基于闖關游戲的高職PLC及其應用課程整體設計

摘 要：本文結合大學生的基礎知識水平及他們的愛好和優勢，引入闖關游戲的理念，以職業活動為導向，以企業實際項目為載體，對課程的目標、內容及考核方案進行整體設計。

關鍵詞：游戲闖關；PLC及其應用課程；整體設計

職業教育的目標是培養具有一定職業能力，能在生產、管理、服務第一線工作的實用型人才。而實現教育目的和培養目標就必須加強專業改革和建設，課程的改革與建設是專業改革與建設的基礎，課程設計又是課程改革的核心。因此，要實現職業教育的培養目標，就必須做好課程的整體設計。PLC及其應用課程是高職電氣自動化技術專業的一門專業核心課程。學生能否牢固掌握PLC的基本知識，根據現場控制對象熟練編寫程序，取決于這門課程的整體設計。所以教師要結合學生的基礎知識水平以及他們對游戲的興趣，引入闖關游戲理念，以職業活動為導向，以企業實際項目為載體，對課程的目標、內容及考核方案進行整體設計。

一、闖關游戲理念

闖關游戲是讓學生以一種“游戲挑戰”的心態參加課程內容的學習，首先將學生需要完成的項目根據其所涵蓋知識點和技能點的難易程度分解成若干依次遞進的關卡，學生完成當前難度級別的關卡后，可獲得一個是否過關的評估結果，如果過關，進入下一輪游戲。反之，則返回本關重新來過。通過闖關游戲體驗易于激起學生對學習的探索愿望，同時學生在過關游戲中時刻保持競技狀態，能夠最大限度地挖掘學習潛力，使學生變被動學習為主動闖關。

二、課程整體設計

1.課程目標設計

本課程以培養學生綜合職業能力為中心，以崗位所需知識、能力、素質結構為依據，以PLC控制器的編程應用為載體，以控制系統的安裝和調試技能訓練為主線，強調教學內容的針對性、應用性、實用性、技能性。通過本課程的學習，使學生達到以下目標：

（1）知識目標。知道：PLC的功能、分類、特點、廠商、系列和型號及基本參數；PLC的編程語言及各種編程語言的特點。理解：PLC的工作原理；PLC的循環掃描工作方式；基本邏輯指令、順控指令和常用功能指令的含義和作用；順序控制功能圖的基本知識；中斷、高速處理、模擬量處理、通信等功能的含義和作用。掌握：PLC編程軟件的使用；程序流程圖繪制、梯形圖的編程規則；PLC常用的編程方法；PLC系統的安裝、調試方法。

（2）能力目標。能：根據PLC廠商提供的選型手冊，進行PLC配置和選型；應用PLC編程軟件編寫程序。會：根據控制要求設計邏輯控制梯形圖程序；用PLC改造機床繼電器控制線路；根據系統控制要求應用PLC順序控制指令編程；應用PLC功能指令編程；設計簡單的自控系統；應用PLC特殊功能模塊；設置伺服驅動器、變頻器的參數；編寫步進電動機和伺服電動機的控制程序；運用工業以太網組網，實現上位機與下位機之間的通訊。

（3）素質目標。培養學生的學習方法和嚴謹的實訓規范；培養學生良好的職業道德和職業紀律；培養學生遵循嚴格的安全、質量、標準等規范的意識；培養學生自我檢查、自我學習、自我促進、自我發展的能力；培養學生溝通交流、團隊協助和項目管理的能力；培養學生敢于創新、敢于發現的能力。

2.課程內容設計

PLC及其應用課程是一門理實一體化的課程，所有理論知識的傳授貫穿在項目的完成過程中，在實踐中引出并進行反復訓練。本課程以廣泛應用于工業、商業、超市、零售業、物流、倉儲、圖書館等的標簽打印系統的安裝與調試為載體，結合學生的實際學習情況，將課程原有的知識和技能進行分解并按照項目進行重組，把一個大項目分為六個關卡。通過整體設計將課程融入闖關情境中，學生選取闖關任務后在世界大學城空間下載和學習“闖關秘籍”，然后履行闖關實踐。其具體內容設計如下所示：

3.闖關關卡設計

本項目的六個關卡按照控制任務由易到難逐步遞進，每個關卡設計都包括關卡介紹、闖關秘籍、通關鑒別、闖關獎勵四個部分。具體設計如下：

第一關。關卡介紹：10個等級；闖關次數：4次；闖關任務：寫出本關系統的I/O地址分配表、設計控制系統的電氣原理圖并畫出硬件接線圖、硬件安裝與接線、編寫程序、下載與調試程序；闖關秘籍：PLC使用手冊、I/O地址分配原則、案例、編程軟件使用演示視頻等；通關鑒別：教師和技術顧問評價；闖關獎勵：根據完成的先后順序領取獎勵，每次減去0.5分。

第二關。等級：10級；闖關秘籍：雙速電動機的繞組接線方式、工作原理演示動畫、案例。

第三關。等級：15級；闖關秘籍：Pt100手冊、案例。

第四關。等級：20級；闖關秘籍：變頻器手冊、案例。

第五關。等級：25級；闖關秘籍：步進電動機、伺服電動機的工作原理動畫演示、伺服驅動器參數設置演示、學習手冊、案例等。

第六關。等級：20級；闖關任務：寫出系統控制流程圖、硬件組態、程序設計、系統調試；闖關秘籍：觸摸屏手冊、案例。

4.考核方案設計

（1）合格標準。曠課不超過6節（總課時的10%）；闖關的數目不少于5個（總關數的70%）；期末考試卷面成績60分以上；操作中沒有出現損壞設備和器件等；沒有嚴重違反安全規范操作要求；沒有不誠信行為。

（2）考核內容。學生成績主要由過程考核70%和期末考核30%兩大部分組成，其中過程考核包括：學習態度10%、綜合素養10%、項目考核50%。學生態度主要是指平時出勤、提問、課堂表現等；綜合素養考核學生的團隊意識、責任意識、6S管理等；項目考核是指小組每闖過一關就給出相應的積分，最后累計的總分就是本組的項目成績；期末考核為課程終結性考核，采用筆試的方式，考核學生對主要知識點的掌握情況。

三、結束語

引入闖關游戲的理念，以企業真實工作環境的典型項目為載體，以學生為主體，對PLC及其應用課程進行整體設計，符合當代高職教育課程改革和建設的要求。其不僅實現了課程內容與職業標準、教學過程與生產過程的完美對接，也從根本上改變了學生的學習方式，使學生由被動接受變為主動探究，激發了學生學習的熱情，提高了學習的興趣。

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課題項目：本文為湖南機電職業技術學院2013年院級精品資源共享課《PLC及其應用》課程研究成果，編號為2013JP04。

作者簡介：王燕燕（1984— ），女，山西臨汾人，湖南機電職業技術學院，講師，研究方向：電氣自動化專業教學與研究。