基于工作过程的工厂电气控制设备建设与实

基于工作过程的工厂电气控制设备精品课程建设与实践总结大连职业技术学院2008年11月基于工作过程的工厂电气控制设备精品课程建设与实践总结装备制造、船舶制造业是大连国民经济的支柱产业。行业的快速发展，带来对电气自动化技术类人才的需求增长，依托城市发展战略进行专业建设，培养高素质高技能的应用型人才，可以更好地为地区经济发展服务。大连市每年对电气自动化技术专业毕业生的需求量是当年毕业生的68倍。工厂电气控制设备课程在高职高专工业电气自动化技术、机电一体化技术等专业教学过程中，作为一门专业主干课程占有十分重要的地位，特别是PLC的应用，在当今的自动化生产过程中，无处不在。本课程在装备制造、船舶制造业发展中起着举足轻重的作用。一名从事电气自动化工作的人员必须学好工厂电气控制设备课程的内容，无论是自动化设备还是自动生产线，其控制系统的基础知识与技能几乎全在此课程中。高职应用型人才，就电气各专业的学生来说，真正全部掌握了本课程的内容及技能，便可以工作无忧。该课程对于振兴东北老工业基地，改造传统设备的自动化控制，大力发展设备制造业起到至关重要的作用。工厂电气控制设备课程作为学院的重点建设课程，根据高职教育特点，立足于工学结合，基于工作过程设计课程内容，采取工学交替教学方式，重点突出技能培养，实行“教、学、做”一体化项目教学，具有“工学结合”教学模式的示范作用。该课程教师队伍由教授、教授级高工、副教授、高级工程师、高级实验师、讲师、实验师、技师、助教及企业兼职教师组成。他们具有丰富的理论和实践教学经验，已经形成一支专兼结合的、稳定的、高素质高技能的“双师型”教学团队。该课程在教材建设中，注重企业专家参与教学过程中对教学内容的总结、完善，在经济管理出版社出版了工厂电气控制技术，机械工业出版社出版了可编程序控制器及其应用等高职高专教材，使之进一步与社会需求相适应；编写的项目教学指导书已在实践教学中使用，效果良好；同时，在为企业进行生产时，结合企业的要求，将企业提供的工艺方案作为活页教材。为了充分保证工厂电气控制设备课程实践环节的完成，真正达到培养学生分析解决实际问题的能力，学院为该课程提供了良好的实践性教学环境，建立了工厂电气控制设备实验室和电气控制实训室以及PLC技术实训室；教师还结合工厂电气控制设备课程的教学内容设计并制作了C650普通车床电气控制实验装置和X62W万能铣床电气控制实验装置，完成了实训设备机械手搬运系统PLC程序控制的项目开发及设备研制，完成了工厂电控设备PLC实训柜设计制造，进一步保证实践教学的顺利进行；大力加强校外实训基地建设，先后与英特尔半导体（大连）有限公司、大连中远船务有限公司、大连机床集团等多家国内外大中型企业建立了校外实训基地，保证学生生产性实训的顺利实施。工厂电气控制设备课程于2005年荣获辽宁省“精品课程”荣誉称号。一、基于工作过程的课程设计该课程在设计理念上，以自动化设备生产、管理、营销、服务等职业岗位需求为导向，突出课程教学能力培养目标，以自动化设备生产项目为载体，将项目分解为若干个任务用以培养和训练学生的职业岗位能力；在教学过程中，以学生为主体，实施教、学、做一体化、典型的电气控制系统应用项目及引入企业真实生产任务相结合的教学模式。在课程设计之初，通过聘请行业企业专家成立的专业指导委员会及教师深入企业调研，明确了电气自动化技术专业毕业生就业岗位主要是从事企业自动化设备生产、管理、营销、服务等岗位工作，通过分析典型工作任务，同时兼顾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要求，确定本课程能力培养目标；根据课程培养目标要求，设计学习情境。通过对毕业生在企业工作的成长经历分析，归纳总结将其分为“打下手、做助手、成能手”三个阶段，三个阶段是循序渐进的发展过程，因此在本课程能力培养目标设置及学习情境设计上，基于工作过程采取“阶段性、梯次递进”的原则。二、基于工作过程的教学内容本课程以学生从事自动化设备生产、管理、营销、服务等职业岗位需求为导向，以培养学生自动化设备电气控制系统设计、安装、调试等技能为目标，构建基于工作过程以项目为载体的教学内容体系。学习情境包括：低压电器元件使用、电气控制电路基本环节应用、常用机械设备电气控制电路分析与维修、PLC基本原理及编程方法、PLC编程器与编程软件的使用方法、继电-接触器及PLC控制系统的基本设计与应用等。在每个学习情境中均以典型电气控制项目为载体，培养学生综合实践能力。1“打下手”阶段低压电器元件使用：主要让学生掌握低压电器元件的基本工作原理及实际应用；电气控制电路基本环节应用：主要让学生掌握继电-接触器控制的基本控制方法及配线技能。 常用机械设备电气控制电路分析与维修：使学生了解和掌握企业常用机床设备的电气控制电路工作过程，初步具备常用机床设备的维修维护、安装调试及售后服务等工作。2“做助手”阶段PLC基本原理及编程方法以及PLC编程器与编程软件的使用方法：通过对PLC控制系统和编程器与编程软件的学习，使学生掌握可PLC的基本知识及应用，具备完成智能控制设备的安装、调试及维修维护的工作能力，具备国家职业资格标准中级维修电工水平。3“当能手”阶段继电-接触器及PLC控制系统的基本设计与应用：通过继电-接触器控制系统基本设计与可编程序控制器系统基本设计学习及应用，具备电气控制系统的基本设计能力，部分学生达到国家职业资格标准高级维修电工水平。学生在课程学习过程中，通过项目教学及技能训练，考取得国家职业资格中、高级维修电工职业资格证书。三、基于工作过程的教学组织1教、学、做一体化教学在本课程前期，主要采用教、学、做一体化教学，即将理论课堂“搬”到了实训室，通过教师指导，学生实际操作，完成常用低压电器安装及使用、继电-接触器控制典型环节的配线、常用机械设备电气控制电路分析与维修、可编程序控制器使用等学习情境的教学任务，使学生掌握低压电器的使用，具备电气控制系统的安装、配线和常用机床设备维修维护能力。2典型产品项目教学在课程进行的学期，安排专门的时间用于综合实践和技能提高，以体现工作过程和任务特点，具有先进性、可行性，符合学生的能力水平和教学规律的典型产品项目为载体，完成继电-接触器控制系统和可编程序控制器控制系统的学习。3真实生产任务项目教学参与企业的生产，适时调整教学计划，将企业的生产任务融入到教学过程中，使学生通过课程学习具备完成企业真实生产任务的能力，通过所获得的成果激发学生的学习动机，提高学习的主动性、积极性，提高学生的合作意识、创新意识及职业素质。4改革考试方式，强化实践技能考核变一张理论卷定终身为加大实践考核力度的考试改革，实现理论与实践考试比例1：1，操作和提问考核随时进行，促使学生重视平时的实践操作训练。2005年大连电视台城市发现栏目针对该课程的考试改革进行了专门报道，题目为“没有考卷的考试”，在社会上产生了较大的反响。5以学生为主体在教学活动设计中，明确学生的主体地位，因材施教，发现学生的长处，引导学生的兴趣，建立学生的自信心，保证教学效果。课程教学效果的评价以学生为主体：工厂电气控制设备课程教学效果评价体现在教学的各个过程，教师在教、学、做一体化教学过程中，通过学生操作情况考核、提问等方式随时掌握学生对课程知识和技能的掌握程序；课程结束后对学生进行问卷调查对课程教学进行评价。教学过程中学生的主体地位：在教学过程中，明确“知识是可以传授的，但能力是无法传授，只能训练”的职教理念，因此在本课程教学过程中实现了角色转换，强调学生的主体地位，将学生作为教学活动的主体、是演员，教师承担导演的角色，在教师的指导下，由学生完成项目教学的任务，教师通过对学生完成任务过程中的指导及结果的考核，实现知识传授及能力训练。6职业素质培养在教学过程中，注重对学生职业素质培养，将职业素质教育贯穿在整个教学过程的始终。职业素质的培养，不是某一门课程单纯能够解决的，而是贯穿在人才培养的全过程。在工厂电气控制设备课程中，通过教、学、做一体化教学使学生掌握基本岗位职业技能；通过在真实的工作环境中完成项目教学任务或企业生产任务，培养学生的职业素质，树立合作、创新的职业意识，提高学生解决实际问题的应用能力。四、基于工作过程的教学设计以自动化设备安装、调试、维修维护与设计等岗位职业活动为导向，以电气控制与PLC应用能力培养为目标，以学生为主体，以职业素质培养和技能训练为基础，以典型自动化设备控制项目为载体，实行基于工作过程的“教、学、做”一体化的教学模式。1基于职业岗位需求确定课程的能力目标学生掌握扎实的电气控制基础理论知识；具有继电接触器控制电路的安装、调试、设计能力；具有典型机床控制电路的分析问题与解决问题能力；具有可编程序控制器的编程与应用能力；具有自我学习和自我发展的能力。2以工作过程导向设计学习情境学习情境设计主要围绕培养学生企业自动化设备电气控制系统安装、调试、维修、设计等技能，以职业活动的工作过程为依据而进行改造。学习情境主要包括：低压电器元件使用、电气控制电路基本环节应用、常用机械设备电气控制电路分析与维修、PLC基本原理及编程方法、PLC编程器与编程软件的使用方法、继电-接触器及PLC控制系统的基本设计与应用。3以项目为载体训练学生职业岗位综合能力通过设立与实际生产紧密结合的项目或企业实际生产任务，进行实际设备控制系统的安装、调试、维修、基本设计，激发学生的学习兴趣，加强感性认识，培养学生职业岗位综合能力。项目主要包括：项目1 水塔的电气控制；项目2 CD6140A车床控制线路故障维修；项目3自动加工动力头控制系统设计、安装、调试；项目4 人行横道信号灯PLC控制系统设计、安装、调试；项目5 龙门刨床工作台调速PLC变频器控制系统设计、安装、调试；项目6机械手PLC分拣控制系统设计、安装、调试。教学的同时参与企业的生产，与多家企业签订校企合作协议，为企业完成控制柜、摩托车无线遥控刹车灯控制器、石油分析仪器等装置和设备的设计、安装、调试等生产项目，项目在教师、企业技术人员的共同指导下由学生完成。4以任务驱动训练学生的单项技能每个项目下设几个任务，训练学生的单项技能。在教师、实训指导教师、企业技术人员的指导下由学生逐项完成任务。如水塔的电气控制项目包括任务一：水塔的人工控制控制要求控制原理图及控制过程电路说明实操训练；任务二：水塔的自动控制控制要求控制原理图及控制过程电路说明实操训练。课程内容穿插于项目教学的自始至终。5实施过程与效果建立校内实训基地该课程在工学结合的课程设计基础上，强调实践教学环节。为提高教学质量，2003学院投资500多万建立了现代电气电子实训基地，实训室配备多媒体投影仪等现代教育教学设备，教师授课均在实训基地完成，理论学习与实践教学随时交替进行，并可实时地、有效地进行集体交互答疑或个体指导；。建立校外实习基地为了更好地与社会的岗位群接轨，建立了多个校外实习基地，学生直接参与企业的生产；使学生们在校期间学习期间就可以深入企业，达到理论联系实际，提高了学习效率、改善了教学效果，培养了学生的职业意识，提高了就业率。利用多媒体教学和自学课件建立实训室多媒体教学系统，授课使用多媒体教学课件，使教学效果明显提高。成立学生课外学习小组实验室课余时间开放，学生利用课余时间进行科技活动，组织科技活动大赛等，收到了良好的教学效果。五、特色与创新1课程设计体现了基于工作过程系统化原则。通过校企合作，深入企业调研，明确学生就业岗位及典型工作任务；通过分析典型工作任务，同时兼顾国家职业资格鉴定中、高级维修电工职业标准，制定课程标准，设计学习情境；2教学内容与时俱进与企业技术人员联合编写教材及实训项目指导书，通过自编讲义、活页教材等形式，将企业新技术、新工艺融入教材中，实现教学内容与时俱进，与企业生产实际紧密结合；3专兼结合的“双师型”教学团队课程组由教授、副教授、讲师并具有高级工程师、高级技师、技师资格证书的教师组