一流本科專業(yè)建設(shè)背景下《電氣控制與PLC應(yīng)用》教學(xué)方法探索與實踐

張 煌 王常順

（山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院 山東·濟(jì)南 250000）

為深入落實全國教育大會和《加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化實施方案（2018-2022年）》精神，2019年4月2日教育部辦公廳發(fā)布《教育部辦公廳關(guān)于實施一流本科專業(yè)建設(shè)“雙萬計劃”的通知》，全面啟動一流本科專業(yè)建設(shè)“雙萬計劃”，著力于培養(yǎng)一流人才，全面振興本科教育，提高高校人才培養(yǎng)能力，實現(xiàn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展，教育部開始了一流本科專業(yè)建設(shè)。在此背景下，我校“電氣工程及其自動化專業(yè)”入選為省級一流本科專業(yè)建設(shè)點，這也對專業(yè)課程建設(shè)提出了更高的要求。

一流本科專業(yè)建設(shè)，需要達(dá)到“一流的人才培養(yǎng)理念、一流的課程資源，一流的教學(xué)團(tuán)隊，一流的學(xué)生創(chuàng)新成果”等建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，最終需要在課程建設(shè)中體現(xiàn)。本文結(jié)合我校電氣工程及其自動化專業(yè)核心課程《電氣控制與PLC應(yīng)用》的教學(xué)方法探索與實踐經(jīng)驗，初步探討了課程的教學(xué)方法改革和課程資源的建設(shè)工作。

1 存在問題分析

剖析當(dāng)前《電氣控制與PLC應(yīng)用》課程的教學(xué)方法，主要存在下述問題[1-2]：

1.1 學(xué)生被動學(xué)習(xí)，綜合應(yīng)用能力較差

當(dāng)前教學(xué)活動主要以教師為中心，教學(xué)內(nèi)容缺乏足夠的工程應(yīng)用背景支撐，缺乏與工程案例或工程實踐的緊密結(jié)合。學(xué)生缺乏自主思考和深入學(xué)習(xí)，綜合應(yīng)用能力也較差，不能適應(yīng)工控領(lǐng)域?qū)﹄姎饪刂坪蚉LC集成設(shè)計靈活應(yīng)用的要求。

1.2 課下缺乏引導(dǎo)和管控，不利于知識的鞏固和吸收

教師對學(xué)生學(xué)習(xí)的把控主要放在課堂授課上，難以達(dá)到預(yù)期學(xué)習(xí)效果。對于《電氣控制與PLC應(yīng)用》這類實踐性很強(qiáng)的課程，很難達(dá)到學(xué)以致用的目標(biāo)。

1.3 線上資源與線下課程內(nèi)容匹配度不夠高

當(dāng)下線上學(xué)習(xí)資源豐富，但資源中涉及的PLC型號較多，教學(xué)內(nèi)容與實驗設(shè)備不配套，使得教學(xué)效果大打折扣。

1.4 課程思政與課程內(nèi)容融合深度不夠

當(dāng)前的課程中，思政教育的案例比較匱乏，與課程內(nèi)容的融合深度也不夠，進(jìn)而導(dǎo)致思政教育目標(biāo)達(dá)成度不足[3]。亟須提高學(xué)生對本課程知識重要性的認(rèn)可度，從工匠精神、職業(yè)操守、設(shè)計規(guī)范、操作安全等諸多方面對學(xué)生加強(qiáng)思政教育。

2 一流本科專業(yè)建設(shè)背景下的教學(xué)方法改革思路分析

在一流本科專業(yè)建設(shè)背景下，將以成果為導(dǎo)向的OBE理念融入課程教學(xué)當(dāng)中，通過設(shè)計思政教育與課程內(nèi)容深度融合的案例和項目式教學(xué)、闖關(guān)式教學(xué)、課下線上輔助教學(xué)、自建慕課等方法的有機(jī)結(jié)合，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度、自主學(xué)習(xí)能力及學(xué)習(xí)效率，在掌握專業(yè)知識的同時，加強(qiáng)對學(xué)生的思政教育，以及工程應(yīng)用能力、創(chuàng)新設(shè)計能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。

2.1 課程改革思路

根據(jù)本課程特點，將項目化教學(xué)案例引入到課程教學(xué)中，將工程案例與教學(xué)知識相結(jié)合，增加知識的高階性和創(chuàng)新性，進(jìn)而加強(qiáng)對學(xué)生工程應(yīng)用能力和實踐動手能力的培養(yǎng)。通過項目化教學(xué)案例，加強(qiáng)對學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計能力、工程意識、安全設(shè)計、持續(xù)學(xué)習(xí)及綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，使學(xué)生達(dá)到更高的設(shè)計和應(yīng)用水平，更好的服務(wù)將來的工程實踐活動。例如在引入的飲料灌裝生產(chǎn)線應(yīng)用案例中，圍繞解決方案設(shè)計、項目實施與功能實現(xiàn)、項目調(diào)試、項目總結(jié)與驗收等環(huán)節(jié)展開，并利用實驗室資源及仿真軟件復(fù)現(xiàn)，理論指導(dǎo)實踐，實踐檢驗理論。

2.2 線上線下混合的教學(xué)設(shè)計

充分利用線上線下的教學(xué)資源，根據(jù)“以學(xué)生為中心”的理念組織教學(xué)，提高學(xué)生課堂參與度和學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，繼而挖掘?qū)W生的潛力，提高學(xué)習(xí)效率。

在線上教學(xué)中，注重知識點傳授，通過線上討論、章節(jié)測驗等方式，讓學(xué)生能夠充分地學(xué)習(xí)和掌握課程知識。在線下教學(xué)實施過程中，融入游戲式闖關(guān)關(guān)卡，以小組為單位，通過小組成員合作，進(jìn)行闖關(guān)式競賽學(xué)習(xí)。使學(xué)生在闖關(guān)過程中體會成功的喜悅，并掌握專業(yè)知識，樂中學(xué)，學(xué)而樂，有利于形成學(xué)習(xí)的良性循環(huán)，使學(xué)生由被動地學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥乃伎迹酱賹W(xué)生思考問題和解決問題，提升自主學(xué)習(xí)能力的同時，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作意識。

2.3 教學(xué)資源建設(shè)與教學(xué)案例更新

完整的教學(xué)流程由課前、課堂和課后三個階段構(gòu)成。針對不同的教學(xué)階段，合理構(gòu)建不同形式的教學(xué)資源和教學(xué)案例。改變課堂單純講授結(jié)論的授課方式，采用課堂探究方式，引導(dǎo)學(xué)生通過各種方式探究結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和自主思考的能力。同時，引用精品慕課資源供學(xué)生進(jìn)行課外知識擴(kuò)展，進(jìn)一步加深對知識點的鞏固學(xué)習(xí)。

在教學(xué)資源建設(shè)中，根據(jù)授課內(nèi)容組織和進(jìn)度要求自建了基于S7-1200PLC的線上線下教學(xué)資源，將知識講授、操作、演示、仿真等多種形式融入到線上教學(xué)資源中；針對課前階段的教學(xué)資源中，多使用簡單且容易理解的教學(xué)案例，通過組織預(yù)習(xí)、線上討論等方式，注重知識傳授，提高學(xué)生時間利用率和學(xué)習(xí)效率；針對課堂階段的教學(xué)資源中，多使用綜合性強(qiáng)、深度融合思政教育的工程案例，通過翻轉(zhuǎn)課堂、小組討論、實驗室授課等教學(xué)設(shè)計和實施方式，注重培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力、創(chuàng)新意識、團(tuán)隊合作能力和思政教育；針對課后階段的教學(xué)資源中，建設(shè)了多種類型的章節(jié)測驗題庫，讓學(xué)生掌握鞏固課程知識點，以小組作業(yè)的方式，引導(dǎo)學(xué)生共同完成作業(yè)，避免抄襲。

2.4 深度挖掘思政教育案例

深度挖掘具有思政教育意義的工程案例和教學(xué)案例，潛移默化地對學(xué)生展開思政教育，潤物細(xì)無聲的達(dá)成育人目標(biāo)。首先在教學(xué)中增加和突出思政色彩，將愛國主義、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真務(wù)實的工作態(tài)度、新時代工匠精神等思政教育要點融入到課程教學(xué)內(nèi)容中，例如，在PLC通訊部分的學(xué)習(xí)中，以我國的北斗定位系統(tǒng)為例，引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)新時代的北斗精神內(nèi)涵，讓學(xué)生樹立以國為重的核心價值觀；其次，深度挖掘課程教學(xué)中的工程案例，將思政教育融入到工程實踐中，潛移默化地完成思政教育，例如，在PLC與電機(jī)控制的教學(xué)案例中，設(shè)計了“升國旗、奏國歌”的案例，將與國旗和國歌相關(guān)的愛國教育與課程知識深度融合。通過課程內(nèi)容與思政教學(xué)案例深度融合，不僅完成思政育人目標(biāo)，還能進(jìn)一步吸引學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，鍛煉和提高學(xué)生的工程實踐能力。

2.5 以應(yīng)用為導(dǎo)向的課程考核體系改革

構(gòu)建多元化考核體系，形成完整、規(guī)范的平時成績評價制度，注重學(xué)習(xí)的過程考核和知識綜合應(yīng)用能力考核。學(xué)生的平時成績構(gòu)成，除了統(tǒng)計平時作業(yè)、課堂測試、課程實驗等情況，線上線下討論、預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)情況、闖關(guān)情況、課程思政學(xué)習(xí)情況等亦進(jìn)行得分量化，最終綜合得到平時成績。需要注意的是，平時作業(yè)不局限于書面形式，可采用語音作業(yè)、視頻作業(yè)等無法抄襲的作業(yè)形式，引導(dǎo)學(xué)生建立更加自主和積極的學(xué)習(xí)態(tài)度。

2.6 課程教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)

在課程改革和實踐中逐步完成課程教學(xué)團(tuán)隊的建設(shè)。為更好地培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)和能力，鼓勵教學(xué)團(tuán)隊成員深入到企業(yè)一線的工程實踐中；為驅(qū)動教學(xué)方法改進(jìn)和教學(xué)內(nèi)容更新，鼓勵教師參加教學(xué)競賽，并將教學(xué)競賽中的教學(xué)方法和教學(xué)案例應(yīng)用到教學(xué)實踐中。這些手段有效地促進(jìn)了教學(xué)團(tuán)隊的成長，有效地推動了課程建設(shè)和改革。

3 總結(jié)

在一流本科專業(yè)建設(shè)背景下，采用怎樣的教學(xué)方式，更好的促進(jìn)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成，是值得研究和探討的問題。本文針對《電氣控制與PLC應(yīng)用》課程梳理了教學(xué)方法改革和課程資源建設(shè)的實施方法。從學(xué)生學(xué)習(xí)效果的反饋看，取得了不錯的效果，同時在培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力、創(chuàng)新思維和創(chuàng)業(yè)能力方面也有一定成效。