現(xiàn)代電氣控制技術(shù)課程改革研究

時間:2022-06-04 02:43:53

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現(xiàn)代電氣控制技術(shù)課程改革研究

摘要:在當(dāng)前工程教育背景下,對湖南文理學(xué)院計算機(jī)與電氣工程學(xué)院的“現(xiàn)代電氣控制技術(shù)”課程進(jìn)行改革探討,在提出該課程目前存在的問題基礎(chǔ)上,提出了整合教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法、改革考核方式的方案,提升學(xué)生的實際操作能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞:工程教育;“現(xiàn)代電氣控制技術(shù)”;課程改革;改革措施

1引言

隨著時代的發(fā)展,傳統(tǒng)教育方式已不能滿足社會對人才的需求。這種情況下,中國大力推進(jìn)“新工科”的建設(shè),標(biāo)志著工程專業(yè)教育改革進(jìn)入一個嶄新的階段[1]。“新工科”要求所培養(yǎng)的專業(yè)人才應(yīng)能適應(yīng)新行業(yè)需求,解決實際工程問題[2]。高等工程教育普遍還存在著缺乏實踐性和創(chuàng)新性,教學(xué)中都存在重理論、輕實踐[3-4],教材缺乏針對性[5]等問題。如今各大高校都在積極思考如何提高學(xué)生實際操作能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,以應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革。本校計算機(jī)與電氣工程學(xué)院共有2個專業(yè)開設(shè)“現(xiàn)代電氣控制技術(shù)”課程,分別是自動化和建筑電氣與智能化專業(yè)。“現(xiàn)代電氣控制技術(shù)”屬于專業(yè)方向選修課程,其重點是讓學(xué)生在掌握傳統(tǒng)的繼電器控制線路的基礎(chǔ)上,學(xué)會利用PLC(可編程控制器)對各種系統(tǒng)進(jìn)行控制。本課程強(qiáng)調(diào)實際設(shè)計能力,應(yīng)用性很強(qiáng),對其進(jìn)行改革很有必要。

2存在問題

目前,“現(xiàn)代電氣控制技術(shù)”課程還是采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法,主要存在以下幾個方面的問題。

2.1理論課時不能滿足實際需求

目前執(zhí)行的培養(yǎng)方案總課時為32課時,其中22課時為理論課,10課時為實驗課。理論課時偏少,課程內(nèi)容不能講透,學(xué)生在理論知識儲備上存在盲點,從而影響學(xué)習(xí)的積極性。

2.2教學(xué)方法采用灌輸式教學(xué)

在教學(xué)過程中,還是以教師為主體,采用“填鴨式”“灌輸式”教學(xué)方法。上理論課時教師一般直接給出控制系統(tǒng)的整體接線圖和相應(yīng)的控制程序,沒有調(diào)試和仿真運(yùn)行過程。很多學(xué)生根本就不清楚怎么設(shè)計系統(tǒng),為什么這么設(shè)計。上實驗課時,也是教師先講解實驗,給出對應(yīng)的程序,學(xué)生只需要接好導(dǎo)線,依葫蘆畫瓢輸入程序運(yùn)行,這導(dǎo)致學(xué)生沒有理解程序,對學(xué)生實操能力的鍛煉有限。

2.3教學(xué)內(nèi)容較僵化

教師在授課時,基本上是照搬教材的內(nèi)容進(jìn)行知識點的講解,講完基本指令后再介紹部分實例,在這過程中,學(xué)生很容易忘記前面所學(xué)的知識點,也容易造成稍不留神后面的內(nèi)容就完全聽不懂的后果。

3改革措施

3.1修訂教學(xué)大綱,整合教學(xué)內(nèi)容

對課程教學(xué)大綱進(jìn)行修訂,增加理論課時到32課時,實驗課時維持原來的10課時。對“現(xiàn)代電氣控制技術(shù)”教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合,可分為傳統(tǒng)電氣控制和PLC控制兩部分,總體框架如圖1所示。傳統(tǒng)電氣控制需要掌握常見低壓電氣設(shè)備和控制線路,PLC控制要求掌握PLC的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。教學(xué)內(nèi)容上由簡到難,如傳統(tǒng)電氣控制先介紹最簡單的三相電機(jī)的啟??刂齐娐?,再介紹三相電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路,然后介紹用PLC對上述電路進(jìn)行控制。對每個電路涉及的知識點都進(jìn)行細(xì)分,以實際電路講解知識點,而不是由知識點去看電路。這樣學(xué)生才知道自己應(yīng)該學(xué)什么,學(xué)了能怎么用,用了能有什么效果。實驗環(huán)節(jié)以設(shè)計性、綜合性和創(chuàng)新性實驗為主,摒棄驗證性實驗,綜合考察學(xué)生分析問題、解決問題的能力,實驗實施過程如圖2所示。

3.2改革教學(xué)方法,提高學(xué)生實踐創(chuàng)新能力

教學(xué)中以學(xué)生為主體,注重學(xué)生自主思考、實際操作,創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng),可通過以下方法進(jìn)行教學(xué)改革。在授課過程中,最好將授課地點改在實驗室,這樣講解知識點時學(xué)生能通過試驗臺直接驗證結(jié)果,這樣可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,同時,也能提高學(xué)生的實操水平。如果沒有條件,無法在實驗室進(jìn)行授課,那么可以將授課地點改在機(jī)房,通過仿真軟件模擬實際系統(tǒng)的運(yùn)行,這樣也可以及時驗證結(jié)果。通過這種“教-學(xué)-做”方式[6]提升學(xué)生的理解能力、動手能力,同時也能讓學(xué)生迅速掌握實驗設(shè)備和編程軟件。教學(xué)中采用案例式教學(xué)方法[7-8],以實際工程為例,先擺出設(shè)計要求,再講解設(shè)計思路和涉及的知識點,鼓勵學(xué)生自行設(shè)計控制系統(tǒng),最后給出設(shè)計的結(jié)果并進(jìn)行實驗室實操驗證或仿真運(yùn)行驗證,這樣可鍛煉學(xué)生獨立思考、設(shè)計、創(chuàng)新的能力,設(shè)計過程如圖3所示。采用“翻轉(zhuǎn)課堂”[9-10]和線上進(jìn)行教學(xué)。將基礎(chǔ)性的知識作為任務(wù)下發(fā)給學(xué)生,讓學(xué)生通過自學(xué)教材、線上觀看視頻、自行搜索資料等方式在課余時間完成,線下課堂以實例講解、答疑和討論為主,通過這種方式提高學(xué)生的交流能力、資料搜索能力、實踐創(chuàng)新能力。

3.3改革考核方式,多角度評價學(xué)生

對考核方式進(jìn)行改革[11],不以傳統(tǒng)的“三七開”(平時成績占比30%,期末成績占比70%)評價學(xué)生,采用教學(xué)評價一體化[12]對學(xué)生進(jìn)行評價。在整個學(xué)習(xí)過程中,以過程考核為主,降低期末成績占比。成績由平時成績和期末成績組成,各占50%,其中平時成績由學(xué)生出勤、回答問題次數(shù)、作業(yè)完成率、任務(wù)完成度等組成,期末成績分為筆試成績和實際操作成績,其中以實操成績?yōu)橹鳌?/p>

4結(jié)語

培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的高質(zhì)量人才是高校不可推卸的責(zé)任,當(dāng)前社會要求學(xué)生具有較強(qiáng)的工程應(yīng)用能力。采用上述改革方法,可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,鍛煉學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力,讓學(xué)生做到學(xué)以致用,能夠獨立思考問題,可對實際系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計、調(diào)試與運(yùn)行,滿足社會的需求。

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作者:敖章洪 單位:湖南文理學(xué)院計算機(jī)與電氣工程學(xué)院