PAC工程技术人才培养模式的研究与实践

邵国平等

摘要：本文以美国通用电气智能平台与黑龙江工程学院共建的校企合作GE自动化系统实验室为教改项目研究背景，分析了可编程自动化控制器（PAC）工程技术专业领域人才的现状，围绕学校立足服务地方经济发展的定位，突出自动化专业的办学特色，以“培养适应信息化需要，具备应用型自动化GE-PAC工程技术专业人才所需应用型人才”为目标，在培养目标、课程体系、教学方法与手段以及管理和评价制度建设等方面进行积极探索与实践，在依托可行性基础上提出了具体的培养模式。

关键词：可编程控制器；培养模式；应用型人才

所谓“可编程控制技术（PAC）工程技术人才”是指：具备电气自动化专业基础知识技能外，同时又能胜任本专业领域相关的可编程控制技术设备的设计、安装、调试等工作能力的高级技术人才。研究工程技术人才培养模式目的是将教育可行性目标与实际用人实际需求统一起来，让学生学习知识、掌握技能的过程更加高效。

一、可编程控制器技术人才需求分析

随着可编程控制器（PAC）在自动化控制领域中的大量应用，PAC设计工程师已成为全国紧缺人才之一。据国家紧急人才办公室的调研数据显示：2010～2015年，我国PLC设计师需求量约为120～150万。作为服务社会的高等学校须要在可编程控制器工程技术人才培养方面加以重视，并努力提高人才培养的质量。高校的教育教学改革的核心目的是让学生成为学习的主体，并且围绕着如何让学生能够有效地获得与专业相关的专业基础知识和能力，锻炼工程思维和素质，围绕这个目标宗旨，根据多年以来从事与可编程控制器教学和实践的理解，逐步感悟到可编程控制器人才的一种培养模式和总结一些教育教学的经验方法，希望总结出来能够对今后在可编程控制器教育实践工作起到一定的帮助作用。

二、关于人才培养模式的探求

可编程控制器技术人才“人才培养模式”是教育的目标、教学的过程和教学的方式三方面的密切联系、高度协调的有机体系。在教学的过程中须要对教学进行合理的评价，并且不断地修正教学内容和教学方式方法，直至培养目标的最终实现。

（一）可编程控制器技术人才培养的目标和规格

PAC应用人才培养目标的定位可以依据就业市场对工程技术人才的岗位招聘条件确定，大体可以分为工程维护、技术支持和项目研发3个层次。工程维护属于日常设备运行的监管与操作，岗位具体要求是熟悉设备结构和工艺技术，熟悉设备说明书和技术档案，遵守操作安全和正确使用工量具，文明生产。技术支持工程师的岗位要求是熟悉某个品牌的自动化控制设备，提供必要的产品选型和应用方案达到技术要求，并且能够设计PLC外部接线和程序，以及进行在线安装调试。项目研发工程师的岗位要求是熟悉顶层的系统设计，包括项目管理和施工、工艺设计、可靠性设计、网络通信DCS和PLC系统设计等。应用型地方高等学校可以将本科生工程技术人才培养定位在的中、高级应用人才，即技术支持和项目研发。毕业后的学生通过自身的学习和实践过程可以不断地发展，实现技术能力的提高。

（二）在人才培养计划中侧重相应的课程设置与建设

1.根据人才需求进行专业课程设置和建设。

人才培养过程是知识和能力的综合教育教学过程，系统学习的重点是要制定相关课程的群，才能提高可编程控制器技术专长人才的教学质量。专业课程体系采用多层级渐进教学，包括认识实习、GE- PAC技术专业基础、PLC实习、组态软件实习、毕业设计和毕业实习、校外自动化设计竞赛与课外开放项目设计。开始GE-PAC技术课程的课程基础前，须要设置机械制图、工艺基础和传感器与电气控制线路以及控制理论基础等课程。在能够保持专业特色和人才培养优势的情况下，对设置了以可编程控制器技术作为电气和自动化专业的为培养目标的人才培养计划中，可以偏重于这一方面的配套相关课程设置和建设。如果设置了的相应的课程和充足的学时数，不但能让学生跨入专业技术的门槛，还会以点带面地扩展学生的专业知识，培养出学生的专业思考和设计实践能力。可以在可编程控制器教学学期中，分别设置两种不同的厂家的可编程控制器课程，比如西门子和通用电气，让学生在比较中学习，可以让学生的学习效果得到更好的提高。在可编程理论教学后，增加实习实训教学，提高应用技术能力。在可编程控制器教学完成之后的学期，可以进行相关的控制系统设计课程，如过程控制系统、运动控制系统等专业课程，让学生能够进一步获取解决专业问题的实践能力。

2.重视实践教学环节和基地建设。

实践教学是学校培养学生各种技能的重要教学环节，实践教学在教学计划中所占比重较大，学校确立以校内实训基地为主体、以企业行业为依托的实践模式教学，突出职业岗位技能模拟训练，重点培养学生的技术运用能力。减少演示性、验证性实验，增加工艺性、设计性、综合性实验，逐步形成基本实践能力与操作技能、专业技术应用能力与专业技能、综合实践能力与综合技能有机结合的实践教学体系，形成教学、科研、应用技术服务与生产相结合的多功能实验室和实习实训基地。学校根据自身条件和专业特点制定考试和考核的内容、方式、测评标准，真正做到既考知识，又考技能和素质，除必要的笔试外（包括开卷），要根据课程的性质采取口试和操作测试相结合、答辩和现场测试相结合、设计和制作测试相结合、边学边做的过程测试等多种多样的方式，突出考核学生综合运用知识和解决问题的能力。制定实践教学环节的不同层级的基础教材，综合教材，编程技术教材等。

3.加强师资队伍的建设。

目前大部分学校师资队伍中，教师的现代教育理念须要更新，教学的技巧和工具须要提高，师资的理论水平和实践能力须要加强。同样，专业特色及教学特色的形成、充实与巩固，也必须依靠一支有特色的高素质教师队伍。其师资队伍建设应包括主要方面：首先，制定和实施有效的教师培养培训计划，学习先进的可编程技术软硬件产品；另外，加强对现有专任教师的实践能力锻炼，通过一定的竞赛活动，实验室设备建设和技术改进，落实经费，鼓励创新教学设计，不断更新根据应用型本科院校的实际资源环境条件，依托实施“卓越工程师培养”和“应用型本科试点”的有利时机，通过校企合作的方式建立培训中心，引进先进的技术产品和开展定期的技术交流，还有通过挂职锻炼的方式到技术领先的企业中学习，掌握实际的工程能力和创新思维。师资水平经过锻炼提高后，熟悉企业岗位的素质和要求，就能够培养真正企业单位所需的应用型技术人才。

（三）为实现这一过程的一整套管理和评估制度

高等教育的价值在于职业教育，学生入学的目的也是为了能够学有所成，为今后的职业生涯打下好的基础。对学生知识评价固然重要，然而能力评价更重要。建立管理和评估教学效果的制度，根本目的在于能够指导和增强高等学校在教育技术装备和信息化管理方面作出更成熟的管理和建设，服务于教育的事业。同时，根据实际岗位人才的要求去改善我们的教学方法和内容，更好地育人。人才在培养过程中，处于学习和成长阶段，因此，教师在教学过程中保持理性和关爱。对处于不同学习进程（基础知识、综合训练和项目设计）中的学生，提出与之知识和能力水平相应的要求，使学生产生只要努力一下就能成功的感觉，教学过程中鼓励加引导，保持学生学习的热情。学校必须通过与用人单位定期交流，细致调查研究来掌握职业岗位的实际技能项，决定哪些课程知识是必选的、可选的和不必要的。对于必修的技能项目要对学生进行严格考核，准确熟练地掌握技能，缩短毕业生技能与岗位技能要求之间的差距，增强他们工作的能力和素质。合理的管理和评估制度须要针对不同教学定位目标的高校的办学条件进行仔细的研究，不能照搬照抄，挖掘潜力，增强优势方面，去除不合理的部分，才能充分体现不同学校在应用型人才技能培养上的优势。学校在培养可编程控制器人才时，要与职业准入证（资格证）和技能证（水平证）进行合理的教学结合，实现促进学生的就业竞争力提高的目的。

（四）与之相匹配的科学的教学方式、方法和手段

采取讲练结合教学方式和手段，增加学生的实践能力。由于可编程控制器的课堂教学主要内容包括可编程控制器的硬件配置和软件编程，因此，可以在减少学时课堂理论教学情况下，进行增加大量的实践操作训练。除正常的课堂教学外，同时进行开放式教学，例如建立学习可编程控制器活动协会定期举办编程技术竞赛锻炼学生的能力、利用互联网即时通信客户端进行技术讨论让学生主动寻找答案以及利用网盘发布共享技术的理论和实践专题教程保持学生不间断教育（初学教程、高级教程以及案例设计等）。这些方式须要以更多学生参与为目标，具有行业背景的教师和工程技术人员进行方向引导和内容规划，让更多的学生参与到开放式教学平台来，更快地将最新的产品应用知识传授给学生。注重锻炼学生的项目组织与实施的管理能力，锻炼团队精神和创新思维。我们必须用互联网的思维来应对我们的高等教学，转变学生应试教育的学习方式。优化教学内容，突出基础重点内容讲授，可编程控制器自动化应用主要包括，可编程自动化控制器产品、现场总线控制产品、运动控制伺服产品以及人机接口等其他自动化软硬件产品。在教学过程中，让学生学习到在顺序控制、过程控制和运动控制3个方面的可编程自动化控制器的程序编写，根据从浅入深分阶段地讲授典型工程实例，穿插讲解特殊指令和编程方法。让学生直接学习典型的梯形图程序后，由浅入深，由单项到综合，不断积累。最终实现让学生自主设计相近的工程项目程序。在梯形图程序编写方面，既要注重指令的应用，又要结合程序设计的编程思维培养。在顺序控制梯形图程序编写方面，例如可以注重以时间为转换条件的交通灯控制程序、以事件为转换条件的自动轧钢机等典型应用程序的讲解以及具有优先级顺控的三层电梯控制程序为典型应用进行教学，让学生尽快获得梯形图程序的编程技巧和方法。

三、结论

GE-PAC人才培养模式要与本校的办学方向、办学规模与办学条件相适应。同时，学校要主动掌握社会对GE-PAC工程技术人才需求信息，适当充实办学条件，发挥学校的校企合作共建实验室的优势；积极改善办学环境，开展师资再续培训；研究地方经济产业结构，开展相适的具有行业特色背景课程，以及其他影响可编程工程技术人才培养的各个因素的都要协同提高。GE-PAC培养模式需要科学规划课程体系和专业课程设置与建设工作，是人才培养教学活动的起点，在教学活动过程中，坚持以知识传授为载体，以能力培养为主线，以技术应用为归宿，以一长之技为目标四个基本原则，以及开展互联网教学方式的可行性探索，以适应社会对日益增长的应用型工程技术人才的需求。以上是在进行2013年“GE-PAC工程技术人才培养模式的研究与实践”教育改革研究项目中的几点经验总结，希望能够对在进行可编程控制器人才培养方面从事教育教学的老师们引发进一步的探索实践。

参考文献：

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[2]王喆.基于校企合作培养PLC专业人才[J].中国科教创新导刊，2013，（20）.

[3]万晓颖.我国高等教育人才培养模式转换研究[J].理工高教研究，2005，（10）. 编辑∕岳 凤