智能制造背景下高職電氣自動化技術專業課程體系構建

摘 要：隨著中國制造2025和智能制造時代的到來，對從事電氣自動化行業的需求越來越大。傳統的電氣自動化技術專業課程體系難以適應新時代的人才培養要求，為更好地培養出高素質高技能的人才，對現有高職電氣自動化技術專業課程體系進行分析，查找關鍵點，并對新課程體系的構建進行探索。從課程體系設置以及與之配套的實訓室建設等方面進行分析，從而使本專業的畢業生將來能夠更好的適應智能制造的發展。

關鍵詞：電氣自動化技術;課程體系;實訓室建設;智能制造

電氣自動化技術專業是一門和人們的日常生活以及工業生產密切相關的學科，小到一個負載的設計，大到在工業、農業、國防等領域中下發揮著越來越重要的作用。在中國制造2025和智能制造的背景下，需要大批該專業的高素質技術技能型人才。這就對高職電氣自動化技術專業學生也提出了新的要求，為了適應新形勢的發展，需要打破原有的專業課程體系，建設符合課程體系要求的實訓室等，從而使高職電氣自動化技術專業學生將來能夠得到更好的發展。

1 課程體系設置存在的問題

電氣自動化技術專業的畢業生相對而言是比較好找工作的，但是在工作中會出現后勁不足的現象。究其原因，是因為課程體系設計到專業的方面較散，像“撒胡椒面”一樣過于追求全面，從而缺乏對于某個主線的深入理解和學習。其次，課程整體的前后銜接不夠緊密，導致后面課程用到的知識前面沒有涉及到;或者前面出現了專業“斷頭課”的現象，其涉及到的內容后面的課程再也用不到，難以形成一個系統。再次，高職院校的教育有區別于本科的教學，高職學生對動手能力的要求比傳統本科要強，可是在技能訓練領域的課時量過少，不能滿足動手能力的訓練要求。最后，電氣自動化技術專業的課程以“電類課程”為主無可厚非，但是絕對不能只有這些課程，其他方面相關技術技能的培養也不能忽視。

總之，課程體系的構建要從職業崗位群中進行分析，找出典型工作任務，確定行動領域，把這些行動領域整合成課程體系。針對課程體系設置各種學習領域（即每門課程），最后針對具體的課程再進行學習情境的構建。因此，要構建新的符合時代要求的課程體系。

2 課程體系的構建分析

2.1 課程體系構建原則

第一，課程的設置需要符合行業背景。專業課老師要深入企業生產一線進行調研，了解當前技術工人需要掌握的知識技能，要把實際崗位所需的技能融入到課程情境當中。同時，聘請企業技能專家進入學校的專業委員會，負責提出寶貴意見和建議，確定本專業在校生畢業前要考取哪些技能證書，并幫助完善人才培養方案的修訂。

第二，課程設置需要突出重點。電氣自動化技術專業為培養工控人才起著至關重要的作用，其畢業的學生要熟練掌握兩種控制器的使用技能，即重點突出PLC技術和單片機技術。圍繞這兩種技術來打造整體課程的設置。這兩種技術基本含蓋了工控類的CPU，確定核心課程后開始拓展其他課程，如《變頻器技術》、《組態技術》、《電機控制技術》等。學生在學習這些課程之前必要的專業基礎課也是不可或缺的。

第三，課程設置需要加入更多的一體化課程。“教學做一體”的授課模式很適合傳授學生技術技能，比傳統的理論課+實驗課效果好很多。高職的學生理解能力本來就一般，想象力也不是很豐富。單一的理論授課比較抽象，學生會感覺枯燥無味，學起來沒有興趣，最終聽課結果是難以完全掌握技術要領。等到下節輪到上實驗課時，雖然能提升興趣，但是可能會忘記上節理論課講的步驟要點等，導致實驗進行不順利，嚴重的可能會引發很多安全問題。

第四，課程設置需要機電并存。工廠企業中有一句行話叫做：一個電工頂半個鉗工。意思是說，做電工的不能只懂電氣，還要會相應的機械知識，這樣才能稱得上一個合格的電工。生產一線的設備如果因電氣故障不能正常運行，電工來修理時一般是需要對機器外部進行拆裝的，這時很少會有專門的鉗工來配合，如果不懂得相關機械知識，就難以順利完成維修工作。

2.2 新課程體系構建分析

以天津某職業學院為例，傳統的電氣自動化技術課程主要包含：PLC控制技術、傳感器技術、單片機應用技術、自動控制技術、現場總線技術、C語言程序設計等，主要專業課程如表1所示。從表1中可以看出，兩種核心控制技術課時過少，包含內容范圍較大。例如，《PLC控制技術》包含：PLC基本指令，變頻技術，通信技術等，60學時顯得有點不夠用。可以考慮把變頻技術分出來單獨形成一門課，并把這門課和《電力電子技術》相融合，選取變頻需要的知識，其余的可以考慮刪除，因為《電力電子技術》這門課理論性太強，高職學生不能完全接受，就算能勉強聽懂，也不清楚到底能干什么用。類似這樣的問題，都應該在新的課程體系中解決。

單片機技術的學習分為：《單片機基礎》和《單片機接口技術》兩門課程。這兩門課程綜合了《C語言》、《傳感器技術》和《單片機及其接口技術》3門課程。目前，單片機的編程主要是用C語言，用匯編語言的已經很少了，但是《C語言》的學習主要是基于數學模型的編程，這可能會帶來兩個問題：其一，對于數學較差的高職學生來說比較抽象;其二，與單片機技術相差較遠。所以，我們大膽嘗試，新的《單片機基礎》課程內容講到接口技術之前，包括這門課所用到的C語言的基本指令知識，對于數學模型的C語言內容做了相應的刪除。《單片機接口技術》包括一部分傳感器技術的內容，只講和單片機相關的傳感器，其他的可以省略掉了。這樣提升了學習的效率，突出了單片機技術的核心地位。為了進一步提升這方面的知識技能，還可以加入一門專門用單片機設計制作小成品的課程。

PLC技術的學習分為：《PLC控制技術》、《工業網絡技術》、《變頻器技術》、《工業組態控制技術》等。同時配合技能訓練領域的4和5這兩門實訓課程，使學生打牢這項技術領域的基礎。在第五學期，對學生做一個關于PLC技術的綜合提升。《自動生產線安裝與調試》和《工業機器人技術》這兩門課程緊跟實際生產，即能提高學生學習興趣，又能提升技術本領，一舉兩得。

除以上兩種技術之外，學生綜合素質的提升也是課程體系中要考慮的因素。為順利進入工業物聯網時代做準備，《物聯網技術概論》這門課程是必須有的，了解物聯網相關知識，提升自身素質修養。《電子產品銷售務實》也是為鍛煉本專業畢業生的素質能力，使我們的畢業生不僅能夠設計生產產品，還能夠勝任下一環節的工作，使學習變成一個有機的整體。

3 實訓室建設策略分析

實訓室建設是保障整個課程體系順利執行的前提和必要保障，任何課程的實踐環節都要在實訓室進行，所以說實訓室和課程體系兩者相輔相成。以天津某職業院校為例，電氣自動化技術專業有些課程不是按照基于生產過程的方式講授的，究其原因一方面是教師本身不是來自生產一線的，另一方面是實訓室實驗器材設備等條件不是基于生產過程的。為了減少學校與企業的脫節，對于實訓室的建設勢在必行。

3.1 實訓室建設原則分析

實訓室總體規劃原則為：樓層自下而上，由易到難。讓學生感受到隨著自己能力的提升和學習難度的加深，在不斷攀升的過程。同時要求每個實訓室設備數量不少于20臺（套），盡量保證每位學生都有一臺實驗設備，至少每兩個人一臺，不能出現3個人甚至更多人一臺的情況。

專業帶頭人組織召開專業委員會研究對于實訓室建設的規劃，包括現有設備的改造和新設備的選擇。以PLC相關課程為例，首先需要有PLC實訓室。作為電氣自動化技術專業的核心主線，學生的硬件安裝和軟件調試能力都需要著重訓練。這就要求不僅要有專門練習編程的實驗設備，還要有重點練習硬件調試的訓練設備，更要有更高級的綜合的設備。專門針對編程的訓練可以采用把PLC和各種開關負載已經連接好的整體式設備;硬件調試可以采用網孔板的模式，所有PLC、變頻器、觸摸屏、開負載等都需要學生自己去安裝與調試;最后有綜合的訓練，采用自動化生產線實訓室的設備，訓練學生軟件編程、通信測試、伺服驅動、變頻技術、電路連接、氣動設計、機械安裝等綜合訓練，使學生基本掌握工控設備技能。

3.2 實驗設備指導書的編寫

目前，專門針對實驗設備編寫的教材幾乎沒有，這就需要每個實訓室組織專人針對每種實驗設備編寫詳細地指導書，根據人才培養方案不同層次和要求的學習可以采用不同的實驗項目，以PLC實訓室為例。基礎實驗項目有：LED數碼顯示控制、天塔之光模擬控制、直線運動控制系統、運料小車控制模擬、十字路口交通燈控制、三相異步電動機點動控制和自鎖控制、正反轉控制、三相異步電動機星/角降壓啟動控制等;提高實驗項目有：三層電梯控制系統的模擬、水塔水位控制模擬、裝配流水線的模擬控制、液體混合裝置控制的模擬、機械手動作的模擬、軋鋼機控制系統模擬、加工中心的模擬控制等;終極實驗項目有：S7-200的自動化通信網絡、PPI點對點網絡通信、MPI多點網絡通信、溫度PID實驗、直流電機調速實驗、步進電機運動控制、四層電梯控制系統的模擬等。這樣可以滿足不同培養目標的需要。

4 結論

要把任何一個專業建設成一流專業都不是一個簡單的過程，電氣自動化技術專業也如此。一流專業的前提是有符合時代發展的課程體系，課程體系的實施少不了專業的實訓室，這兩者緊密的聯系在一起。本文打破傳統的電氣自動化技術課程體系，對課程的整合、刪除和增加進行分析研究，大膽嘗試，提高學生學習效率和效果，值得研究和推廣。

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作者簡介：王治學（1983-），講師，電氣自動化技術專業學科帶頭人，主要從事電氣自動化方面的教學及研究工作。