杨振宇，姜无疾

（中山职业技术学院，广东 中山528400)

0 引言

“电机与电气控制”是一门实践性非常强的专业基础课，培养学生能够面对并适应各种电气控制系统环境，完成对电气控制系统的安装接线和运行调试，并能熟练分析和排查线路故障，解决实际问题的能力。

近年来，随着我国产业结构调整和企业转型升级不断推进，企业对电气技术类技能人才的要求越来越高，对会安装调试、会排查故障、能解决实际问题的高素质技能型人才的需求越来越急迫。企业越来越需要具有扎实基本技能，具有较强动手能力和适应能力，并富有创新精神的人。目前，我国多数高职院校在学生创新精神和创新能力的培养方面，是一个明显的薄弱环节。学生对控制电路的理解与掌握程度[1]，直接决定了就业后的工作能力，而高职院校的大多数学生，在“电机与电气控制”课程的学习过程中，普遍习惯于按照老师给出电气图纸进行安装与接线，既不能独立完成图纸，不能主动分析问题，更不能主动解决问题。究其原因有：（1）学生的学习兴趣和学习欲望不够浓厚，学习积极性不够强烈，学习能力不足：（2）受制于传统的教育观念、陈旧的教学内容、落后的教学方法。

针对以上问题，以“电机与电气控制”课程的教学实践体验为基础，通过“设计型”项目任务，采用项目化教学的方法，以学生为中心，营造宽松的教学实施环境，发挥学生的主观能动性[2]，以解决问题和完成项目任务为目标，培养学生创新意识和创新能力，该改革也取得了良好的教学效果。

1 项目化教学方案的设计

1.1 “设计型”项目化教学任务的提出

使用时间继电器的顺序控制线路是“电机与电气控制”课程的一个重要教学内容。为培养学生创新意识和创新能力，加强学生对电气控制线路学习的主动性，在顺序控制的教学环节，以培养职业能力和职业素质为主线[3]，强化学生的工程意识为目标，设计了“自动包装机顺序控制线路的设计、安装与调试”的项目情境。两个电机顺序控制的教学项目“包装机”示意如图1所示。

图1 基于顺序控制的包装机示意图

1.2 项目化教学方案的设计

“包装机”项目情境中，设置任务1和任务2两个由易到难的项目任务，见表1。其中，任务1是在基本顺序控制电路基础上增加了时间顺序控制功能，任务1的教学目的主要是通过知识学习，让学生初步尝试自行设计电气控制线路，并总结经验方法，查缺补漏，归纳电气控制线路的设计原则。任务2增加了设计难度，设计中可能需要应用2～3个时间继电器或增加中间继电器，以实现两个电机的交替延时启停并循环往复运转，对学生的创新能力提出了挑战。

表1 项目任务设计与教学目标意图

2 在项目化教学中培养学生创新能力

提出“设计型”项目任务后，如何围绕“项目任务”的解决，组织开展和实施项目化教学，不仅决定了能否有效的培养学生的创新能力，更决定了教学的质量和效果。

为实现“以学生为中心”，引导学生解决项目问题，完成项目任务，依次采用了翻转课堂、方法总结、小组讨论、方案审核、组织实施、项目评价等过程，最后在课后进行资料整理和知识拓展，如图2所示。

图2 项目化教学的组织实施过程

2.1 通过“知识总结”和“方法归纳”，培养学生创新思维

在项目任务1教学实施中，首先通过翻转课堂，学生在课前通过线上学习，完成了对课本上三种基本顺序控制线路的学习，并以此为知识基础和设计经验，以小组为单位，各自初步完成了针对项目任务1的电气控制线路的设计方案（表2），绘制了电气原理图，学生非常期待老师在课中评定自己的设计是否可行，更希望自己的方案能实施。

表2 从“知识总结”到“方法归纳”

翻转课堂后，课中老师首先了解学生课前学习情况，查看学生所绘制的电气原理图，了解学生在课前对项目任务的设计进度和完成情况，然后对顺序控制的知识点进行总结，并通过知识总结，归纳出顺序控制线路的设计方法。

学生按照老师总结归纳的方法，课堂上进行重新讨论、修改、完善各自小组的设计方案和电气控制线路原理图，通过这个环节，给予学生一种可以参考的设计方法，引导和培养学生的创新思维能力。

2.2 通过“小组讨论”和“问题引导”，培养学生创新意识

在学生完成设计方案，绘制电气原理图的关键环节，老师要始终坚持以学生为中心，把握住以“学生小组讨论”“老师引导解决问题”为核心的教学手段。让学生通过自己分析问题，并通过小组讨论解决存在的一般设计问题，为学生的设计过程不断向前深入铺平道路。

学生在电气线路设计中出现了各种各样的问题，普遍存在的问题主要有2种：（1）根本性的设计问题（2）关于图纸问题。比如控制线路中器件顺序混乱；无自锁，工作不可靠；公共点线路重复，线路不精简；图形符号不准确等。

老师对这些普遍问题进行总结，并借机适时地提出了电气控制线路设计的基本原则，见表3。

表3 从“主要问题”到“提出原则”

教师在这个过程中，不断巡回查看各小组对方案的设计和讨论情况，并参与其中，对学生进行有效引导，并帮助学生分析问题，解决问题，把教学过程变成师生交流思想的双边活动过程[4]。

2.3 通过设计方案的不断优化完善，培养学生精益求精的品质

学生以小组为单位，一起讨论，查询资料，最终合作完成了项目任务的设计，绘制完成了电气控制线路图，但学生作为没有经验的初学者，即使设计完成的控制线路能实现控制任务，但仍然存在着诸如线路复杂、累赘、运行不可靠等问题，这时老师要继续不断地参与到学生小组中，提出存在的问题，并鼓励学生向更加精简、更加优化的方向不断对设计方案进行改进，学生在老师的引导下通过不断地试错和创新，不断地修改和开拓思路，最终得到最简单、最合理、最优化的控制线路。在这个过程中，学生的创新热情和学习兴趣被极大地调动，非常有利于培养学生精益求精的学习品质，培养学生持之以恒、不断改进的工匠精神。

2.4 通过项目实施和评价，培养学生的创新精神

学生解决了所有存在的设计线路问题，确立了最优化的设计方案，并绘制完成了最终的电气原理图后，就可以开始进入项目安装接线和调试阶段，学生在之前的项目训练中，已经积累了足够的实操技能，对操作规范和工作要求也了然于心，因此老师只需要严格要求学生规范操作，并对工作过程进行严格的过程考核。项目完成后的汇报答辩和评价，是培养学生创新能力的重要一环。各个项目小组的学生都要登台汇报，讲解自己的设计过程，分享自己的设计经验和不足，并提出存在的问题，学生兴致浓厚的对别人的设计方案和实施结果进行评价，并学习好的设计方法，获得别人的经验教训，这个过程开拓了学生的创新思维，激发了学生的创新精神。

3 结语

基于在课堂教学过程中培养学生创新能力，研究了以“设计型”任务项目教学法为主体的教学方式方法改革，通过翻转课堂，小组讨论，方案的设计优化，项目实施与汇报评价培养学生创新意识、创新思维、创新能力。在教学设计中，如何设计富有挑战性的，难易适中的，能激发学生兴趣的项目尤为重要，在项目教学实施过程中，以学生为中心，学生以小组为单位对设计方案进行不断地优化、修改和完善，把创新能力的培养落到实处，并有效地激发了学生的积极性和解决问题的意识和热情，取得了较好的效果。