工學(xué)結(jié)合的課程模式與教學(xué)改革研究
——基于《PLC控制技術(shù)》

李忠生白崇彪劉培勇

工學(xué)結(jié)合的課程模式與教學(xué)改革研究
——基于《PLC控制技術(shù)》

李忠生1白崇彪1劉培勇2

工學(xué)結(jié)合作為職業(yè)教育的重要特征已經(jīng)逐漸被大家所認(rèn)識(shí)。在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，很難激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，而工學(xué)結(jié)合的課程模式很好地解決了這個(gè)問題，本文以《PLC控制技術(shù)》教學(xué)為例，就工學(xué)結(jié)合的課程模式與教學(xué)融合進(jìn)行探討。

工學(xué)結(jié)合 教學(xué)改革 PLC控制技術(shù)

工學(xué)結(jié)合作為職業(yè)教育的重要特征已經(jīng)逐漸被大家所認(rèn)識(shí)。在工學(xué)結(jié)合職業(yè)教育模式的探索和實(shí)踐中，除了校企合作機(jī)制和實(shí)習(xí)基地建設(shè)等宏觀管理層面的問題外，在中觀和微觀層面上，也有必要積極探索建立適合中國(guó)國(guó)情的、符合工學(xué)結(jié)合要求的新型課程模式。工學(xué)結(jié)合課程基本內(nèi)涵是：“學(xué)習(xí)的內(nèi)容是工作，通過工作實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)”。這里蘊(yùn)含著豐富的現(xiàn)代職業(yè)教育理念、思想與方法。建立工學(xué)結(jié)合課程模式需要付出巨大的努力去系統(tǒng)解決課程領(lǐng)域的諸多問題。

職業(yè)教育學(xué)習(xí)領(lǐng)域是以一個(gè)職業(yè)的典型工作任務(wù)為基礎(chǔ)的專業(yè)教學(xué)單元。它與學(xué)科知識(shí)領(lǐng)域沒有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，而是從具體的“工作領(lǐng)域”轉(zhuǎn)化而來，常表現(xiàn)為理論與實(shí)踐一體化的綜合性學(xué)習(xí)任務(wù)。通過一個(gè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)，學(xué)生可完成某職業(yè)的一個(gè)典型工作任務(wù)(有用職業(yè)行動(dòng)領(lǐng)域描述)，處理一種典型的“問題情境”；通過若干系統(tǒng)化的學(xué)習(xí)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以獲得某一職業(yè)的職業(yè)資格。學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程的特點(diǎn)是：（1）課程目標(biāo)是綜合職業(yè)能力和素質(zhì)培養(yǎng)，在發(fā)展專業(yè)能力的同時(shí)，促進(jìn)關(guān)鍵能力的發(fā)展；（2）學(xué)習(xí)的主體是學(xué)生，在滿足企業(yè)崗位要求的同時(shí)，獲得職業(yè)生涯發(fā)展?jié)摿Γ唬?）學(xué)習(xí)內(nèi)容的基礎(chǔ)是來源于工作實(shí)踐的、某一職業(yè)的典型工作任務(wù)；（4）學(xué)習(xí)過程具有工作過程的整體性，學(xué)生在綜合的行動(dòng)中思考和學(xué)習(xí)，完成從明確任務(wù)、制訂計(jì)劃、實(shí)施檢查到評(píng)價(jià)反饋整個(gè)過程。

學(xué)習(xí)領(lǐng)域與目前很多院校實(shí)施的項(xiàng)目課程既有聯(lián)系又有區(qū)別，主要表現(xiàn)在：（1）學(xué)習(xí)領(lǐng)域常常以教學(xué)項(xiàng)目的形式出現(xiàn)，但不完全是教學(xué)項(xiàng)目，有時(shí)只是一些工作過程結(jié)構(gòu)不完整的學(xué)習(xí)情境；（2）項(xiàng)目課程的隨意性較大，而學(xué)習(xí)領(lǐng)域是經(jīng)過整體化的職業(yè)分析得到的一個(gè)課程系統(tǒng)。學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程更加關(guān)注課程之間的關(guān)系，關(guān)注課程的系統(tǒng)化結(jié)構(gòu)，是項(xiàng)目課程的升華。

學(xué)習(xí)領(lǐng)域的一個(gè)基本特征是“學(xué)習(xí)過程具有工作過程的整體性”，即學(xué)生在綜合的行動(dòng)中思考和學(xué)習(xí)，完成從明確任務(wù)、制訂計(jì)劃、實(shí)施檢查到評(píng)價(jià)反饋整個(gè)過程。實(shí)踐證明，有效的職業(yè)學(xué)習(xí)只能通過實(shí)際工作來實(shí)現(xiàn)，即“做中學(xué)”。工學(xué)結(jié)合課程的主要教學(xué)形式，是讓學(xué)生親自經(jīng)歷結(jié)構(gòu)完整的工作過程，并完成一些在所學(xué)專業(yè)(職業(yè))中最具典型意義的綜合性的工作任務(wù)。因此，工學(xué)結(jié)合課程的重要特點(diǎn)是工作過程系統(tǒng)化，亦稱“基于工作過程”，這已經(jīng)成為我國(guó)職業(yè)教育課程改革實(shí)踐的熱點(diǎn)。

工作過程是對(duì)人的“職業(yè)行動(dòng)”這一復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)分析的工具，是工作人員在工作情境中為完成一件工作任務(wù)并獲得工作成果而進(jìn)行的一個(gè)完整的工作行動(dòng)的程序。目前，對(duì)工作過程的一些不準(zhǔn)確的理解。直接影響了對(duì)基于工作過程課程的探索。

可編程控制器(PLC)已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，具有結(jié)構(gòu)精美，硬件配置靈活方便，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，易學(xué)易用，同時(shí)PLC既強(qiáng)調(diào)理論又偏重實(shí)踐，與實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用緊密結(jié)合。當(dāng)前，可編程控制器(PLC)已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，北京地區(qū)的制造業(yè)對(duì)電氣技術(shù)專業(yè)技能型人才的需求日見迫切，因此《PLC控制技術(shù)》課程已成為職業(yè)學(xué)校電控專業(yè)重要主干課程之一，可是目前的教學(xué)和實(shí)踐存在諸多的問題，嚴(yán)重影響了PLC教學(xué)效果。如何上好這門課程，提高課堂教學(xué)的質(zhì)量，成為擺在職業(yè)學(xué)校教師面前的重要問題。

一、PLC的教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

可編程控制器的教學(xué)包括理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，理淪教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往是分開進(jìn)行講授，在講授理論課程的過程中，有些概念光靠黑板板書和多媒體課件并不能使學(xué)生掌握。理論課與實(shí)踐課分開教學(xué)的方式，使感性認(rèn)識(shí)與理性認(rèn)識(shí)不能有機(jī)的結(jié)合，制約了教學(xué)質(zhì)量的提高。

對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以前PLC實(shí)驗(yàn)室雖然已經(jīng)購(gòu)置了12套日本三菱公司FX1N系列可編程控制器及12套歐姆龍公司c系列PLC，但大部分都是以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，學(xué)生每次做實(shí)驗(yàn)只需要按照指導(dǎo)書上的要求進(jìn)行結(jié)果性驗(yàn)證，學(xué)生最多學(xué)會(huì)了編程器的使用和程序的輸入方法，不利于學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)以及綜合素質(zhì)的提高，而且設(shè)備的使用率也很低。

理論教學(xué)與技能訓(xùn)練相互脫離，教學(xué)整體效率低下，學(xué)生就業(yè)不能適應(yīng)企業(yè)的實(shí)際需要。使我們中職學(xué)校的畢業(yè)生所獲得的知識(shí)和技能是一種相對(duì)獨(dú)立的、單一的知識(shí)和技能，缺乏形成綜合的知識(shí)和技能，同時(shí)缺乏從事電類專業(yè)相應(yīng)崗位群的工作經(jīng)驗(yàn)和職業(yè)性技能，也就是工作過程知識(shí)。為了解決這一問題，我校開展了《PLC控制技術(shù)》的課程改革。

二、改革目的

這項(xiàng)研究的目的有二個(gè)，一是將《PLC控制技術(shù)》課程構(gòu)建成為一門通過理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)，培養(yǎng)電氣技術(shù)專業(yè)學(xué)生的基本操作技能的課程。這門課程將把教學(xué)與實(shí)際工作情境相結(jié)合，通過PLC控制系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、排故等工作項(xiàng)目的實(shí)際訓(xùn)練，使學(xué)習(xí)者的專業(yè)知識(shí)與實(shí)操技能有機(jī)地結(jié)合起來，以培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力，從而獲得就業(yè)所必備的工作過程知識(shí)。二是通過這門課程的構(gòu)建，努力探索電控專業(yè)理論與實(shí)踐一體化課程構(gòu)建的方法。

三、改革內(nèi)容

（一）建設(shè)《PLC控制技術(shù)》課程，將實(shí)際的工作項(xiàng)目轉(zhuǎn)化成為相應(yīng)可實(shí)施的教學(xué)項(xiàng)目

我們根據(jù)可編程序控制器的實(shí)際應(yīng)用案例首先搭建了課程框架，把相應(yīng)的指令學(xué)習(xí)和程序設(shè)計(jì)方法融入到具體的工作項(xiàng)目中。

（二）按照理論實(shí)踐一體化的思想，圍繞典型職業(yè)活動(dòng)，編寫科學(xué)、實(shí)用、規(guī)范的教材

教材內(nèi)容融入職業(yè)道德和企業(yè)文化，融入職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)，突出崗位核心能力，實(shí)施理論與實(shí)踐一體化，教材內(nèi)容與工作崗位內(nèi)容的一致性。

整本教材以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用的一個(gè)個(gè)項(xiàng)目為載體，按照項(xiàng)目目標(biāo)、項(xiàng)目分析、項(xiàng)目實(shí)施、相關(guān)知識(shí)、項(xiàng)目評(píng)估等結(jié)構(gòu)進(jìn)行編寫，通過學(xué)生完成實(shí)際項(xiàng)目的程序編制、程序的上傳下載、外部硬件電路的連接、檢查、仿真運(yùn)行、通電測(cè)試、項(xiàng)目評(píng)價(jià)的過程，培養(yǎng)學(xué)生簡(jiǎn)單程序設(shè)計(jì)、電路連接、調(diào)試及故障排查的職業(yè)能力。

（三）課程教學(xué)方法的改革

1、充分利用實(shí)物教具，激發(fā)學(xué)生興趣

建構(gòu)主義認(rèn)為，知識(shí)不是通過教師傳授得到，而是學(xué)習(xí)者在一定的情境即社會(huì)文化背景下，借助其他人（包括教師和學(xué)習(xí)伙伴）的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過意義建構(gòu)的方式而獲得。《PLC控制技術(shù)》課程是與日常生活關(guān)系不太密切的專業(yè)課，學(xué)生在接觸這門課程時(shí)，對(duì)課程中涉及到的PLC沒有任何的認(rèn)識(shí)，如果教師仍然采用傳統(tǒng)的課堂講授法，通過抽象的說教來讓學(xué)生建構(gòu)PLC硬件及其基本控制線路，容易引起學(xué)生厭煩，從而導(dǎo)致學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣。

在進(jìn)行常PLC認(rèn)識(shí)教學(xué)時(shí)，我們從直觀認(rèn)識(shí)真實(shí)的可編程序控制器入手，首先帶領(lǐng)學(xué)生到實(shí)訓(xùn)室，真實(shí)的體驗(yàn)PLC的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)PLC的應(yīng)用有一個(gè)初步的直觀的感性認(rèn)識(shí)，然后針對(duì)PLC實(shí)訓(xùn)室的PLC從外部硬件上認(rèn)識(shí)其硬件的結(jié)構(gòu)部分及其作用，在學(xué)生的頭腦中建構(gòu)起PLC的硬件系統(tǒng)。然后在此基礎(chǔ)之進(jìn)一步學(xué)習(xí)PLC的軟件系統(tǒng)及其工作原理，改變以往學(xué)生對(duì)PLC沒有任何認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上空講結(jié)構(gòu)原理的方式。把學(xué)生分編成不同的小組，每個(gè)小組圍坐在一個(gè)實(shí)訓(xùn)臺(tái)前，老師首先讓學(xué)生以小組為單位，觀察、識(shí)別PLC，然后教師利用實(shí)物和多媒體課件整體介紹PLC，同時(shí)讓學(xué)生討論其結(jié)構(gòu)部件。在觀察討論的同時(shí)，指導(dǎo)學(xué)生接通PLC工作電源，觀察PLC的工作狀態(tài)，接著把事先編寫好的簡(jiǎn)單的點(diǎn)動(dòng)控制的程序傳送到PLC中，指導(dǎo)學(xué)生連接好其外圍硬件電路，通過輸入端加入信號(hào)，觀察PLC輸入指示及其輸出指示。這樣通過實(shí)踐，首先幫助學(xué)生在頭腦中建構(gòu)起PLC的真實(shí)實(shí)物，通過簡(jiǎn)單線路的連接，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)輸入及輸出接口電路，這樣從實(shí)踐到認(rèn)識(shí)，學(xué)生頭腦中建構(gòu)起來PLC的概念，然后再進(jìn)一步學(xué)習(xí)就不再感覺枯燥和抽象，相反產(chǎn)生了興趣，更樂于學(xué)習(xí)。從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)之后，再讓學(xué)生嘗試搭建PLC簡(jiǎn)單應(yīng)用的電路，從應(yīng)用層面上進(jìn)一步體會(huì)PLC的應(yīng)用用，這樣從實(shí)踐、認(rèn)識(shí)、再實(shí)踐、再認(rèn)識(shí)，逐步使學(xué)生掌握了PLC的結(jié)構(gòu)、工作原理和使用方法。

針對(duì)《PLC控制技術(shù)》課程實(shí)踐性、專業(yè)性強(qiáng)的特點(diǎn)，在教學(xué)過程中把現(xiàn)代教育技術(shù)、實(shí)踐教學(xué)和理論教學(xué)的方法融合在一起，幫助學(xué)生建構(gòu)起專業(yè)知識(shí)，通過教師的引導(dǎo)、學(xué)生的合作學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)，掌握學(xué)習(xí)的方法，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的職業(yè)核心能力。

2、以任務(wù)為引領(lǐng)，以實(shí)踐為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生綜合職業(yè)能力的培養(yǎng)

為了體現(xiàn)任務(wù)引領(lǐng)、實(shí)踐導(dǎo)向的課程思想，我將課程的教學(xué)內(nèi)容分解設(shè)計(jì)成PLC的認(rèn)識(shí)、編程軟件的使用；PLC控制異步電動(dòng)機(jī)典型控制系統(tǒng)安裝、調(diào)試；PLC控制數(shù)碼管、七彩雨傘、天塔燈、交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)安裝、調(diào)試及故障處理；PLC控制立體車庫(kù)控制系統(tǒng)安裝、調(diào)試及故障處理等項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目再分成若干個(gè)任務(wù)，以任務(wù)引領(lǐng)使學(xué)生在完成項(xiàng)目訓(xùn)練的過程中培養(yǎng)學(xué)生的綜合職業(yè)能力。

為了逐步培養(yǎng)學(xué)生在異步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)安裝、調(diào)試及故障處理方面的職業(yè)能力，我們由淺入深設(shè)計(jì)了PLC控制電動(dòng)機(jī)單向連續(xù)控制電路的安裝、調(diào)試、PLC控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路的安裝、調(diào)試任務(wù)等。通過以典型控制系統(tǒng)為載體，創(chuàng)設(shè)工作環(huán)境，開展現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，教師示范和學(xué)生分組操作訓(xùn)練互動(dòng)，學(xué)生提問與教師解答指導(dǎo)相結(jié)合，讓學(xué)生在多個(gè)工作任務(wù)中不斷強(qiáng)化識(shí)別電氣控制器件、圖紙，熟練使用電工工具、測(cè)量工具，學(xué)會(huì)安裝、調(diào)試PLC電氣控制系統(tǒng)和設(shè)備。

3、采用多元化的考核評(píng)價(jià)方式，以考促學(xué)

（1）改革傳統(tǒng)的學(xué)生評(píng)價(jià)手段和方法，采用階段評(píng)價(jià)、項(xiàng)目評(píng)價(jià)、目標(biāo)評(píng)價(jià)。學(xué)生每完成一個(gè)項(xiàng)目后給與及時(shí)評(píng)價(jià)，最后進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

（2）關(guān)注評(píng)價(jià)的多元性，結(jié)合課堂提問、學(xué)生作業(yè)、平時(shí)測(cè)驗(yàn)、項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)、技能競(jìng)賽及考試情況綜合評(píng)定學(xué)生成績(jī)。

（3）注重學(xué)生動(dòng)手能力和實(shí)踐中分析問題、解決問題能力的考核，鼓勵(lì)學(xué)習(xí)和應(yīng)用上有創(chuàng)新的學(xué)生，綜合評(píng)價(jià)學(xué)生的能力。

四、結(jié)論和建議

在整個(gè)教學(xué)改革與探索的過程中，通過任務(wù)的引領(lǐng)，理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，滲透職業(yè)理想教育，以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，注重對(duì)學(xué)生探究能力、實(shí)踐能力、自主學(xué)習(xí)意識(shí)、合作意識(shí)和學(xué)生綜合職業(yè)能力的培養(yǎng)。學(xué)生在許多方面都有了進(jìn)步：在理論知識(shí)的理解和掌握上取得了一些的效果，在電路實(shí)踐操作技能方面有了較大提高；學(xué)生在學(xué)習(xí)興趣、自信心等方面也有增強(qiáng)；通過小組協(xié)作使學(xué)生學(xué)會(huì)傾聽、交流和分享，學(xué)生之間的協(xié)作意識(shí)，團(tuán)隊(duì)意識(shí)得到提高。

通過本門課程的改革，在電路實(shí)踐操作技能方面有了較大提高，程序設(shè)計(jì)和編寫方面仍然偏弱。同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生前期《電子》課程學(xué)習(xí)還不到位也影響到其對(duì)程序指令的學(xué)習(xí)及理解，再有學(xué)生英語程度也制約了學(xué)生對(duì)英文版編程軟件的使用。

[1]劉邦祥．試論職業(yè)教育中的行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)[J]．職教論壇,2006(01x)．

[2]姜大源．“學(xué)習(xí)領(lǐng)域”課程：概念、特征與問題——關(guān)于德國(guó)職業(yè)學(xué)校課程重大改革的思考[J]．外國(guó)教育研究,2003(01)．

[3]鄧澤民,王寬．現(xiàn)代四大職教模式[M]．北京：中國(guó)鐵道出版社,2006．

（作者單位：1.北京鐵路電氣化學(xué)校；2.山東省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計(jì)院）