“工學結合”背景下基于工作過程的《電氣控制與PLC技術》課程開發研究

摘 要：本文以“工學結合”背景下的項目化課程開發研究《電氣控制與PLC技術》課程為例。通過對比傳統教學模式，開發了基于工作過程的課程標準、教學設計、教學資源以及應用理實一體的項目化教學模式等項目化課程資源。

關鍵詞：工學結合 項目化課程開發 電氣控制與PLC技術

1 緒論

工學結合這一教育模式，可以使學習與工作融為一體，對學生學習效果的顯著提升，對企業用人需求的滿足，是以工作流程為基礎，實行項目化課程的一種強有力的方式。

《電氣控制與PLC技術》作為鐵道機車運用與維護相關專業的核心課程，實踐性和應用性極強，要求學生通過學習，獲得電氣設備的安裝和調試技能。不過，一般的教學模式存在理論脫離實踐等問題。通過采用基于工作過程的項目化教學方法，可提高學生實操的能力，提升解決實際項目化問題的能力。

2 工學結合與項目化課程開發認知

2.1 工學結合

工學結合是一種融合學習與工作的方法，是學校理論教學與現場實踐聯系的途徑。工學結合使學生能夠在現場工作情景下進行學習，以此提高學生的實踐能力。工學結合通常采用項目驅動教學法，學生通過參與實際的項目，能夠提高自己的團隊協作能力、溝通能力和問題解決能力。

2.2 項目化課程開發

項目化課程開發是工學結合背景下提升教學質量的重要手段。基于工作過程的任務教學是項目化課程開發的關鍵，項目課程的開發以現場工作任務為基礎。項目化教學活動是在教師的教授下，學生可獨立思考并完成項目中的各任務。教師要提供必要的學習資源和指導，組織學生進行小組合作，鼓勵學生進行討論和交流，培養學生的團隊合作精神和溝通能力[1]。

3 《電氣控制與PLC技術》課程現狀

3.1 教學內容與實際崗位需求的差距

傳統的《電氣控制與PLC技術》課程教學內容多數情況和專業崗位需求不匹配。教學內容過于陳舊，沒有涉及專業的前沿知識，不能滿足實際崗位需求。

3.2 教學方法陳舊，教學效果不佳

《電氣控制與PLC技術》課程目前大多以教師為中心，學生被動接受知識的方法開展。傳統的教學模式下，學生只能被動地學習知識點，無法培養學生對知識的獨立理解和思考運用的能力[2]。

3.3 學生學習特點與需求

高職學生在學習《電氣控制與PLC技術》課程時，普遍表現出對實踐教學的強烈需求，傾向于通過實際操作來學習知識和技能。他們認為實踐教學能夠讓他們更直觀地理解課程內容，提高學習的興趣和積極性。

4 項目化下的《電氣控制與PLC技術》課程開發方法

鐵道機車運用與維護專業面向的崗位主要包括機車乘務員、機車檢修員、電氣設備安裝調試員等。對照崗位任務，進行項目化課程設計[3]。

4.1 制定課程標準

4.1.1 知識、技能及素質要求

重構學生應學習獲取的知識、技能與素質要求，如表1所示。

4.1.2 課程內容

結合項目化課程的要求，重構了本課程的教學內容，如圖1所示。

4.2 制定教學設計

基于項目化的教學設計，目標是提高學生的實踐能力。項目的選擇應緊密圍繞機車乘務員和機車檢修員的崗位任務。讓學生知道需要解決的實際問題是什么，同時需要把握項目下每個具體任務的難度，利用合適的方法，幫助學生探索項目的解決過程[4]。如表2所示，為項目設計一覽表。

4.3 開發多形式的教學資源

為了更好地實施基于工作過程的《電氣控制與PLC技術》課程教學，開發多形式的教學資源，以滿足學生的學習需求和提高教學效果。

4.3.1 行業標準及規程資料

收集整理與鐵道機車運用與維護相關的行業標準及規程資料，為學生提供專業的參考依據。這些資料涵蓋了機車電氣線路設計標準、安裝規范、檢修規程等多個方面，旨在幫助學生全面了解并掌握鐵道機車領域的專業知識和技術要求。通過系統學習這些標準和規程，學生不僅能加深對理論知識的理解，還能在實際操作中遵循行業規范，確保作業的安全性和有效性。

4.3.2 工作任務單

設計詳細的工作任務單，明確每個項目的具體任務和要求，并設計對應的任務單。工作任務單應包括項目名稱、任務類型、實現步驟等內容。例如，在機車電氣原理圖設計項目中，工作任務單可以明確學生需要完成的任務是根據給定的機車電氣系統要求，設計出合理的電氣原理圖。任務步驟可以包括分析系統功能和要求、選擇合適的電氣元件、繪制原理圖、審核和優化原理圖等。工作任務單能夠幫助學生清晰地了解項目任務，提高學習的針對性和效率。

4.3.3 實訓手冊

學生參照實訓手冊進行項目操作。實訓手冊應包括項目實施步驟、方法，常見問題的原因及解決方法。例如，在機車PLC程序編寫項目中，實訓手冊可以介紹 PLC 編程的基本方法和技巧，如梯形圖編程、指令表編程等。同時，還可以提供常見故障的診斷和排除方法，如程序錯誤、硬件故障等。實訓手冊能夠幫助學生在項目實施過程中遇到問題時及時找到解決方法，提高項目的成功率。

4.3.4 項目視頻教程

對每個項目制作項目視頻教程，根據子任務的順序，直觀地展示項目的實施過程和方法。視頻教程可以包括項目的介紹、任務分解、實施步驟、注意事項等內容。

4.3.5 活頁式項目化教材

以項目為模塊，編寫活頁式項目化教材。教材應包括項目的背景、目標、任務、實施步驟、知識鏈接、案例分析等內容[5]，教材內容多為學生探究填寫完成的任務式設計，可培養學生獨立思考的能力，方便教師教學和學生學習。

4.3.6 考評方案

制定科學的考評方案。包括項目訓練過程的考評和結課終結性的考評。考評的內容包含基礎知識的認知，解決項目問題的技能。考評的方法包括書寫、問答、講解、操作等。

4.3.7 評價系統

教學資源中包括課后評價系統，可以及時了解學生的學習情況。評價系統包括學生評價、教師反思、企業反饋等方面。學生可以通過填寫評價表等方式對教學進行評價。教師通過反思教學過程，總結經驗教訓，不斷提高教學質量。企業通過對學生的表現進行評價，反饋教學內容與實際工作需求的差距。

4.4 推廣理實一體化教學模式

理實一體化教學方法去除了傳統教學中理論與實踐隔離的不良循環，是理論教學與實踐教學密切結合的方法，讓學生在理論思考的過程中，同時可以動手實踐。將抽象的理論理解現象化，提升了學生的學習效果。

5 結論

本研究在工學結合的背景下，緊密結合專業工作過程的實際需求，對《電氣控制與PLC技術》課程進行了全面的項目化重構，旨在顯著提升學生自主獨立思考和解決實際項目問題的能力。這一改革舉措不僅順應了現代職業教育的發展趨勢，也充分體現了“做中學、學中做”的教育理念，力求通過實踐操作加深學生對理論知識的理解與應用能力。本研究將傳統的理論講授模式轉變為以項目為導向的教學模式，讓學生在真實的項目情境中學習和成長。

項目化重構的過程中，設計了一系列與企業實際需求緊密相連的項目案例，涵蓋了電氣控制系統的設計、安裝、調試等多個環節。每個項目案例都圍繞著一個核心問題展開，要求學生運用所學知識進行分析、設計并最終實現解決方案。這樣的教學設計不僅能夠激發學生的主動學習興趣，還能有效鍛煉他們的創新思維和實踐能力。

同時，引入了多元化的評價體系，除了傳統的考試成績外，更加注重對學生項目完成情況的評估，包括項目設計的合理性、實施過程中的團隊合作能力以及最終成果的創新性等方面。通過這一系列的改革措施，可提升學生自主獨立思考和解決實際問題的能力，為培養符合現代工業需求的技術技能型人才提供了經驗和借鑒。

參考文獻：

[1]羅希榕，邱寧宏，覃成.基于工作過程的課程項目化教學改革探索與實踐——以“辣椒栽培”課程為例[J].教育教學論壇，2023（52）：120-123.

[2]鐘慧多，喻菲菲，杜燦誼，等.基于工作過程和項目設計的新能源汽車技術核心課程構建[J].現代職業教育，2022（03）：109-111.

[3]范水英.基于工作過程的項目式教學模式探索——以物聯網工程綜合實訓課程為例[J].現代職業教育，2021（16）：40-41.

[4]方寶濤.基于工作過程的汽車涂裝技術課程項目化教學探索與研究[J].教育教學論壇，2019（43）：181-182.

[5]陳福坤，曹雯雯，吳琴琴，等.基于工作過程的項目化教學在水環境監測課程中的改革與實踐[J].教育觀察，2023，12（22）：88-91.