PLC金課實(shí)踐教學(xué)模式的改革

孫 寧 毛偉民 鄒自力 蔣丹陽(yáng)

([1]南京信息工程大學(xué)濱江學(xué)院 江蘇·南京 210044；[2]南京信息工程大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 江蘇·南京 210044)

1 傳統(tǒng)教學(xué)方式中存在的不足

為配合人才市場(chǎng)招聘和學(xué)生的求職需求，學(xué)校應(yīng)注重提高學(xué)生的職業(yè)能力，以培養(yǎng)應(yīng)用型高級(jí)專(zhuān)業(yè)人才為目標(biāo)，構(gòu)建學(xué)術(shù)型和職業(yè)型相結(jié)合的的現(xiàn)代化教學(xué)體系，不僅要求學(xué)校對(duì)本課程的教學(xué)方式要滿足國(guó)家職業(yè)資格需求，還要增強(qiáng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)能力、職業(yè)意識(shí)、團(tuán)隊(duì)精神，從多方面培養(yǎng)人才與職位需求的高契合度。

PLC控制技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，在一定程度上反應(yīng)了一個(gè)國(guó)家工業(yè)的先進(jìn)程度。PLC控制技術(shù)是一門(mén)理論研究、控制、實(shí)踐應(yīng)用較強(qiáng)的學(xué)科，對(duì)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)綜合能力和實(shí)踐要求較高，而傳統(tǒng)PLC教學(xué)模式注重書(shū)本基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)，往往忽略實(shí)操訓(xùn)練。課堂講解枯燥無(wú)味，不能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。課后作業(yè)單一，容易出現(xiàn)大批量抄襲現(xiàn)象。由于大學(xué)的教學(xué)方式，師生互動(dòng)較少，平時(shí)遇到的問(wèn)題不能得到及時(shí)解決，可供參考資料較少，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)多為分組進(jìn)行，雖然是分工完成，但是檢查方式不合理，小組內(nèi)也不乏劃水的同學(xué)，對(duì)待課程敷衍了事。課程教學(xué)過(guò)于單一，不能鍛煉學(xué)生對(duì)該門(mén)課程的實(shí)際應(yīng)用能力。書(shū)本教學(xué)與實(shí)際PLC技術(shù)的應(yīng)用方面講解較少，不能開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

2 教學(xué)改革整體框架

本次PLC金課教學(xué)改革如圖1所示，科學(xué)合理的制定每種形式教學(xué)方式對(duì)應(yīng)的內(nèi)容，不僅能保證學(xué)生更好的學(xué)習(xí)一門(mén)課程，也方便教師的管理，線上教學(xué)分為三個(gè)部分，重點(diǎn)難點(diǎn)視頻，資料匯總，在線答疑和學(xué)習(xí)反饋，在反饋的過(guò)程中教師還可以適當(dāng)調(diào)整方案，線下教學(xué)注重實(shí)際操作，除了基本知識(shí)點(diǎn)的講解，還有實(shí)際典型案例，書(shū)后實(shí)驗(yàn)，基礎(chǔ)項(xiàng)目，為了更好的符合新時(shí)代技術(shù)的發(fā)展方向，還會(huì)拓寬知識(shí)點(diǎn)及相關(guān)熱點(diǎn)研究，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，在以上各階段的學(xué)習(xí)后，學(xué)生已具備項(xiàng)目實(shí)操技能，之后通過(guò)一個(gè)結(jié)課項(xiàng)目來(lái)再次提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技能。結(jié)項(xiàng)時(shí)小組成員對(duì)自己負(fù)責(zé)的部分進(jìn)行講解，教師也會(huì)對(duì)組內(nèi)成員負(fù)責(zé)的部分進(jìn)行提問(wèn)。以此來(lái)調(diào)動(dòng)學(xué)生的責(zé)任感。

2.1 基于虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的線上線下教學(xué)模式

面對(duì)信息化背景下的職業(yè)教育模式改革，線上線下教學(xué)模式是一個(gè)重要方向。將云平臺(tái)授課和課堂授課相結(jié)合，以學(xué)生為主體，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，提高主觀能動(dòng)性。云平臺(tái)教學(xué)操作簡(jiǎn)單、文件傳輸快捷，適合不同學(xué)科教師的使用，同時(shí)為用戶輕松瀏覽PLC理論課教學(xué)內(nèi)容提供了現(xiàn)實(shí)的可行性，還豐富了高校工科教育資源和視野。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)符合現(xiàn)代大學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，滿足自由平等，追求開(kāi)放的特點(diǎn)，為大學(xué)生提供了自主學(xué)習(xí)，研討交流的平臺(tái)，學(xué)生可以隨時(shí)在平臺(tái)發(fā)布問(wèn)題，會(huì)有老師或者同學(xué)一同進(jìn)行探討，同時(shí)，可以看到別人遇到的問(wèn)題，自己也能夠?qū)W到更多的知識(shí)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)可快速訪問(wèn)獲得海量學(xué)習(xí)資源，圖片、教學(xué)資源、研究熱點(diǎn)、參考文獻(xiàn)，并且教學(xué)資源不定期的維護(hù)更新。以保證平臺(tái)資源的及時(shí)性、時(shí)效性和針對(duì)性。線上授課將課程的重點(diǎn)，難點(diǎn)錄制視頻、微課、動(dòng)畫(huà)等形式，學(xué)生可以在線預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)，反復(fù)觀看，能夠滿足不同層次學(xué)生的需求。教師可以利用云教學(xué)平臺(tái)開(kāi)展教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)和指導(dǎo)教學(xué)活動(dòng)的實(shí)施。在理論部分的教學(xué)，學(xué)生對(duì)抽象性和邏輯性較強(qiáng)的內(nèi)容難以理解，可以利用虛擬仿真平臺(tái)或者在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)際操作，以一種更為直觀的方式幫助學(xué)生理解和記憶。多樣化的教學(xué)資源同樣可以為學(xué)生提供更有意義的學(xué)習(xí)，學(xué)生通過(guò)掃碼，直接進(jìn)入課程網(wǎng)站進(jìn)行觀看學(xué)習(xí)，方便快捷，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。相關(guān)資料匯總供學(xué)生參考，安排線上課后答疑，引導(dǎo)和幫助學(xué)生解決問(wèn)題。并制定課堂反饋環(huán)節(jié)，收集學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)難易接受程度，需求意見(jiàn)，以便教師在實(shí)踐中不斷改良和完善課程教學(xué)體系。

線下授課，引入工程案例進(jìn)行教學(xué)，結(jié)合飛速發(fā)展的現(xiàn)代科技，既體現(xiàn)了知識(shí)結(jié)構(gòu)的多樣性、系統(tǒng)性、整體性、又突出了工程教育這一主題，反映整個(gè)課程構(gòu)思的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性，是本課程的另一特色和創(chuàng)新點(diǎn)。拓展講解時(shí)下PLC的應(yīng)用前景和發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)軟件仿真，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)際操作，鞏固課堂教學(xué)知識(shí)，將理論與實(shí)踐相結(jié)合。實(shí)驗(yàn)部分使學(xué)生了解硬件系統(tǒng)構(gòu)成、工作原理、控制器拆裝以及工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合。學(xué)會(huì)如何配置一個(gè)PLC控制系統(tǒng)，采用適合的控制策略，編程完成控制任務(wù)，調(diào)試系統(tǒng)使之正常運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)題目可以為課后習(xí)題，為了培養(yǎng)學(xué)生的活學(xué)活用，對(duì)實(shí)驗(yàn)題目做稍微改動(dòng)，考察學(xué)生對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，實(shí)驗(yàn)的完成情況直接反應(yīng)教師的教學(xué)成果。教師可根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)對(duì)接下來(lái)的課程做出相應(yīng)的調(diào)整。

2.2 項(xiàng)目實(shí)操教學(xué)模式

圖1：課程改革總體框架

表1：改革后的教學(xué)評(píng)價(jià)體系

課程教學(xué)融入項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)，突破傳統(tǒng)教學(xué)模式下定式學(xué)習(xí)的弊端。在理論結(jié)合實(shí)際，人才結(jié)合應(yīng)用等方面有很大的突破。對(duì)培養(yǎng)應(yīng)用型人才體系有積極的推動(dòng)作用。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，企業(yè)對(duì)員工的要求也不斷提高，急需專(zhuān)業(yè)技術(shù)型人才。而學(xué)校教學(xué)的目的就是培養(yǎng)符合行業(yè)需求的技術(shù)型人才，理論結(jié)合實(shí)際運(yùn)用，深刻理解和運(yùn)用PLC技術(shù)，在項(xiàng)目合作的過(guò)程中能營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍，使學(xué)生產(chǎn)生濃厚的興趣，激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的潛能。在團(tuán)隊(duì)合作的過(guò)程中，鍛煉自身發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。同時(shí)在思考的過(guò)程中，激發(fā)創(chuàng)造潛能。融入項(xiàng)目教學(xué)能夠?qū)崿F(xiàn)以學(xué)生為主體的思想，教師通過(guò)引導(dǎo)，使學(xué)生完成制定任務(wù)，學(xué)生以小組為單位，小組成員利用自身優(yōu)勢(shì)參與到項(xiàng)目中來(lái)，涉及到工作劃分、探討、合作，在此過(guò)程中能培養(yǎng)學(xué)生的組織能力，團(tuán)隊(duì)精神。教師在本次課程中充當(dāng)引導(dǎo)者的角色，以學(xué)生為主體，主要引導(dǎo)和監(jiān)督學(xué)生學(xué)習(xí)，在項(xiàng)目分組的過(guò)程中充當(dāng)組織者，能夠通過(guò)平時(shí)課堂和做實(shí)驗(yàn)的表現(xiàn)選出小組組長(zhǎng)，在項(xiàng)目實(shí)行的過(guò)程中充當(dāng)研究者，給出合理的意見(jiàn)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)解決問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)，在項(xiàng)目完成的時(shí)候充當(dāng)一個(gè)反思者，反思本次課程從開(kāi)始到結(jié)束遇到的問(wèn)題，解決的途徑以及如何通過(guò)教學(xué)和引導(dǎo)提高學(xué)生的興趣。通過(guò)本次教學(xué)及學(xué)生的反饋情況，調(diào)整和改進(jìn)教學(xué)方案。

2.2.1 課題制定

結(jié)合教學(xué)大綱、學(xué)生學(xué)習(xí)的反饋情況、目前行業(yè)發(fā)展前景等因素制定項(xiàng)目題目，綜合考慮項(xiàng)目實(shí)施的難點(diǎn)和突破點(diǎn)，使學(xué)生在老師的引導(dǎo)下能在已學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合課堂實(shí)際工程案例，查閱文獻(xiàn)資料，課后拓展學(xué)習(xí)能夠完成的情況下制定一定工作量的項(xiàng)目。這對(duì)教師的能力水平要求很高，教師需要熟悉該項(xiàng)目，并能發(fā)現(xiàn)學(xué)生再操作過(guò)程中可能會(huì)遇到的問(wèn)題。

2.2.2 小組成員組成

科學(xué)合理的小組成員構(gòu)成是項(xiàng)目的完成的關(guān)鍵，要盡可能對(duì)學(xué)生進(jìn)行合理分組，保證小組成員在動(dòng)手能力、思維能力等因素方面的均衡，構(gòu)建互相幫助、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的小組成員結(jié)構(gòu)。教師通過(guò)課堂問(wèn)答，實(shí)驗(yàn)課表現(xiàn)，選擇小組組長(zhǎng)，做項(xiàng)目必不可少的就是技術(shù)主力，其次是小組其他成員，可有組長(zhǎng)討論得出。按工作量保證每組成員人數(shù)合理，人數(shù)的多少可能影響小組學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。一般4～5名為一組，一個(gè)班級(jí)可產(chǎn)生6個(gè)小組，再由各個(gè)小組內(nèi)部討論分工，給組內(nèi)每個(gè)成員分配一定程度的工作量，每組成員原則上不允許私下調(diào)整，以保證穩(wěn)定的團(tuán)隊(duì)精神。項(xiàng)目完成后每組提交項(xiàng)目報(bào)告一份，包括國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，關(guān)鍵技術(shù)，設(shè)計(jì)思路，硬件部分，軟件部分，項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題解決辦法。

3 重置教學(xué)評(píng)價(jià)體系

由于PLC金課的實(shí)操性，本次改革采用了多種考核相結(jié)合的教學(xué)評(píng)價(jià)方式來(lái)重置課程評(píng)價(jià)體系。新的考核方式能更加全面而客觀地展現(xiàn)學(xué)生的能力，這種考核機(jī)制可以貫穿學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)生涯，綜合分析考核成績(jī)，學(xué)生也能對(duì)自己的不足之處有更加清晰的認(rèn)識(shí)，從而針對(duì)性的改進(jìn)，一定程度上促進(jìn)了學(xué)生的成長(zhǎng)和進(jìn)步。線上線下教學(xué)模式各10分，線上根據(jù)視頻觀看時(shí)長(zhǎng)，線下根據(jù)課上出勤給分，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)也是課程考核的重點(diǎn)，占30分，實(shí)驗(yàn)完成后，教師檢查實(shí)驗(yàn)的完成情況，適當(dāng)提問(wèn)，最后的重點(diǎn)是項(xiàng)目部分，占分值最大的原因是實(shí)戰(zhàn)是PLC金課的精髓，項(xiàng)目可以考察和鍛煉學(xué)生對(duì)綜合知識(shí)的應(yīng)用，這也是PLC金課教學(xué)改革的目的所在。表1為改革后的教學(xué)評(píng)價(jià)體系。

4 結(jié)語(yǔ)

為了提高PLC金課教學(xué)質(zhì)量，針對(duì)大學(xué)傳統(tǒng)PLC金課教學(xué)中的一些問(wèn)題進(jìn)行了分析，得出只有注重實(shí)踐應(yīng)用及創(chuàng)新才能提高本課程的教學(xué)水平，本文通過(guò)融合項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)，對(duì)傳統(tǒng)PLC教學(xué)模式進(jìn)行了改革，促進(jìn)教學(xué)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，針對(duì)性的培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才，充分利用線上資源進(jìn)行教學(xué)，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，方便老師管理和教學(xué)，符合信息化的發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)，提前培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐應(yīng)用能力，傳遞分工合作的團(tuán)隊(duì)精神，增強(qiáng)解決問(wèn)題的能力，為未來(lái)從事本專(zhuān)業(yè)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。