《电机与电气控制》课程基于工作过程教学改革的探索
【摘 要】《电机与电气控制》作为电气自动化、生产过程自动化、机电一体化等专业的技术基础课，本课程对培养学生的职业技术能力起着非常重要的作用。课程改革是根据中高级电工、CEAC的职业资格标准、能力的要求，理论知识坚持“必须、够用”的原则，始终围绕高等职业教育培养的是能适应生产、建设、管理、服务第一线需要的，德、智、体、美等方面全面发展的高等技术应用性专门人才这一培养目标，实践教学始终围绕培养动手能力、解决问题能力、创新能力，突出职业资格能力的培养。以项目教学为突破口解决教与学脱节问题，以构建学习情景为依托，重点培养专业技能。本文在结合现代职业教育的特点说明了教学改革的必要性基础上，分析了教学中遇到的实际问题。在遵循层次性、综合性、先进性的原则前提下，从教学思想、教学内容、教学的方法手段、评价方法等多个方面提出了改革的措施和具体做法。因而加强该课程的建设，特别是加强实践教学的改革对培养学生的专业技术应用能力起着重要的作用。
【关键词】《电机与电气控制》 工作过程 教学改革
一、《电机与电气控制》课程教学改革的必要性
1.《电机与电气控制》课程的历史沿革
我校于1997年为了拓宽仪表自动化专业在强电专业的知识面而开设此课程，本课程从设置到建设较成熟共经历两个大的阶段。
第一阶段：97至2002年，为初始时期。我校为国家级重点中专学校，由于受到教学资源的限制，还主要是黑板加粉笔加少量验证性实验的教学模式，只能局限于理论知识讲授，理论教学与实践教学脱节，教学内容安排不合理，实验条件比较差，学生的动手机会少，学习没有兴趣，学习效果不佳，工作后岗位适应能力较差。
第二阶段：2002年至今，为课程的建设阶段。随着我校升格为高职院校，这期间我校以人才培养水平评估、省级示范校建设为契机，全面推进课程改革。通过广泛社会调研，了解企业的人才需求，重新调整人才培养目标，请用人企业对相关课程的主要知识点提出应达到的目标，结合走访毕业生与汲取同类院校的先进经验，细化课程的具体教学要求，在教学内容、教学顺序上进行大的调整，课堂教学开始采用电化教学手段，增加实验设备的台数，并注意联系实际应用，通过这些措施，学生学习的积极性有了极大的提高。
2.《电机及电气控制》教学方面存在的问题
《电机及电气控制》教学方面存在的主要问题是教学内容、教授顺序安排不合理。
原课程名称为《电机与拖动》，主要内容包括直流电机及拖动、变压器、交流电机及拖动、控制微电机、电气控制。因受教学条件的限制教学内容以理论讲授为主，例如：变压器空载运行、负载运行中电压平衡方程、磁动势平衡方程的推导，并由此得到的相量图和等效电路等内容理论性就很强，由于学生电工知识不扎实、电路分析能力较弱，每次在进行此内容的教学时，学生都如坠入云雾之中，学生的感觉就像是听“天书”。因此教学效果较差。考虑到异步电机控制较多且应用广，我们将变压器、异步电机提前讲。
该课程实际上是《电机与拖动》和《工厂电气控制设备》二门课的综合。一般的同类教材就是将它们机械的叠加，为前电机后控制，将电机与控制截然分开。我们以前讲授基本按照教材顺序，经过总结教学经验，发现存在问题，如先讲解电机原理、运行分析、拖动特性等生涩难董的理论，学生的学习积极性和学习兴趣消磨殆尽，等讲到控制时前面的拖动知识已水过地皮干。所以在做起动、调速、制动等拖动实训时，放在电机部分做会用到电气控制的知识，而此时学生对电气元件和控制知识一窍不通，做起来效果较差，放在控制部分做前面知识已忘记，因而我们在教学中将这二部分内容有机融合。
原来的课程实训和课程设计内容有重复，都包含了电动机的基本拖动控制内容，且主要针对中级电工技能考核标准而定。从高等职业教育的要求来看，原有的实践教学内容显得单调、过于偏向技能性的训练，而缺少设计性、创新性。
传统的职业教育以使学生掌握经验技术和操作技能为目标，以迅速适应工作岗位的要求。但在知识经济时代，由于生产方式的根本变化，人们的职业能力构成也必将有大的改变，社会需要更高层次的人才。这就要求我们培养的高等应用型人才，不只是对现有知识、技术、方法的继承性应用，而是应通过自身努力能够不断地学习新知识、新技术、新方法，能够形成新方案、新产品、新创意，能够分析新情况、解决新问题的创造性应用。因而我们课程实践教学的改革应以培养的学生具有一定创新能力和创新精神、有着良好的发展潜力为主旨，以行业科技和社会发展的先进水平为标准，充分体现规范性、先进性和实效性。
我校原为国家级重点中专校，以前的教学对象主要针对中等职业教育，因而在实践教学中不可避免的有着中专的影子，难以满足高职高专培养目标的要求。同样在《电机与电气控制》课程的实训和课程设计等实践教学中也存在下面几个问题：（1）教学主体的认识问题。在传统实践教学中，教师是“带”实验而不是“指导实验”，即实践教师是传授知识和技能的主体，而学生则被动地接受知识和技能。这种教学多采用注入式，教师根据教学计划和教学要求拟定内容，其实践内容的选择、步骤的制定和仪器设备的组织准备等概由教师进行。实践时学生只需按规定的步骤机械地操作即可。且在执行过程中，完全听从教师安排，全班统一进度和要求，不利于因材施教。（2）教学方法、手段的问题。因内容过分偏重于基础训练，所以在方法和手段上很单调，主要以“模仿”为主。通过教师详细讲解、操作示范，学生不需主动思维和创新，只需“依样画葫芦”。通过反复训练学生硬件接线，熟能生巧，形成一定的基本技能。应给学生足够的思维空间，发挥他们思维的主动性、创新。
二、《电机及电气控制》课程改革总体思路
教学内容方面，我们与维修电工的国家职业技能要求相融通，理论达到“维修电工”高级工应知要求，技能部分达到“维修电工”中级工应会要求；教学模式改革方面，在大部分内容中尝试了项目化教学，全课程共引入了12个工程实例项目，通过布置资料收集任务→提出工程实例项目→讲解相关知识→分析解决方案→讨论总结经验等环节组织教学，拉近理论与应用的距离，也有利于拓展学生的创新思路；另外还配套安排了1周的电机及电气控制实训和2周的电工考工实训，注重学生动手能力的培养；根据高职高专教养的目标，我们在进行《电机与电气控制》课程的实践教学改革时，主要基于这样几个原则：一是应由技能性向技术性发展。即由原来的偏向基本技能的训练，如工具仪表的使用、电器元件的认识和使用、基本控制线路的连接和调试等。向培养专业技术能力方向发展，通过系统的训练，使学生具备一定的专业技术。二是应由单一性向综合性发展。如要求学生能综合运用电工技术、电机拖动、电气控制、PLC控制、计算机等知识解决相关问题。三是应进一步加强方法、手段的先进性应充分利用计算机和网络等先进的教学手段和设备，借助各种软件，培养学生的计算机软硬件应用能力。四是应进一步培养学生的创新精神。学生在教师的指导下，可一定程度的自由选题、制定方案、选择仪器设备、安装调试，锻炼学生的能力。
教学方法与手段改革方面，重新建设了电机及电气控制专业教室，内有专用实验设备、投影仪和教学电脑，运用专业教室边讲边练，全程采用多媒体手段和电子课件实施理论与实践一体化教学，结合启发、讨论等教学方法的运用，将枯燥的理论学习形象化、直观化，增加了学生的学习兴趣，提高了教学效果。我们始终以现代理念为纲，突出高职的办学特色，为更大范围的教学改革作出了一定的示范作用。
在上述原则指导下，我们对该课程教学的改革主要包括如下几个方面：
1．教学思想的改革
建立以学生为主体，教师为主导的教学思想。在高等职业教育中，学生始终处于主体位置，而实践教师则处于为实践教学服务的主导位置。主体是实践教学的中心，主导必须围绕这个中心做好工作。作为实践教学主体的学生，必须在继承传统知识和技术的基础上，重点进行知识和技术的应用和创新。作为主导的实践教师，必须在其搞好实践教学的引导工作的同时，加强自身知识和技能的扩展和更新，达到知识丰富，技术熟练和教学方法科学而实用的要求。
2.教学内容和顺序的改革
教学内容直接关系到教学效果的优劣，根据教育部的指导意见，各专业的整体教学时数大幅度降低，该课程的课时也压缩到76课时左右，而高职高专教学要兼顾理论和实践，必须对教学内容进行整合，既不能简单删、减理论内容，也不能随便删减实践教学内容。因此，我们对教学内容做如下调整。
理论教学坚持“必需够用”原则，分散、删减课程难点。如交流绕组磁势是时间、空间的变化函数，牵涉到分布和短矩系数可与变压器集中绕组对比讲解定性引出。
将本课程知识分解为变压器技术、电动机技术、电气控制技术三大模块，突出了职业基本技能的培养。
变压器技术模块是相对独立的内容，是静止电器，电磁感应原理比较好讲，放在最前面，减少理论分析，突出实际应用知识的讲解，如：电力变压器、自耦变压器、仪用互感器原理、结构、使用注意事项的讲解。可带学生参观学校配电室以激发其学习兴趣。
电动机技术、电气控制技术两个模块融合在一起，以具体项目的实施为载体达到掌握知识和技能的目的。打破原来的先讲结构、原理、运行分析、能量转换分析，再讲机械特性、拖动性能的教学方式(学生的学习主体位置得不到体现，学习主动性和积极性大打折扣，创造思维得不到激发，分层次教学)。
电气控制技术模块，对于简单的控制电路侧重工作过程和原理的分析，培养学生的分析、设计、创新能力，对于典型电路侧重其安装及检修，注重电气控制的工程案例分析，如车床、钻床的电气控制及故障分析。实际操作、维修、维护工艺方面的知识和新技术。
本部分内容抓住三相异步电动机这个重点，其他电机都是在此基础上，为节约课时，在讲解有些内容时，所采用的方法，既要结合本章的需要，又要考虑到讲授其它章节能被应用，这样做到有效利用，前呼后应，节约教学时数，做到事半功倍，例如学习交流绕组的磁势时，三相绕组的旋转磁势是重点是基础，应讲解透彻，而在讲单相电动机时，侧重分析单相绕组产生脉振磁势、脉振磁势可分解为两个旋转磁势，其结果是没有启动转矩，如何产生像三相电动机一样的旋转磁势是关键，从而引出几种启动方法。讲同步电动机是只讲与异步的不同之处。
3.教学方法、手段的改革
结合企业生产操作任务，选定若干典型任务，如吊车的操作、加工设备(车床、磨床等)的典型操作为项目，使教学内容更加适合工学结合的“教、学、做”一体的教学新模式。
在教学过程中，以真实的工作任务为载体设计教学过程，教、学、做相结合.以“教师引导性学习、学生自主性练习、师生共同研习”为主的“学、练、研”一体的教学模式，强化学生能力的培养。并积极组织学生参与社会实践，到企业参观实习，创造课堂教学与实习地点一体化的教学环境。
在教学实施过程中，融入职业资格认证标准，实施职业资格考试。将与中高级电工联系紧密的电气控制技能、低压电器使用、电机性能测试、仪表使用等内容用“以证代考”的形式实施教学。
将实践任务分“基础+提高”两部分，针对学生的不同层次，设置分层教学，让每个学生在实践中都有所得。
改变过去因内容过分偏重于基础训练，所以在方法和手段上很单调，主要以“模仿”为主。通过教师详细讲解、操作示范，学生不需主动思维和创新，只需“依样画葫芦”。通过反复训练学生硬件接线，熟能生巧，形成一定的基本技能。
在方法手段上，首先应增强课程实验的开放性。但该课程以强电实验为主，实验安全要求较高，一定要加强教师的指导，确保学生的安全。
4.实施讲、做、练、问、考、测等多元化的考核方法
依据多元化考核思想，制定了理论、实验、设计、实习考核标准及细则，注重过程考核，形成平时、期中、期末三个阶段性考核。并将理论考核、网络在线考核、作业、课堂提问、教学考勤等因素考虑进去，因材施考，最终形成综合成绩。实践考核改革了大锅饭思想，根据不同学生不同情况制定了以“普通+激励”为主的实践考核方案。同时，技能考核借用社会考核，以证代考，提高学生在人才市场上的竞争力。
实践证明，通过基于工作过程的改革措施后更加有利于提高学生的竞争意识和创新意识，使学生真正成为具有新技术应用能力的人才。
参考文献：
[1]周奎.《电机与电气控制》课程改革与实践.机械职业教育.
[2]徐建俊.高职高专《电机与电气控制》课程实践教学改革的探索.淮安信息职业技术学院.
