PAC工程技術人才培養模式的研究與實踐

邵國平等

摘要：本文以美國通用電氣智能平臺與黑龍江工程學院共建的校企合作GE自動化系統實驗室為教改項目研究背景，分析了可編程自動化控制器（PAC）工程技術專業領域人才的現狀，圍繞學校立足服務地方經濟發展的定位，突出自動化專業的辦學特色，以“培養適應信息化需要，具備應用型自動化GE-PAC工程技術專業人才所需應用型人才”為目標，在培養目標、課程體系、教學方法與手段以及管理和評價制度建設等方面進行積極探索與實踐，在依托可行性基礎上提出了具體的培養模式。

關鍵詞：可編程控制器；培養模式；應用型人才

所謂“可編程控制技術（PAC）工程技術人才”是指：具備電氣自動化專業基礎知識技能外，同時又能勝任本專業領域相關的可編程控制技術設備的設計、安裝、調試等工作能力的高級技術人才。研究工程技術人才培養模式目的是將教育可行性目標與實際用人實際需求統一起來，讓學生學習知識、掌握技能的過程更加高效。

一、可編程控制器技術人才需求分析

隨著可編程控制器（PAC）在自動化控制領域中的大量應用，PAC設計工程師已成為全國緊缺人才之一。據國家緊急人才辦公室的調研數據顯示：2010～2015年，我國PLC設計師需求量約為120～150萬。作為服務社會的高等學校須要在可編程控制器工程技術人才培養方面加以重視，并努力提高人才培養的質量。高校的教育教學改革的核心目的是讓學生成為學習的主體，并且圍繞著如何讓學生能夠有效地獲得與專業相關的專業基礎知識和能力，鍛煉工程思維和素質，圍繞這個目標宗旨，根據多年以來從事與可編程控制器教學和實踐的理解，逐步感悟到可編程控制器人才的一種培養模式和總結一些教育教學的經驗方法，希望總結出來能夠對今后在可編程控制器教育實踐工作起到一定的幫助作用。

二、關于人才培養模式的探求

可編程控制器技術人才“人才培養模式”是教育的目標、教學的過程和教學的方式三方面的密切聯系、高度協調的有機體系。在教學的過程中須要對教學進行合理的評價，并且不斷地修正教學內容和教學方式方法，直至培養目標的最終實現。

（一）可編程控制器技術人才培養的目標和規格

PAC應用人才培養目標的定位可以依據就業市場對工程技術人才的崗位招聘條件確定，大體可以分為工程維護、技術支持和項目研發3個層次。工程維護屬于日常設備運行的監管與操作，崗位具體要求是熟悉設備結構和工藝技術，熟悉設備說明書和技術檔案，遵守操作安全和正確使用工量具，文明生產。技術支持工程師的崗位要求是熟悉某個品牌的自動化控制設備，提供必要的產品選型和應用方案達到技術要求，并且能夠設計PLC外部接線和程序，以及進行在線安裝調試。項目研發工程師的崗位要求是熟悉頂層的系統設計，包括項目管理和施工、工藝設計、可靠性設計、網絡通信DCS和PLC系統設計等。應用型地方高等學校可以將本科生工程技術人才培養定位在的中、高級應用人才，即技術支持和項目研發。畢業后的學生通過自身的學習和實踐過程可以不斷地發展，實現技術能力的提高。

（二）在人才培養計劃中側重相應的課程設置與建設

1.根據人才需求進行專業課程設置和建設。

人才培養過程是知識和能力的綜合教育教學過程，系統學習的重點是要制定相關課程的群，才能提高可編程控制器技術專長人才的教學質量。專業課程體系采用多層級漸進教學，包括認識實習、GE- PAC技術專業基礎、PLC實習、組態軟件實習、畢業設計和畢業實習、校外自動化設計競賽與課外開放項目設計。開始GE-PAC技術課程的課程基礎前，須要設置機械制圖、工藝基礎和傳感器與電氣控制線路以及控制理論基礎等課程。在能夠保持專業特色和人才培養優勢的情況下，對設置了以可編程控制器技術作為電氣和自動化專業的為培養目標的人才培養計劃中，可以偏重于這一方面的配套相關課程設置和建設。如果設置了的相應的課程和充足的學時數，不但能讓學生跨入專業技術的門檻，還會以點帶面地擴展學生的專業知識，培養出學生的專業思考和設計實踐能力。可以在可編程控制器教學學期中，分別設置兩種不同的廠家的可編程控制器課程，比如西門子和通用電氣，讓學生在比較中學習，可以讓學生的學習效果得到更好的提高。在可編程理論教學后，增加實習實訓教學，提高應用技術能力。在可編程控制器教學完成之后的學期，可以進行相關的控制系統設計課程，如過程控制系統、運動控制系統等專業課程，讓學生能夠進一步獲取解決專業問題的實踐能力。

2.重視實踐教學環節和基地建設。

實踐教學是學校培養學生各種技能的重要教學環節，實踐教學在教學計劃中所占比重較大，學校確立以校內實訓基地為主體、以企業行業為依托的實踐模式教學，突出職業崗位技能模擬訓練，重點培養學生的技術運用能力。減少演示性、驗證性實驗，增加工藝性、設計性、綜合性實驗，逐步形成基本實踐能力與操作技能、專業技術應用能力與專業技能、綜合實踐能力與綜合技能有機結合的實踐教學體系，形成教學、科研、應用技術服務與生產相結合的多功能實驗室和實習實訓基地。學校根據自身條件和專業特點制定考試和考核的內容、方式、測評標準，真正做到既考知識，又考技能和素質，除必要的筆試外（包括開卷），要根據課程的性質采取口試和操作測試相結合、答辯和現場測試相結合、設計和制作測試相結合、邊學邊做的過程測試等多種多樣的方式，突出考核學生綜合運用知識和解決問題的能力。制定實踐教學環節的不同層級的基礎教材，綜合教材，編程技術教材等。

3.加強師資隊伍的建設。

目前大部分學校師資隊伍中，教師的現代教育理念須要更新，教學的技巧和工具須要提高，師資的理論水平和實踐能力須要加強。同樣，專業特色及教學特色的形成、充實與鞏固，也必須依靠一支有特色的高素質教師隊伍。其師資隊伍建設應包括主要方面：首先，制定和實施有效的教師培養培訓計劃，學習先進的可編程技術軟硬件產品；另外，加強對現有專任教師的實踐能力鍛煉，通過一定的競賽活動，實驗室設備建設和技術改進，落實經費，鼓勵創新教學設計，不斷更新根據應用型本科院校的實際資源環境條件，依托實施“卓越工程師培養”和“應用型本科試點”的有利時機，通過校企合作的方式建立培訓中心，引進先進的技術產品和開展定期的技術交流，還有通過掛職鍛煉的方式到技術領先的企業中學習，掌握實際的工程能力和創新思維。師資水平經過鍛煉提高后，熟悉企業崗位的素質和要求，就能夠培養真正企業單位所需的應用型技術人才。

（三）為實現這一過程的一整套管理和評估制度

高等教育的價值在于職業教育，學生入學的目的也是為了能夠學有所成，為今后的職業生涯打下好的基礎。對學生知識評價固然重要，然而能力評價更重要。建立管理和評估教學效果的制度，根本目的在于能夠指導和增強高等學校在教育技術裝備和信息化管理方面作出更成熟的管理和建設，服務于教育的事業。同時，根據實際崗位人才的要求去改善我們的教學方法和內容，更好地育人。人才在培養過程中，處于學習和成長階段，因此，教師在教學過程中保持理性和關愛。對處于不同學習進程（基礎知識、綜合訓練和項目設計）中的學生，提出與之知識和能力水平相應的要求，使學生產生只要努力一下就能成功的感覺，教學過程中鼓勵加引導，保持學生學習的熱情。學校必須通過與用人單位定期交流，細致調查研究來掌握職業崗位的實際技能項，決定哪些課程知識是必選的、可選的和不必要的。對于必修的技能項目要對學生進行嚴格考核，準確熟練地掌握技能，縮短畢業生技能與崗位技能要求之間的差距，增強他們工作的能力和素質。合理的管理和評估制度須要針對不同教學定位目標的高校的辦學條件進行仔細的研究，不能照搬照抄，挖掘潛力，增強優勢方面，去除不合理的部分，才能充分體現不同學校在應用型人才技能培養上的優勢。學校在培養可編程控制器人才時，要與職業準入證（資格證）和技能證（水平證）進行合理的教學結合，實現促進學生的就業競爭力提高的目的。

（四）與之相匹配的科學的教學方式、方法和手段

采取講練結合教學方式和手段，增加學生的實踐能力。由于可編程控制器的課堂教學主要內容包括可編程控制器的硬件配置和軟件編程，因此，可以在減少學時課堂理論教學情況下，進行增加大量的實踐操作訓練。除正常的課堂教學外，同時進行開放式教學，例如建立學習可編程控制器活動協會定期舉辦編程技術競賽鍛煉學生的能力、利用互聯網即時通信客戶端進行技術討論讓學生主動尋找答案以及利用網盤發布共享技術的理論和實踐專題教程保持學生不間斷教育（初學教程、高級教程以及案例設計等）。這些方式須要以更多學生參與為目標，具有行業背景的教師和工程技術人員進行方向引導和內容規劃，讓更多的學生參與到開放式教學平臺來，更快地將最新的產品應用知識傳授給學生。注重鍛煉學生的項目組織與實施的管理能力，鍛煉團隊精神和創新思維。我們必須用互聯網的思維來應對我們的高等教學，轉變學生應試教育的學習方式。優化教學內容，突出基礎重點內容講授，可編程控制器自動化應用主要包括，可編程自動化控制器產品、現場總線控制產品、運動控制伺服產品以及人機接口等其他自動化軟硬件產品。在教學過程中，讓學生學習到在順序控制、過程控制和運動控制3個方面的可編程自動化控制器的程序編寫，根據從淺入深分階段地講授典型工程實例，穿插講解特殊指令和編程方法。讓學生直接學習典型的梯形圖程序后，由淺入深，由單項到綜合，不斷積累。最終實現讓學生自主設計相近的工程項目程序。在梯形圖程序編寫方面，既要注重指令的應用，又要結合程序設計的編程思維培養。在順序控制梯形圖程序編寫方面，例如可以注重以時間為轉換條件的交通燈控制程序、以事件為轉換條件的自動軋鋼機等典型應用程序的講解以及具有優先級順控的三層電梯控制程序為典型應用進行教學，讓學生盡快獲得梯形圖程序的編程技巧和方法。

三、結論

GE-PAC人才培養模式要與本校的辦學方向、辦學規模與辦學條件相適應。同時，學校要主動掌握社會對GE-PAC工程技術人才需求信息，適當充實辦學條件，發揮學校的校企合作共建實驗室的優勢；積極改善辦學環境，開展師資再續培訓；研究地方經濟產業結構，開展相適的具有行業特色背景課程，以及其他影響可編程工程技術人才培養的各個因素的都要協同提高。GE-PAC培養模式需要科學規劃課程體系和專業課程設置與建設工作，是人才培養教學活動的起點，在教學活動過程中，堅持以知識傳授為載體，以能力培養為主線，以技術應用為歸宿，以一長之技為目標四個基本原則，以及開展互聯網教學方式的可行性探索，以適應社會對日益增長的應用型工程技術人才的需求。以上是在進行2013年“GE-PAC工程技術人才培養模式的研究與實踐”教育改革研究項目中的幾點經驗總結，希望能夠對在進行可編程控制器人才培養方面從事教育教學的老師們引發進一步的探索實踐。

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