基于成果導(dǎo)向的《電氣控制與PLC技術(shù)》教學(xué)探索與實(shí)踐

祁鯤 李萍

摘要：將成果導(dǎo)向教育理念應(yīng)用到《電氣控制與PLC技術(shù)》課程教學(xué)實(shí)踐中，在思想上實(shí)現(xiàn)從學(xué)科導(dǎo)向向目標(biāo)導(dǎo)向、從教師中心向?qū)W生中心、從質(zhì)量監(jiān)控向持續(xù)改進(jìn)的三個轉(zhuǎn)變，在實(shí)踐上在教學(xué)大綱編寫、教學(xué)策略設(shè)計(jì)以及考核方式設(shè)置三方面進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐探索，教學(xué)效果良好。

關(guān)鍵詞：電氣控制與PLC技術(shù)；教學(xué)；成果導(dǎo)向

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）15-0111-02

《電氣控制與PLC技術(shù)》課程是自動化、電氣工程及其自動化等專業(yè)的一門專業(yè)課，其培養(yǎng)目標(biāo)是使學(xué)生了解現(xiàn)代工業(yè)自動化實(shí)用技術(shù)，掌握常用的電氣控制線路和可編程控制技術(shù)，能夠閱讀、理解、設(shè)計(jì)基本的電氣控制線路，能夠獨(dú)立地用可編程控制器解決一些簡單的工程實(shí)際問題；同時通過課程實(shí)驗(yàn)，掌握簡單的電氣控制線路設(shè)計(jì)方法，認(rèn)識和使用可編程控制器，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐意識。該課程具有實(shí)踐性強(qiáng)、軟硬結(jié)合、強(qiáng)弱電結(jié)合的特點(diǎn)，同時也深受廣大學(xué)生的喜愛，曾被我校2012屆電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)生評為對個人成長最有幫助的專業(yè)課程。2013年我國被接納為“華盛頓協(xié)議”簽約成員，自此，具有國際實(shí)質(zhì)等效的工程教育專業(yè)認(rèn)證的帷幕已經(jīng)在我國拉開。工程教育專業(yè)認(rèn)證遵循成果導(dǎo)向、以學(xué)生為中心和持續(xù)改進(jìn)三個基本理念[1]，這些理念對于保障和提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量來說是非常重要的。用成果導(dǎo)向教育理念引導(dǎo)工程教育改革具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。但是多年以來，傳統(tǒng)的授課方式一直致力于如何“教好”，卻很少關(guān)注教學(xué)活動中學(xué)生的實(shí)際需求、教育活動的開展是否從本質(zhì)上促進(jìn)學(xué)生的成長、人才培養(yǎng)目標(biāo)與畢業(yè)導(dǎo)向是否符合學(xué)生的發(fā)展意愿等，而這正是以成果為導(dǎo)向的教學(xué)理念所倡導(dǎo)的，也正是我們所缺乏的，因此亟待通過教學(xué)改革的實(shí)施進(jìn)一步將此理念落實(shí)在教學(xué)實(shí)踐中。

一、教學(xué)理念轉(zhuǎn)變

成果導(dǎo)向教育（Outcome based education，簡稱OBE，是指教學(xué)的目標(biāo)是學(xué)生通過教育過程最后所取得的學(xué)習(xí)成果，其基本理念是所有學(xué)習(xí)者都能成功，是以全體都能學(xué)會為前提，以學(xué)生為中心、成果為導(dǎo)向而設(shè)計(jì)的[3]。OBE衡量學(xué)生能做什么，而不是學(xué)生知道什么，要求學(xué)生將掌握內(nèi)容的方式，從解決有固定答案問題的能力拓展到解決開放問題的能力；OBE以最終目標(biāo)為起點(diǎn)，反向進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，開展教學(xué)活動；教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)不是教師想要教什么，而是要達(dá)成的成果需要什么；OBE強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，教師指導(dǎo)而不是教師主宰。

基于OBE理念的《電氣控制與PLC技術(shù)》課程教學(xué)改革，首先需要在思想上實(shí)現(xiàn)三個轉(zhuǎn)變[2]：

1.從學(xué)科導(dǎo)向向目標(biāo)導(dǎo)向轉(zhuǎn)變。成果導(dǎo)向的教學(xué)活動是目標(biāo)導(dǎo)向的，與傳統(tǒng)工程教育正好相反，它遵循反向設(shè)計(jì)原則，從內(nèi)部需求和外部需求出發(fā)，由需求決定培養(yǎng)目標(biāo)，繼而由培養(yǎng)目標(biāo)決定畢業(yè)要求，再由畢業(yè)要求決定課程體系。因此培養(yǎng)目標(biāo)要以需求為導(dǎo)向，畢業(yè)要求要以培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，課程體系和課程教學(xué)要以畢業(yè)要求為導(dǎo)向，資源配置要以支撐畢業(yè)要求與培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成為導(dǎo)向。

2.從教師中心向?qū)W生中心轉(zhuǎn)變。以學(xué)生為核心，重點(diǎn)突出學(xué)生的主體作用，主要表現(xiàn)在，教學(xué)設(shè)計(jì)主要取決于學(xué)什么，教學(xué)過程主要取決于怎么學(xué)，教學(xué)評價主要取決于學(xué)得怎么樣。以學(xué)生為中心的工程教育要求整個教學(xué)設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)施都要緊緊圍繞促進(jìn)學(xué)生達(dá)到學(xué)習(xí)成果（畢業(yè)要求）來進(jìn)行，培養(yǎng)目標(biāo)與畢業(yè)圍繞學(xué)生的發(fā)展來確定；教學(xué)內(nèi)容根據(jù)對學(xué)生的期望而設(shè)計(jì)；評價的焦點(diǎn)是學(xué)生學(xué)習(xí)效果與表現(xiàn)；是面向全體學(xué)生而不是個別優(yōu)秀學(xué)生。

3.從質(zhì)量監(jiān)控向持續(xù)改進(jìn)轉(zhuǎn)變。成果導(dǎo)向的工程教育是一個持續(xù)改進(jìn)的過程。它建立一種有效的持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，能夠持續(xù)地改進(jìn)培養(yǎng)目標(biāo)，以保障其始終與內(nèi)部需求和外部需求相符合；持續(xù)地改進(jìn)畢業(yè)要求，以保障其始終與培養(yǎng)目標(biāo)相符合；持續(xù)地改進(jìn)教學(xué)活動，以保障其始終與畢業(yè)要求相符合。

二、教學(xué)實(shí)踐探索

基于OBE理念的《電氣控制與PLC技術(shù)》課程教學(xué)實(shí)踐探索，主要基于以下三個方面：

1.編寫基于OBE理念的《電氣控制與PLC技術(shù)》課程教學(xué)大綱。打破傳統(tǒng)思維定式，徹底轉(zhuǎn)變思想，以學(xué)生的發(fā)展為核心，以學(xué)生的能力培養(yǎng)為重點(diǎn)，以反向培養(yǎng)為基本思想，重新修訂課程教學(xué)目標(biāo)，整合課程教學(xué)內(nèi)容，修訂課程考核方案，切實(shí)提高學(xué)生的知識水平和實(shí)際解決問題的能力。例如，根據(jù)專業(yè)工程應(yīng)用實(shí)際需求，確定教學(xué)課程的目標(biāo)與畢業(yè)要求。

教學(xué)目標(biāo)包括以下三方面：（1）知識：通過教師講授、課堂研討、課外作業(yè)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證等教學(xué)手段，使學(xué)生熟悉常用低壓電器，掌握基本的電氣控制線路及其設(shè)計(jì)方法；熟悉PLC的基本原理、常用指令、編程方法以及PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。（2）能力：通根據(jù)本專業(yè)工程應(yīng)用實(shí)際需求，通過本課程的學(xué)習(xí)，畢業(yè)生應(yīng)獲得以下三個方面的能力：①分析和解決工程問題的能力：能夠閱讀、理解、設(shè)計(jì)基本的電氣控制線路，能夠獨(dú)立地用PLC進(jìn)行控制線路設(shè)計(jì)，解決工程實(shí)際問題。②使用現(xiàn)代工具的能力：能運(yùn)用PLC編程軟件進(jìn)行梯形圖編程。③自主學(xué)習(xí)的能力：具有自主學(xué)習(xí)能力與獲取新知識能力，能不斷學(xué)習(xí)并適應(yīng)行業(yè)發(fā)展。（3）認(rèn)知：通過實(shí)驗(yàn)操作，掌握基本的電氣控制線路設(shè)計(jì)方法，認(rèn)識和使用PLC，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐意識。

畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)涉及以下六條：（1）掌握扎實(shí)的理論知識，并能運(yùn)用到實(shí)際中去解決工程問題，并改進(jìn)之。（2）能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的專業(yè)知識，對復(fù)雜工程問題的現(xiàn)有及可能的總體解決方案做比較研究，并獲得有效結(jié)論。（3）能夠在相關(guān)控制領(lǐng)域設(shè)計(jì)針對復(fù)雜工程問題的表達(dá)方案，并體現(xiàn)創(chuàng)新意識。（4）能比較和選擇研究路線，獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、開展工程相關(guān)實(shí)驗(yàn)并正確整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析、解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（5）能夠應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)、檢測技術(shù)等解決工程領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題。（6）具有自主學(xué)習(xí)能力與獲取新知識能力，能不斷學(xué)習(xí)并適應(yīng)行業(yè)發(fā)展。

同時基于以上教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)，明確具體的目標(biāo)達(dá)成途徑，如課堂講授、研討、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)操作等。

2.設(shè)計(jì)基于OBE理念的《電氣控制與PLC技術(shù)》課程教學(xué)策略。從灌輸式、封閉性、理論課堂向互動性、開放型、能力課堂轉(zhuǎn)變，采取多樣化的教學(xué)手段。以PLC指令系統(tǒng)之定時器/計(jì)數(shù)器指令一節(jié)為例，改變傳統(tǒng)的從指令功能介紹到相關(guān)例題講解的滿堂灌輸模式，重構(gòu)課堂模塊，以課堂講授、研討、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)操作等形式達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。首先給出本次課程主要內(nèi)容、重難點(diǎn)以及教學(xué)目標(biāo)、畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)；然后以“十字路口交通燈控制”的實(shí)例作為切入點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生思考如何實(shí)現(xiàn)采用PLC控制方式解決這樣一個工程實(shí)際問題，帶著問題進(jìn)入學(xué)習(xí)。教師首先以課堂講授的方式介紹定時器指令功能，然后采用課堂研討的方式循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生完成設(shè)計(jì)，鼓勵學(xué)生之間的團(tuán)隊(duì)合作，從如何設(shè)置定時器參數(shù)以滿足交通燈的延時點(diǎn)亮與周期性循環(huán)功能，再到如何運(yùn)用定時器觸點(diǎn)的邏輯運(yùn)算實(shí)現(xiàn)各個交通燈的準(zhǔn)確輸出，最后檢查雙線圈輸出完善程序完成設(shè)計(jì)。這個過程是以教師與學(xué)生的不斷交流互動為基礎(chǔ)的。課堂之后還可以輔以作業(yè)、實(shí)驗(yàn)操作以進(jìn)一步促進(jìn)知識的掌握與能力的提高。

3.設(shè)置基于OBE理念的《電氣控制與PLC技術(shù)》課程考核方式。明確課程考核方式包括期末考試、平時表現(xiàn)（考勤、學(xué)生作業(yè)等）、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)等，調(diào)整了期末考試的題型和實(shí)驗(yàn)考核方式。期末考試試卷取消了選擇、填空等題型，僅設(shè)置簡答和設(shè)計(jì)題，并以設(shè)計(jì)題為主。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)以設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)為主，同時設(shè)置實(shí)驗(yàn)考試環(huán)節(jié)，采取隨機(jī)抽取題目并限時完成的方式進(jìn)行考查。以此重點(diǎn)考查學(xué)生對于電氣控制線路以及PLC控制線路設(shè)計(jì)的綜合能力，避免對知識不加理解死記硬背的現(xiàn)象。

三、結(jié)語

在2016—2017學(xué)年中，將成果導(dǎo)向教育理念應(yīng)用到我校自動化與電氣工程及其自動化專業(yè)的《電氣控制與PLC技術(shù)》課程教學(xué)實(shí)踐中，實(shí)踐表明，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性得以激發(fā)，課堂氣氛更加活躍，實(shí)驗(yàn)積極性更高，知識掌握程度更好，教學(xué)效果良好。

綜上，成果導(dǎo)向教育作為一種先進(jìn)的教育理念，在美國等一些國家已有了多年的理論與實(shí)踐探索，至今已形成了一套比較完整的理論體系和實(shí)施模式，而且已證明是高等工程教育改革的正確方向，符合未來教育教學(xué)改革的趨勢，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]李志義.解析工程教育專業(yè)認(rèn)證的成果導(dǎo)向理念[J].中國高等教育，2014，（17）：7-10.

[2]李光梅.成果導(dǎo)向教育理論及其應(yīng)用[J].教育評論，2007，（01）：51-54.

[3]李志義，朱泓，劉志軍，夏遠(yuǎn)景.用成果導(dǎo)向教育理念引導(dǎo)高等工程教育教學(xué)改革[J].高等工程教育研究，2014，（02）：29-34+70.