工學結(jié)合的“電廠化學自動控制”課程改革

摘要：目前“電廠化學自動控制”課程教學中存在教學內(nèi)容與實際生產(chǎn)實踐脫離、教學觀念落后等問題。為此，提出了采用工學結(jié)合的一體化教學方式，在典型任務(wù)的基礎(chǔ)上確立了教學內(nèi)容，授課方式以學生為主體，鍛煉了學生專業(yè)技能、社會能力等，取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：電廠化學；工學結(jié)合；PLC

作者簡介：李娟（1978-），女，陜西西安人，西安電力高等專科學校動力系，講師；曾興柱（1973-），男，陜西西安人，西安電力高等專科學校動力系，講師。（陜西 西安 710032）

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）20-0058-02

一、傳統(tǒng)電廠化學自動控制教學的困惑

“電廠化學自動控制”是電廠化學專業(yè)的一門專業(yè)核心課程。傳統(tǒng)“電廠化學自動控制”注重理論教學，學生動手很少，造成學生往往書本知識掌握得很好，但是實踐能力和創(chuàng)造精神比較缺乏。也就是說，在過去相當長的一段時間里比較重視認知教育和應(yīng)試的教學方法，而相對忽視對學生獨立思考和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)，隨之導致學生不能零距離上崗，就業(yè)困難。同時隨著社會的發(fā)展，學科和行業(yè)間的界限逐漸被打破，復合型職業(yè)崗位不斷出現(xiàn)，越來越需要寬專多能的復合型“灰領(lǐng)人才”。同時課程部分內(nèi)容知識陳舊，課程結(jié)構(gòu)、教學內(nèi)容、培養(yǎng)模式不合理，“電廠化學自動控制”課程迫切需要改革，迫切地需要運用工學結(jié)合的授課方式來提高學生的實踐操作能力及創(chuàng)造能力。工學結(jié)合的本質(zhì)是使教育通過企業(yè)與社會需求緊密結(jié)合起來，強調(diào)學生主體。實行“工學結(jié)合”，能夠幫助高職學生獲得實際的工作經(jīng)驗和工作能力，使學生更好地適應(yīng)崗位要求。

二、課程改革開發(fā)流程

在設(shè)計整個課程時，主要按照以下步驟來進行課程開發(fā)。

1.電廠化學專業(yè)職業(yè)調(diào)研

在整個課程設(shè)計過程中，首先對電廠化學工作過程進行分析，電廠化水處理主要通過原水澄清、過濾、軟化、除鹽等過程為熱力系統(tǒng)供給合格的補充水。

2.電廠化水典型工作任務(wù)分析

電廠化水從業(yè)人員主要完成的工作包括電廠化學水處理系統(tǒng)的維護、檢修、運行等工作。從電廠化水工作崗位出發(fā)對其進行工作任務(wù)分析，在此基礎(chǔ)上確定典型工作任務(wù)。

3.電廠化學學習領(lǐng)域劃分

在對電廠化水典型工作任務(wù)作進一步分析的基礎(chǔ)上，通過能力整合，包括同類項合并等措施，將典型工作加以歸納形成電廠化學學習領(lǐng)域。電廠化學的水處理系統(tǒng)主要采取PLC進行控制，監(jiān)控畫面主要依賴一些組態(tài)軟件實現(xiàn)。從事電廠化學工作的運行、檢修人員必須具備PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用能力。

4.學習情境的設(shè)計

所謂學習情境，是在工作任務(wù)及其工作過程的背景下，將學習領(lǐng)域中的能力目標及其學習內(nèi)容進行基于教學論和方法論的轉(zhuǎn)換之后，在學習領(lǐng)域框架內(nèi)構(gòu)成多個“小型”的主題單元。總共設(shè)計了6個學習情境，這些學習情境都來自于現(xiàn)實生活，整個過程從簡單到復雜，最后過渡到一個比較復雜的電廠化水的實際項目的設(shè)計。

5.教學實施、優(yōu)化

整個課程改革方案已在電廠化學專業(yè)兩屆實施，通過兩次的實踐，總結(jié)了成功的經(jīng)驗和失敗的教訓，在此基礎(chǔ)上對一些過程進行了優(yōu)化。

三、教學內(nèi)容設(shè)計情境化

根據(jù)《電廠化學專業(yè)人才培養(yǎng)方案》要求及“電廠化學自動控制“課程目標要求，同時綜合現(xiàn)有的硬件及軟件條件，總共設(shè)計了6個學習情境。這6個學習情境主要包括三個部分內(nèi)容，具體情況如圖1所示。

第一部分，繼電器控制。該塊的硬件條件為8套自制開關(guān)量實驗板。從硬件繼電器接線開始，讓學生先動手，有了一定的認識之后，再過渡到PLC的學習。因為PLC的編程方式梯形圖的工作過程類似于常規(guī)的繼電器控制線路，如果直接進入PLC的學習，學生理解起來比較抽象。

第二部分，THSMS-A控制。這里從前面的硬件繼電器控制過渡到PLC的控制。此過程的硬件條件是12套天煌THSMS-A型PLC試驗臺，此部分共有四個學習情境，學習情境的安排是按照一般人掌握知識的難易程度及知識的連貫性設(shè)計的，每個項目的載體都來自于生活中或者專業(yè)中常見的實例。最終讓學生在此平臺上完成PLC的I/O地址分配、外圍硬件接線、通信、程序下載、在線調(diào)試程序，最終實現(xiàn)所需功能。

第三部分，通過S7-200 PLCSIM2.0實現(xiàn)。結(jié)合電廠化水的實際情況最終過渡到復雜的控制系統(tǒng)：電廠化水陽床的自動控制主要采用S7-200 PLC SIM2.0軟件進行仿真實現(xiàn)。

整個課程最終被細化為6個學習情境，每個學習情境又由相應(yīng)的任務(wù)組成。這些學習情境都是來源于日常生活中常見的例子，這樣做使學生在熟悉的認知環(huán)境中激發(fā)學習的熱情和主動性。學習情境由日常生活到專業(yè)應(yīng)用，任務(wù)由簡單項目到復雜項目。具體學習情境及任務(wù)如表1所示。

四、教學組織特點

1.教學資料多樣化

按照新的授課方式，教學資料也顯示出跟尋常課程的不同，主要的教學資料有授課教案、授課PPT、學習材料、任務(wù)單、作業(yè)單和評價單。授課教案主要是指導教師對整個學習任務(wù)時間和內(nèi)容的把握，教師結(jié)合教案和PPT來完成教學任務(wù)；學習材料是教師在建設(shè)課程時總結(jié)出來的與學習任務(wù)相關(guān)的知識點，通過教學資料的整理縮短了學生對相關(guān)書籍查閱的時間；任務(wù)單主要是針對此任務(wù)對學生提出的要求，學生結(jié)合任務(wù)單完成作業(yè)單上的相關(guān)題目；最后就是評價部分，教師借助評價單來評價，評價單上列出了對此任務(wù)評價方式和給分扣分點，這種方式標準化了整個評價體系。

2.教學方式六步法

本課程的課堂教學組織以六步法為主，即“資訊—決策—計劃—實施—檢查—評價”。每個任務(wù)開始之前，由教師下發(fā)任務(wù)單并對基本知識點進行講解，學生分組進行資料準備及方案制定，小組分工合作進行任務(wù)實施，每個任務(wù)結(jié)束之后，教師通過隨機選擇一名小組成員對本小組的任務(wù)成果進行展示，小組之間進行互評打分，對排名前三的小組進行獎勵，最后教師進行任務(wù)總結(jié)，歸納相關(guān)知識點。具體實施過程如下所示。

（1）任務(wù)布置。教師根據(jù)教學任務(wù)書布置本次教學的任務(wù)及完成時間，借助教學課件講解本次任務(wù)中相關(guān)的理論知識。

（2）小組討論自主完成任務(wù)。教師將作業(yè)單發(fā)給八個小組，小組討論自主完成作業(yè)單上的題目，在教學過程中，創(chuàng)新使用教學媒體——白板，通過小白板及0#圖紙的方式展示小組成果。

（3）答疑。教師在學生完成任務(wù)的過程中可以對學生的一些學習過程進行答疑解惑，讓學生更容易完成任務(wù)。

（4）成果展示。任務(wù)完成時間到時，所有組的學生都應(yīng)該停止對作業(yè)單和白板上展示成果的修改，八個小組要展示自己的成果，講解的次序通過現(xiàn)場抓鬮的方式?jīng)Q定。

（5）點評。學生講解完后，教師對整個講解進行點評，點評主要從優(yōu)缺點兩方面來說。

（6）完善任務(wù)。通過教師點評以及學生之間的討論，各個小組認識到自己組中存在的問題和優(yōu)缺點，完善自己小組成果，最終呈現(xiàn)在白板上或者0#圖紙上，教師通過拍照或者收集這些圖紙的方式將結(jié)果保存。

3.考核方式注重過程和實操考核

課程考核（見圖2）很注重學習的過程考核。學生的最終成績由三部分組成：6S管理、項目考核和期末的理論考核三部分組成。6S管理主要是考核學生平時出勤率、課堂表現(xiàn)及物品的整理等；項目考核部分的比例比較大，而且考核的成績分為小組打分和教師打分，此過程很重視學生的評比結(jié)果，對學生不評定具體成績，只是將相對的名次排出來；最后就是期末的理論考試部分，考核學生對常規(guī)理論的掌握程度。

五、教學特點與效果

“電廠化學自動控制”采用新的教學方式，實現(xiàn)了知識傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)養(yǎng)成的一體化，充分發(fā)揮學生主體作用，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識和獨立思考能力。考核方式由考查理論知識轉(zhuǎn)變?yōu)榭疾樗刭|(zhì)與能力，整個過程注重方法能力培養(yǎng)，為學生可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。綜合整個課程的實踐過程，有下列優(yōu)點：

第一，以電廠化學自動控制的相關(guān)項目為基礎(chǔ)，通過學生做中學、學中做培養(yǎng)能力。

第二，通過多種方式進行反饋，實現(xiàn)教學方式的改革與創(chuàng)新。學生與教師通過周記的方式進行深層次的溝通，師生之間通過這樣的方式達到換位思考；任務(wù)書中的“意見或建議”欄提供了學生和教師之間溝通的另一種方式；學校還通過學生座談會的方式進行課程教學效果反饋；質(zhì)量管理工作部通過聽課、檢查等方式對教學質(zhì)量進行反饋。

第三，虛實結(jié)合，開拓實踐空間。學生不僅可以在實際的硬件線路板上接線，同時可以在天煌的實驗教學儀器上實踐自己的任務(wù)，也可以通過電腦仿真的方式進行功能的實現(xiàn)，開拓了實踐空間。

在一體化的過程中，把理論知識和技能訓練很好地融合在一起，逐漸實現(xiàn)了“以教師的教為主”向“以學生的學為主”的轉(zhuǎn)變，學生的感覺是原來不想學、不愿學，現(xiàn)在喜歡學了，有興趣學了，學習效率提高了。通過6個學習情境的歷練，教師的主導位置顯著下降，學生的任務(wù)難度雖然在增加，但是學生態(tài)度積極、學習動力充足，學習能力得到了培養(yǎng)，自主學習的組織能力得到增強，分析能力得到增強，能夠借助網(wǎng)絡(luò)自行收集相關(guān)材料，并進行分析。同時學生有了較為強烈的社會責任感與良好的團隊協(xié)作能力和積極參與的意識，有較強的適應(yīng)新學習環(huán)境的能力，有一定的敬業(yè)意識，勇于承擔責任。同時教師感到壓力大了，對自己的業(yè)務(wù)能力要求更高了，激發(fā)了提升專業(yè)水平和專業(yè)技能的動力。通過這個學期兩個專業(yè)的試點實施，取得良好效果。課程小組對課程進行了周期性完善。伴隨新技術(shù)新裝置的發(fā)展，我們將進一步深化課程改革、提升教學效果。

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（責任編輯：劉輝）