導下，可一定程度的自由選題、制定方案、選擇儀器設備、安裝調試，鍛煉學生的能力。

教學方法與手段改革方面，重新建設了電機及電氣控制專業教室，內有專用實驗設備、投影儀和教學電腦，運用專業教室邊講邊練，全程采用多媒體手段和電子課件實施理論與實踐一體化教學，結合啟發、討論等教學方法的運用，將枯燥的理論學習形象化、直觀化，增加了學生的學習興趣，提高了教學效果。我們始終以現代理念為綱，突出高職的辦學特色，為更大范圍的教學改革作出了一定的示范作用。

在上述原則指導下，我們對該課程教學的改革主要包括如下幾個方面：

1．教學思想的改革

建立以學生為主體，教師為主導的教學思想。在高等職業教育中，學生始終處于主體位置，而實踐教師則處于為實踐教學服務的主導位置。主體是實踐教學的中心，主導必須圍繞這個中心做好工作。作為實踐教學主體的學生，必須在繼承傳統知識和技術的基礎上，重點進行知識和技術的應用和創新。作為主導的實踐教師，必須在其搞好實踐教學的引導工作的同時，加強自身知識和技能的擴展和更新，達到知識豐富，技術熟練和教學方法科學而實用的要求。

2.教學內容和順序的改革

教學內容直接關系到教學效果的優劣，根據教育部的指導意見，各專業的整體教學時數大幅度降低，該課程的課時也壓縮到76課時左右，而高職高專教學要兼顧理論和實踐，必須對教學內容進行整合，既不能簡單刪、減理論內容，也不能隨便刪減實踐教學內容。因此，我們對教學內容做如下調整。

理論教學堅持“必需夠用”原則，分散、刪減課程難點。如交流繞組磁勢是時間、空間的變化函數，牽涉到分布和短矩系數可與變壓器集中繞組對比講解定性引出。

將本課程知識分解為變壓器技術、電動機技術、電氣控制技術三大模塊，突出了職業基本技能的培養。

變壓器技術模塊是相對獨立的內容，是靜止電器，電磁感應原理比較好講，放在最前面，減少理論分析，突出實際應用知識的講解，如：電力變壓器、自耦變壓器、儀用互感器原理、結構、使用注意事項的講解。可帶學生參觀學校配電室以激發其學習興趣。

電動機技術、電氣控制技術兩個模塊融合在一起，以具體項目的實施為載體達到掌握知識和技能的目的。打破原來的先講結構、原理、運行分析、能量轉換分析，再講機械特性、拖動性能的教學方式(學生的學習主體位置得不到體現，學習主動性和積極性大打折扣，創造思維得不到激發，分層次教學)。

電氣控制技術模塊，對于簡單的控制電路側重工作過程和原理的分析，培養學生的分析、設計、創新能力，對于典型電路側重其安裝及檢修，注重電氣控制的工程案例分析，如車床、鉆床的電氣控制及故障分析。實際操作、維修、維護工藝方面的知識和新技術。

本部分內容抓住三相異步電動機這個重點，其他電機都是在此基礎上，為節約課時，在講解有些內容時，所采用的方法，既要結合本章的需要，又要考慮到講授其它章節能被應用，這樣做到有效利用，前呼后應，節約教學時數，做到事半功倍，例如學習交流繞組的磁勢時，三相繞組的旋轉磁勢是重點是基礎，應講解透徹，而在講單相電動機時，側重分析單相繞組產生脈振磁勢、脈振磁勢可分解為兩個旋轉磁勢，其結果是沒有啟動轉矩，如何產生像三相電動機一樣的旋轉磁勢是關鍵，從而引出幾種啟動方法。講同步電動機是只講與異步的不同之處。

3.教學方法、手段的改革

結合企業生產操作任務，選定若干典型任務，如吊車的操作、加工設備(車床、磨床等)的典型操作為項目，使教學內容更加適合工學結合的“教、學、做”一體的教學新模式。

在教學過程中，以真實的工作任務為載體設計教學過程，教、學、做相結合.以“教師引導性學習、學生自主性練習、師生共同研習”為主的“學、練、研”一體的教學模式，強化學生能力的培養。并積極組織學生參與社會實踐，到企業參觀實習，創造課堂教學與實習地點一體化的教學環境。

在教學實施過程中，融入職業資格認證標準，實施職業資格考試。將與中高級電工聯系緊密的電氣控制技能、低壓電器使用、電機性能測試、儀表使用等內容用“以證代考”的形式實施教學。

將實踐任務分“基礎+提高”兩部分，針對學生的不同層次，設置分層教學，讓每個學生在實踐中都有所得。

改變過去因內容過分偏重于基礎訓練，所以在方法和手段上很單調，主要以“模仿”為主。通過教師詳細講解、操作示范，學生不需主動思維和創新，只需“依樣畫葫蘆”。通過反復訓練學生硬件接線，熟能生巧，形成一定的基本技能。

在方法手段上，首先應增強課程實驗的開放性。但該課程以強電實驗為主，實驗安全要求較高，一定要加強教師的指導，確保學生的安全。

4.實施講、做、練、問、考、測等多元化的考核方法

依據多元化考核思想，制定了理論、實驗、設計、實習考核標準及細則，注重過程考核，形成平時、期中、期末三個階段性考核。并將理論考核、網絡在線考核、作業、課堂提問、教學考勤等因素考慮進去，因材施考，最終形成綜合成績。實踐考核改革了大鍋飯思想，根據不同學生不同情況制定了以“普通+激勵”為主的實踐考核方案。同時，技能考核借用社會考核，以證代考，提高學生在人才市場上的競爭力。

實踐證明，通過基于工作過程的改革措施后更加有利于提高學生的競爭意識和創新意識，使學生真正成為具有新技術應用能力的人才。

參考文獻：

[1]周奎.《電機與電氣控制》課程改革與實踐.機械職業教育.

[2]徐建俊.高職高專《電機與電氣控制》課程實踐教學改革的探索.淮安信息職業技術學院.

(作者單位：河北化工醫藥職業技術學院）