《電氣控制與PLC課程》的項目化教學改革

張立明

昆明學院機電工程學院 云南 昆明 650214

《電氣控制與PLC》是一門理論性和實踐性都很強的課程,對于該課程中提出的項目化教學改革是有效促進學生學習效果的教學方式。項目化教學是目前很多高等院校內普遍推崇的一種教學手段,從典型的生產控制任務中精煉出無數個項目與教學內容相整合,從而達到以項目為中心,以整個生產工作過程為基礎的邏輯架構出整個教學過程[1]。在實際的項目化教學中,可以達到很好的以學生為主自主學習的教學效果,這其中教師只是一個引導者,輔助學生完成學習任務,讓學生自己來完成整個項目中所需要的資料收集和實施方案。項目化教學其目的是為了讓學生自己主動掌握學習每一個環節的知識點和實踐技能,從而使教學課堂由傳統的傳授知識理論向培養學生專業素養和能力轉變。

一、《電氣控制與PLC技術》課程原教學情況

在《電氣控制與PLC技術》傳統的教學過程中,往往都存在許多的問題,首先最關鍵的一個問題就是課堂教學,教師所采用的教學模式都是先理論教學再實踐教學,而實踐教學卻與理論教學存在差異,學生在進行實踐時不是為了發現問題,而是為了驗證理論,所以在一定程度上限制了學生對知識的應用能力。其次教學過程中過于重視教師主導的課堂效果,而忽視了學生的主體性,對教學的過程性不夠重視,所以在教學過程中不能夠很好對學生的學習成果進行評價。目前有的高校教師使用的教學手段過于單調,缺乏新的教學理念,教學內容也不能及時有效地與現代企業的發展需求相銜接。

二、《電氣控制與PLC課程》項目化教學改革的意義

項目化教學是指在教學過程中,以具體的工作任務作為重點內容,根據科學的行為準則來全方面培養學生的專業素養,提高學生與社會發展水平的粘合度。目前各大專院校擔負著培養各行業,各領域的技術性人才的責任。所以實施項目化教學改革對高校來說意義重大,項目化教學可以很好的讓學生的專業能力與社會需求相匹配。傳統的教學模式都是以理論為主,在教學方式的選擇上也是以教師講,學生聽的方式,而像電氣控制與PLC技術這種具有很強的實踐應用要求的課程,采用項目化教學不僅可以提高學生上課的興趣,提高專注度,還可以對理論教學的不足之處進行補充。在實際項目化教學中,教師合理的將教學內容與社會需求結合在一起,以提高學生自主學習及創新應用的動力,將教學重點放在項目為導向、放在學生自主學習與解決問題的綜合能力提高上,從而為社會和國家培養新型技術性人才打下良好的基礎。

三、《電氣控制與PLC課程》項目化教學改革中存在的問題

(一)對項目化教學認識不夠充分

由于項目化教學是新型教學手段,目前在各大高校內都存在著對項目化教學改革不同的意見。現在很多高校還是以傳統教學方法為主,由于大部分教師的教學科研等任務也較多,難得有很好的機會去外出交流學習項目化教學等新型教學方法與手段。還有一點就是部分教師出現了安于現狀的心態,對于項目化教學改革缺少積極主動性,從而導致了當項目化教學改革運用于教學中時對其不理解或是將教學模式進行曲解誤會。在實施項目化教學改革時,首先教師自身對于項目化教學的意義理解就不夠深刻,沒能掌握好教學的重點內容,不能夠很好的將工作任務分配給學生,選用的教學案例也不夠具有典型性,造成了項目化教學整體效果的不理想。所以教師對于項目化教學能夠做到理解其含義和實踐要點,分清與其他教學模式的不同點,才能更好實施項目化教學改革。

(二)缺乏理論與社會實踐的有效結合

在《電氣控制與PLC課程》的課程教學中,理論知識的實踐指導十分重要。在目前的理論教學設計中應注重與實踐內容進行很好的融合。電氣控制與PLC課程作為電氣技術專業內實踐性較強的教學課程,教師要做到通過課程的合理設計與安排,讓學生明白電氣控制系統的設計原理,設計圖紙及安裝工藝等基礎方法,并通過一定課時的實踐訓練,使其能夠對一般生產設備的電氣系統進行安裝調試與運行維護。要熟練掌握可編程控制器PLC的指令系統及順序控制設計編程方法,使學生具有對一般生產設備的電氣控制及PLC應用系統,進行綜合開發與設計的能力。

四、《電氣控制與PLC 課程》項目化教學改革的策略

(一)制訂科學合理課程教學大綱

首先在教學之前,要依據電氣技術專業崗位的能力水平要求,制定出科學合理的課程教學大綱,明確好教學思路。教學大綱中要體現出課程的教學目標,根據教學大綱實現教學目標。就其課程的知識目標而言,要對本課程的知識點進行理解掌握,如常用的低壓電器,電氣基本控制線路知識,PLC基礎編程知識以及其他知識點。就能力目標而言,要求學生在學習完課程后,確實掌握國家維修電工(高級標準)工作技能,能夠對電氣控制設備進行安裝,調試以及維護,對電氣產品的生產現場設備的運行操作,產品檢測以及生產管理具備一定工作能力,在實際的工程項目中,對電氣設備施工維護具有較強的技術服務能力和綜合分析能力。就素質目標而言,學生在學習完本課程后,能夠具備團隊協作的意識能力,幫助學生培養良好的社會交往能力,科學嚴謹的創新精神,全面發展學生的心理素質和道德水平,養成良好的職業習慣和工作水準。在電氣技術專業中,《電氣控制與PLC》課程作為主要課程,其先修課程包含了電工電子技術,單片機原理等,甚至在其它機電類專業課程體系的學習中都起到了多學科相結合的綜合效果。所以說在教學大綱的設計中,要結合本課程理論與實踐并重的教學特點,將理論知識學習與學生實踐操作學習緊密的聯系起來,突出技術應用。課程內容應與國家高級電工的職業資格考核內容兼顧整合,強調其職業性。同時將該課程與工程應用結合體現其應用性,最后加強教學內容的實操鍛煉環節,突出其實踐性,培養學生的實踐水平和創新能力。

(二)優化項目化教學實施過程

在項目化教學的實施過程中,項目的順利實現包含了軟件的程序設計和硬件運行調試兩個重點部分,這兩個環節中是鍛煉學生自主獨立思考,探索解決問題,開拓創新自身思維的過程[2]。教師在項目化教學中要明確自身的角色,是引領者而不是主導者。為了讓項目順利實施,不僅要靠學生們的共同努力,還要靠老師合理的指導方法。在《電氣控制與PLC課程》這門課程中,由于PLC程序設計有不同的設計方法且語言多樣,所以在實際的項目操作中,即使都是使用同一種梯形圖語言,但是不同的小組就會存在不同的解決方法實現項目[3]。例如有的同學在電動機啟保停電路、正反轉電路控制程序設計上擅長用經驗法;有的同學對時序圖設計方法比較熟練,用其來進行交通燈控制程序設計;而有的同學對順序功能圖方法游刃有余。所以說教師在對學生進行項目化教學時,要充分發揮學生的主觀能動性,創新自己的思維,不要死板的局限于一種方法的使用,學生能夠做到按自己的想法對項目進行合理的設計,與小組成員共同探討完成任務,教師就應該給予鼓勵。當然項目雖然有不同的實現方法,但是如果針對該項目有的方法明顯會比較便捷,程序更加簡單,步數少且執行力高,那么教師就要在最后教學總結上向學生們進行分析教學,指導學生采用最優的方法進行問題的解決。比如在機械手控制的教學中,步進順控指令編程是針對該項目最好的辦法。在項目的實現過程中,將學生分好小組,學生在PC機上完成程序的編寫,同時其他成員按IO端口分配表進行電路接線和控制程序的編寫等,最后進行項目結果觀察,如最后不符項目的要求,那么就要讓小組成員再次進行項目的故障排查,軟硬件聯調,保證好硬件連接無誤的情況下,對程序進行不斷的修改,從而達到項目要求。在這部分的項目教學中,由于其過程耗時耗力,所以教師需要對學生有充分的耐心和信心,適時的對學生進行指點,給予學生足夠的時間去進行調試,在學生的程序出現編寫錯誤時,也不要果斷對學生進行批評指點,要給學生去分析觀察的機會,通過學生自主的思考解決問題,在不斷的調試中,培養學生的動手實踐能力,學生的思維和洞察能力。學生通過自主實踐成功后,會對該課程產生強烈的興趣,提高自信心。當學生在項目實踐中遇到了比較棘手的問題時,教師要做到及時教導,針對共性問題采取統一的指導,學生的個別問題進行單獨的指導,做到有問題及時發現及時解決。如果在項目化教學中不具備實驗的環境和條件,可以考慮運用仿真的軟件進行模擬調試。

(三)實施項目評價與課程考核

要想進行良好的項目化教學,就要對整個項目完成的情況進行評價總結,為優化項目化教學提供方向。制定一套科學可行的評價體系[4]。根據小組完成的項目情況進行合理的評價總結,評分細則要公開透明,針對每一項目進行不同分值的評分,最后將分數整合,教師針對具體的實踐情況進行具體的評價指導。具體評價體系內容中應包含項目分工,程序錄入與硬件連接等內容,同時教師還可以考慮給予一定的獎勵分數值,對出色的小組或表現優異的同學進行一定的表揚。通過采用項目評價的教學手段,可以很好的調動學生的積極性和學習熱情。針對項目化教學“理實一體化”的教學特征,采用教學評價考核是檢驗教學改革成果的有效手段,所以在課程考核中,不應單一重視傳統理論的考核,還應采取一定的過程性考核評價和終期評價的方式,在過程性考核評價方式中,對學生的上課情況,作業情況和項目實現結果進行評價,終期評價主要是指的課程的期末考試。

結語

《電氣控制與PLC技術》的項目化教學改革對各大高校來說都有重大的意義,通過對項目化教學進行思考研究,優化教學手段,讓學生不僅能夠合理運用相關理論知識,更能發展其實踐創新能力,將學習環境當做練兵場,給未來的職業生涯發展奠定了良好的基礎,提高自身的專業技能和綜合能力。