面向工程實際培養學生綜合職業能力的PLC應用技術課程教學改革

謝述雙

【摘 要】本文論述面向工程實際培養學生綜合職業能力的PLC應用技術課程教學改革，提出將課程內容進行解構與重構，按照企業真實的技術和設備設計教學內容，引進實際生產案例和項目，依據真實的生產情景設計教學空間和實訓，采用任務驅動的項目教學法、討論協作教學法、“故障設置、診斷及檢修”教學法等激發學生的學習和探究興趣，引入教師評價與學生互相評價相結合的過程評價機制激發學生學習的主動性和重視知識的積累，面向工程實際培養學生綜合職業能力，帶動課程改革和專業建設。

【關鍵詞】工程實際? 綜合職業能力? PLC應用技術? 教學改革? 項目教學法? 討論協作教學法

【中圖分類號】G? 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2018）11C-0072-03

可編程序控制器，簡稱PLC，是一個以微處理器為核心的數字運算操作的電子系統裝置。PLC是微機技術與傳統的繼電接觸器控制技術相結合的產物，PLC的程序梯形圖與繼電器系統電氣原理圖類似，直觀、簡單易學、便于調試與查錯，因此在工業自動化控制的各個領域得到了廣泛應用。高職院校電氣自動化技術、機電一體化技術等專業均把PLC應用技術課程作為專業的核心課程，旨在為企業輸送勝任現代工業自動化控制生產一線的應用型技術人才。《現代職業教育體系建設規劃（2014—2020年）》提出“職業院校按照真實環境真學真做掌握真本領的要求開展教學活動”。基于這一指導思想，北海職業學院對PLC應用技術課程進行教學改革，做了以下嘗試：按照企業真實的技術和設備設計教學內容，引進實際生產案例和項目，依據真實的生產情景設計教學空間和實訓項目，采用任務驅動的項目教學法、討論協作教學法、“故障設置、診斷及檢修”教學法等激發學生的學習、探究興趣，引入教師評價與學生互相評價相結合的過程評價機制激發學生學習的主動性，從而培養學生應用PLC編程設計、安裝、調試電路系統及應用PLC技術改造繼電接觸器控制線路等工程實際能力，引導學生在學習中善思考、敢創新，逐漸養成嚴謹科學、團結合作、愛崗敬業等良好的綜合職業素養。經過幾年的教學實踐，取得了一定的成效。

一、PLC課程教學現狀分析

（一）教學內容及學生素質問題。PLC應用技術課程改革前的教學內容以《可編程序控制器應用技術》（趙春生主編，人民郵電出版社）這本教材來組織，該教材先講解西門子S7-200系列PLC存儲器的數據類型與尋址方式，再講解各種指令的應用，接著應用各種指令編寫實例的PLC程序。由于高職學生基礎較差，對理論知識的認知有畏難心理，因此對課堂教學興趣不大，積極性也不高，學過的知識也容易忘記。特別是學生一開始接觸這門課程，對于PLC及其控制線路毫無感性認識就直接學習PLC的各種指令，學生普遍反映學習內容抽象，學習困難。

實驗實訓內容受實驗設備的制約，由于實訓設備都是廠家生產的成套設備，PLC的外圍硬件電路已經固化，學生只需插接一些導線完成基本電路連接，在電腦上編寫一些簡單程序就能完成一些驗證性的實驗，實驗操作比較雷同，學生容易厭倦，由于實驗內容沒有挑戰性，實驗操作與工程實際安裝、調試差距較大，久而久之，學生對學習本課程就產生了厭學心理，導致無效學習，課程結束了，能運用PLC設計、安裝、調試一個電動機正反轉控制電路的學生較少，教學效果不佳。

（二）教學方法及教學模式問題。傳統的教學方法以講授為主，借助多媒體PPT課件講解重難點內容及指令的應用，演示程序的編寫，講完內容布置實驗，學生練習。這樣的教學過程沒有把教與學很好地糅合在一起，學生聽完課能理解和記住的知識有限，在做的過程中不能聯系和應用學過的知識指導實驗，教學效果不理想。

（三）成績評定問題。由于學院采用的教學管理系統已經默認課程成績評定由兩部分構成，即平時成績占40%、期末考試成績占60%，這樣導致許多學生平時不重視學習過程成績的積累，總是期末突擊背書，期末考好或者考及格，課程評定就得到好成績或者及格。這樣的課程評價嚴重制約了學生的學習積極性，必須探索更加客觀的成績評價機制。

二、面向工程實際優化教學內容

課程組教師通過假期到企業掛職鍛煉走訪企業生產一線技術人員，收集他們對課程改革的建議及用工崗位職業能力的要求，對原有課程內容進行解構與重構，將課程內容分成由簡單到復雜、循序提高的三大模塊，即基礎型內容、提高型內容、創新型內容;按照企業真實的技術和設備確定每個項目的學習情境和工程實踐項目，突出培養學生的實際工程能力，根據生產崗位職業能力的要求把理論教學內容融合到PLC理實一體化的教學中，詳見表1。

三、面向工程實際優化教學方法和手段

根據表1的授課內容依據真實的生產情景設計教學空間和實訓項目，通過引進實際生產案例和項目，靈活運用任務驅動的項目教學法、討論教學法、“故障設置、診斷及檢修”教學法等多種形式的教學方法，在教學中突出學生為學習主體，以教師引導的教學原則，注重師生的互動，激發學生的學習興趣，激勵、引導學生積極地參與教學的全過程。

（一）任務驅動的項目教學法。任務驅動的項目教學法是以項目為載體，在老師的指導下，學生明確任務要求、知道如何完成任務、會判斷完成任務的質量。在教學中學生在教師的引導下相對獨立地完成信息的收集和處理、方案的設計、任務實施及最終評價，學生了解并把握整個過程及每一個環節中的基本要求最終完成任務、評價任務。PLC應用技術課程的教學組織就是基于以上指導思想，依照表1的項目，設計了教學流程圖，如圖1所示。這樣的教學模式體現了以解決問題、完成任務為主的多維互動式的教學理念，將再現式教學轉變為學生的主動探究式學習，每一位學生都能根據自己對當前問題的理解，運用已有的知識和自己特有的經驗提出方案、分析和解決問題。完成任務的過程就是做、學、教同步進行的過程，從嘗試入手，從練習開始，學生在安裝PLC控制電路、編寫PLC程序、調試電路系統中自主學習，主動參與，極大地激發了學生學習的主動性、積極性、創造性，有利于加強學生自學能力、創新能力的培養。

學生在分工、合作實施方案的過程中共同學習PLC編程指令和技巧，完成系統控制程序的編寫，通過完成不同任務（學習情境），強化了常用PLC指令的綜合應用，用生產實際的設備安裝、調試系統 ，在做中學，學中做，學生獲得了工程實踐的體驗，培養了學生面向工程實際的綜合能力。

（二）討論、協作教學法。布置學習任務以后，組織學生分小組進行討論，在相互討論中學生的不同思想發生碰撞，溝通認識，知識得到融會貫通、升華，小組成員團結協作式的探討學習，更容易得到一個較完善的完成任務的實施方案，有利于促進學習任務的有效完成和提高成功率。任務的順利完成使學生更容易獲得成就感，對于學習形成了良性循環，事半功倍。學習中學生運用知識解決問題的能力以及相互合作的意識得到了有效訓練，為學生走上工作崗位與同事溝通合作打下了良好的基礎。

（三）“故障設置、診斷及檢修”教學法。維修電氣控制線路故障是生產實際中電氣技術人員的常態性工作，因此培養學生維修PLC控制線路故障就是培養學生面向工程實際的重要能力。教學中教師在一些成功完成的項目中設置故障，讓學生診斷、查找并維修;或者利用一些完成不成功的項目，鼓勵其他小組和本組學生共同診斷、查找，找出故障后進行維修和調試系統，最后分析、總結產生故障的原因和解決的措施。這樣的學習學生印象深刻，學生分析問題和解決問題的能力提升得較快，經過回訪畢業生，普遍反映在校經過這樣的訓練到了實際工作崗位接觸到實際故障不再懼怕，很快就能適應崗位工作。

四、面向工程實際優化教學評價方式

PLC應用技術課程的考核評價突出體現學生參與學習過程及知識的積累，注重過程評價。過程評價是實際工作中的評價方式，學生在校學習接受過程評價，帶著這樣的習慣走上工作崗位，在工作中能隨時接受各級領導的評價。教學中依照表1中各個項目設計了實訓報告，參照維修電工中級證考證評分標準，對于每個子任務的每個環節設計了評價的具體內容及分值，如表2所示。總分作為完成該項目的成績，所有項目的成績作為課程平時成績，在總評中占50%。

北海職業學院機電類專業大多數學生畢業前會參加維修電工中級證的考試，PLC控制電路的安裝及調試是維修電工中級證必考內容之一。因此PLC應用技術課程的期末考核引入了職業技能考試的評價標準，期末考試分理論知識考核和操作技能考核兩部分進行，操作技能考核時間為1.5小時，超時完成會酌情扣分，其他參照表2的評分標準現場評分。期末考核成績在課程總評中占50%。把期末考核成績和平時成績錄入學生成績管理系統，系統會自動算出學生該門課程學期總成績。改革后的課程評價機制與考核方式合理反映了學生的學習情況，為學生順利適應工作崗位的評價打下了良好的基礎。

PLC應用技術課程的教學改革，提高了教學質量，培養了學生的實際工程能力，增強了學生求職本領。PLC應用技術課程的教學改革，帶動了專業建設，為其他課程在教學內容、教學方法、課程評價方面的改進都起到了一定的示范作用。

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