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摘 要:目前高校电气控制类专业的课程设计环节相对独立,各门课程之间的联系较少,不利于知识的连续性和实际的应用性。本文结合课程群建设理念和项目导向法,提出了在电气控制类课程中加强课群设计实践教学环节,培养应用型人才的教学改革思路,并对其实施方案和培养模式进行了研究。
关键词:项目导向;电气控制;课群设计
中图分类号:G42 文献标志码:A 文章编号:2095-9214(2015)07-0114-01
一、传统实践教学环节的特点
随着时代的发展,社会对应用型人才的需求量越来越大,因此,国内各高校对实践性教学环节和应用型人才的培养更加重视。高校的实验教学在保留一定传统比例的验证性实验的基础上,更加注重学生设计能力、创新能力的培养,普遍加大了课程设计、实习、社会实践的比重,特别是综合性、设计性实践环节的比重。其中的课程设计其过程一般是教师给出一个任务或题目,要求学生将该课程所学习的理论知识融合,独立设计任务的方案和实验步骤,并验证完成。如单片机课程设计中的智能红绿灯设计、PLC课程中电梯控制系统设计等,都要求学生设计整体方案,通过硬件连线、软件编程、仿真和实际运行来完成实验。类似实验或课设能在一定程度上提高学生的积极性,但在实际操作中还有一定的局限性。主要有以下几个方面:
1、所涉及的课程单一,各门课程之间的联系较少。目前关于课程的实践环节主要是针对一门具体的课程设置的,与其他专业课程联系较少,不利于学生将所学知识融会贯通,合理利用,而综合性的实习实践环节只有大四下学期的毕业设计,时间相对较晚。
2、形式固定且单一,难以实现创新性。传统的课设虽然也可选取多个题目,但整体来说题目、硬件、软件、方案和形式等相对固定,结果也大同小异,不利于发挥学生的主观能动性,不易体现创新性。
3、自主学习的时间和空间受限较大。课设只在一到两周相对固定的时间内进行,多数学生只能浅尝辄止,印象不深,同时又受制于实验室的条件,不易达到太好的效果。
二、电气控制类专业课群设计实践教学模式
课程群建设是近几年高校专业课程建设改革的一个发展趋势,在教学改革的思路、课程体系、教学计划、实践环节和师资团队等方面有些学校已经进行了有益的探索。我校电气控制类专业已有多年的办学历史,电气控制类课程群是“电气工程及其自动化”专业方向的重要组成部分,现有课程体系主要包括自动控制理论、传感器与检测技术、单片机原理及应用、PLC控制、计算机控制技术、自动化仪表与过程控制等课程。本文基于课程群建设理念和原有的课程设计实践教学环节的不足之处,提出以项目为导向的电气控制类专业课群设计实践教学模式。
1、培养目标
针对电气控制类专业特点,提出课群设计教学实践模式的改革。目标在于通过综合集成化的课程设计让学生尽早了解本专业的特点,各门课程之间的衔接和应用,能够将课程内容融会贯通,高度整合,总揽全局,培养学生理论结合实际的能力,特别是创新能力,引导学生利用专业知识学会分析问题和解决问题的能力,掌握科学研究、生产实践的规律和方法,授之以鱼,更要授之以渔。
2、具体内容
综合多门课程知识的实践环节,建立综合课群设计模式,根据实际控制系统的生产流程和各年级的课程设置将其内容分解成若干模块,采取模块化教学方式,时间、地点、内容均不受某一门课程的限制,可跨课程、跨学年组织实践。虽然低年级的课程在内容上由浅入深,时间上循序渐进,看似偏重理论知识,但也可挖掘其实践规律。
针对电气控制类专业特点,根据学校课程设置的具体情况,从大二到大四三年时间,设计三步递进模块式实践教学模式:检测模块—控制模块—综合自动化模块。
第一步,检测设计模块。在大二阶段,可探索相对简单的软硬件系统的搭建,从信号检测、简单运动控制入手,如集成传感器、数据采集电路、上位机软件系统的设计。可融合电路、模电、数电、传感器、仿真监控软件、电气控制等多门课程知识。
第二步,控制设计模块。在大三学年继续探索更复杂的控制系统,加入控制器,深化控制理论,融合传感器、单片机、PLC、计算机控制、电机拖动、仪表等多门专业课程,设计更接近真实的方案。如智能车运动控制、智能家居、简单自动化控制等等。
第三步,综合自动化设计模块,大四毕业设计依托前期基础,在时间上就更为充裕,不不必再花费大量人力物力用于基础知识的复习,可以在测控实践的基础上,探索更深入的工业自动化综合控制领域,探索综合控制、智能控制方向的具体项目,解决实际生产问题。使实践环节内容更丰富,成果更完善,设计更具应用性。
设计题目的来源不拘泥于固定形式,采用项目导向的形式,项目可以依托教师的科研项目、电气电子类竞赛或当今热点关注的领域,可自行开发实验模块,提高学生动手能力,增强设计的实用性和创新性。
3、组织形式
课群设计组织形式以学生自学为主,教师辅导为辅,以创新训练选修课或课外学习兴趣小组为主要学习形式,有利于保障时间、空间、软硬件、经费等方面的支持,先激发一部分学生的积极性,通过实践及其取得成果的引领和示范作用,逐渐辐射到更广泛的受众,在班级内逐步推进。
4、评价形式
以撰写技术报告和总结为具体形式,依托日常工作、项目、工程、竞赛做出综合评价。
三、结论
课群设计实践教学模式作为课程群建设的一个重点,旨在培养学生工程技术的思想,培养他们良好的团队合作、人际交往能力、创新能力和科研方法,使其能真正理论联系实际,分析问题,解决问题,并取得成果。这种模式对师生的教学互促、科研共进具有非常积极重要的推动作用。
(作者单位:河北建筑工程学院)
参考文献:
[1]王扬扬,许瑾等.测控类课程群综合实验教学模式的研究[J].中国电力教育,2013(19):145-146
[2]贺湘宇,唐宏宾,李旭宇.机电控制课程群理论与实践教学体系方法研究[J].科教导刊,2012(33):160-161
关键词:项目导向;电气控制;课群设计
中图分类号:G42 文献标志码:A 文章编号:2095-9214(2015)07-0114-01
一、传统实践教学环节的特点
随着时代的发展,社会对应用型人才的需求量越来越大,因此,国内各高校对实践性教学环节和应用型人才的培养更加重视。高校的实验教学在保留一定传统比例的验证性实验的基础上,更加注重学生设计能力、创新能力的培养,普遍加大了课程设计、实习、社会实践的比重,特别是综合性、设计性实践环节的比重。其中的课程设计其过程一般是教师给出一个任务或题目,要求学生将该课程所学习的理论知识融合,独立设计任务的方案和实验步骤,并验证完成。如单片机课程设计中的智能红绿灯设计、PLC课程中电梯控制系统设计等,都要求学生设计整体方案,通过硬件连线、软件编程、仿真和实际运行来完成实验。类似实验或课设能在一定程度上提高学生的积极性,但在实际操作中还有一定的局限性。主要有以下几个方面:
1、所涉及的课程单一,各门课程之间的联系较少。目前关于课程的实践环节主要是针对一门具体的课程设置的,与其他专业课程联系较少,不利于学生将所学知识融会贯通,合理利用,而综合性的实习实践环节只有大四下学期的毕业设计,时间相对较晚。
2、形式固定且单一,难以实现创新性。传统的课设虽然也可选取多个题目,但整体来说题目、硬件、软件、方案和形式等相对固定,结果也大同小异,不利于发挥学生的主观能动性,不易体现创新性。
3、自主学习的时间和空间受限较大。课设只在一到两周相对固定的时间内进行,多数学生只能浅尝辄止,印象不深,同时又受制于实验室的条件,不易达到太好的效果。
二、电气控制类专业课群设计实践教学模式
课程群建设是近几年高校专业课程建设改革的一个发展趋势,在教学改革的思路、课程体系、教学计划、实践环节和师资团队等方面有些学校已经进行了有益的探索。我校电气控制类专业已有多年的办学历史,电气控制类课程群是“电气工程及其自动化”专业方向的重要组成部分,现有课程体系主要包括自动控制理论、传感器与检测技术、单片机原理及应用、PLC控制、计算机控制技术、自动化仪表与过程控制等课程。本文基于课程群建设理念和原有的课程设计实践教学环节的不足之处,提出以项目为导向的电气控制类专业课群设计实践教学模式。
1、培养目标
针对电气控制类专业特点,提出课群设计教学实践模式的改革。目标在于通过综合集成化的课程设计让学生尽早了解本专业的特点,各门课程之间的衔接和应用,能够将课程内容融会贯通,高度整合,总揽全局,培养学生理论结合实际的能力,特别是创新能力,引导学生利用专业知识学会分析问题和解决问题的能力,掌握科学研究、生产实践的规律和方法,授之以鱼,更要授之以渔。
2、具体内容
综合多门课程知识的实践环节,建立综合课群设计模式,根据实际控制系统的生产流程和各年级的课程设置将其内容分解成若干模块,采取模块化教学方式,时间、地点、内容均不受某一门课程的限制,可跨课程、跨学年组织实践。虽然低年级的课程在内容上由浅入深,时间上循序渐进,看似偏重理论知识,但也可挖掘其实践规律。
针对电气控制类专业特点,根据学校课程设置的具体情况,从大二到大四三年时间,设计三步递进模块式实践教学模式:检测模块—控制模块—综合自动化模块。
第一步,检测设计模块。在大二阶段,可探索相对简单的软硬件系统的搭建,从信号检测、简单运动控制入手,如集成传感器、数据采集电路、上位机软件系统的设计。可融合电路、模电、数电、传感器、仿真监控软件、电气控制等多门课程知识。
第二步,控制设计模块。在大三学年继续探索更复杂的控制系统,加入控制器,深化控制理论,融合传感器、单片机、PLC、计算机控制、电机拖动、仪表等多门专业课程,设计更接近真实的方案。如智能车运动控制、智能家居、简单自动化控制等等。
第三步,综合自动化设计模块,大四毕业设计依托前期基础,在时间上就更为充裕,不不必再花费大量人力物力用于基础知识的复习,可以在测控实践的基础上,探索更深入的工业自动化综合控制领域,探索综合控制、智能控制方向的具体项目,解决实际生产问题。使实践环节内容更丰富,成果更完善,设计更具应用性。
设计题目的来源不拘泥于固定形式,采用项目导向的形式,项目可以依托教师的科研项目、电气电子类竞赛或当今热点关注的领域,可自行开发实验模块,提高学生动手能力,增强设计的实用性和创新性。
3、组织形式
课群设计组织形式以学生自学为主,教师辅导为辅,以创新训练选修课或课外学习兴趣小组为主要学习形式,有利于保障时间、空间、软硬件、经费等方面的支持,先激发一部分学生的积极性,通过实践及其取得成果的引领和示范作用,逐渐辐射到更广泛的受众,在班级内逐步推进。
4、评价形式
以撰写技术报告和总结为具体形式,依托日常工作、项目、工程、竞赛做出综合评价。
三、结论
课群设计实践教学模式作为课程群建设的一个重点,旨在培养学生工程技术的思想,培养他们良好的团队合作、人际交往能力、创新能力和科研方法,使其能真正理论联系实际,分析问题,解决问题,并取得成果。这种模式对师生的教学互促、科研共进具有非常积极重要的推动作用。
(作者单位:河北建筑工程学院)
参考文献:
[1]王扬扬,许瑾等.测控类课程群综合实验教学模式的研究[J].中国电力教育,2013(19):145-146
[2]贺湘宇,唐宏宾,李旭宇.机电控制课程群理论与实践教学体系方法研究[J].科教导刊,2012(33):160-161