抗疫情,促教改,打造实训新课堂——《自动化综合实训》课程教学案例

物理与电子信息学院 冯京晓

作者:|发布时间:2020-05-08|浏览量:
     

2020年初始,一场突如其来的疫情席卷全国,举国上下迅速投入抗疫狙击战。在贯彻落实教育部“停课不停教,停课不停学”的指导精神过程中,《自动化综合实训》课程打破传统教学模式,创新教学方法和手段,稳步推进教学进程,凝心聚力,共同战“疫”,扎实做好线上教学工作。

一、课程及教材分析

自动化综合实训是自动化专业学生的一门专业必修课,该课程主要对工业自动化常用的上位机、下位机、现场执行层设备及其各种工业常用通讯方式等方面进行实训,侧重于对学生在工业自动化系统中的分析、设计、调试等综合能力的培养;通过实训,提升了学生在初步工程设计方面的能力,加强了学生的实际动手能力,培养了学生分析问题、解决问题的能力。实训平台采用THANZ-1A型自动化综合实训平台及其配套的实训指导书,该指导书实训项目丰富,内容详实,循序渐进,由浅入深,从单一模块到系统整体,使学生能够对工业自动化系统有一个充分的认识,符合自动化专业人才培养目标,满足教学需求。

二、学生分析

该课程授课对象为大学三年级自动化专业的本科学生,学生在完成了大学一、二年级专业基础课程的学习后,掌握了一定的专业知识,对自动化专业领域也有了一定程度的了解,该阶段学生经过两年的大学学习,能够掌握基本的大学学习方法,学习态度端正,学习目标明确,能够积极主动的配合教师教学。该阶段的学生人生目标也已经基本明确,毕业后直接进入社会从事本专业相关工作,还是进一步深造,学生个人已有打算,但是学生在面对社会对专业实践能力的需求时,总体概念比较薄弱,专业实践能力的欠缺已成为他们发展的瓶颈,因此自动化综合实训课程的开设显得尤为必要。根据新工科专业认证对自动化专业毕业生应达到的要求,新一代年轻人不但要学习专业知识,而且要关心时事,把自己的理想同国家的未来发展和当下企业需求相结合,才能在世界经济发展的潮流中乘风破浪,因此在专业课学习中融入思政教育,以课程思政促进教学改革和人才培养能力的全面提升势在必行。

三、教学计划

本课程共36学时,每周3学时,用12周完成教学任务。计划设定10个实训项目,每周完成一个实训任务,留机动时间6学时,用于学生测试、答疑及其它特殊情况。

四、课程主要内容

课程的主要内容有:工业自动化控制系统常用组件认识、工业自动化常用软件学习及使用、上位机画面制作应用实训、下位机可编程控制器程序编写与调试、现场执行层设备认识、工业自动化系统设计与调试等。

五、思政育人目标

在自动化综合实训课程中,始终把实训课程同思政育人相结合,把专业课程的教学同学生人生观、职业观的培养相结合,才能达到真正教书育人的目的。

(一)安全第一,生命至上

任何职业传承发展的前提是生命至上,只有拥有生命健康,才能更好地励志前行。在课程教学过程中,要让学生用未来工程师的标准严格要求自己,从设备实训操作开始,要求学生必须严格按照操作规范进行,让学生明白人身安全的重要性和设备安全的必要性。只有在保证人身安全前提下,确保设备安全,才能创造出更多的效益。

(二)立足现实,助力未来

在实训过程中,让学生明白学习实践技能对自身综合发展的重要性,增强学生获取知识的愿望。对于大学生来说毕业最终去向是考研再深造,或者工作就业,而任何一个选择其首要任务都是完成在校学习任务和最终的毕业设计。

1、助力毕业设计

自动化综合实训对于很多学生来说都很有意义的,在毕业设计选题时可以考虑工业控制系统设计,通过这门课的学习,学生掌握了上位机、下位机、现场执行层及通讯方式等知识,可以为毕业设计打下良好的基础。

2、助力考研

对于考研同学来说,该课程的掌握可以为其在考研复试的面试环节增光添彩,如果考研方向为自动化等相关方向,该课程的掌握势必会在复试过程中引起导师注意,提升个人复试成绩和复试通过的概率。

3、助力就业

对于准备就业的同学来说,该课程的学习可增强自身对工业自动化现场设备知识的认识,不仅在面试过程中为自己加分,也能够使自己更快地适应未来的工作。具体内容见自动化综合实训课程助力图1:

图1 自动化综合实训课程助力图

(三)端正态度,严于律己

无论是网上课堂教学,还是线下课堂教学,学生的学习态度都起着至关重要的作用,好的学习态度是达到课堂教学效果的最关键因素。而对于好的学习态度的建立除老师的尽心教导外,课堂纪律显得尤为重要。良好的课堂纪律是课堂教学达到预期效果的必然因素。学生最终去向是企事业单位,而良好的工作纪律是企事业单位蓬勃发展的前提。学校与企事业单位都有自己的纪律和规定,在校良好习惯的培养,更有利于自己未来更好地工作。让学生深刻理解适者生存的道理,只有遵守校规校纪,自己才能更好地成长。只有遵守法律法规,才能适应社会的发展和生存环境,才能使自己更好地立足于当今社会,反之必将受到法律制度的制裁。

六、教学实施

具体教学实施主要包含五部分内容:严格考勤、混合式教学、课堂管理、布置作业及课堂答疑。教学实施拓扑图如图2所示:

图2 教学实施拓扑图

(一)严格考勤

施行严格上下课签到制度,课前15分钟在微信群任课老师发起接龙签到,课前5分钟签到截止;下课后老师发起微信群接龙签退,10分钟签到截止,未在规定时间内签到按迟到或早退处理。考勤记入平时成绩。签到接龙图如下图3所示。签退接龙图如图4所示。

图3 签到接龙图 图4 签退接龙图

(二)混合式教学

利用微信群、腾讯会议、网络课堂等网络平台搭建教学环境,按既定程序进行教学活动。其教学流程如图5所示:

图5 教学过程 图6 公布课堂ID

1、微信群公布课堂ID

课堂内容采用线上教学方式,提前在微信群公布开课腾讯会议或课堂ID,如图6所示。学生提前10分钟进入课堂,简单测试网络,做好上课准备。

2、课堂回顾,共同学习

正式上课后,首先对上节课内容进行课堂回顾,并引入本节所讲内容,如图7所示。对本节将要学习的内容概括介绍后,和学生一起学习慕课,在学习过程中根据内容理解不同及学生对课堂内容的实时反馈,适时暂停,为学生答疑解惑、详细讲解,使学生加深对课程的理解,如下图8所示。对于积极回答问题的同学,给与一定的平时成绩奖励。

图7 课堂回顾

图8 答疑解惑

3、双视图直播教学

对于系统认识部分采用腾讯会议,通过在线视频,可以对实训平台各部分在线介绍。其中一台电脑或手机作为参会人加入会议,用摄像头对准实训平台和老师,显示实训全景,并拍摄老师讲解过程。主持讲课老师用手机摄像头对准需要讲解的实训设备元器件,对其在线实时详细讲解,使学生对系统整体或局部充分认识,达到熟悉实训平台的目的。另外,发送局部设备、元器件和模块图片给学生,增进学生感性认识。使学生达到熟悉实训平台各部分组成,为进一步的平台软件学习和使用打下良好基础,为实训项目的创建及仿真调试提供认知经验。如图9所示,上半部分为老师课堂直播实训平台全景图,下半部分为老师课堂直播元器件局部图。

图9 课堂直播全景、局部图

(三)课堂管理

1、视频在线查勤

要求学生上课时间打开视频摄像头,课堂期间确保在线。随时查看在线听课情况,对于长时间未在线或未打开视频的同学按缺课处理。具体在线查勤样例如图10所示:

图10 视频在线查勤

2、笔记查勤

笔记上传,根据上课内容,要求学生做笔记,并拍照发送老师,以确保学生认真听课。笔记样例如图11所示:

图11 学生上传笔记

(四)综合答疑

由于本课程在线上授课,老师和学生不能面对面交流,为了达到教学效果,采用微信群答疑。同时通过答疑互动拓展学生知识面,增进课程理解。微信群答疑如图12所示:

图12 微信答疑

(五)布置作业

课程开课前在微信群发布上课注意事项及作业文档,让学生查阅、思考;课程结束后,给学生布置一定的作业,根据课堂内容提出部分问题,写入文档,在微信群中发布,要求学生独立完成并及时上交,以增强学生学习效果。作业发布如图13所示:

图13 课后问题发布

七、教学反思

自动化综合实训这门课程主要目标是通过网络实训教学,使学生掌握工业自动化系统的主要组成,并具备一定的设计、调试和分析工业自动化问题的实践能力。课程通过实训指导书、实物图片和在线实物视频讲解,使学生从局部到整体,从简单到复杂对实训平台各部分组件以及系统整体结构组成有了充分认识。并通过网络在线官方视频课件讲解,老师重点诠释,师生共同学习,相互探讨,通过案例进行项目的设计和编程,使学生逐步熟悉软件的应用;运用仿真软件对系统程序进行仿真调试,最终达到案例教学的实践目标。混合式教学方式虽然从一定程度上解决了自动化综合实训的网络课程教学问题,但鉴于该课程以实践为主的特性,在实训上还存在一定不足,不能使学生更好地贴近实际。因此增进操作能力的提升,优化课程教学,挖掘实训项目,合理利用互联网和虚拟现实技术,加强学生实践能力培养,达到自动化综合实训的工程实训目标,已成为互联网实践教学改革发展的必然趋势。


 
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