高职PLC与变频器应用技术课程的项目化教学探讨

陆克

【摘 要】分析将“PLC应用技术”与“变频器应用技术”两门课程合二为一和进行项目化教学的必要性，介绍如何对新整合的课程进行项目化教学设计和组织实施，总结设计、实施和考核评价要点以及实施效果，并指出实施过程中存在的一些问题。

【关键词】PLC 变频器应用技术 项目化教学 能力

【中图分类号】 G 【文献标识码】 A

【文章编号】0450-9889（2015）07C-0155-03

目前，以可编程控制器（PLC）与变频器为主体的新型电气控制系统已广泛应用于各个生产领域，PLC可通过编程或软件配置改变控制对策，而变频器则既是控制对策的重要执行工具，又是调速控制及软启动有力工具，在实际运用中，两者相配合应用非常密切。以往的课程设置将其作为两门课程来实施， 内容上彼此分割，割裂了两大控制器的联系，而PLC课程教学注重编程，变频器课程注重基本工作原理和简单参数的设置，学生在知识的构架上无法做到横向联系，对知识的理解孤立、片面，缺乏对自控系统整体架构的认识。而且传统课程教学是老师先讲理论，学生然后做练习或进行验证性实验，不能突出其实践性、应用性，学生所学习的理论缺少和具体实践应用结合，学生学习比较容易陷入迷惘；传统教学缺少对学生综合能力培养的环节设计，学生的专业应用能力和社会综合能力不足，难以适应竞争越来越激烈的社会对高技能综合应用型人才的要求。

项目化教学法是从教学生“学会学习”目标出发，使教学从注重“教法”转到注重“学法”，其特点是以工作项目为载体、目标为引导、实践为主线，强调以学生为主、自主计划协调、团队合作，老师引导，融知识学习、技能训练、能力提高于一体，使学生学习变得主动、活跃，增强师生之间、学生之间的互动，调动学生的学习热情，并且在完成项目任务的过程中，培养学生专业职业能力和各项社会综合能力。

近年来，广西电力职业技术学院不断加大教学改革力度和对实训基地建设的投入，依据电气自动化技术人才培养目标和岗位分析所需的能力，在原来的“PLC应用技术”和“变频器应用技术”课程的基础上，把两门课合并为一门课，以工作任务模块为中心构建工程项目课程体系，彻底打破学科课程的设计思路，紧紧围绕项目任务完成的需要来选择和组织课程内容，突出工作任务与知识的联系，让学生在职业实践活动的基础上掌握知识和技能，增强课程内容与职业岗位能力要求的相关性。经过多次项目化教学实践，在方式方法上不断摸索加以改进，项目化题材选材日渐成熟，教师运用手法逐渐熟练，学生无论在理论学习、动手实践能力和综合素质表现，都得到了提高，教学效果显著。

一、项目内容设计过程

针对两门课程割裂的内容，在课程设计初期，就要寻找那些可以涵盖这两方面内容的工程项目。好的项目不仅能吸引学生注意力、激发和维持学生的求知欲，还能将原有课程体系中的知识点系统地科学地融入进去，因此项目设计是项目化教学的关键，总结下来有以下几个要点：

（一）项目设计要有递进、有层次。我们将项目设计分为入门项目、主导项目、综合项目，如表1所示，并把每一个项目达成所需的知识技能点划分为几个子任务，项目内容和要求逐步由浅入深，由易到难，循序渐进。如果一开始项目设计得很复杂，涉及知识面太广，会造成学生难以入手，所以我们在设立入门项目时先以PLC入手，先让学生从只有PLC内容的项目1开始。在完成对PLC基本结构和编程熟悉后进入到项目2，在这个环节先侧重学习变频器基本原理和训练基本操作技能，然后让学生融会贯通PLC和变频器基本知识与技能来完成该项目。主导项目则是在入门项目基础上增加了PLC与变频器主干知识和技能要求的工程项目，而综合项目则是能够将前面所学的主要知识及技能大融合，并涵盖一些高层次知识和技能的综合工程项目。

表1

（二）项目既要来源工程实际，又是学生易理解接受的。采用来自工程实际的项目有利于以工作过程导向设计课程教学方案，利用实训基地设置具备真实工作场景的教学氛围，以工作过程为导向的组织教学。同时，要兼顾到学生的认知水平和经验水平，如果采用一些过于生僻、过于复杂、难以理解的工程实例作为项目，一方面将导致学生花大量时间去理解工程工艺过程，另一方面加大了学习难度，会挫伤学生的积极性，难以提高学生的学习兴趣。所以我们在选择项目时，兼顾考虑到这两方面，项目1和项目2运料小车、项目3十字路口交通灯、项目4停车场停车位控制、项目5动感喷泉这些项目题材都是来源实际工程，同时也是学生所熟悉、易理解、容易观察到的，跟学生的实际经历和经验水平相贴近，综合项目6汽车喷涂车间排风机变频/工频切换控制是来源于汽车厂的工程项目，学生虽然不太熟悉，但是项目工艺过程并不复杂，控制工艺要求也能做到让学生易于理解。

（三）项目应有涵盖性。首先，整套项目训练应能包含原有课程体系中的知识点。原来课程体系中的知识点是比较独立、缺乏联系的，利用项目将它们科学地有机结合起来，每一个知识点变得不再孤立和抽象地存在，而是成为攻克项目难题所应掌握的每个环节和据点，环环相扣，变得有很强的指向性和实际应用意义。比如项目4停车场停车位PLC控制中，停车场剩余车位LED显示，就需综合应用PLC数字运算指令、比较指令和七段译码指令才能解决该任务。其次，项目设计应能将PLC和变频器两大方面有机地结合起来，PLC和变频器不再是两个单独存在的控制器，它们之间如何连接和设置，如何配合达到项目任务规定要求，应能在项目里得到体现。比如在项目2、项目5、项目6中都需要将二者进行相关的正确设置、连接才能达到项目的控制要求。

（四）项目完成的控制效果应可视化、生动化。在项目一开始，如果有一个生动的项目情境引入，可以让学生能够清晰地了解控制的动作过程，更直观地理解本章节的知识构成和实际应用，激发学生的学习求知兴趣。所以教师可以提前把项目完成的控制效果先加以演示或制作成动画，方便在教室以PPT形式生动展示。

二、项目化课程教学的实施过程

与传统教学先讲理论后进行试验验证相比，项目化教学法通过实施一系列模拟真实的项目化教学活动，可以在课堂教学中把理论教学与实践教学有机地结合起来，充分发掘学生的创造潜能，提高学生解决实际问题的综合能力。项目化的实施主要分为以下六个环节：

（一）创设情境和呈现任务。相比传统教学的一上课提出新知识的理论学习，先向学生展示一个包含新知识、新技能的工作过程的动画或控制效果更能激发学生的学习兴趣和求知欲，根据具体的任务要求，老师引导学生去了解本章节所需掌握的知识点和技能点。在实践中，每个项目的开始，我们都先向学生展示控制效果的动画或实际控制效果，取得了良好的引入效果，学生接下来的学习显现出高涨的热情。动画效果可以利用自动化专业的工业组态技术完成或借助于Flash动画来制作。

（二）各组决策。学生是学习的主体，老师由传统的课堂主导者变为引导者，最大限度地去调动学生学习的积极性和主动性。呈现项目任务后，教师要启发学生独立思考能力，发展学生的思维能力，引导学生去分析完成任务所需掌握哪些知识和技能，学生通过仔细思考，搜集资料分析和讨论，提出完成任务需要解决哪些问题、制定完成任务的工作流程。

（三）制订计划。根据小组讨论、各组汇报展示、老师点评总结，汇总出比较合理的工作流程，学生根据拟定的工作流程，制定分工，小组成员合理分担工作任务，确定责任人和完成时间，教师审查并给予指导。经过这样充分的小组活动培养了学生的协作、沟通、相互交流、学习等社会综合能力。

（四）组织实施。这个阶段各组学生将学习新知识，运用已掌握的技能自主完成项目主体任务，由传统的被动学习转为主动学习。为解决项目任务中遇到的问题，教师应该引导学生去学习新知识掌握新技能，我们利用学院实训基地的设备，采用教、学、做一体的教学方式，展开训练。在完成新知识、新技能点学习训练和考核后，进入到自主完成项目任务阶段，各组按照既定的计划分工，成员相互协作，完成各项工作，这样培养了学生独立思考、操作能力以及团队协作、沟通和相互学习的能力。

（五）检查完善阶段。各组成员在完成每项工作后应对照项目考核表组织检查，比如电路连接是否正确、规范，PLC程序是否符合编程规则、逻辑是否合理，变频器参数设置是否正确、有无遗漏，排查错误和故障，逐步将程序调试达到控制要求。教师则巡查学生自主协作和参与情况，督促小组长组织完成本组各项工作，寻找学生合作探究难以克服的难点，适时点拨引导，促进学生完成工作内容，保证教学目标的实现。检查不仅明显地体现在检查阶段，而且贯穿于项目实施的全过程。

（六）成果展示评估阶段。学生在完成项目检查调试后，将项目方案、任务成果制作成PPT报告，各组分派代表上台演示成果和讲解本组的设计过程、所遇到的问题、如何解决，其他各组进行评价、讨论、项目成绩评定，老师在最后进行总结评价，给予各组鼓励或提出改进意见，学生学习的效果直接由完成工程项目的情况来衡量，考核评价包括教师评价、小组互评和小组自评三部分。这样就拓宽了学生的思路，同时也对学生个人在项目实施过程中的参与程度、所起作用、合作能力及团队精神等多方面进行综合评价，提高学生的积极性和主动性，促进能力全面发展。

三、考核设计

项目化教学的教学评估方法与传统的教学评估方法有较大的差别，传统的教学评估重在结果考核，往往是在课程的最后进行一次全面的理论或操作考核，这样有很大的弊端，造成一些学生临阵磨枪、突击复习，对运用性知识采取死记硬背的方式。而项目化教学的教学评估不但关注结果，而且注重过程，以做到能够客观地评价一个学生学习全过程完成情况以及各方面综合能力。

所以我们精心设计了一套项目化教学考核评价体机制，过程与结果考核并重，学生的素质表现和能力都加以强调，老师考评和学生之间互相评价相结合。操作层面上，首先把考核评价的方式、标准公开，让学生清楚了解客观评价标准，参照标准对自己的学习进程能够自我监督；然后每个重要阶段都进行完成情况考评和点评，学生能根据考评结果检查自己有哪些不足，以便在随后的进程中加以改进，从而对自己的学习情况有较好的掌控，实现自主学习。

四、教学效果

项目化教学改革实施以来，教学效果得到明显提高，主要体现在以下方面：一是教学质量提高。调动了学生学习的主动性和积极性，提高了学生积极思维的能力，教授方式转为以学生为中心，课堂氛围变得活跃，团队意识得到加强，学生认识、分析、解决问题的能力得到很好的提高，成绩优良率普遍上升，在参加学院各级专业竞赛中，取得了多项优异的成绩。二是学生就业率和就业质量不断提升。自该课程实施项目化改革以来，根据学院就业部门统计，学生就业质量和初次就业薪资不断提高；我们通过对社会用工单位联系调查，得到的反馈意见普遍良好。

项目化教学在应用型学科教学上有着诸多的优点，但在实践应用中也遇到一些问题：其一，班级人数不宜太多，当多达50多人时，一个教师往往顾及不周、疲于应付，而且会造成分组过多、展示评估过程时间冗长、教学进程拖沓等问题。其二，学生受传统教育影响，思维转变有些困难。现在高职学生许多来自农村或偏远地方，他们中学时期所受教育还是延续传统灌输模式，学生主动意识不强，让其适应项目化教学，需要较多时间的引导。其三，对教师的要求比较高。项目化教学要求教师具备一定的工程实践经验来驾驭项目化的实施，确保方向不走偏；同时也要具备一定的课堂教学经验，对课堂要有调控能力，既要课堂气氛活跃，但又不能乱成一堂。这需要对教师队伍进行培训提高，比如工程实践经验不足的教师需要进企业挂职锻炼，教学经验不足的教师可以进修再培训等方式来提高。

【参考文献】

[1]韩亚军.PLC与变频器[M].北京：机械工业出版社，2011

[2]戴世弘.职业教育课程教学改革[M].北京：清华大学出版社，2007

[3]李耀中，洪霄.高等职业院校项目化课程设计选编[M].北京：化学工业出版社，2010

[4]杨祖华.可编程控制器（PLC）教学之探讨[J].中国科技创新导刊，2011（29）

[5]康志亮，等.可编程控制器课程改革与实践[J].中国农机化，2011（2）

【基金项目】2014年度广西高校教学改革工程项目“重点课题”；广西电力职业技术学院2014年院级优质专业“电气自动化技术”立项建设课题

【作者简介】陆 克，广西电力职业技术学院机电系教师。

（责编 卢 雯）