高質量職業教育背景下提高PLC教學質量的研究

◇貴州師范大學 趙千子 王春梅 邵楷文 錢金超

以高等職業院校可編程控制器這門課程為例，探究高質量教育背景下的教學質量提升相關問題。從受教育者、教育者、課堂、國家層面解讀高質量職業教育的涵義，思考課程研究的必要性，并從教材、教師等相關因素出發，對于提升教學質量的方法進行探索羅列。作為培養技術人才的主陣地的職業技術院校擔起重要責任，在一定程度上改變PLC教學現狀，逐步實現高質量的PLC課程教學。

1 研究意義

當前中國的職業教育正邁入新的發展階段。2021年是職業教育發展極為重要的一年，習近平總書記對職業教育作出了重要的指示、全國職業教育大會勝利召開、中辦、國辦印發了《關于推動現代職業教育高質量發展的意見》等。可以看到職業技術教育被放在重要地位，這樣的地位前所未有，同時伴隨而來的是艱巨的使命。

可編程控制器是高等職業院校電氣工程等專業的一門必修課。PLC在繼電器控制技術的基礎上發展而來，可以使用遠程聯網控制，實現對現場設備的自動化操作控制，達到遠程控制的效果，以此來實現把計算機信號轉換為工廠需要的繼電器信號或者模擬量信號完成控制，如今在工業控制中得到廣泛應用。通過本門課程的學習，能夠培養學生的邏輯思維能力，分析、繪制梯形圖，運用梯形圖解決實際問題，以及程序的編寫等能力，因此PLC課程對于相關專業的學生來說是十分重要的[1]。目前雖然職業教育朝著好的方向發展，但細看仍有許多問題待解決，在傳統觀念和傳統教學方法的延續下，學生并不能夠收獲理想的結果。

2 高質量職業教育的內涵

2.1 從受教育者的角度來說

在知識上，學生掌握基礎知識和基本技能之外，要能將間接經驗應用在生活中[2]。在能力上，應當培養學生發現問題、分析問題以及解決問題的能力、創新精神等，而不是一味背誦名詞解釋和擅長筆試[3]。比如在進行PLC實訓過程中，不能只是依樣畫葫蘆，將老師的接線圖照搬，將范例的程序簡單修改，而要能自行分析原理和步驟，在未能達到實驗效果的情況下自檢自查，判斷出是否接線失誤等，以及能夠熟知PLC編程邏輯，做到舉一反三、觸類旁通，實現不同的效果和功能。要讓學生“學會學習”，積極利用學習資源和條件，主動探究。

在情感上，注重思想品德教育，將專業課程與思想政治相聯系，增強學生的家國情懷和愛國信念，思想品德教育從小學一年級便被設為獨立的學科，生活中也充滿影響著青少年思想品德發展的因素，由此可見思想品德是需要終身學習并踐行的。注重培養學生的良好競爭意識，不為了得出實驗成果采取作弊、剽竊等不良行為，同時班集體的活動，比如實習、實訓、實驗是培養學生合作能力的良好時機，有利于學生之間團結互助，增強集體意識。在合作中學習，使學習不再僅僅是書本上的知識，而是涵蓋了人與人之間的溝通交流，培養良好的性格和品行，德技并修，為受教育者適應社會做準備。

2.2 從教育者的角度來說

高質量的教學離不開教學過程的主體之一，也就是教育者。在課堂上，教師的使命是傳道授業解惑。因此要求教師自身要有一定高度的的知識水平以及寬厚的文化素養，在專業知識上不能馬虎，學生遇到難題時要能給予相應的幫助；作為教育者，單單自己學識淵博還不夠，更要有傳遞知識的能力，好的老師一定是研究者，好的研究者不一定能成為好老師。

善于運用教學方法、真正做到關愛學生、察覺學生的情緒變化、聽課反應，才能總結出更適合本班學生的學習模式；其次教師的品行要擔起為人師表的評價，注意言行舉止給學生帶來的影響，高等職業院校的學生年紀正處于即將步入成年的階段，對于大部分學生而言，更是逐步接觸社會的時期，在這一時期，青少年樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀，抵制不良的外界誘惑，是很重要的課題，良師的指導和引導尤為重要，榜樣有著很大的力量。

2.3 從課堂的角度來說

高質量的課堂可以從氛圍、課程、模式等方面體現。好的課堂既能讓受教育者受益匪淺、印象深刻，更是尊重受教育者的主體性，給予學生思考的空間，不是教師一味地演講、板書、記筆記、不是學生朗讀并背誦。尤其在高等職業院校的非文科專業，對于思維邏輯和動手能力要求提高，這更需要激發學生的積極性，培養探究能力，不可完全依賴講授的教學方法，容易讓課堂氣氛壓抑、死板、乏味；在專業課程上，涉及到器械內部結構的內容，不能過于抽象，不宜理解，如果只是教會學生照著書本畫圖、記公式、觀看PPT，這樣的課堂很難說是高質量的；在教學模式上就要求豐富多變，綜合學生的興趣和硬件設備，為學生帶來更直觀的展示，幫助學生理解的同時，滿足學生的求知欲，使學習熱情高漲。比如學生缺乏生活經驗，看著書本上的平面圖片仍然不理解電機的運轉原理，便可組織學生前往實驗室或工廠現場教學，認識某電機的內部結構，應用在何種場景中，自行拆裝，以便理解且富有趣味，也能與實際生活緊密聯系。

2.4 從國家層面來說

首先教育與政治、經濟、文化緊密聯系，互相依存，教育發展到何種地步，沿著什么方向，都會影響政治經濟文化，反之亦然。中國近代史上，關于先教育還是先改革的問題就出現過許多分歧，由此可見教育在國家綜合實力發展的道路上扮演著重要角色。作為與普通教育并行的職業教育，也分擔這樣的重任。國家出臺一系列政策，發表一系列講話，提升職業教育的質量，而高質量職業教育也反作用于社會，在共同富裕的道路上，有利于減緩“橄欖型”經濟結構，增加中等收入人群，在推動生態文明研究過程中，提高勞動人民的精神文化素養。隨著科技發展，對于技能勞動者的需求也與日俱增，在現今社會，不僅需要“白領”這樣的人才，也需要快遞員、建筑工人這樣的人才。

3 PLC課程研究的必要性

可編程控制器是高職二年級學習的一門課程，在此之前學生已經對于C語言、電路、微機控制原理等有了相應的了解并且具備一定的編程能力和對電子電工操作技能，總體來說為學習可編程控制器奠定了基礎。此階段的學生具有一定的優勢：有一定的知識基礎，對動手實踐有著濃厚的興趣，對新鮮事物容易產生求知欲和好奇心。但也存在一定的問題，比如學生文化素養有待提高，學生厭學情緒明顯，間接經驗和實際生活聯系得不夠緊密，自尊心較強。這就要求教學過程中，教師要注意因材施教，關心學生心理健康發展，調動學生的學習熱情和積極主動性[4]。

可編程控制器是一門實踐性較強的課程。在書本的基礎上，學生大致了解梯形圖，狀態轉移圖，編程語言的邏輯等，在面對實際的操作臺，部分同學仍然會茫然不知所措，從接線到聯接顯示屏的過程都需要注意，操作不當將導致實驗結果不理想、機器損壞、甚至威脅人身安全。

在教學過程中，初期階段一般采用講授和演示法，充分利用多媒體等教學手段向學生演示某段程序的過程和應用場景，讓學生根據簡單的情形進行邏輯思維的訓練；后期采用講授和實驗教學法等，以學生為主體。讓學生帶著間接經驗走進實驗室，運用討論法、探究-發現教學模式，激發學生的學習熱情和積極性。

4 PLC教學提質路徑探析

4.1 優化教材、與時俱進

課本上的內容是基礎，如果學生對于理論和基礎知識馬虎大意、有所混淆、不感興趣，那也不利于實操，甚至會削弱積極性。目前大部分教材的編訂仍采用循序漸進、由淺入深的順序，比如第一章為可編程控制器的概論，主要講述產生與發展、定義、特點等。第二章為電器控制基礎，講到邏輯運算。第三章為可編程控制器的結構與基本工作原理，介紹到編程語言。第四章為FX系列可編程控制器及指令系統，講解編程元件、梯形圖、基本邏輯指令等，之后就是指令集、功能塊[5]......這樣是按照學生發展與理解規律的，但學生翻開目錄就可能不太有興趣，標題對于初學者就像天書，讓人倒吸一口涼氣，怎么要求學生產生濃厚的興趣呢？

針對這一點，教材編寫可參考項目教學法。提出目標、制定計劃、實施計劃總結評價。每個章節都提出一個與生活相關的任務，更易于學生理解，并激發興趣。在任課教師和編寫者的教學經驗下，將任務按由簡到難分配在每個單元，每個任務再分相應的步驟，比如第一個任務，設計簡單的交通信號燈，創設情境引發學生思考，描述常見的紅綠燈是如何工作的、引出工作原理、學習相關基本指令、利用定時器實現相應效果。一個單元下來，基本指令得到應用鞏固，也減少了枯燥的死記硬背，簡單的任務也使學生獲得成就感和信心。

4.2 教師發展、促進教學

如今愈發強調學生的動手實踐，但也不可忽視原始課堂的作用，無論是教室還是實驗室，無論是黑板講臺還是實驗臺，教師都起到關鍵作用。

（1）教師自主發展。教師不能拘泥于刻板知識，知識淵博還要靈活，課堂上能引起學生的注意和期待。因此教師要注重知識能力的提高，積極參與知識講座等，養成良好的學習意識；在初期階段還是以理論為主的原始課堂上，教學方法不能原始、老舊。適當利用多媒體等教學工具能起到錦上添花的作用，這對于不擅長操作多媒體的教師來說也是一種學習發展；教師自身也要注意言行，提高道德素養，這是為學生樹立好榜樣的前提。

（2）學校助力發展。舉辦知識能力講座。秉持著終身學習的觀念，教師也要更新自己的文化科學知識，可邀請專業課領域的專家教授，分享前沿的科學知識，PLC的應用現狀。

舉辦教學經驗交流會。部分教師只是一味的完成教學任務，并不互動，學生課堂參與度不高，要讓“不會講課”的教師更“會講課”，減少“獨角戲”的狀況；另外高職階段的學生大都在成年初期，師生關系也有所講究，部分教師有責任感，但想拉一把又怕得罪，在嚴厲和放任的度上把握不準，在交流會上也許能有所啟發。

舉辦素質團建活動。“獨角戲”也有一種原因是心理問題。在職業院校，這樣的現象仍然層出不窮：教師沒有歸屬感，認為在職業院校任職不是一件光榮的事，于是對學生放任不管，自己也敷衍了事。還有部分老師，起初也有教學熱情，想通過自己的努力和責任感改善職業學校的現狀，但在精力不足、理想與現實差別過大等各方面壓力，教師有很大可能性會出現職業倦怠的現象和歸屬感降低等問題。教師缺乏生氣，課堂自然缺乏生氣。在團建活動中給予教師福利，提高教師的歸屬感和集體意識，同時鍛煉身體也有利于身心健康發展。

4.3 創辦比賽、激發興趣

科技創新型競賽的舉辦也有利于學生的素質提高，在高職院校的3D打印比賽中，學生就可以將PLC技術應用其中。以公路橋梁主題為例（圖1），學生首先需要了解橋梁結構，從身邊實際觀察、或利用網絡查閱資料，這一過程有利于培養學生搜集信息的能力。

圖1 3D打印比賽（公路橋梁）

在思考探索中提出問題，立足創新點，考慮到水位上漲程度過大時，橋梁危險難以通行，想到制作報警，同時橋梁中部抬高，器既能阻止行人通行，又不影響船只通行。這里考慮到水位報警的狀態是，當水位傳感器檢測到水位超出限定的值，觸發報警功能。將傳感器的信號接入到PLC的輸入監控通道，接入電源給其供電。通過PLC的實時監控，當水位超出允許范圍時發出報警。同時感應器連接升降臺，感應到水上升超過上限位時，將橋梁中部抬起。

整體來看，也許存在不完全貼合實際的情況，但不能過于苛刻學生，可以看到類似的競賽能夠激發學生的積極性，培養良好的競爭意識和團隊合作能力，不知不覺將學過的知識應用在了實際中，潛移默化地加深了理解和興趣，看著最終成果，學生能夠獲得成就感和自豪感，布置沙盤的過程也展現學生的創造力和審美的藝術，在前期資料的收集整理以及后期設計、組裝的過程中，學生也能了解到橋梁的相關知識，同時深刻體會到工人、設計師的偉大，使學生認識到術業有專攻，行行出狀元，增強自豪感和歸屬感。

4.4 作業多樣、評價多元

作為高等職業院校的學生，與中小學階段有所不同，個性和獨立性有所凸顯，容易產生厭學情緒，倘若布置抄寫、默寫、背誦等死記硬背形式的作業或課后任務，完成度不高，且針對于本門實踐性課程來說意義并不大。因此教師在布置作業和任務的時候需要考慮學生的興趣和心理發展特點，結合實際生活布置開放性任務，例如：教學環境不允許實地考察的情況下，首先，教師可以描述運料小車倒料的情形或利用多媒體播放視頻，進而讓學生理清思路，從控制、移動、停留時間等方面考慮整體過程的邏輯，運用編程語言編程。其次，自行設計仿真頁面，提高趣味性，也是對審美的開放性考察。最后，還可以提供生活當中運動到可編程控制器的其他情況比如自動洗衣機、智能升降門、交通信號燈、天塔之光、音樂噴泉等供學生參考，讓學生自選感興趣的課題進行練習，達到自行發現問題、探索問以及解決問題的效果，培養創新能力和科學嚴謹的精神。

現如今職業教育改革中很重要的一點是校企合作，對于工科學生來說，校企合作是有很大的好處。參考德國“雙元制”教學模式，我國職業教育也應當適當地走出“校園”，在校園內增添相關設備，打造成“小型企業”或讓學生進入當地的企業、公司實習實訓。為學生畢業后步入職場打下基礎，也能培養學生人際交往的能力、解決現實中遇到的問題的能力。學生的學習不能僅限于校園內，評價也不能再“分數論”。

職業學校和普通學校的學生在成績上本就有差異，如果只以卷面分數評價學生，只會降低其自我效能感。應當看到學生的個體差異、智能發展差異、擅長的技能差異。看到學生是發展的，給予其自信心和正向鼓勵。

通過改進傳統的學生評價方法，采用階梯評價、過程評價等評價方式相結合的形式，實現各種評價[6]。具體來說，可以對學生的學習態度、課前預習、課堂互動、課后作業完成情況、項目測試和在實習、實訓、實操過程中的態度、表現、成果等進行統計。平時成績部分占總評價的一部分，期末考試作為有效考察理論知識的形式，設為閉卷筆試，占總成績的剩余部分。上述不同評價方式的有機結合，有效調動了學生學習的積極性，使其能夠更好地投入到學習過程中，掌握在學習過程中學到的知識。

5 結束語

在職業教育朝著高質量發展的背景下，應當認識到職業教育和普通教育不是高低或附屬關系，而是平行的、平等的。職業教育的目的就是為了培養走入社會、提高生產力的人才。我國職業教育發展過程中出現各種各樣的專業，隨著時代的發展，應當對于職業院校的專業進行革新，加強黨的領導，宏觀管理，改造升級一些穩定供給的專業，增加社會需要的、人才緊缺的專業。在智能制造時代，有著遠不止邏輯控制、順序控制等功能的PLC肩負著工業4.0賦予的使命，將在未來社會繼續保持活力。

在關于PLC課程研究的探索中，教育者教授基礎知識之余，應注重立德樹人，以學生為中心。線上線下多種模式混合教學，發展學生多方面的智能。全方位協調職業院校課程的革新。在傳統的“教與學”模式的課堂中深挖思想政治元素，穿插實際生活情景，最終能夠引導學生向正能量的榜樣學習，樹立正確的認知和三觀。教會學生真正地主動學習，熱愛學習，樹立終身學習的觀念，能夠不斷接近教育的本質。牢記職業教育的使命，不光要培養有過硬技術的人才，更要提高其思想政治素養和責任感、使命感以及愛國情懷。