專業認證背景下電氣控制與PLC課程持續改進與探究

楊燕 歐陽名三 周孟然 陳靜 于水娟

(安徽理工大學 安徽淮南 232001)

近年來，工程教育專業認證對高校的教育教學理念產生很大推動[1]，切實提高了我國工程人才培養質量，因此國內各高校以通過工程教育認證的專業數量作為學校專業實力水平的反映。筆者學院的自動化專業今年參加了工程教育專業認證，借此機會，將目前的課程培養體系進行了梳理整合，同時大力推進自動化專業的課程教育改革，面向產出加強課程教學的實踐性環節，面向工程實際，以達到工程教育的人才培養目標[2]。

可編程控制器（PLC）是自動化核心專業課程之一，在當前工程教育專業認證背景下，根據專業論證的目標本科畢業生應該達到的12條能力要求，面向產出筆者從課程目標建立、教育教學改進、實驗實訓項目、評價體系支撐點、觀測點及權重等各方面做了深入研究討論，對PLC 課程教學模式進行持續改革與創新。

1 課程目標的修訂——聚焦學生能力的培養與達成，強化課程的教學設計與質量評價

根據社會需求、學校定位確立培養目標，結合畢業要求建立課程體系、課程教學、考核評價，分別對畢業要求形成支撐、實現支撐、證明支撐，以達成畢業要求為導向建立人才培養體系。課程目標是課程的教育教學基礎，通過設置清晰的課程目標明晰學生能力，支持相關畢業要求，體現解決復雜工程問題的能力。經過研討修改過的課程目標更加細化具體，實踐課程放在了更加重要的地位，對課程的評價體系更加全面和科學[3]。課程目標強調對PLC 基本原理、硬件組成的熟悉、常用指令系統的應用、梯形圖設計方法的掌握、模擬量的運用以及網絡通信方面應用。

表1反映的是課程具體教學目標與畢業要求的對應關系，可以看出面向產出設計課程目標能體現學生的學習所獲，能支撐相關畢業要求，能引導課程的教與學。

表1 課程具體教學目標與畢業要求的對應關系

2 教育教學內容形式持續改進

2.1 教學內容革新——增加工程案例，以系統的眼光強化工程創新理念的培養

課堂教學是傳授知識的主要方式，課堂上闡述基本原理，相對于傳統教學增加很多實際的工程案例，結合實際應用，以S7-200 SMART 為例，講述小型可編程控制器的構成、原理和指令系統，以及系統設置、調試和使用方法；同時強化學生在電氣控制與PLC理論、思維方法的建立和應用，以工程項目形式做到理論聯系實際，培養學生創新能力和積極向上的精神風貌[4]。

2.2 教學形式革新——測試、實驗、項目、自評學等多種形式交互學習

（1）課堂教學講授注意采用啟發式教學，激勵學生思考，利用投影、幻燈、錄相片、多媒體課件等教學手段，強化講課效果，同時經常有課堂測試、提問等互動了解學生掌握情況，也是平時分的一項考核標準。

（2）以實驗課、課外作業、課程設計、實訓等教學環節作為課程學習的補充，理論教學與實驗訓練結合，使學生在學好基本理論的基礎上，結合生產實際設備情況，掌握PLC工作原理、使用、編程和安裝，為正確設計和實際應用PLC 打下一定的基礎，同時也培養學生的PLC 實訓和應用程序開發能力，為今后從事PLC 控制系統的設計和設備運行維護奠定基礎。

（3）增加學生自評學測評，自評學有課程目標相應知識點，學生按完成掌握情況自己打分，能和老師互動，知道哪里學生掌握好哪里有欠缺，及時調整做持續改進[5]。

表2是教學內容與課程目標的對應關系及學時分配，包含課程的主要教學任務，根據教學目標對應相應的知識點，體現對相關畢業要求或觀測點的支撐作用，達到學生專業能力的培養，適應專業認證畢業要求達到的目標。

表2 教學內容與課程目標的對應關系及學時分配

3 實驗實訓實踐環節——結合社會畢業需求設定項目實驗

專業認證尤其強調能綜合運用所學專業知識解決工程問題和進行創新性研究，這就越發凸顯了實踐環節的重要性。PLC課程這幾年越來越加大實踐性教學的力度[6]，配備了相應課程的課內實驗和專門的實訓課程，緊跟社會的需求安排了相應的項目內容，對課程的理解運用有著不可缺少替代的作用，也鍛煉了團隊協作能力，提升了專業綜合素養。

具體安排了4 個課內實驗，分別對課程由基礎到編程、綜合、設計由淺入深引入，讓學生領會精髓要義。在大四的實訓中增加了后續難些的課題比如通信、觸摸屏練習、功能性指令練習、中斷、子程序應用等項目，對后期的畢業設計打下良好和必要基礎，學生反饋良好。

表3是課內實驗安排，從基本的驗證到綜合訓練，到設計簡單的控制系統，由淺入深有基礎到能力的培養過程，帶來比較好的學習結果。

表3 課內實驗安排表

4 考核與評價體系建立

4.1 課程評價數據合理性支撐關系

原先的課程考核基本是分數決定，專業論證要求由各方面舉證課程目標達成的原因，具體見圖1。

圖1 課程評價數據合理性關系

由考核數據舉證課程目標達成度，有課程目標達成度舉證畢業要求有沒有達到，形成有機閉環系統。在研討中發現經常會出現課程評價數據合理性存在幾個問題。

4.1.1 考核數據不支撐

課程目標設計合理，能力要求可衡量，但考核數據無法舉證能力要求或是無法有效舉證，這是課程硬傷和屬于可改進的問題。

4.1.2 課程目標不合理

課程目標設計不合理，考核數據雖能反映課程的教學任務，體現學生能力，但與課程目標無法匹配，這需要改進課程目標。

4.1.3 支撐任務不合理

課程目標設計合理，考核數據能反映課程目標要求，但課程支撐的畢業要求不合理，導致評價結果無法舉證畢業要求，這需要整體支撐任務。

4.2 考核環節、考核內容與評價細則及對教學目標的支撐

據此三者間的耦合關系，仔細設置了課程目標及畢業要求之間的對應關系表（見表1），并細化了相應數據支撐體系表（如表4 所示），可以很清楚表明課程完成度的各支撐點及各自權重[7]，也可以給課程目標設置相應權重，由原先的最終分數論細分為平時表現、測試、作業、考核等方面，這樣結果更為科學全面，通過定性定量計算課程達成度評價也使老師了解學生哪里更需要加強提高[8]，對教師個人教學改進是個良好的促進完善，對教學團隊的持續教學改革提供了很具體的方向內容[9]，學生同樣也會清楚得分標準失分差在哪里，不會有異議。

表4 考核環節、考核內容與評價細則及對教學目標的支撐

5 結語

通過對課程各個方面的持續具體研討修正，結合自身學校及學院特色條件與他校的經驗，針對專業認證的達標要求對PLC 課程進行了詳細的教育教學改進，對師生都是很大的促進，引導學生深層次學習，必將推動該院系的人才培養質量大大提升。