基于工作過程系統(tǒng)化的可編程控制器技術課程改革

李曉鹿+劉剛+周瑋俐

摘 要：為適應時代要求，山東勞動職業(yè)技術學院對可編程控制器技術進行了基于工作過程系統(tǒng)化的課程改革。選取四個關于可編程控制器技術的典型工程項目，每個項目基于工作過程分成四個步驟完成，將該課程相關理論知識與每個項目的各個步驟相關聯(lián)。在完成工程項目的目標下引導學生學習相關理論知識。

關鍵詞：高職教育；課程改革；實踐探索

中圖分類號： TP273-4；G712 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2017）06-145-2

1 概述

近年來，“供需錯位”已成為阻擋中國經(jīng)濟持續(xù)增長的最大路障：一方面，過剩產(chǎn)能已成為制約中國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的一大包袱。另一方面，中國的供給體系，總體上是中低端產(chǎn)品過剩，高端產(chǎn)品供給不足。為了扭轉(zhuǎn)這種局面，尋找新的經(jīng)濟增長點，今年中央提出了供給側(cè)結構性改革的意見，為我國的制造業(yè)提出了更高的要求。事實上，這不僅僅是中央提出的要求，也是當今制造業(yè)謀求更大發(fā)展的必經(jīng)之路?，F(xiàn)在我國制造業(yè)的瓶頸是過度依賴勞動力、土地、資源等一般性生產(chǎn)要素投入，而人才、技術、知識、信息等高級要素投入比重偏低，導致中低端產(chǎn)業(yè)偏多、資源能源消耗過多等問題。要想生產(chǎn)出品牌過硬的高端產(chǎn)品，必須要加大教育人才體制的改革，狠抓創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

山東勞動職業(yè)技術學院建校六十年來一直致力于高端技術工人的培養(yǎng)，以振興制造業(yè)為己任，堅持教、學、做一體化培養(yǎng)方案，塑造出大量具有工匠精神，敬業(yè)精神，創(chuàng)新精神的高級技工人才。但是職業(yè)教育也面臨著很多困難：一是社會對職業(yè)教育存在一定偏見，導致職業(yè)教育生源質(zhì)量跟不上，學生學習能力較低，學習積極性也不高；二是職業(yè)教育的師資力量普遍為高等教育畢業(yè)后直接成為老師，沒有或欠缺企業(yè)實踐經(jīng)驗；另外，普通高等教育的教學內(nèi)容與高職教育有很大脫節(jié)：普通高等教育重視理論原理的教學，高職教育重視操作使用技能的教學，所以高校畢業(yè)生進行高職教育也有力不從心的感覺。為改善這些不利局面，山東勞動職業(yè)技術學院做了很多措施：一方面下功夫進行課程改革，因材施教，為學生量身定制培訓方法，吸引學生的學習興趣，另一方面每年派大量骨干教師去企業(yè)掛職鍛煉，學習實踐經(jīng)驗，鍛煉操作技能。可編程控制器技術課程改革就這樣應運而生了。可編程控制器（Programmable Logic Controller（PLC）以下簡稱PLC）功能強大，使用方便，在制造業(yè)應用十分廣泛。是機械類和自動化類專業(yè)非常重要的一門專業(yè)課。由于應用性強，這門課程以往一直采用理論加實驗的教學模式。先講授PLC的結構，工作原理，再講授基本編程語言，功能編程語言及編程方法。為了促進學生理解PLC的理論知識，并且鍛煉的學生的編程技能，一般設計十個左右的編程實驗。這種教學模式效果并不理想。首先，學生對理論學習興趣不高，抽象思維能力有待提高。其次，設計的編程實驗是為理論教學服務，一個完整PLC項目的系統(tǒng)性不夠。最終的結果是學生學完課程后，對理論知識仍然一知半解，操作能力也不夠完整，無法完成整個PLC控制系統(tǒng)的設計。對此我們初步的課程改革思路是：既然我們是職業(yè)院校，應該重實踐，輕理論。減小理論知識范圍，降低理論難度，增加實驗課時，增加操作能力的訓練時間，期望能達到使學生熟練操作PLC的目的。經(jīng)過幾屆學生的培養(yǎng)后，發(fā)現(xiàn)這樣改革仍有弊端。學生雖然能熟練完成幾個PLC項目，但是技能拓展能力不高，而且由于缺乏足夠的理論知識，在工作中創(chuàng)新能力不高，這有悖于我們培養(yǎng)高端技能人才的宗旨。怎樣改革課程能使學生既熟練了操作技能，又能激發(fā)學生的學習興趣，掌握足夠的理論知識呢？教育部職業(yè)技術教育中心研究所研究員姜大源的一場關于工作過程系統(tǒng)化課程開發(fā)與實施的報告帶給了我們啟發(fā)。于是我們創(chuàng)立了基于工作過程系統(tǒng)化的可編程控制器技術課程改革。

具體的改革過程是這樣的：我們創(chuàng)立了企業(yè)工作任務情景，假定學生在工作中要完成一個項目。由企業(yè)實踐經(jīng)驗豐富的教師選取幾個典型PLC項目。選取的標準是要有代表性，工程實踐中常用，與理論知識連接緊密，并且在學校實訓平臺上能夠?qū)崿F(xiàn)。我們初步選了八個項目：天塔之光，水塔水位控制，自動售貨機，自動往返小車，交通信號燈控制，郵件分揀控制，搶答器，四層電梯控制。這些項目在企業(yè)實踐中都非常常見，但是因為有些項目之間有一定的相似性，后來為了提高代表性，讓每個項目各具特色，一刪再刪，最后保留了四個，它們分別是：天塔之光，水塔水位控制，自動售貨機，四層電梯控制。對于每個項目，我們總體設計思路是，打破以知識傳授為主要特征的傳統(tǒng)學科課程模式，轉(zhuǎn)變?yōu)橐酝瓿傻湫凸ぷ魅蝿諡榫€索，將相關的理論知識、職業(yè)素養(yǎng)、職業(yè)能力等融合于具體的工作步驟中，讓學生在工作中學習，在學習中工作，實現(xiàn)了理論與實踐的融通合一。每個典型工作任務基于工作過程劃分若干步驟。在每個步驟中既有學生必須掌握的理論知識，又有相關的技能操作，理論知識為指導技能操作服務，技能操作又會鞏固提高理論知識。每個典型的可編程控制器項目完成步驟基本相同，這些步驟順序都具有可移植性，學完本課程后，學生可獨立完成可編程控制器項目。但是各個項目任務并不是簡單的重復，它們的內(nèi)容逐個加深，涵蓋的知識點也是逐個增多的。

2 天塔之光

這個項目簡單易上手，可以引入PLC的結構和工作原理等知識點，并且讓學生熟悉PLC的編程元件。該項目所劃分的完成步驟和對應的知識點見表一。

3 水塔水位

水塔水位控制讓學生繼續(xù)熟悉PLC的工作原理，并掌握更多基本指令。該項目所劃分的完成步驟和對應的知識點見表二。

4 自動售貨機

自動售貨機項目讓學生PLC功能指令的使用方法。PLC的功能指令非常多，不可能每一個都學，所以務必使學生掌握指令的使用方法。該項目所劃分的完成步驟和對應的知識點見表三。

使學生掌握PLC的幾種編程方法，另外，由于這個項目是控制電機的，在實際生產(chǎn)中會有更廣泛的應用。該項目所劃分的完成步驟和對應的知識點見表四。

5 PPT的制作方法

自13級學生開始我們按照基于工作過程系統(tǒng)化的可編程控制器技術課程改革開始實施教學，獲得了不錯的教學效果。因為帶著明確的工作任務，學生的積極性更高。而比起抽象的理論，清晰、具體、形象的操作步驟使高職學生易于理解和接受。因為學生分組之間的競爭作用，很多學生甚至主動搜索學習相關的理論知識，以便更快更好地完成任務。但是在實際操作中學生往往滿足于完成工作任務的有限知識，認為知識夠用即可。這時需要教師趁著學生的積極性正高，適時引導學生擴展理論知識范圍，加深難度。從而激發(fā)學生的創(chuàng)新能力，拓展到過多的工作任務，或者開發(fā)更快捷新穎的任務解決辦法。經(jīng)過三屆學生的教學改革工作，我們發(fā)現(xiàn)學生編程能力有了很大提高，對PLC有了系統(tǒng)的認識。我們對13級畢業(yè)生所在企業(yè)進行走訪后發(fā)現(xiàn)，企業(yè)對這一級畢業(yè)生的工作能力有普遍的肯定，認為學生來之能用，減輕了企業(yè)的培訓壓力。

參 考 文 獻

[1] 姜大源.職業(yè)教育學研究新論[M].北京：教育科學出版社，2007.

[2] 姜大源.職業(yè)學校專業(yè)設置的理論、策略與方法[M].北京：高等教育出版社，2002.

[3] 董愛華.可編程控制器原理及應用[M].北京：中國電力出版社，2014.