高職PLC與變頻器應用技術課程的項目化教學探討

陸克

【摘 要】分析將“PLC應用技術”與“變頻器應用技術”兩門課程合二為一和進行項目化教學的必要性，介紹如何對新整合的課程進行項目化教學設計和組織實施，總結設計、實施和考核評價要點以及實施效果，并指出實施過程中存在的一些問題。

【關鍵詞】PLC 變頻器應用技術 項目化教學 能力

【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】 A

【文章編號】0450-9889（2015）07C-0155-03

目前，以可編程控制器（PLC）與變頻器為主體的新型電氣控制系統已廣泛應用于各個生產領域，PLC可通過編程或軟件配置改變控制對策，而變頻器則既是控制對策的重要執行工具，又是調速控制及軟啟動有力工具，在實際運用中，兩者相配合應用非常密切。以往的課程設置將其作為兩門課程來實施， 內容上彼此分割，割裂了兩大控制器的聯系，而PLC課程教學注重編程，變頻器課程注重基本工作原理和簡單參數的設置，學生在知識的構架上無法做到橫向聯系，對知識的理解孤立、片面，缺乏對自控系統整體架構的認識。而且傳統課程教學是老師先講理論，學生然后做練習或進行驗證性實驗，不能突出其實踐性、應用性，學生所學習的理論缺少和具體實踐應用結合，學生學習比較容易陷入迷惘；傳統教學缺少對學生綜合能力培養的環節設計，學生的專業應用能力和社會綜合能力不足，難以適應競爭越來越激烈的社會對高技能綜合應用型人才的要求。

項目化教學法是從教學生“學會學習”目標出發，使教學從注重“教法”轉到注重“學法”，其特點是以工作項目為載體、目標為引導、實踐為主線，強調以學生為主、自主計劃協調、團隊合作，老師引導，融知識學習、技能訓練、能力提高于一體，使學生學習變得主動、活躍，增強師生之間、學生之間的互動，調動學生的學習熱情，并且在完成項目任務的過程中，培養學生專業職業能力和各項社會綜合能力。

近年來，廣西電力職業技術學院不斷加大教學改革力度和對實訓基地建設的投入，依據電氣自動化技術人才培養目標和崗位分析所需的能力，在原來的“PLC應用技術”和“變頻器應用技術”課程的基礎上，把兩門課合并為一門課，以工作任務模塊為中心構建工程項目課程體系，徹底打破學科課程的設計思路，緊緊圍繞項目任務完成的需要來選擇和組織課程內容，突出工作任務與知識的聯系，讓學生在職業實踐活動的基礎上掌握知識和技能，增強課程內容與職業崗位能力要求的相關性。經過多次項目化教學實踐，在方式方法上不斷摸索加以改進，項目化題材選材日漸成熟，教師運用手法逐漸熟練，學生無論在理論學習、動手實踐能力和綜合素質表現，都得到了提高，教學效果顯著。

一、項目內容設計過程

針對兩門課程割裂的內容，在課程設計初期，就要尋找那些可以涵蓋這兩方面內容的工程項目。好的項目不僅能吸引學生注意力、激發和維持學生的求知欲，還能將原有課程體系中的知識點系統地科學地融入進去，因此項目設計是項目化教學的關鍵，總結下來有以下幾個要點：

（一）項目設計要有遞進、有層次。我們將項目設計分為入門項目、主導項目、綜合項目，如表1所示，并把每一個項目達成所需的知識技能點劃分為幾個子任務，項目內容和要求逐步由淺入深，由易到難，循序漸進。如果一開始項目設計得很復雜，涉及知識面太廣，會造成學生難以入手，所以我們在設立入門項目時先以PLC入手，先讓學生從只有PLC內容的項目1開始。在完成對PLC基本結構和編程熟悉后進入到項目2，在這個環節先側重學習變頻器基本原理和訓練基本操作技能，然后讓學生融會貫通PLC和變頻器基本知識與技能來完成該項目。主導項目則是在入門項目基礎上增加了PLC與變頻器主干知識和技能要求的工程項目，而綜合項目則是能夠將前面所學的主要知識及技能大融合，并涵蓋一些高層次知識和技能的綜合工程項目。

表1

（二）項目既要來源工程實際，又是學生易理解接受的。采用來自工程實際的項目有利于以工作過程導向設計課程教學方案，利用實訓基地設置具備真實工作場景的教學氛圍，以工作過程為導向的組織教學。同時，要兼顧到學生的認知水平和經驗水平，如果采用一些過于生僻、過于復雜、難以理解的工程實例作為項目，一方面將導致學生花大量時間去理解工程工藝過程，另一方面加大了學習難度，會挫傷學生的積極性，難以提高學生的學習興趣。所以我們在選擇項目時，兼顧考慮到這兩方面，項目1和項目2運料小車、項目3十字路口交通燈、項目4停車場停車位控制、項目5動感噴泉這些項目題材都是來源實際工程，同時也是學生所熟悉、易理解、容易觀察到的，跟學生的實際經歷和經驗水平相貼近，綜合項目6汽車噴涂車間排風機變頻/工頻切換控制是來源于汽車廠的工程項目，學生雖然不太熟悉，但是項目工藝過程并不復雜，控制工藝要求也能做到讓學生易于理解。

（三）項目應有涵蓋性。首先，整套項目訓練應能包含原有課程體系中的知識點。原來課程體系中的知識點是比較獨立、缺乏聯系的，利用項目將它們科學地有機結合起來，每一個知識點變得不再孤立和抽象地存在，而是成為攻克項目難題所應掌握的每個環節和據點，環環相扣，變得有很強的指向性和實際應用意義。比如項目4停車場停車位PLC控制中，停車場剩余車位LED顯示，就需綜合應用PLC數字運算指令、比較指令和七段譯碼指令才能解決該任務。其次，項目設計應能將PLC和變頻器兩大方面有機地結合起來，PLC和變頻器不再是兩個單獨存在的控制器，它們之間如何連接和設置，如何配合達到項目任務規定要求，應能在項目里得到體現。比如在項目2、項目5、項目6中都需要將二者進行相關的正確設置、連接才能達到項目的控制要求。

（四）項目完成的控制效果應可視化、生動化。在項目一開始，如果有一個生動的項目情境引入，可以讓學生能夠清晰地了解控制的動作過程，更直觀地理解本章節的知識構成和實際應用，激發學生的學習求知興趣。所以教師可以提前把項目完成的控制效果先加以演示或制作成動畫，方便在教室以PPT形式生動展示。

二、項目化課程教學的實施過程

與傳統教學先講理論后進行試驗驗證相比，項目化教學法通過實施一系列模擬真實的項目化教學活動，可以在課堂教學中把理論教學與實踐教學有機地結合起來，充分發掘學生的創造潛能，提高學生解決實際問題的綜合能力。項目化的實施主要分為以下六個環節：

（一）創設情境和呈現任務。相比傳統教學的一上課提出新知識的理論學習，先向學生展示一個包含新知識、新技能的工作過程的動畫或控制效果更能激發學生的學習興趣和求知欲，根據具體的任務要求，老師引導學生去了解本章節所需掌握的知識點和技能點。在實踐中，每個項目的開始，我們都先向學生展示控制效果的動畫或實際控制效果，取得了良好的引入效果，學生接下來的學習顯現出高漲的熱情。動畫效果可以利用自動化專業的工業組態技術完成或借助于Flash動畫來制作。

（二）各組決策。學生是學習的主體，老師由傳統的課堂主導者變為引導者，最大限度地去調動學生學習的積極性和主動性。呈現項目任務后，教師要啟發學生獨立思考能力，發展學生的思維能力，引導學生去分析完成任務所需掌握哪些知識和技能，學生通過仔細思考，搜集資料分析和討論，提出完成任務需要解決哪些問題、制定完成任務的工作流程。

（三）制訂計劃。根據小組討論、各組匯報展示、老師點評總結，匯總出比較合理的工作流程，學生根據擬定的工作流程，制定分工，小組成員合理分擔工作任務，確定責任人和完成時間，教師審查并給予指導。經過這樣充分的小組活動培養了學生的協作、溝通、相互交流、學習等社會綜合能力。

（四）組織實施。這個階段各組學生將學習新知識，運用已掌握的技能自主完成項目主體任務，由傳統的被動學習轉為主動學習。為解決項目任務中遇到的問題，教師應該引導學生去學習新知識掌握新技能，我們利用學院實訓基地的設備，采用教、學、做一體的教學方式，展開訓練。在完成新知識、新技能點學習訓練和考核后，進入到自主完成項目任務階段，各組按照既定的計劃分工，成員相互協作，完成各項工作，這樣培養了學生獨立思考、操作能力以及團隊協作、溝通和相互學習的能力。

（五）檢查完善階段。各組成員在完成每項工作后應對照項目考核表組織檢查，比如電路連接是否正確、規范，PLC程序是否符合編程規則、邏輯是否合理，變頻器參數設置是否正確、有無遺漏，排查錯誤和故障，逐步將程序調試達到控制要求。教師則巡查學生自主協作和參與情況，督促小組長組織完成本組各項工作，尋找學生合作探究難以克服的難點，適時點撥引導，促進學生完成工作內容，保證教學目標的實現。檢查不僅明顯地體現在檢查階段，而且貫穿于項目實施的全過程。

（六）成果展示評估階段。學生在完成項目檢查調試后，將項目方案、任務成果制作成PPT報告，各組分派代表上臺演示成果和講解本組的設計過程、所遇到的問題、如何解決，其他各組進行評價、討論、項目成績評定，老師在最后進行總結評價，給予各組鼓勵或提出改進意見，學生學習的效果直接由完成工程項目的情況來衡量，考核評價包括教師評價、小組互評和小組自評三部分。這樣就拓寬了學生的思路，同時也對學生個人在項目實施過程中的參與程度、所起作用、合作能力及團隊精神等多方面進行綜合評價，提高學生的積極性和主動性，促進能力全面發展。

三、考核設計

項目化教學的教學評估方法與傳統的教學評估方法有較大的差別，傳統的教學評估重在結果考核，往往是在課程的最后進行一次全面的理論或操作考核，這樣有很大的弊端，造成一些學生臨陣磨槍、突擊復習，對運用性知識采取死記硬背的方式。而項目化教學的教學評估不但關注結果，而且注重過程，以做到能夠客觀地評價一個學生學習全過程完成情況以及各方面綜合能力。

所以我們精心設計了一套項目化教學考核評價體機制，過程與結果考核并重，學生的素質表現和能力都加以強調，老師考評和學生之間互相評價相結合。操作層面上，首先把考核評價的方式、標準公開，讓學生清楚了解客觀評價標準，參照標準對自己的學習進程能夠自我監督；然后每個重要階段都進行完成情況考評和點評，學生能根據考評結果檢查自己有哪些不足，以便在隨后的進程中加以改進，從而對自己的學習情況有較好的掌控，實現自主學習。

四、教學效果

項目化教學改革實施以來，教學效果得到明顯提高，主要體現在以下方面：一是教學質量提高。調動了學生學習的主動性和積極性，提高了學生積極思維的能力，教授方式轉為以學生為中心，課堂氛圍變得活躍，團隊意識得到加強，學生認識、分析、解決問題的能力得到很好的提高，成績優良率普遍上升，在參加學院各級專業競賽中，取得了多項優異的成績。二是學生就業率和就業質量不斷提升。自該課程實施項目化改革以來，根據學院就業部門統計，學生就業質量和初次就業薪資不斷提高；我們通過對社會用工單位聯系調查，得到的反饋意見普遍良好。

項目化教學在應用型學科教學上有著諸多的優點，但在實踐應用中也遇到一些問題：其一，班級人數不宜太多，當多達50多人時，一個教師往往顧及不周、疲于應付，而且會造成分組過多、展示評估過程時間冗長、教學進程拖沓等問題。其二，學生受傳統教育影響，思維轉變有些困難。現在高職學生許多來自農村或偏遠地方，他們中學時期所受教育還是延續傳統灌輸模式，學生主動意識不強，讓其適應項目化教學，需要較多時間的引導。其三，對教師的要求比較高。項目化教學要求教師具備一定的工程實踐經驗來駕馭項目化的實施，確保方向不走偏；同時也要具備一定的課堂教學經驗，對課堂要有調控能力，既要課堂氣氛活躍，但又不能亂成一堂。這需要對教師隊伍進行培訓提高，比如工程實踐經驗不足的教師需要進企業掛職鍛煉，教學經驗不足的教師可以進修再培訓等方式來提高。

【參考文獻】

[1]韓亞軍.PLC與變頻器[M].北京：機械工業出版社，2011

[2]戴世弘.職業教育課程教學改革[M].北京：清華大學出版社，2007

[3]李耀中，洪霄.高等職業院校項目化課程設計選編[M].北京：化學工業出版社，2010

[4]楊祖華.可編程控制器（PLC）教學之探討[J].中國科技創新導刊，2011（29）

[5]康志亮，等.可編程控制器課程改革與實踐[J].中國農機化，2011（2）

【基金項目】2014年度廣西高校教學改革工程項目“重點課題”；廣西電力職業技術學院2014年院級優質專業“電氣自動化技術”立項建設課題

【作者簡介】陸 克，廣西電力職業技術學院機電系教師。

（責編 盧 雯）