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电气控制实训总结范文

浏览: 次    发布日期:2023-12-04

  高职院校的技能实训是学生实现将理论知识运用于生产实际的关键环节,是学生将来能够顺利走上工作岗位的有力保障,是对学生实施职业技能训练和职业素质培养的必备条件,也是体现高职教育工学相结合办学特色的有效手段。技能实训在整个高职教育体系中占有极为重要的地位。对于数控技术专业的学生来讲,实施技能实训也是提高就业竞争力的有效途径之一。经过多年深入数控技术专业机床电气技能实训的基础上,探索如何有效提升高职数控技术专业学生技能实训效果。

  遵循“行在先,知在后,知行相资”的规律,以“职业活动为导向”,强调“以能力为目标、以学生为主题、以素质为基础、以任务为载体、以实训为手段、理论和实践一体化”等要素,采用任务驱动的教学方法,根据实训目的,以小组为单位完成机床电气技能实训中的“电气控制柜布局的设计、安装”;“电路图的设计、连接和调试”;根据电机的正反转、交通灯系统、高铁轨枕预应力张拉控制系统的等不同项目要求,实现“PLC系统控制的设计及程序编制任务”。最终提交一份技能实训总结报告,包含实训进度表、实训内容、小组总结和个人总结等内容,培养学生的综合工程实训能力。

  学生在理论课堂上已经学习了与技能实训相关的各元器件的结构、功能、原理,但并未对其实施拆解,直观性不强,所以在实训前,先让学生进行各元器件的拆解,使学生先直观了解其结构、功能、原理及工作过程。再采用学生讨论与教师分析讲解相结合的方式,使学生更深入掌握其工作原理及工作过程。之后根据其实验目的让学生绘制电路图并实现其硬件连接。最后根据系统控制要求编制对的应控制程序并上传到PLC内,完成系统搭建与调试,实现系统自动化模拟控制,在完成要求功能基础上编写使用说明书与总结报告,最终完成技能实训。

  根据企业对职业技术人才的需求,以及对设备的安装、调试、使用和维护等岗位的职业技能要求,结合本次技能实训内容及特点,确定以下技能实训目标:

  能力目标:能在实践中调查研究、观察问题、分析问题和解决生产实际问题的能力。

  技能目标:能熟练使用斜口钳、剥皮钳、压线钳、电钻、钢锯、打号机等工具和正确使用可编程控制器,能够按行业标准,正确完成电气控制柜的设计、安装、调试。

  知识目标:理解机床电气控制在机床中的作用,了解在技能实训过程中使用的各元器件及可编程控制器的结构、功能、原理及工作过程。

  素质目标:加强学生在生产实际中的团结协作的能力、安全生产的意识,培养认真、严谨、细致的工作态度和吃苦耐劳的精神。

  通过此次技能实训的实施,给学生提供了更多的实践动手、接触实际的机会,进而提升了学生的综合职业素质,使学生能够适应当今社会对毕业生实际动手能力高的要求。对此我们也确定了技能实训的重点内容为电气控制柜的设计、安装、调试及使用方法。难点为过程控制、PLC系统控制的设计和相关程序的编制。

  教学情境:以加强学生的团队意识为目的,将学生分组,每组4-5人。同时选定一名组长,再由组长分别指派相应的设计员、接线员、材料管理员及秘书各一名,实现统一部署,协调工作。

  教学设备:每组分发电气控制柜一个、欧姆龙CP1E可编程控制器一台、交流接触器2个、热继电器一个、时间继电器2个、空气开关3个、标准35mm线平方导线红、黑、黄各一捆、线号管若干、万能表一个、工具箱一套及所需的各电器元件。如图1、图2所示。

  教学环境:本次技能实训在多媒体机床电气实验室展开,实验室配有机床电气实验台5台,可同时围坐5-7人,展开相关讨论及操作,同时配有FANUC数控车床、铣床及相关实验台各3台,如图3所示。

  教学资料:教研室针对本次技能实训编写了技能实训指导书作为教学过程的指导,以机床电气电路原理图(如图4所示)、机床的操作说明书、连接说明书、维修说明书、欧姆龙CP1E、欧姆龙CP1H指令参考手册、CPU操作手册、可编程控制器视频教学录像等内容作为教学过程的参考资料,以数控车床、数控铣床综合实验台为依托,结合现有机床电气控制系统深入学习,深刻体会机床电气控制在数控机床的作用。

  教学是教师的教与学生的学的统一,这种统一的实质就是交往。《基础教育课程改革纲要(试行)》指出:“教师在教学过程中应与学生积极互动,共同发展,要处理好传授知识与培养能力的关系。”师生的交往互动,是教学过程的本质属性。没有师生的交往互动,就不存在真正意义的教学。因此本次教学过程以教师提出问题,学生讨论分析问题,解决问题为横向教学过程;以告知任务、引导任务、分析任务、完成任务、总结分析任务为纵向教学过程。具体流程如图5所示。

  5.1 横向教学过程分析提出问题:提出问题的目的在于告知学生学习的目的,有目的学习往往能够有效提升学习效率,为此基于本次技能实训的综合实验任务提出以下几个问题:①机床电气控制在数控机床中的作用及怎样实现与机床系统之间信息传递?②机床电气控制的电路设计准则及注意事项有哪些?③可编程控制器的结构、原理、作用及使用方法有哪些?分析问题:讨论分析问题就是自我学习的过程,学生带着问题去学习能够很快进入角色,知道自己在学什么,应该怎去学习,能够显著提高教学效率。实训过程中,通过教师的引导使学生能够针对老师提出的问题积极讨论,最终每个人都能在理解的基础上得到一份自己的答案。这样一方面使学生对实训内容进行了预习、对教师提出的问题也深入的去理解了,另一方使教师在讲授过程中感到轻松。解决问题:解决问题就是一个归纳总结的过程。教师将学生在讨论阶段所涉及到的方方面面内容加以总结、提炼,最终实现问题的解决。教师在学生提交讨论结果后,经过归纳总结,告知学生在讨论过程中哪些知识点讨论的比较好,哪些知识点没有讨论到,哪些知识点讨论的结果是不科学的,同时帮助学生总结其原因,鼓励学生再接再厉,养成这种勇于探讨分析问题的精神。最终通过教师系统的讲解、分析、总结后将标准的答案公布于学生,使学生与之对比,完成教学任务。

  5.2 纵向教学过程分析告知任务:说明本次技能实训的教学任务,提出教学目标。引导任务与分析任务:由数控机床在实际中的广泛应用,引入数控机床电气控制并说明其作用及重要性,完成任务引导工作。通过对此次技能实训各任务设计的目的、要点、步骤以及在技能实训过程中可能遇到的相关问题的分析,完成对任务的分析工作。实现对学生自我学习的引导作用。完成任务:教师提出任务后,说明在完成任务过程中应注意的事项,如操作过程的协调性、安全性、分工合理性,并提出机床电气控制电路的设计准则、绘图标准等要求,让学生按要求完成技能实训任务。在这个环节,学生通过实际动手操作,能够深入理解机床电气各元器件的结构、功能、原理、工作过程及相互之间的连接方式等,实现理论知识与实际操作相结合,有效提高了学习效率和动手能力,为以后工作积累了经验。总结分析任务:在这一过程中学生要能够结合完成好的电气控制柜实物和电路原理图,说出三大综合实验的原理、目的、意义以及在此过程中的心得体会,并独立完成一份包含团队构成及分工、实训进度计划表、实训内容、个人总结及小组总结的技能实训总结报告,要求内容详细、格式统一。同时采用小组内自评和组间互评的方式,结合教师对学生在技能实训过程中的综合表现等作为评价本次技能实训学生的综合成绩,实现完成分析总结任务。在这个过程中,教师根据在技能实训过程中遇到的问题进行讲解和剖析,实现理论指导实践,同时教师还可以将实训中的元器件、结构框图、电路原理图等有机结合,进行分析讲解,实现实践验证理论这一过程。这样通过理论指导实践、实践验证理论这一方法,积极发挥了学生的主观能动性,大大提升了学生的学习兴趣,进而提高教学质量,使学生切身感受到学以致用。

  技能实训任务完成效果如图6、图7、图8所示。机床电气技能实训是实现将理论知识运用于生产实际;理论教学与实践教学相结合这一过程,使学生能够主动适应社会主义现代化建设需要,体现出高职教育最显著的的意义。

  教育部《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》提出:“要积极推行与生产劳动和社会实践相结合的学习模式,把工学结合作为专业人才培养模式改革的重要切入点,带动专业调整与建设,引导课程设置、教学内容和教学方法改革。”因此本文以机床电气技能实训为依托,探讨了怎样上好高职院校的技能实训课程,强调要在技能实训过程中采取与生产劳动和社会实践相结合的学习模式,以工学结合作为专业人才培养模式的重要切入点,引导课程设置、实现教学内容和教学方法的改革。这样有助于学生掌握基本职业技能、增强自身职业综合素质、巩固所学的知识,实现理论、技能、素质三位一体的教学模式,体现高职教育的办学特色。因此提升高职院校专业技能实训是符合社会对人才的需求,是实现学校把学生请得进来,送得出去的有效手段之一。

  [1]段渝波.有效提升中职学校机电专业课程教学质量的实践.中国职业技术教育.2010.17.32-34.

  [2]王振洪.高职院校工学结合与人模式存在的问题及其对策.中国职业技术教育.2010.18.75-77.

  [3]乔孟涛,焦昆,陈靖.基于文化视角的职业伦理教育模式的构建.中国职业技术教育.2010.18.67-69.

  [4]壮国桢.高职人才培养方案的优化设计――基于并行课程的视角.中国职业技术教育.210.17.7-9.

  根据机械自动化专业的建设,同时为适应新形势下工厂电气控制设备的教学,我们对工厂电气控制设备的相关内容重新进行了调整,重点加强了基础和实践内容的教学。在总结以前教学成果的基础上,关注工厂电气控制设备的发展状况,借鉴先进教学经验,对工厂电气控制设备的课程体系、知识结构、教学方法和实验手段进行了一系列改革与创新,注重教学质量,为培养高素质的复合型人才奠定了坚实的基础。

  为了使学生的理论水平与实践操作能力得到同步提高,培养学生的综合素质,在调整课程教学内容的基础上,我们进行了教学方法的改革。实施了项目化教学,建立了完善的考核机制。具体实施如下:

  将教学内容设计成:1.常用器件的认识与使用,2.典型线.常见线.机床电路的常见故障等四个教学项目,每个教学项目按照工作任务、学习内容和教学要求进行设计。

  与多家公司建有工厂电气控制设备校外实训基地,每年开展校外实习和顶岗工作等实践教学活动,校外实训基地有先进的实习实训设备和优秀的技术操作人员,能够现场指导学生进行实习工作,校外基地和校内实习基地技术和设备互补,共同完成教学任务。

  学校建有工厂电气控制设备实训基地,配有实训指导人员2名。能进行生产机械及其电气设备的构造原理及性能分析,电气设备的选择、安装、调试及典型控制线路的设计,常用机床电气控制电路的分析,典型线路的安装接线与调试及故障排除,有利于多媒体教学和教学过程的顺利完成。

  在学生的成绩中,不但要体现学生的知识水平,更要重视学生的学习能力、知识应用能力、对问题的分析及解决能力,和实际充足能力的考评。

  成绩的评定方式多样化,本课程以技术应用为前提,选取5个典型工作任务,根据完成工作任务的情况,全面考核学生对工厂电气控制设备的掌握情况,课程考核包括项目教学过程考核、项目教学报告书、学生自评成绩、综合测试成绩、学结成绩五部分。

  课程成绩=项目教学过程成绩*40%+项目报告书成绩*10%+学生自评成绩*20%+综合测试成绩*20%+学结成绩*10%

  考核成绩中,工作过程成绩占40%,体现能力和应用技术的培养,引导学生在工作过程注意过程的规范化和标准化,体现职业技能培养。

  每一个项目教学过程的评价按照质讯、分析、决策、计划、实施、评价6步进行,按照电气控制实际工程工作过程组织实施,按照五做要求进行评价。

  项目报告书是对项目执行过程的总结与评价,通过报告书的撰写使学生学会实际工作过程中的项目报告书、系统调试报告书、系统工作报告书和系统运行维护报告书的撰写能力。

  通过工厂电气控制设备教学的改革,使学生的理论联系实际的能力得到了很大的提高,培养了学生的综合实践能力和开拓创新精神,提高了综合素质,取得了显著成效。具体体现在以下几个方面:

  过去许多同学感到课程内容枯燥,理论晦涩难懂,很难掌握,采用了死记硬背,应付考试的学习方法。通过教学改革,学生认识到理论是严肃的也是丰富的,提高了学习课的兴趣。事实证明,带着问题来学习有很强的针对性,能促使学生主动的创造性的学习。

  改革了实验室管理模式,增加学生实践机会,制定了新的教学大纲,重新编制了项目教学指导书。对教学方法进行了改革,使学生分析问题和解决问题的能力有很大的提高。

  通过课程的学习,同学们深刻地感受到理论与实践相结合的重要性,懂得了理论来源于实践还要指导实践。教学方法改革之后,学生的思路开阔,知识融汇贯通,理论与实践的能力提高,动手能力极大提高。

  总之,经过几年不断对工厂电气控制设备课程进行的教学改革,使学生的理论知识与实际动手能力有了很大的提高,经过几年的实践及学生反馈的信息,证明是一种行之有效的办法。学生对教学改革有较强的参与意识,综合能力得以提高,在工作中具有较强的适应能力,深受用人单位欢迎。

  [1]王建平,徐萍.高职《机床电气控制》课程改革的几点建议.湖南省长沙航空职业技术学院,1998(5).

  《机床电气控制技术》是电气自动化和机电一体化专业的一门专业核心课程,在以往教学中一般是以理论为主、实践为辅,按照重理论、轻实践的教学模式设计课程的教学内容,教学质量不高,学生不能较好地解决实际问题,学习积极性难以调动,课程培养目标难以实现,未能达到技能培养的要求。因此,加强实践教学改革,是迫切需要解决的问题。

  要按照本课程专业能力培养目标,结合国家职业资格鉴定中、高级维修电工职业标准中岗位职业能力的要求,构建“一条主线、两个模块、四个层次”的实践教学体系。一条主线是指全部教学过程贯穿与生产实际相结合。两个模块是指按照渐进性、先进性原则将实践教学分为两个模块,一是基础模块,用于训练基本操作技能,形成基本专业实践能力;二是创新模块,主要根据素质教育的要求,培养学生一定的创新精神和创新能力。两个模块的内容要统一规划,相互补充,形成一个有机的整体。四个层次是指按实训任务确定每一模块的教学内容。第一层次是基本实验(培养基本技能),在课内边讲边练,主要包括电器元件的认识、选型、检测、安装和机床控制线路基本环节等实验内容的训练,在实验教学中,既要严格按照“6S”管理训练学生完成从理论知识到实践知识的转化,又要在实践中反复训练学生使用工具、仪器、接线等方面的职业素质与操作规范性,形成良好的实践操作能力,为维修电工的实践考核奠定基础。第二层次是专业实训周教学(培养专项技能),以典型机床电气技能实训考核鉴定装置作为实训工具,内容包括典型机床控制电路原理分析、模拟故障现象分析、故障检测与排除、调试与维护等,通过实训,要求学生能正确对机床故障现象进行调查研究,在电气控制线路图上分析产生故障的原因,编写简明故障检修计划,能熟练运用仪器仪表找出故障点并排除故障,经试车使机床各项功能恢复,并撰写实训报告与总结,从而具备机床电气控制线路故障检修、调试与维护的能力。第三层次是课程设计教学(培养综合技能),要求学生按照教师提出的原则性要求对普通机床电气控制系统进行PLC改造,在教师指导下拟定改造计划,进行初步设计,将设计后的方案在PLC实训室进行设计验证,对方案进行修订,最后根据方案列出选购元器件清单,然后进行硬件连接、软硬件调试。第四层次是到企业进行顶岗实习、毕业实训等(培养综合应用能力),以进一步提高学生对机床电气控制系统的综合应用能力。通过系统性、渐进性的训练,使学生既能掌握必要的技能,又能在此基础上,运用所学专业知识,综合解决生产实际问题,对培养学生的专业技术能力、创新精神有较好的效果。

  根据教育部高等教育司《高等学校教学管理要点》文件的精神,“各种实践教学环节都要制定教学大纲和计划,严格考核”。365wm完美体育官网依据课程标准,应从课程的实际及教学规律出发,以培养学生学会典型机床控制系统功能原理分析、故障检修、设备维护,掌握电气设备控制系统运行与维护的基本技能和相关理论知识,能完成本专业相关岗位的工作任务,具备从事企业电气设备控制系统的安装、调试、运行、维护、技术改造等基本职业能力为目标,科学合理地制定教学计划,完善实践教学大纲,丰富实践教学内容,保证实践教学有目的、有计划、有步骤地实施,让学生实践技能训练不断线,确实提高学生的实践技能。

  要引入职业技能鉴定,推行职业资格证书制度,将实践教学内容与中、高级维修电工职业技能鉴定相结合,整合优化技能训练项目内容,培养出既有学历证书,又有职业资格证书的高素质、高技能人才。技能训练项目内容如下页表1所示。

  按照基本技能训练内容对学生进行技能强化训练,要求学生根据提供的线路图,按照安全规范要求,正确利用工具和仪表,熟练完成电气元件安装、线路安装、通电调试,而且对调试或运行中出现的故障应能独立分析处理。经过强化训练后,及时安排学生进行维修电工考证,严格按照维修电工职业技能鉴定标准与要求进行考核,经真刀真枪的实践操作,教师可以及时了解学生对该项目的掌握情况,学生通过考证也可检验自己哪些基本技能还没掌握好,以便及时补上。

  突出实践技能的培养 专业动手能力的培养是多方面,要根据不同的项目,确定不同的要求。对机电一体化技术专业的学生,可着重进行以下几个方面能力的培养:(1)基本操作技能。要求掌握常用电工仪器仪表和工具以及安全用电与操作知识;会识读电气原理图、电气安装图、低压配电线路图;会根据负载合理选用常用低压控制电气和导线;能熟练掌握机床控制电路基本环节的安装配线)专项技能。要求掌握普通机床电气控制线路安装、调试、故障检修、安全检查与维护知识,具备典型机床电气控制线路故障检修、调试与设备维护的能力。(3)综合技能。要求学生能根据所学专业知识对普通机床电气控制系统进行PLC技术改造,掌握硬件连接和硬软件调试的方法与技巧。在实训过程中要求人人动手,独立完成,培养学生的独立自主性和创造性。

  挖掘潜力 提高兴趣 可将每班学生分成几个组,分别指导他们查找有关资料和手册,在完成给定课题任务的基础上,鼓励学生开拓思路,充分挖掘潜力,各组自行设计控制电路,或有意在安装电机时设置故障(需教师把关),然后各组交换进行安装和故障检查,这样不仅可提高学生的学习兴趣,还可增强他们分析问题、解决问题的能力。

  互帮互助 共同提高 由于班级学生的个人实践操作能力和综合技能有强有弱,在分组时可有意将他们搭配开,以强带弱,在教师的指导下,通过学生之间的交流,取长补短,共同提高。实训室全天开放,指导教师、班干部和实训组长各负其责,个别能力较低的学生可利用课余时间进行补课,进一步巩固和消化。

  本课程注重培养学生解决实际问题的能力,因此应以考核学生的综合运用能力为宜。以完成实训任务的质量为考核标准,采用学生、教师共同参与评价,过程考核与结果考核相结合的方法。针对每个实训任务的评价,采用过程考核方式,实训结束后进行理论实践一体化的结果考核,考核采用实践与理论相结合的方式,实训总成绩由出勤及实训报告、技能考核、理论考核三部分组成。分数比例按106030分配。技能分数宜以 36 分为合格,理论分数宜以18 分为合格,如果有一项达不到要求,视为成绩不合格。

  理论考核 理论考核占30%,可与技能考核同时进行,考核内容为提出实训中出现的实际问题,让学生自己结合理论分析解答。例如,操作X62W万能铣床,在进行主轴电机变速冲动时,按下变速冲动按钮如时间过长,松开按钮后主轴电机由点动变为常动,对此故障原因进行分析;通过控制电路的故障排查,最快、最准确地分析出故障点的位置;通过给出的课题尽快地设计出合格的电气控制电路等。

  技能考核 技能考核占60%,考核的主要内容是将实训中的全部内容分成若干个单元,每个学生以抽签的形式,在规定的时间内独立完成自己的任务。教师可根据每个学生不同的任务,制定评分标准,着重从操作技能的完成情况、职业素质与操作规范执行情况、现场的布置情况、工作态度、团队协作精神等方面当场打分,这样可使学生在心理素质、分析问题解决问题能力、安全文明规程执行等几个方面得到进一步的提高。

  出勤及实训报告 出勤及实训报告占10%,出勤由班组长负责,每天认真记录,最后汇总。实训报告由每个学生根据实训中出现的一些实际问题进行分析、讨论,最后得出总结和体会。

  实训考核每一单元都应有成绩评定,根据“各单元成绩×权值”进行综合,作为操作技能过程考核成绩。

  教学实践表明,新的实践教学体系、内容、实训方法和实践考核方式是成功的,它激发了学生学习的积极性和主动性,学生的实践能力和职业能力得到了明显提高。

  [1]黄娟花.《机床电气控制技术》项目教学环境下的学生差异性[J].中国科教创新导刊,2011(35).

  [2]吴浪武,邹时华.浅谈《机床电气控制技术》课程教学方法[J].南昌高专学报,2011(2).

  [3]彭丽.浅谈《机床电气控制技术》课程教学新模式[J].当代教育论坛(教学研究),2010(9).

  [4]廖申学.浅谈任务驱动教学法在《机床电气控制技术》教学中的应用[J].时代教育,2010(7).

  [5]蔡少权,苏桂文.《机床电气控制》课程教学改革[J].中国校外教育,2009(S1).

  笔者一直以来教授电气控制类课程,以《电气控制与PLC应用》课程为例,既要讲授基础的电气控制线路,又要兼顾系统的PLC知识,在96个课时中难以面面俱到,甚至容易顾此失彼。鉴于此,计算机控制技术专业调整人才培养方案将加大该课程的课时量,分成《电气设备装配与维护》与《PLC应用系统设计》两门课程授课。[1]电气控制课程传统的教学方法是先在课堂上对学生进行理论知识的讲解,然后安排到实训室进行实践环节的教学。由于理论知识的枯燥性,学生的学习兴趣不高,理解不够深刻,课堂教学效果不够理想。这结果导致了学生对知识点的掌握达不到教学预期的目的,也导致了学生在实践过程中出现理论与实践脱节的现象,导致在实际操作时仍然“有些迷惘,不知从何下手”。长期如此,学生当初对课程的热情终将磨灭。此类课程乃专业基础课程,如不正确对待,将会影响后续课程学习效果。因此,教学方法急需调整。

  要保持学生对课程的热情,该课程必须采用在实训室进行教学做一体化的授课方式。[2]譬如,接触器的主触头与辅助接点在原理图与接线图的区分问题。在以前的教学中,很多学生对两类触头或接点总要问老师:“主触头找到了,辅助接点在哪里呢?”其实,这暴露出他们没有真正理解电气原理图与电气接线图的区别。前者只用来说明工作原理而不反映电气元件的实际位置,而后者恰恰相反,它反映出各元件实际接线的位置而淡化电气原理。在教做一体化的实训室授课就不存在这样的问题。笔者的经验是拿出一个废旧的接触器作为道具,当场拆开,实施解剖。哪里是主触头,哪里是辅助接点?一目了然。接触器结构、动作原理以及电气原理图与接线图的区别均能一块讲解,事半功倍。当然,仅讲授还不够,还应该在实际操作时重点强调。有感于此,笔者吸取几年来教授该类课程的经验,设计了简易电气控制柜供学生实操时使用。如图1所示。

  一柜两面布置一致,180度对称,每面单门,分上下两部分。上半部分:电气控制线路;A处:安装电源总开关,三相四线孔插座;B处:安装断路器、接触器、热继电器、控制变压器、中间继电器、时间继电器、熔断器座、行程开关、线槽等低压电器;C处:进出线的端子排。

  此电气控制柜结构简单,分上下两部分。上半部分仅安装了若干导轨及线槽,门上预先打好若干个孔方便安装指示灯及按钮,设计意图是让学生按实训要求像搭积木一样自行安装电气元件完成电气控制接线,包括在课程初期所使用电源进线的制作,全部由学生DIY完成。下半部分为预留位置,可挂装装有PLC、开关电源、中间继电器的网孔板,方便日后PLC的教学及毕业设计的开展。

  该电气控制柜共制作30台,可供60名学生同时使用,在课程教学中一直使用。

  以真实的电气设备为实际情境,本课程设置三大项目,循序渐近,由易到难,如图2所示。每一项目教学的最后进行整套电气控制线路的安装与调试,综合性与难度逐增,有效地巩固和锻炼了学生动手能力与理解能力。三个项目依次是CW6163B型卧式车床电气控制线型滚齿机电气控制线A仪用螺杆空压机电气控制线路安装与调试。项目一包括直接启动控制线路、点动控制线路、具有过载保护的长动控制线路、多地启停控制线路等常用的基本控制线]该项目的教学必须放慢节拍,因为学生的理解能力、对接线工艺的掌握及耐心的培养均完成于此阶段。教师除了耐心讲授、悉心指导之外,还必须在学生实操的过程中“多走动”,主动观察学生的练习情况,及早发现问题并及时作总结性讲解,最后还要严格打分,指出问题,直至各组完成任务为止。课程改革初期,有个别组在上课期间未能完成实训任务,于是要求该组在课余时间来实训室进行补做,教师在课余时间仍然过来指导,目的是让学生知道老师非常重视他们,也要让学生领悟“今日事今日毕”的道理,日后走上工作岗位也应积极上进,提高效率。项目二包括顺序控制线路、点动长动混合控制线路、正反转控制线路、位置控制线路、自动往返控制线路等,综合性增强。项目三综合性强、难度大、涉及知识面广、接线复杂程度高,在这一项目教学中适当进行扩展,侧重于中间继电器、时间继电器的应用,它包括单只按钮控制电动机启停线路、中间继电器实现顺序控制线路、半波整流能耗制动控制线路、全波整流能耗制动控制线、Y-Δ降压启动控制线路。

  1.前紧后松,以学生为中心,授课逐渐轻松。每个班级学生按2人一组进行分配,分配原则最为简单,即按全班学生出生年月日排序,不接受友情组合,因为这不利于整体素质的提高。课程的前一、二个项目老师示范,之后的实训练习必须对学生从严要求,严格把关。目的在于让学生从一开始养成良好的工作习惯。从电气元件选用、安装、布局、接线工艺、调试步骤、功能各个环节严格要求,务求每组出精品。在学生练习的过程中,老师“密集巡逻”,遇见不规范的现象及时制止并要求立即整改,直至该组学生完成并达标为止,最后严格打分,如表1。学生们耐心地接受了极大的考验,压力之下效果显著。

  刚开始实施阶段上课确实很辛苦,但是当学生们养成习惯,能力逐渐提高之后,老师逐渐轻松,以学生中心实施教学。老师可退居“幕后”进行点拨与监督,在整个课程的教学过程中坚持从严打分,与课程实施初期一样,千万不可乱了阵脚,不能有丝毫懈怠。

  2.以实践验真知。学生分好几类,其中有一类学生喜欢独树一帜,这并不是坏事,我们需要能够独立思考的学生。为什么要用老师“规定”的方法来接线呢?我鼓励同学按自己的方法来做,但是一定与老师讲授的方法进行对比。结果,很多同学实训完成后发现老师讲授的方法确实是最有效的,因为这是前人总结的宝贵财富。于是学生们下次练习时不会直接提出说用自己方法来做,而是在心里面比较一下老师讲授的方法与自己的方法,择优从之。这便是“实践出真知”,规定动作与自选动作并存,并不磨灭学生的创造性。

  3.注重工程素质的培养。对于高职的学生,应注重安装、调试、维修工程素质的培养。[4]在本课程改革过程中,笔者十分注重培养学生在装调电气设备发现问题时,使其做到思维清晰、有步骤,讲究方法、果敢从容。譬如,在完成电气控制接线后进行调试时,应严格以下步骤。[5]首先进行“无电无载”检测(不接电源进线及电动机),利用万用表电阻档,主要目的是防止主回路或控制电路的短路。步骤是先检查主电路:合上总开关,按下接触器。再检查控制电路:仔细检查每一条可能的控制回路。其次进行“有电无载”检测(仍不接电动机),接入交流进线利用试电笔与万用表交流电压档。步骤是合上总开关,用试电笔检查从电源进线侧开始的每相电路的每一个接线处。操作按钮检查功能,观察接触器吸合的现象,看功能是否达到了预期。功能若正确,检查端子排电动机接线处是否有电,并测试每两相的电压是否为380V。最后确认前两步完成并无误后,断电接入电动机进行带载试运行。严格按流程进行调试,各组学生完成各任务的成功率逐渐提高。常出现的接线方面的问题有熔断器损坏、端子接触不良、导线接头未接好,工艺方面问题有露铜过长、压接导线绝缘皮、走线未垂直入槽、未按电流流向走线(上进下出)、同一端子压接多于2条线,功能方面问题有常开、常闭接点混淆,接触线圈连接短路等。

  以实际电气设备工作项目,努力营造真实的工作情境,运用前紧后松的以学生为中心的教学方法,注重培养学生果敢从容解决问题的工程素养,既能吸引学生的注意力、提高学习兴趣,又能锻炼学生独立解决问题的能力。在整个课改实施的过程中,教师扮演角色是多方面的。在课程初期,必须勤于督促;在学生掌握了基本技能之后,这时教师又应该“懒惰”一点,留点空间给学生们独立思考。当然,共性的问题必须及时讲解总结。

  学期末对学生在“对本课程的喜欢程度”、“教师课堂教学效果”、“本课程对你的动手能力提高程度”、“通过本课程你学习到的知识”等方面进行了班级调查,如表2所示,不满意的学生比例为0%,各项指示均比改革前有了较大的提升。

  [1]武艳.基于项目式教学的电气控制与PLC技术课程改革的实践[J].高等函授学报(自然科学版),2012,25(6).

  [2]李树元,孟玉茹.电气设备控制与检修[M].北京:中国电力出版社,2009.

  [4]朱媛.基于学生创新素质培养的《机床电气控制与PLC》课程改革研究[J].安徽电子信息职业技术学院学报,2009.

  《机床电气控制技术》是职业学校电气运行与控制技术专业的一门核心课程。本学习领域与电机控制、电机设备安装与维护、电气控制与PLC、机电设备安装与维修等学习领域有着紧密的联系。学生在掌握了“电工电子技术应用”和“电机设备安装与维护”等之后,为机床电气控制课程的学习奠定了良好的基础,学习课程掌握了机床电气控制之后,既可完全用于后续课程PLC以及相关课程项目设计之中,又使学生毕业后能够胜任机床电路维修工相关岗位的工作,还为学生通过维修电工鉴定的职业资格认证起到了支撑作用。正是由于这些原因,机床电气控制技术学习领域在电气运行与控制专业人才的培养计划中处于核心地位。

  《机床电气控制技术》课程,是以就业为导向,以能力为本位、以职业实践为主线、以项目教学为主体的原则进行设计。教学模式不是以经验、解释或理论研究为主,而是以掌握机床电气控制技术的实践技能为目的,以工学结合为教学主导方向,按照实际工作岗位能力设计具体工作任务,通过完成学习情境的过程来学习相关知识和掌握能力。本课程共设三个专业教学项目,内含七个子任务:常用低压电器的认识与应用(常用低压电器的认识与应用);继电器-接触器控制电路的安装(单向启动控制电气线路的安装、双重联锁正反转控制线路的安装、控制电路典型控制环节的安装与调试);常用机床的电气控制(CA6140车床电气控制、T68卧式镗床电气控制、X62W万能铣床电气控制)。每个学习项目紧扣知识培养目标和能力培养目标,突出以能力培养为目标,以适应职业岗位需要为准绳,遵循做中学,学中做,加强实用性教学,培养理论够用、技能过硬、综合素质较好的应用型人才。

  本课程的教学目标是:使学生掌握目前工业主要应用的三相异步电动机及常用机床电气控制的基本知识;掌握以电动机、机床为控制对象的生产机械的电气控制原理、常用机床的电气控制线路及其分析方法;培养解决生产实际电气控制一般问题的能力;为有关课程打下基础,使学生的全面素质得到提高,职业道德观、安全生产意识得到加强。

  (1)通过理实一体化课堂学习,使学生获得较强的实践动手能力并具备必要的基本知识,具有一定的资料收集整理能力,制定、实施工作计划和自我学习的能力;

  (2)通过该课程各项实践技能的训练,使学生经历基本的工程技术工作过程,学会使用相关工具从事生产实践,形成尊重科学、实事求是、与时俱进、服务未来的科学态度;

  (3)通过对机床电气控制技术知识的学习和领会,以及教学实训过程中创新方法的训练,培养学生提出问题、独立分析问题、解决问题和技术创新的能力,使学生养成良好的思维习惯,掌握基本的思考与设计的方法,在未来的工作中敢于创新、善于创新;

  (4)在技能训练中,注意培养爱护工具和设备、安全文明生产的好习惯,严格执行电工安全操作规程。

  (1)掌握各种电器元件的基本原理、技术参数,具备能够根据需要正确选择的能力

  (4)具备能够根据给定电气控制原理图进行电气接线)具备能熟练使用万用表进行低压电气控制电路故障排查的能力

  上述三个层面的目标相互渗透、有机联系,共同构成机床电器控制技术课程的培养目标。在具体的教学活动中,要引导学生在应用机床电气控制技术的过程中,实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等不同层面职业素养的综合提升和协调发展。

  (1)项目分析引导法―从项目入手,分析所要完成的任务,从知识和操作技能开始进行引导,学时容易理解,效果较好。

  (2)任务驱动法―要实现具体的任务,学时应该怎样一步步地完成任务,促使学时思考问题,制定实施计划;

  (3)“教、学、做”引导法―通过教师的示范、学生实训及教师指导相结合帮助学生提高实训技能,并在实训中掌握理论知识。

  (4)互相协作问答法―小组成员针对实训中出现的难题进行讨论协商,最后得出结论,提高学生解决问题的能力。

  (5)调试分析讨论法―对控制系统调试过程中出现的故障进行分析讨论,总结经验,为以后实训打下基础。

  (6)评价反馈法―教师评价学生做的实训,及时把意见反馈给学生,让学生从实训中能吸取经验教训。

  (7)技能竞赛奖励法―通过大赛来激励学生学习的热情,加深对理论知识的理解与巩固。

  (8)自主学习法―通过网络和教学录像等内容,让学生进行自主型的学习及研究,最好能把图像、二维和三维动画、音频、视频等表现形式集为一体,强调课程教学改革的突破与创新。

  实验过程中应给予学生足够的时间,让学生能在教师带领下逐步由会使用,转变为会分析,会自己排除故障。在实验中一旦发生问题或出现错误,能自己解决、纠正。

  在教学过程采用资讯、计划、决策、实施、检查和评价来组织教学,建立工作任务、理论知识和操作技能的联系,使学生在做中学,学中做,从传统的教学模式中解放出来,有机会动脑解决项目实施中出现的各种问题,培养学生分析问题、解决问题的能力。

  本课程对学生的评价应做到理论考核与实践考核相结合,学习形成性评价和终结性评价相结合,强化学生综合实践能力考核,也要对学生在工作过程中的各环节进行考核,使对学生的评价公正、准确。建议采用任务考评与课程考评结合的办法,强调任务考评的重要性。任务考评占60%,课程考评占40%。

  (1)本课程教学过程以学生为主体,因此考核以形成性考核为主,重在考查学生在工作任务重表现出来的能力,在原有平时成绩(考勤、课堂纪律、回答问题、完成作业)的基础上,增加对学生完成项目的过程和结果的评价。

  (2)期末设置期末考试,对课程重要的知识和能力进行综合性考核,重在考察运用知识解决实际问题的能力。

  针对电气运行及控制的行业特点,学校与行业共同构建了真实职业训练环境构成的实践教学体系。其中相关教学环境如下:

  《电机与电气控制技术》课程是我院机电一体化、数控技术及相关专业的一门重要的专业基础课,在三个核心能力培养中处于重要地位。该门课程具有很强的实践性,与企业生产实际联系密切,在专业课程体系中具有承上启下的作用。传统教学方法实践环节滞后于理论教学,理论与实践脱节,无法调动学生的学习积极性和主动性,无法满足职业教育岗位群的要求。根据该课程的学科特点,笔者就项目教学法在《电机与电气控制技术》教学中的应用进行了初步的尝试,取得了一定的效果。

  项目教学法是通过实施一个完整的工作项目而进行学习的教学方法。学生在教师指导下以小组分工合作的形式完成项目任务,它将实践项目贯穿于教学的始终。在教师的引导下,学生按照实际工作过程以小组为单位进行收集信息、制定计划、设计方案,通过分析讨论、决策实施、总结评价,最后形成项目报告。通过项目的实施,培养学生的动手能力,分析问题和解决问题的能力及团队协作精神和创新意识。

  依据专业培养目标及维修电工职业资格要求,以必需够用为原则。(1)项目选取难度要适中,有一定的弹性和梯度,由浅入深逐步递进。为此在每个项目中安排了三到四个具有一定梯度的学习任务,根据学生实际情况选取2-3个实施。(2) 项目的设计要切实可行。要充分考虑学院现有教学设施设备及学生实际情况,在内容选取上尽量采用同学们感兴趣的工程实例,同时要考虑项目教学的成本,使教学实施切实可行。(3)项目内容紧密联系工程实际,尽量从企业生产实际中选取项目内容,力求反映新技术在项目中的具体应用。

  在每个项目实施前,教师通过任务书和引导文向学生布置项目任务,使学生明确项目任务应知应会的知识目标、技能目标、素质目标和要求。然后通过PPT、动画、视频、实物等讲解本项目相关理论知识,引导学生自主学习,最后提出技能训练的要求和目标、内容及评分标准,让学生有目的地去学习、实践和自我评价。

  各小组领取任务后查阅项目相关的资料,分析制定项目实施计划,经过教师审核后以分工合作的形式进行项目的实施。教师对项目的实施过程进行动态管理并发挥指导作用, 及时了解各小组项目实施进展情况和存在的问题, 有针对性的给学生加以指导和帮助,引导学生寻找解决问题的方法,培养他们独立工作的能力。例:CA6140车床项目教学实施过程

  了解CA6140车床的结构、运动形式、控制要求、动作过程,能正确分析CA6140车床主电路和控制电路电气控制原理;列写CA6140车床电气控制元器件;能正确安装调试CA6140车床控制电路;掌握机床检修常用的方法和步骤,并能正确排除常见故障。

  (2)、学生查阅相关教学资料、电工手册、阅读电气说明书及图书资料等,绘出控制电路图,编制操作说明书,列写元器件清单并对元器件进行检测。教师审核并提出修改意见。

  (3)、学生按小组在实训室亚龙电工操作台及CA6140车床电气控制挂板上进行机床电气控制电路的安装调试及维修实训操作,小组成员之间分工合作共同完成项目任务。安装完毕后学生自查、小组互查、经老师检查无误后方可通电试车。小组讨论问题。学生当老师,小组之间相互PK。各小组选一名能力强的同学进行讲解,小组之间互相提问,你问我答。

  (4)、教师总结讲评。一是学生对车床知识点掌握情况的讲评。点评各小组对CA6140车床的电气原理图掌握及理解情况;二是学生操作技能表现讲评。根据各小组在安装调试及通电试车反映出的问题进行点评;三是学生创新思维能力讲评;四是学生团结协作能力讲评。

  项目任务完成后,学生进行成果展示并填写工作任务单,撰写总结报告。项目评价采用学生自评、小组互评和老师评价三级评价方式。老师评价根据现场操作、回答问题、项目完成情况及提交总结报告等。学生掌握基本知识点及项目总结报告占30%,项目完成情况及在实施项目过程中动手能力、分析解决问题的能力占50%。学习态度、团队协作精神及创新意识等基本素质占20%,汇总为项目得分。教师对项目完成情况进行总评。

  项目教学实现了三个中心的转变:(1)将以课本为中心转变为以“项目任务”为中心,学生个个参与,人人动手,变要我学为我要学,调动了学生的学习积极性和主动性,有利于培养学生分析和解决问题的能力、动手能力及团队合作精神,养成一种积极、主动、合作探究的学习习惯;(2)将以教师为中心转变为以学生为中心,突出了学生的主体地位。(3)将以教室为中心转变为以实训车间和实际经验为中心,以传授知识为主转变为以培养能力形成技能为主。项目教学实现“教、学、做一体化”,让学生记忆深刻,知识和技能掌握得更加牢固,有利于学生职业能力的培养,也有利于教师向“双师型”教师的转化。

  一是没有合适的项目教材,项目课程开发难度大。二是缺少具有企业实践经验和工程经历的“双师型”教师队伍。三是实训场地及实训设备投入大,经费不足,有些设备价格较贵。四是项目教学成本较高,只适合于小班教学,耗材消耗大,对教学资源的占用率较高。五是教学组织难度大,对教师的教学能力和素质要求较高。这些问题会直接影响项目教学的顺利实施,有待于今后教学中进一步的探讨。

  [1]兰新武 . 项目教学法在机床电气控制课程中的实践 职业技术,2008. 09.

  [2]吴玺玫 . 高职教育项目教学法的实践与探索 . 中国成人教育,2011. 8.

  一台电冰箱整机的电气控制电路图,它的位置贴在冰箱后的背面或者是贴在冷藏箱门的里面,打开箱门就能看见,能看见电路元件的连接,连接导线的颜色,其电路图看起来比较简单、粗略,具体详细的电路就没有了,只能再查找其它的资料。单从表面上看其实际电路往往是看不到的,在改装或维修电气控制系统时往往都比较困难,但作为一名制冷维修工又必须要掌握的基本识图技能才能根据故障现象进行电气电路的维修,因此针对制冷维修工技术的要求,进行电气控制实训教学是个难点。

  目前家用电冰箱的规格、种类繁多,不同类型的家用电冰箱所用的电气控制形式也不一样,学生要想在学校课堂内有限的时间内把各种形式电冰箱的电气控制系统都熟识是不可能的,也是不现实的。

  一般的中等职业学校的实训条件也很难具备如此繁多的规格和种类,因此,学生首先懂得把电冰箱最基本的控制线路进行分析与检修,再弄清几种代表性整机电气控制系统来龙去脉,其次弄懂基本电气控制的原理和故障现象的分析与检修,在此基础上再进一步加深认识就基本上达到了实训教学的目的。

  电气控制实训教学的各个环节直接影响到教学效果和实训质量,现就家用电冰箱整机电气控制系统实训的教学,谈谈具体实训教学环节的几点做法:

  冰箱电气控制系统的实训要求知识性和实践性都很强,实训教学与理论课教学不同,它不仅需要有场地,还需要有实训设备,才能完成实训教学所要求的操作任务。如果每人用一套设备,对个人来说,实际操作时间虽多,但受个人智慧和能力的限制,实训教学的效率和质量却不一定好;进行分组教学,每组使用一套设备,就能发挥小组集体智慧和能力优势,同时还能保证实训的效率和质量。在分组时,教师应根据学生平时的学习成绩、动手操作能力、性格诸方面的差异,以4-6人为一组进行平均搭配,尽可能使每个小组处于同一个水平、具有同样的竞争力,将同一班级的学生分成若干个最优化的合作学习小组,每个小组内设立组长、记录员、资料员、发言人等各一名,采用轮班制,确定每个成员的职责,明确每个成员的任务。如组长负责组织、开展小组合作学习活动,资料员负责搜集学习资料,记录员负责记录本组的意见和观点,合作学习活动发言人负责代表小组汇报小组合作学习成果。

  在实训本课题前,首先要让学生通过多种渠道去了解家用电冰箱的实际电路究竟是怎样的,通过观察、寻找、拆卸等方式,根据需要也可以指导学生到商场去收集一些相关资料。经过本人多年带电冰箱实训教学的经验,感到要培养学生的学习兴趣、动手能力要一步一个脚印,从基本的基本技能开始,要让他们感受到从易到难、从简到繁、从直观到隐藏来安排实训内容,甚至哪怕是一扎线的接头、导线的连接开始,千万不能让学生过快接触到比较难于完成实训效果的实习,同时也练习了识图、读图能力,为电气控制系统出现故障进行维修做好准备。如果直接就给一台电冰箱让学生进行电气控制的实习,学生根本无从下手。所以我会先让学生进行电冰箱基本电气控制系统接线的模拟接线,从一个个基本单元电路(具体部件电路)开始,让学生在比较直观的、看得见的条件下让学生去识图、读图再到接线、检测、检修等实际操作,边说边操作,眼到手到思想到,这个电路都学会了再进行下一个电路,按部就班的完成整机电气控制电路的实训,这样就很容易使学生获得成功感。如果直接给学生一台整机电冰箱进行实训,无论老师怎样去描述实习步骤,他们也将不知道要从那里入手,反而学生的成功感、学习的兴趣、动手的积极性就不能得到提高。

  经过直观的、反复多次的模拟练习熟识后,就可以让学生由浅入深地接触电冰箱实际电路的接线和检测、维修。

  首先从外面可以看得见的冰箱启动保护装置开始实习。指导学生参照模拟练习的情况认真观察启动保护装置各元器件的接线情况;实际测量各元器件的参数,要求学生对所看到的情况、测量的数据进行记录、比较、分析;自己再动手操作一遍,进行检查核准。

  其次是冰箱内部的温度控制和照明电路。这两部分电路虽然元器件比较少,温度控制电路只有一个温控器,照明电路有一盏灯和一个门开关,但是,线路的连接就由能看得见变为看不见了。这时教师不好好引导的话,学生很容易被困难吓倒,以后的环节就比较困难了,因此,教师必须引导学生怎样从辨别导线颜色开始,区分导线的进出连接的点(器件);然后再用万用表去测量进、出线的连接情况等,由表及里,循序渐进。

  最为关键的一步,定时化霜控制和风扇控制电路。这两部分用到的元器件相对比较多,线路连接也比较复杂,甚至有部分的零部件放在冰箱外部(部分机型)。如果学生没有进行过模拟电路接线训练的话,一接触就是实际电路,他们真是不知从何处入手,学生就很容易被一条条的连接线弄得晕头转向,什么的兴趣都没有了,掌握这方面的技能是最为关键的。要耐心地指导,教会学生凡事都要遵从规律、看清楚、做好记录、慢慢理顺,把具体电路进行分解,如:定时化霜电路可以分解为定时器部分、化霜温控部分和加热熔霜部分;风扇控制电路是由风扇电机和双联门开关电路组成。最为关键的是定时化霜电路的理解,如果把化霜定时器的接线弄清弄楚,其他元器件的接线就迎韧而解,主要电路部分弄清楚了,一些其它的加热防冻电路就变得简单多了。这些电路要么单独直接并接到主电路上,或几路并接在一起后再连接到主电路上,通过对各个部分逐渐弄通弄懂,学生就非常容易掌握电冰箱电气控制系统的接线和维修了。

  巡回指导是实训教学的保障环节,也是实训教学中比较重要的环节之一,要求教师在学生训练中要针对器件的安装方法、接线的正确性、规范性、故障排除的思路、方法和通电试运转的安全性,有计划、有目的、有准备地到每个学生的实训工位进行检查指导,纠正不规范的操作,对存在的问题和异常情况及时处理解决。在巡回指导中要正确对待个别差异,注意因材施教、有的放矢,采用集中指导和个别指导相结合的方法,使学生的操作技能得到进一步的提高,达到统一的实训要求。

  适时的讲解示范要注意时机(问题比较集中的),同时注意讲解示范不用教师亲自动手去做,最好是找个平时接受能力较强学生做示范,学生之间的传授更容易接受,也亦达到教学目的。讲解力求做到目的明确、内容适当、语言精练、条理清楚、逻辑性强,注重突出重点,多用启发式教学化解难点,使传授的知识生动形象通俗易懂。比如整机电气性能测试,一台正常运转的电冰箱用万用表的电阻档测量电源插头上的L-N-E三个插脚的直流电阻值,测L-N的直流电阻值是多少(应等于压缩机主绕组阻值)?L–E、N-E又是多少(∞)?把温控器开关断开,冰箱门关上,测L-N又是多少(应等于灯泡阻止)?恢复温控器开关到接通位置、把化霜定时器拧到化霜状态(化霜温控器处于接通和不接通两种情况)、冰箱门打开测L-N又是多少(接通约等于化霜发热器的阻值,不接通时约等于定时器电机阻值加上化霜发热器的阻值)?还有测量风扇电机等等……这样可使学生心里知道得一清二楚,手上干得明明白白,在操作中得心应手。

  最后还要注意每次实训结束后,教师要结合当天训练的完成情况,出现的问题进行小结,肯定成绩、指出不足,分析原因,指出解决办法,同时也要要求学生回去认真总结当天的训练课题中存在有什么问题,不断积累经验。整个课题实习完后进行考核,让每个学生都知道自己对本课题实习技能掌握的程度。

  [1] 黄良辅编著,《电冰箱空调零部件实用手册》,人民邮电出版社.北京.1995

  [2] 严云中、刘胜利编著,《电冰箱原理与维修技术》,新时代出版社.1997年.

  [3] 刘胜利、赵先美、曾秀兰编著,《新型无氟冰箱及冷藏柜原理与维修技术》.电子工业出版社.北京.2000

  各种生产机械的电气控制设备有着各种各样的电气控制线路。这些控制线路不管是简单的还是复杂的,一般都是由一些基本的控制环节组成的,在分析控制线路的原理和判断其故障时,一般都是从这些基本环节着手。因此,掌握电气控制线路的基本环节,对生产机械整个电气控制线路的工作原理分析及维修有着很大的帮助。

  在电气控制线路的基本环节中,自锁、正反转和顺序等是比较常见的控制线路,也是电气控制线路实验的基本内容,笔者从事电气控制线路教学多年,现将这三种线路在学生实验过程中常见的故障总结如下:

  正常现象:按下启动按钮SB2,电动机启动;松开SB2,电动机继续运行;按下停止按钮SB1,电动机停止。

  故障现象:按下启动按钮SB2,电动机启动;松开SB2,电动机继续运行;按下停止按钮SB1,电动机不会停止,只有切断电源,电动机才会停止。

  KM常开自锁触点本应该接在线的出线的出线)之间,但是学生在接线过程中将KM的常开自锁触点接在了线的进、出线)接反了,造成了停止按钮SB1失去了作用。

  1.2 正反转控制线路实验 正反转控制线路作用是可以实现三相异步电动机双方向旋转运行。它实际是在自锁控制线路的基础上分别多串了另外一个接触器的常闭触点即互锁触点(目的是为了避免电源短路)。

  正常现象:按下启动按钮SB2,电动机正转;按下停止按钮SB1,电动机停止;按下启动按钮SB3,电动机反转。均不会启动,没有任何现象。

  故障原因:在排除电源、接触器、熔断器、热继电器等低压电器自身故障后,查看线的互锁触点应该接在线的互锁触点应该接在线之间,这样可以保证KM1和KM2两个接触器不能同时得电,从而不会出现电源短路的故障。学生在接线的互锁触点位置接反了,KM1接在4-5之间,KM2接在7-8之间,用自己的互锁触点来控制自己的线圈,结果只能是两个接触器都不会得电。

  1.3 顺序控制线路实验 在装有多台电动机的生产机械上,各电动机所起的作用不同,有时需要按一定的顺序启动才能保证操作过程的合理和工作的安全可靠,这些顺序关系反映在控制线路上,就是顺序控制。

  正常现象:先按下启动按钮SB2,电动机M1先启动,再按下启动按钮SB3,电动机M2后启动,按下停止按钮SB1,M1、M2同时停止。如果先按下SB3,没有任何现象。

  故障现象:按下SB2,M1、M2同时启动;按下SB3,M1、M2同时停止。

  KM1常开触点本应接在1-6之间,学生接线常开触点并在了启动按钮SB3两端,从而造成了两台电动机同时启动的现象。

  学生在实验、实训过程中,经常会混淆低压电器的进线、出线侧,造成这种情况的原因,第一是对线路不熟悉;第二是遇到比较复杂的线路、使用导线较多时,思路不清晰。针对以上问题,首先学生应该能顺利的画出线路原理图,在图上标出线号;其次在实验、实训过程中同一相要使用同一颜色的导线,在导线两端需注明线号,以便于实验、实训教学任务的顺利完成。

  [1]王炳实.机床电气控制[M].北京:机械工业出版社,2004(3).

  当前,人们的生产、生活都在逐步走向自动化、智能化,而所应用的设备一般均涉及电气控制技术,PLC及其网络更是被公认为现代工业自动化三大支柱之一,是自动化控制领域一种极其重要的控制设备。因此,“电气控制及PLC应用技术”在机械制造与自动化、液压与气动技术等专业的课程体系中具有重要的地位,是高校相关专业课程体系中和社会、企业需求结合最紧密的应用类课程之一。随着社会、企业对高校人才动手和操作能力要求的不断提高,所招聘的人才无不要求要有工作经验,而目前,高职学校的生源质量普遍较差,部分学生对传统的教学内容和教学方式有厌倦情绪,他们不知道在校期间学习的目的是为了什么,不知道学完这些课程或某门课程后,能做什么事情,因此,职业教育教学必须改革教学内容、教学方法,使教学内容体现工作任务,以工作任务引领学生由理论项目实践,通过完成每一个工作项目来理解其中所包含的理论知识,把理论知识融合到每一个实践操作中,这样,一方面加强学生实际操作能力培养,另一方面又提高学生学习的主动性和积极性。

  《电气控制与PLC应用技术》是一门非常重要的专业课,主要讲授的是:常用低压电器、电气控制线路的基本环节、典型机械设备电气控制系统分析、电气控制线路设计基础、PLC的构成及工作原理、PLC的指令系统、梯形图及编程方法、PLC的应用、PLC的通信及安装接线等。特点:文字叙述抽象、专业,原理图很多,对于没有学过相关知识的高职学生来讲,很难想象出它的具体实物形象,且在听课中普遍感觉枯燥乏味,总感觉似懂非懂。对于本课程的教学,以前一直都是采用传统的教学方法,课堂上以教师讲授为主,学生被动地学习知识,过后再去实验室做实验。教学效果不好,教师讲得很累,而学生的理论知识和实践技能并没有很好地掌握,满足不了学生毕业后从事相关工作的需要,更没有达到高职高专培养高技能应用型人才的目标,针对这种情况,对该课程的教学模式进行了改革。

  1.在理论中的实践。采用多媒体教学,提高教学质量。我在使用多媒体讲解《电气控制与PLC应用技术》的理论知识时,适时通过图片的展示使学生认识元件的实际外形,并通过对动画课件的解说,使学生掌握电气元件的工作过程、电气控制线路的工作原理、PLC控制原理等,还结合教室中现有的电气元件及电气控制线路来讲解元件的物理特性及线路的控制原理。这种理论中带有实际的讲解,不仅使学生对所学知识有了更直观的认识,还让学生有了一个载体来存放所学的理论知识且不易忘记,大大提高了学生学习的自信心和积极性。

  2.项目教学法。项目教学法,就是师生以团队的形式,实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。学生在教师的指导下,完成一个项目的过程,在这一过程中学生掌握教学计划涵盖的教学内容。先由教师演示每个项目的结果,然后讲授完成项目需要的理论知识,项目需要到的理论知识讲透、讲深,其他内容少讲或不讲。最后,由学生动手操作。通过项目驱动,学生在做的过程中,学会思考、看书、查询资料;问同学、问老师,促使学生学会学习,促使学生从“要我学习”向“我要学习”转变。这种以学生为中心的教学活动,知识是通过项目的实践而形成,学生厌学的问题可得到改善;学生为了项目的实现,会积极、主动地去制定解决问题的方法,从而培养学生的创新能力、认真负责的工作态度和一丝不苟的工作作风。由于我们学生的基础及接受能力差异很大,因此在教学中将项目案例设置成难度不同的几个层次,普通学生只做基本要求,而对于学习能力强的学生可以做一些难度较高的项目,做到因材施教,结合学校的现有资源,我们精心设计了12个训练项目。分别为:教室各用电设备电气控制、设备驱动用电动机的正确使用、设备驱动用电动机单向点动控制、设备驱动用电动机单向连续控制、设备驱动用电动机正反转运行控制、C6140车床电气控制、Z3050钻床电气控制、电动机正转的PLC控制、电动机正/反转的PLC控制、十字路通灯控制的模拟、机械手动作的模拟、自动配料装车系统控制。每个项目都是由“任务布置、组建小组、项目分析、制定方案、项目实施、知识培训、项目评估”七个环节组成,教师首先说明课堂上要完成的任务和课后作业的要求,让学生在课堂上照着项目案例做。每个小任务都要在规定时间内完成,教师巡视并随时指导。时间到,教师根据学生提出的问题和自己观察、经验分析难点,并作演示讲解,之后学生再继续做,再总结,如此反复,按计划完成一个项目。课后学生根据自己做案例时的经验及自己的爱好,提出自己的创想设计,并在规定时间内独立地完成,进一步提高知识的吸收程度。最后,教师和学生们一起对他们课上、课后的作品进行欣赏讲评,选出优秀作品,并给予相应的奖励,同学们激情高涨,认真学习,积极动手,做出了很多优秀的作品。通过项目式教学不仅大大提高了学生们的学习兴趣,也使他们的动手能力、团队精神和敬业精神等综合能力得到了有效锻炼,为他们走上工作岗位打下了坚实的基础。

  3.实践教学。学生对本课程理论知识进行了系统的学习,之后又通过相应的项目实训对理论知识进行了验证和实际操作能力的锻炼与提高,但是通过什么办法让学生的这些能力在以后工作中能够得到更好地运用,使他们在工作之后能够很快地进入工作状态呢?当然是通过实践的手段去实现,就是所谓的教学实践,把以后可能的工作内容作为学生实践的任务,使理论很好地结合了实际,为以后的工作做好准备。根据学校现有资源对学生安排了以下的实践环节:广数983系统数控车床电气控制系统实训、西门子802D系统数控铣床电气控制系统实训、fanuc系统数控车床电气控制系统实训、三菱系统数控铣床电气控制系统实训、CA6140普通车床电气控制系统实训、双坐标镗床电气控制系统实训、牛头刨床电气控制系统实训。通过这样的教学,一方面使教师的教学水平得到充分发挥,学校的教学资源得到充分使用;另一方面不断提高了学生的学习主动性和自我解决实际实践问题的能力,使学生对本课程的学习不再感到抽象和枯燥,学生全身心地投入到实践活动中去,将本课程的知识彻底理解并掌握,实操能力也得到了很大的提高,而且对以后的工作内容和工作环境有了更深入的了解,提升了学生的就业竞争力。为了更好地提高教学效果,还安排了如下的社会实践:(1)邀请优秀毕业生来学校作讲座和报告;(2)充分利用各种社会关系,带领学生去相关企业参观;(3)通过学校组织,去企业进行生产实习,深入学习。

  因本课程的实践性很强的,为使学生能够将理论知识与实际应用紧密地结合起来,很好地提高教学效果,本文探索了新的教学模式并进行了实践,实践表明,该课程教学质量和效果得到了较大改善,学生的学习积极性和实践能力得到提高,使学生在学习中始终有一种求知欲,较好地解决了高职学生学习主动性较差的问题,并能使绝大部分学生都能参与到教学活动中来,既强化了学生的综合技能,也锻炼和提高了学生的思维能力、分析及解决问题的能力,培养了学生的团结协作精神,充分挖掘了学生的创新能力,就业竞争力得到提升,值得推广和应用。

  [1]贺丽平,李剑.《电气控制与PLC》课程实践教学思路的探索[J].黑龙江科技信息,2009,(30):231.

  [2]张敬,刘静云.浅谈《电气控制与PLC技术》课程的项目式教学改革[J].科技创新导报,2011,(16):187.

  电气控制与PLC课程是机电一体化技术的核心课程;同时是发电厂及电力系统、供用电技术、数控技术等专业的一门主干专业课,也是取得国家职业资格等级证书(维修电工)的核心课程。结合我院电气类和机电类专业建设和教学改革,为了更好地培养高素质技能型人才,我们遵循以应用为目的,必须够用为尺度,以掌握基本知识,强化技能培养为重点,将课程内容进行整合和序化。课程整个教学分为项目实训、集中实训、顶岗实习、毕业设计四个环节,通过采用项目式一体化教学方式,重点是培养学生掌握控制电路的设计、安装、调试、故障处理的方法和应用PLC进行系统设计和编制控制程序的能力。它不仅为《电机调速控制技术》、《机电设备与维修》、《电梯应用技术》、《数控机床故障诊断与维护》等后续课程、集中实训和毕业设计打下基础,而且为相关专业学生考取中、高级电工资格证书做准备。

  在课程设计的思路上,按照“基于工作过程为导向,以项目为载体,教学做一体、工学结合”的基本思路,遵循以应用为目的,必须够用为尺度,以掌握基本知识,强化技能培养为重点,将课程内容进行整合和序化。

  所谓“项目式教学做一体化”是将“项目教学”和“教学做一体化教学”有效地融为一体,将理论和实践捆绑在一起,在具体教学时,将教学内容融入到来源于自动化生产实际的一个个具体的项目中去。这些项目都是经过精心组织,来源于自动化生产实际,因此具有很好实际应用价值,对学生未来走上工作岗位并适应岗位有一定帮助作用。通过本课程的学习和训练,目标是使学生能够正确地选用、使用常用低压电器,并具有典型控制线路的设计、接线和故障排除的能力;掌握应用PLC进行控制系统设计的方法和步骤。同时通过项目式一体化教学方式,培养学生的自主学习能力、创新能力和分析解决工程实际问题的能力,进一步培养学生的相互沟通能力和团队合作精神。使学生逐步具备电气技术人员应具备的职业素养,为后续课程的学习及就业打下坚实的基础。对电气控制与PLC教学内容进行科学合理的安排,使学生掌握实际工作岗位所需的专业知识、操作技能,培养学生良好的职业素养。

  电气控制与PLC课程和纯理论的课程有本质的区别。后者着重于纯基本理论与分析方法及其应用,而对于电气控制与PLC教学而言,光有理论知识是不行的,项目教学就是利用已知的结论,根据电气控制具体情况进行分析,以提高分析能力和解决能力为培养的核心和重点。课程项目的立项与设计是实施项目教学法的基础,在立项之前需要对课程的知识目标和能力目标进行分解,然后根据课程知识点的分布情况,设计相应的训练项目,将必需掌握的理论知识和实践技能融入到各个项目中去。

  “案例分析法”通过一个个生动的单个实例引入,使枯燥的知识点变得生动,激发了学生的学习兴趣;通过“案例分析法”从解决实际问题项目实例入手,层层分析,逐步完成,最后归纳总结系统设计的详细思路,使难以理解的问题变得思路清晰、迎刃而解,从而激发起学生的创造潜力。同时可以增强学生的感性认识和实战意识,现场观察程序执行的效果,提高学生现场调试程序的能力,加深对理论知识的进一步消化。

  例如在进行“机床电气控制系统分析”的教学中,学生容易发生看到一张大图就胆怯,没有信心的现象,我们多采用案例分析、故障排除的方法,对控制线路图中的各个功能环节逐个攻破,化整为零,然后通过讨论、角色扮演来分享经验,指出问题,适时加入安全生产、加深理解。

  项目教学的指导思想是将一个相对独立的任务项目交给学生独立完成,从信息的收集、方案的设计与实施,到完成后的评价,都由学生具体负责,教师起到咨询、指导与解答疑难的作用。其实质上是以项目为导向,让学生通过承担和完成某个具体的项目来掌握专业能力、方法能力和社会能力。

  项目教学法具有“任务为主线、教师为主导、学生为主体”的基本特征,教师在项目实施过程中从以往的主导者转变成引导者和最终评价者,不参与项目的实际实施,只是对项目实施过程中出现的难点进行提示,引导学生学会把握完成项目的每一个环节的基本要求与整个过程的重点难点,自己分析问题和解决问题。每个团队中由学生自己确定项目负责人作为项目的主导者和团队的管理者。

  项目教学的效果需要具有一定的评价标准,评价过程中坚持以下原则:阶段性评价与终结性评价相结合;小组评价与个体评价相结合;自我评价与教师、专家评价相结合;理论与实践一体化评价相结合。

  与目前电气控制与PLC课程教学方法相比,项目教学法有如下优势:减少了纯理论知识的讲解,融教学于实训,通过具体系统的实训研究,降低了学生的畏难情绪,提高了学生的学习兴趣;用具体的项目分析来体现理论中的基本规律和原理,使得抽象的概念更加具体化,有利于基本理论知识的掌握;根据具体的控制系统设定一些问题,提高学生用所学知识分析问题和解决问题的能力,做到学有所长,学有所用。教学内容的针对性与适用性在于

  主要是以专业培养目标的要求为依据、针对维修电工、设备管理员、机床操作工等职业岗位(群)等对电气类、机电类专业的技能要求、结合由企业高级技术人才参与的学院教学指导委员会对本课程教学内容的建议、参考相关专业毕业生质量跟踪调查问卷。

  在教学过程中,应以实训项目作为教学平台,以具体电路作为分析对象,以实训现象作为切入点,将电气控制理论的基本原理与理论融入到实训项目中去,让学生在实践过程中提高动手能力,并学会用电气控制理论的基本原理分析问题。显然项目教学法的应用不能只局限于电气控制与PLC一门课程,还可进行如下多方面的研究和探讨,并且在其他专业课程中使用。如在自动化专业,力学专业,建筑专业等均可以中实施项目教学法研究:还可以结合项目教学法开展理论教学与实践教学的互补与融合问题研究,综合技能实训的研究与实践、专业人才培养方式的研究等。