电气控制技术实验教学改革探讨

作者:未知

  摘要:为满足军队现代化建设的人才需求,提高院校人才培养质量,针对我校电气控制技术传统实验教学方法存在的弊端,从优化实验内容、创新实验组训模式和多元化考核评价三个方面入手,探讨了开展课程实验教学改革的过程。
  关键词:电气控制技术;实验;教学改革
  中图分类号:G642.423     文献标志码:A     文章编号:1674-9324(2019)19-0263-02
   一、引言
  人才是军队战斗力的核心要素。军队院校积极推进专业教学改革,提高学生能力素质,培养其创新能力对提升部队战斗力水平有着重要意义。党的十九大报告明确指出“要树立科技是核心战斗力的思想,推进重大技术创新、自主创新,加强军事人才培养体系建设,创建新型人民军队”[1]。可见,创新能力是部队人才建设的关键目标,实验教学是培养学生创新能力的主渠道,是实现院校人才培养目标的重要环节。
  电气控制技术是我校一门实践性很强的专业基础课程,以典型设备和系统为研究对象,以电机学、电力电子技术和自动控制原理等课程为基础,包括继电接触控制和可编程控制两个方面教学内容。按照人才培养目标,建立起具有专业特色的实验教学内容、课程模式和评价方式是培养学生综合素质的关键,对促进其创新能力生成起着至关重要的作用。
  二、传统电气控制技术课程实验教学存在的问题
  传统的电气控制课程实验教学是按照授课内容来安排进度的,通常在理论教学完成后进行。一般包含两大类实验:一类是针对继电接触控制系统的实验,以典型电机控制线路为主;一类是针对可编程控制系统的实验,包括PLC指令和PLC控制系统的设计与验证。传统实验教学方式中存在以下几个问题:一是组训方式单一。传统实验组训方式以教师讲解和传授为主,实验指导书步骤详细,学生在实验课时对照指导书“依葫芦画瓢”。这种模式中教师是知识传授的主体,学生是被动的受体,二者交流是单向的,知识和能力获取的过程对他们而言是封闭的,极大地限制了学生对实验内容的深层次理解和探究,对培养他们的主动性和创新能力极其不利。二是内容与岗位能力要求偏离。本专业学生的任职岗位是国防工程设施设备的运行维护与管理,而在传统实验教学中依然沿用地方教材中的运料小车、电梯、交通灯等设计内容,与学生岗位任职能力要求不匹配。三是实验教学中的考评机制不完善。教师评分过分依赖实验结果的终结性评定,缺乏系统的过程性评价,结果往往表现为学生成绩特别是同一实验小组的成绩过于集中。
  由此可见,结合专业特色,优化实验内容、探索新的教学模式、多元化课程考核方式,我校的电气控制课程实验教学存在很大的改革与提升空间。
  三、电气控制技术课程教学改革的实现途径
  (一)优化实验教学内容,删减整合实验项目
  俗话说“纲举目张”,实验内容是开展实验教学的纲,也是教学改革的重中之重。设置合理的实验内容要综合考虑学生知识能力的获取和岗位任职能力的需求。必须打破传统实验教学的桎梏:一方面,要厘清理论教学与实验教学的关系。不能把二者相割裂,单纯地认为实验教学是理论教学的验证与补充,是理论教学的附属,二者之间应该是相互交叉和有机融合。因此,实验教学就不必拘泥于必须在理论教学完成后才进行。在部分章节可优先安排,变验证性实验为先导性实验。学生在实验后带着问题回到课堂,通过问题牵引思维和探究,促进他们进行深层次反思,把教学过程变成学生批判思考和自我构建的过程。例如,在理论授课前先完成电机降压启动控制实验,学生在完成实验后对实验现象和接线过程有了了解,再回到课堂,头脑中就会产生一连串问题——为什么要降压、为什么能降压、实际中怎么用、还有哪些问题需要改进等,这些问题能促使他们进行深度学习与探究。另一方面,对实验内容也不能像“撒胡椒面”,既面面俱到又浅尝辄止,必须由若干串联式单一性实验向综合性、设计性实验转化。
  (二)探索实验教学模式,积极引入项目教学
  项目教学是一种以实验为导向、以教师为指导、以学生为主体的教学方法。学生在教师指导下围绕一个共同的任务中心,通过完成任务的过程掌握构建在项目上的知识与技能,突出了“在学中做,在做中学”“知行合一”的理念[2]。这种教学模式中教师是知识传授的顶层,学生是知识接受的下层,二者交流是双向的,并且鼓励下层与下层之间交流与碰撞,它是一种基于建构主义理论的探究式和行为导向式学习模式。
  开展电气控制课程实验项目教学分为三个步骤:项目准备、方案制定和方案实施。下面以某型调温除湿机的电气控制系统升级改造项目为例进行具体分析。
  1.项目准备。项目准备是项目教学的基础,包括对象分析和人员划分。学生在教师指导下查阅资料,分析该型调温除湿机的工作原理、熟悉电气控制系统的工作过程。在此过程中教师有意识地引导学生发现该型调温除湿机在电气控制设计上的缺陷。例如,温度调节缺少闭环控制、没有温湿度显示、不具备声光报警、不能实现远距离动作等。在综合考虑成员的知识水平、协调能力、操作技能等因素后,学生自主确定各组人员名单和组长人选。
  2.方案制定。完善的方案是确保项目完成的关键。整个过程由学生自行组织,经过讨论—修改—再讨论—再修改反复完善,在这一过程中教师注重引导学生围绕总体设计的可行性和可靠性进行审核,并指出其中不合理的部分。各组制定的方案应尽量详细,包括时间节点、任务分配、软硬件框图等要素。这一过程旨在培养和锻炼学生的组织指挥和协调规划能力。
  3.项目实施。项目实施是方案落实的过程,也是项目教学最主要的步骤。包括两个阶段:第一阶段,对方案进一步细化。在软硬件设计方面,教师应当鼓励各组采用不同的设计思路。例如,电气的自锁与互锁环节既可以通过硬件实现也可由软件来完成;同样的控制逻辑有些小组使用顺序指令实现、有些小组使用移位指令和置、复位指令也能完成。这些不同的思路正是学生思维碰撞、相互质疑与探究,进而激发创新知识固化的过程,也是下一步实施考核评价的重要依据。第二阶段,硬件接线与系统联调。这一阶段是项目教学的主体内容,是促进理论知识向实验技能转化、促进学习能力向创新能力转化的主要过程。很多实际操作技巧,如元器件安装、接线工艺、PLC端口连接、程序调试等只有经过这一过程才能获得。对实验中出现的问题,由学生组开展讨论,形成统一意见后组织排除故障。教师在过程中是旁观者和帮助提供者,只有当学生无法解决问题或面临重大失误时才介入指导[3]。这样通过不断地发现问题—解决问题,促使学生主动探究,把书本知识与实际应用融会贯通。
  (三)多元实验考核方式,增加过程评价比重
  考核评价是促进教育目标实现的主要手段[4],也是检验教学效果的主要依据。探索多元考核方式,旨在增加过程性评价指标。实验课程考核结合项目教学的评价从教师考评、学生自评和互评两个方面来进行。一方面,教师是学习的组织和引导者,在评价体系中起主导地位,秉持客观全面、肯定和鼓励的态度对学生评价,采用口试和汇报答辩的方式,按照可操作的量化考核点进行打分。评价时不仅关注项目完成结果,还关注学生素质的培养与实践技能的获得。另一方面,学生之间的自评与互评是对教师评价的有益补充,是一种过程性评价。在小组成员之间围绕组织能力、交流协作和创新思维开展自评与互评,引导他们相互借鉴、取长补短,培养团结意识,塑造积极向上的氛围。
  四、结束语
  习主席在视察国防大学时强调:“要围绕实现强军目标推进军队院校改革创新,为实现中国梦强军梦提供人才和智力支持。”[5]可见培养学生的创新精神、有效提升人才培养的质量已经成为军队院校教育改革的重中之重,也是当前和今后一段时期摆在军队院校教育工作者面前的一道难题。只有大胆尝试、积极创新,才能突破傳统教学方法的局限,探索出一条适合军校办学特色的实验教学改革之路。
  参考文献:
  [1]百度百科.“十九大报告”词条[EB/OL].HTTP://wapbaike.baidu.com/view/.
  [2]百度百科.“项目教学法”词条[EB/OL].HTTP://wapbaike.baidu.com/view/.
  [3]王萍.项目教学法在专业课程中的实验[J].教育与职业,2009,(30):129-130.
  [4]童相海.在“电工基础”课程中应用项目教学法的思考[J].教育与职业,2011,(6):156-157.
  [5]习近平视察国防大学并发表重要讲话[N].解放军报,2015-3-24.
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