电梯电气原理与设计课程的教学实践

随着国家对职业教育的重视程度不断提高，出台的《国家职业教育改革实施方案》等文件中提出，职业院校增强教育教学水平，应继续在强化业务、改革课程、增加实践能力等方面努力。服务经济社会发展和人的全面发展，推动专业设置与产业需求对接，课程内容与职业标准对接，教学过程与生产过程对接，毕业证书与职业资格证书对接，职业教育与终身学习对接。为了更好地培养学生的实践动手能力，满足行业的需求，为市场服务，并结合2019年7月，职业教育与成人教育司发布的高等职业学校电梯工程技术专业教学标准，重新构建课程项目设置，进行教学做一体化课堂教学模式改革。
1、课程定位与目标
（1）课程的性质与特点。《电梯电气原理与设计》是高等职业院校装备制造大类自动化类电梯工程技术专业的专业核心课程，共计64课时。适用于电梯工程技术专业三年制学生，开设学期为第3学期。课程体系如图1所示。
（2）课程设计的思路。根据电梯行业岗位的设置，依据实际工作中的技能需求，分析实际工作过程，引入适当的教学情境并设计合适项目，在理实一体化教室开展教学工作，培养学生对电梯、自动扶梯及自动人行道电气原理与设计的综合运用能力和职业素养。

图1 课程体系
（3）课程目标。通过本课程的学习，应在素质目标、知识目标、能力目标等方面实现以下目标。素质目标：①决定拥护中国共产党领导和我国社会主义制度，在习近平新时代中国特色社会主义思想指引下践行社会主义核心价值观，具有深厚的爱国情感和中华民族自豪感；②崇尚宪法、遵法守纪、崇德向善、诚实守信、尊重生命、热爱劳动，履行道德准则和行为规范，具有社会责任感和社会参与意识；③具有质量意识、环保意识、信息素养、工匠精神、创新思维；④具有安全意识、用电安全及三不伤害的意识；⑤具有沟通协作能力，勇于奋斗、乐观向上，具有自我管理能力、职业生涯规划的意识，有较强的集体意识和团队合作精神。
知识目标：①掌握垂直电梯和自动扶梯的基本结构与基本原理；②掌握垂直电梯和自动扶梯典型控制电路原理；③掌握电梯典型电气部件选型；④熟悉电梯相关标准法规；⑤了解典型电梯控制系统
设计。
能力目标：①具有自主学习能力、发现问题、分析问题、解决问题的能力；②具有良好的语言、文字表达能力和沟通能力；③能够熟练地识读和绘制电气工程图纸；④能够独立分析常见电梯、自动扶梯及自动人行道的电气控制线路图，理解其控制工作过程；⑤能够正确使用各种常用检测工具及仪器（螺丝刀、万用表、钳形电流表、拉力计等），检测电梯的相关参数。

表1 课程设计的教学项目
2、课程内容设计
根据企业对电梯电气控制系统产品的设计和开发流程，结合电梯专业教学标准要求的主要学习内容，本课程设计的教学项目如表1所示。
3、教学实践
3.1教学环境
教师在理实一体化的教室授课，借助真实的教具，更准确直观的为学生讲解。整个教学过程以学生实践为主，教师指导为辅，整个操作过程注重职业素养的养成，强调安全意识、三不伤害原则，遵从7S管理：整理、整顿、清扫、清洁、素养、安全和节约。
3.2教学方法
（1）启发式教学法。启发式教学指的是教学过程中从实际情况出发，依据教学规律，采用多种方式，以启发学生的思维为核心，调动学生的学习主动性和积极性，促使他们充满兴趣进行学习的教学方式。在讲解电梯功能的时候，通过给学生提出问题，促使学生主动思考，如何利用现有的电梯器件，实现控制功能。例如，讲解电梯防捣乱功能时，首先介绍该功能的目的是当电梯的轿内指令与实际乘坐人数相差过多时，主动取消所有轿内指令。让学生在理解功能的基础上思考用什么样的方法能实现该功能。如：①通过轿内指令可以直接获得；②重点是能够得知我们人员数量，与之相比较，让学生自己开动脑筋，大多数同学都会想到称重，光幕等等。启发学生利用已经学过的知识，实现电梯防捣乱功能。
（2）项目教学法。师生共同实施一个完整“项目”工作而进行的教学行动。首先制定项目的任务书，让学生根据任务要求，完成项目内容，再深入讲解电气原理图，总结归纳。例如，在讲解电梯主电路电气原理图时，教学活动分解为以下步骤：①布置任务。要求学生观察真实的电梯控制柜，根据电梯控制柜布局图，区分控制柜内多个继电器的功能。②实地观察。按下电梯内选或外召唤按钮，让电梯运行起来，观察继电器的工作状态，填写记录表。学生通过分组、操作、观察、记录数据，能够发现电梯在启动、加速、稳定运行、换速、停止5种状态下，总结归纳电压继电器、门锁继电器等工作的规律。③总结经验。在学生自己总结继电器工作规律的基础上，再进行主电路电气原理图的讲解，会达到事半功倍的效果。让学生做到知其然、知其所以然。
（3）案例教学法。采用案例分析方法，借助发生的电梯真实故障，可以让学生更加直观的学习相关知识。学生根据故障现象分析故障发生的简单原因，学习电梯电气原理图以及设置相关功能的目的。如通过学生讨论电梯门剪切的原因，分析如何避免事故的发生。结合电气原理图，对学生讲解层门门锁电气开关都是串联在一起的，正常情况下，当任意一个开关发生问题，则电梯都无法运行。
（4）角色扮演法。设置工作情景，学生分组商议分配角色，处理有可能遇到的各种问题，完成各项任务，在这个过程中可以锻炼学生的心理素质以及灵活机动处理事情的能力。比如讲解电梯控制系统设计时，让学生分别扮演客户、销售、设计的角色，完成电梯电气设备的选型，在这一过程中，也可以进行角色互换，让学生完成设计电梯控制系统。带着问题，寻找解决方案，提高学生的主观能动性，提高学习效率。
3.3教学实例
以PLC控制项目中的电梯开关门控制电路为例，教学做一体化过程如下所示。
（1）课前自学：利用超星平台，教师上传视频包含电梯开关门动作、电梯开关过程中限位开关的工作状态以及万用表检测限位开关。学生观看视频，学习限位开关的结构及工作原理，观察开关动作与限位开关的关系，完成课前测试题，并可在讨论区咨询问题。
（2）课中：①课程准备：平台发布签到，根据平台数据采集，点评课前测试题。②课程导入：提
出问题：电梯如何实现开、关门功能，学生讨论发言后，发布电梯开关门电气原理图，根据功能表，认知电气原理中的元器件作用。③下发任务，学生实操：初步认知后，教师发放任务书，学生分组实操。操作开关门按钮、观察继电器的工作状态、填写任务书中数据，发现电梯门在静止、开门过程、开门到位、关门过程、关门到位5种状态下，开门继电器、关门继电器等工作的规律。④评价：完成任务后，各组总结发言，教师点评。⑤电梯开关门电气原理图讲解：结合学生的数据，调出PLC开关门控制的梯形图以及开关门原理图，从乘客按下开门（或关门）按钮，PLC接收输入信号，梯形图中有能流通过，输出信号得电，使与PLC输出点相连的开门（或关门）继电器得电，对应的开关门电气原理图中的开门（关门）继电器触点动作，使门电机得电实现开门（关门），开门（关门）到位碰到限位开关，门电机失电，停止动作。⑥总结提升：利用思维导图总结本次课程知识结构，观看《大国工匠》片段-中国中铁集团电气高级技师李刚改造盾构机接线盒，学习大国工匠精益求精及创新精神。
（3）课后巩固。根据电气原理图，总结归纳电梯关门过程，上传超星平台。拓展阅读电梯其他开关门控制电路的相关资源。
4、教学评估
4.1考核方式
改革后的考核方式，考核分值构成由过程化考核（80%）+期末考核（20%）组成。其中过程化考核包含了项目报告（75%）和PPT视频汇报（25%）。
（1）项目报告：教学过程中根据学生任务报告完成的完整度及质量进行考核，绘图部分评价主要以教师评价为主，电气原理图的绘制要符合国标要求；分组实操，评价由自评、组内互评、组组互评、教师评价共同构成。
（2）PPT汇报：以小组为单位，从电梯和自动扶梯2大选题中任选其一，进行汇报讲解，通过这种形式学生在制作PPT的过程中将所学课程知识融会贯通，汇报过程锻炼学生语言表达能力，最后评价由自评、组内互评、组组互评、教师评价共同构成。
（3）期末考核：基于学生考取的职业资格证书考试内容，选取与本课程相关的内容进行上机做针对性的考核。
4.2效果对比
实施新课标后，经过2轮的课程改革，目前电梯电气原理与设计课程的及格率提升至95%。改变原有集中闭卷考试所占比例过大的问题，通过每学完一个项目，就完成一个项目报告，促使学生在学习过程中更加投入。而且增加了小组汇报环节，让学习变得丰富生动，课堂添加了趣味性，学生更加积极地投入到学习当中。
5、结语
高等职业教育的改革方向，需要根据市场导向、高职教育的特点，满足学生技能的培训的目的。通过学习和实践环节，重点培养学生的动手能力，满足行业的需求，更好地为市场服务。此外，还要重点培养学生精益求精的大国工匠精神，为国家和社会贡献出更多的优秀人才。