PLC與電氣控制技術工作過程化教學設計探索①

辛華健 李光平

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?PLC與電氣控制技術是電氣自動化和自動化等專業的重要專業課程，是一門技術性和實踐性很強的核心課程。使用工作過程的課程教法是以學生為主體，以工作過程為導向，結合任務訓練和能力目標，實現技能與知識的融合。課程設計遵從“以職業技能和道德培養為目標”“以就業為導向”“適應社會需求”的科學理念。課程設計理念為注重專業基礎素質教育、工學結合設計理論教學情境、任務驅動法訓練操作能力、培養創新精神。

[關 ? ?鍵 ? 詞] ?PLC與電氣控制技術;工作過程;教學設計

[中圖分類號] ?G642 ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼] ?A ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2019）13-0074-02

PLC與電氣控制技術是電氣自動化和自動化等專業的重要專業課程，是一門技術性和實踐性很強的核心課程，課程的總體要求是加強學生的PLC應用的意識，培養學生電氣控制與PLC綜合應用能力。另外通過本課程的學習，學生能夠建立常規電氣控制和PLC控制系統設計的完整概念，培養綜合應用電氣控制與PLC技術的能力。通過課程實踐訓練，培養學生根據生產實際的需要，設計較復雜的PLC控制系統等技術應用能力，對學生專業能力和職業素養的形成起重要的支撐作用。

一、課程設計目標

課程設計遵從“以職業技能和道德培養為目標”“以就業為導向”“適應社會需求”等科學理念。課程設計理念為注重專業基礎素質教育、工學結合設計理論教學情境、任務驅動法訓練操作能力、培養創新精神。

通過課程學習讓學生具備兩種基本能力：一是專業知識能力，二是職業綜合能力。專業知識能力首先是電氣控制方面，培養學生進行常規電氣控制線路設備選型和原理設計的能力;其次是培養學生進行常規電氣控制線路安裝接線、調試運行和故障處理的能力;最后是PLC方面，培養學生進行PLC控制系統硬件選型和程序編制的能力和進行PLC控制系統安裝接線、調試運行和故障處理的能力。職業綜合能力培養學生運用所學知識解決復雜工程問題的能力，培養學生規范作業和安全生產的能力，培養學生的團隊意識和合作精神。

二、教學內容設計

（一）課程設計的思路

第一步：根據職業技能選擇典型的工作任務

分析企業相關崗位的工作任務和具體工作內容，提出本專業課程所對應的專業崗位需要完成的工作任務。根據課程內容分成了八個典型工作任務。具體工作任務如下：

工作任務一：三相異步電動機Y-Δ降壓起動控制線路安裝

工作任務二：工作臺自動往返的PLC控制系統設計

工作任務三：三臺電動機順序啟動逆序停止控制系統設計

工作任務四：水電站報警鈴控制系統設計

工作任務五：十字路口交通燈PLC控制電路設計

工作任務六：水電站自動控制門系統設計

工作任務七：PLC控制水塔水位自動運行系統設計

工作任務八：PLC 控制變頻調速系統設計

按照原來的教學內容分配，總共有十個學習情境，按照工作過程系統化原理具體可細化為圖1工作任務：

第二步： ?以工程實例為載體進行課程開發

課程設計依據職業技能崗位選取典型工作任務，以某蓄能電廠設備實際工作過程為載體進行課程開發，基于人的職業發展規律進行課程設計，始終將“理論實踐一體化”的教學理念融入課程設計，充分體現教學過程的職業性、實踐性和開放性，培養學生的綜合職業能力及職業發展所需要的良好道德素養。（見下表）

第三步： 基于工作過程進行課程設計

工作過程系統化課程設計，在課程整體結構中以實際應用為根本，形成結構導向的課程理論與開發范式。針對課程建立一套具有可操作性的建設和實施方案，以有效激發學生自主學習的動力。工作過程系統化教學過程轉化為工作過程，系統的教學過程包括六個步驟：資訊、決策、計劃、實施、檢查、評價。資訊包括讓學生了解本專業本課程最新的行業信息，決策是讓學生了解行業信息后根據課程任務選擇合適的工藝和方法，計劃就是按照選擇的工作和方法進行具體的方案制作，實施就是按照方案進行執行，檢查就是對執行的結果進行反復的驗證，最后是對結果進行評價考核，總體培養學生具備專業能力、方法能力和社會能力的綜合素質。

三、教學方法和手段

課堂教學是培養學生、提高學生綜合職業素質的主要陣地，教學方法是教師和學生為了達到共同的教學目標，完成共同的教學任務，在教學過程中使用的一種方法和手段。在課程的教學過程中有很多的教學方法，在本課程主要采用的是情境教學法、四階段任務訓練法、案例法等。本課程主要采用四階段任務訓練法和情境教學法多種教學方法的結合。四階段教學法產生于美國。在美國的崗位培訓中，主要是以“示范模仿”使學生掌握相關的核心技能以及崗位工作能力的教學方法。四階段教學法在美國的教學中是把課程教學劃分為準備、教師示范、學員模仿和總結練習四個階段，通過四個階段的教學讓學生掌握基本的技能。我們把四階段教學法進行改良應用，即把教學過程結合情境教學、案例教學等教學方法分為任務分析、制定計劃、實施任務和考核評價四個階段的培訓方法。在四階段任務訓練法里面根據實際案例又穿插有多種教學方法。具體的教學過程如圖2所示：

四、課程考核方式

課程的學習結果很多是通過考核來體現學習的掌握程度，考核在教學中起到舉足輕重的作用，考核的方法和形式也是多種多樣。很多課程通過考核來促進學生的學習興趣，對教學目標的實現也有導向作用。本課程包括了理論和實驗部分，理論與實踐并重。考核方式也充分體現了這個原則。期末考核評價方案多元化，分別從理論知識水平、技能操作水平、溝通交流能力、個人道德修養、個人平時成績等多方面進行評定。理論知識水平采用傳統的筆試形式進行，技能操作水平考核采用現場實操考核，溝通交流能力采用學期總結及面試答辯的方式進行，平時成績由所任課老師按照評價內容對每一位學生進行評價，然后取平均分。本課程總成績=平時成績（20分）+期末筆試（30分）+實驗成績（50分）;實驗成績=實驗過程（30分）+實驗成果（20分）。具體如圖3所示：

五、存在的問題

通過工作過程系統化方法的教學跟其他方法進行比較也發現了在實施過程中也存在一些問題。如工作工程化教學需要的實驗設備以及實驗場地是比傳統的教學要求更高，在教學資源上也遠沒有傳統的課程資源豐富。最為明顯的缺陷是缺少工作過程化的配套教材，現在大多數還是傳統的教材，在教材的研究上還有很多的空間。另外，傳統的實驗大多數是以驗證性為主，工作過程化教學要結合崗位技能，以實際操作為主，轉變傳統的教學方法為實現實訓工作過程與企業生產過程對接的任務教學方法。

參考文獻：

[1]張莉莉.淺談新理念下數學教學方法的實施[J].教育教學論壇，2010（1）.

[2]李斌.新課改下教師教學理念的轉型[J].教育教學論壇， 2010（11）.

[3]姜大源.結構問題是一個課程開發的關鍵[N].中國教育報，2016-08-23.

編輯 陳鮮艷