高职PLC控制技术一体化教学设计与实施

晁晓圆 牛立军 张 强

北京电子科技职业学院 北京 100176

高职PLC控制技术一体化教学设计与实施

晁晓圆 牛立军 张 强

北京电子科技职业学院 北京 100176

PLC控制技术广泛应用于社会各领域的自动控制环节，是高职机电专业学生必修的主干专业课程之一。依据企业及学生未来岗位需求设计教学目标，重组课程内容设计学习情境，基于工作过程设计教学方法，一体化教学设计与实施有助于提升学生综合职业能力，应大力探索与推广。

一体化教学 ；教学设计；综合职业能力；六步教学法

1 必然性分析

PLC控制技术广泛应用于工业、农业、建筑、运输、环保、文化娱乐等各行各业，是我校机电一体化专业的主干课程。为更好地满足学生未来发展的需要以及社会与企业的人才需求，我们对奔驰、福田、SMC、一机床、北开、地铁等诸多企业进行了深入的调研及广泛的毕业生追踪反馈。调查显示，学生毕业后的初始岗位主要有机电设备操作、装调、检验与维修，产品零部件检测、管理与质量控制；升迁岗位主要有机电设备的售前、售后服务，设备改造、产品研发、技术及生产管理等。企业最需要学生具备的能力是电工与机械识图、常用工具及仪器设备的使用、电气控制与机械原理中最基本的概念的理解与运用，学习能力、规划能力与沟通能力以及安全、环保、勤俭节约等意识，即综合职业能力。

作为高职院校的课程，本课较高校类似课程更加强调操作工艺与规范，更加注重岗位职业技能的培养；较中职类似课程更加强调实操训练的综合性与分析性，更注重挖掘学生对知识、技能与经验的运用能力；与培训班类似课程相比较，则更加注重知识的系统化与完整性，注重学生可持续发展能力的培养，更注重激发学生的学习兴趣。为此我们采取基于工作过程的“教、学、训、做、评”一体化教学模式，帮助学生通过工作中的学习既兼顾学科体系的完整性与系统性，又构建自身知识体系的多样性与综合性，提高解决复杂实际问题的综合职业能力。将课堂由“教师教”为主体转变为“学生学”为主体，将以教材为中心转变为以培养目标为中心，必须要有严谨的教学设计，即根据课标和学生特点，将教学诸要素有序安排，确定合适的教学方案，包括对教学目标、教学内容、教学重难点、教学方法、教学步骤与时间分配等方面的设计。由于篇幅所限，在此仅介绍教学目标、教学内容与教学方法的设计及实施。

2 教学目标的设计

2.1 总体目标

通过本课程的学习与训练，使学生具备从事电气设备生产、维修、管理与服务第一线工作的高等技术应用性专门人才所必需的PLC电气控制基本知识与技能，为后续课程的学习和创新能力提升打下基础。

2.2 具体目标

本课程既系统地学习PLC及气动控制的相关概念、理论与方法，又强调实际操作技能的训练，将知识点融入训练项目中，使其转化为可视可控、可验收的成果。

2.2.1 能力目标

能够正确选择、检验常用低压电气控制元件与PLC装置；能够构建、安装与调试气压传动控制回路及PLC电气控制回路；能够熟练使用PLC的软件编程及进行程序调试；能够根据控制要求编写典型应用程序；能够正确识读电、气控制原理图、安装图与接线图；能够熟练使用电、气常用工具与仪器仪表；熟练运用专业术语表达相关问题。

2.2.2 知识目标

了解常用电、气控制元件及PLC的结构与工作原理；能够分析气压传动与PLC电气控制回路的工作过程；能够设计或改造机电设备简单控制程序。

2.2.3 素质目标

熟练运用手册、标准、规范等技术资料查阅参数等相关内容；善于利用移动通讯、计算机等网络资源学习新知识、新技术；能够准确理解工作要求，制定可行性工作方案；严格执行工作程序、工作规范、工艺文件和安全操作规程。

3 教学内容的设计

根据教学目标、未来岗位职业能力要求及我校现有教学设备，设置4个学习情境，每个学习情境的学习内容及学习标准如表1所示。

表1 学习内容结构表

序号学习情境学习内容学习标准课时3控制工作台(1)P L C变频器电机控制原理与方法(2)工作台控制机构的装调(1)规范完成PLC、变频器、传感器、继电器、接触器、电机等外围设备的装调(2)编程调试实现对电机及工作台的多种调速控制10 4控制气动虎钳(1)气动元件认知(2)典型气动控制及保护回路搭建(3)PLC控制气动虎钳的装调(1)绘制电、气控制原理图并进行仿真分析实现控制要求(2)规范完成PLC、电气元件及虎钳等设备的装调(3)编程调试实现对气动虎钳的压力控制26

4 教学方法的设计与实施

为了更好地实现教学目标，使学生在学知识、练技能的同时提升职业素养，我们采用德国职业教育普遍推行的六步教学法，即按照“资讯、计划、决策、实施、检查、评价”6个步骤组织教学。

学生4～5人一组，首先完成组织结构图的制定，要求明确各自的工作角色与职责，例如项目主管、安全员、技术员、质检员等，做到既团结协作，又人人有责、各尽其责。每组配备计算机、实验台、工具箱、看板等工作设备；配备《电气控制柜制作标准》《配电柜安装接线规范》等参考资料；配备任务书、指导书、验收标准、计划单、领料单、日志、工艺过程卡、危险源清单、当期问题关注记录单、评价表等。

4.1 资讯阶段

教师首先明确任务要求、验收标准、关键性的知识与技能，学生搜集、整理、学习相关信息。本阶段培养学生的学习能力，小组成员间专业资讯的商讨有助于专业术语的掌握及沟通能力的提升。

4.2 计划阶段

每名学生以书面形式拟定工作计划、工艺流程、所需材料与工具等内容。本阶段培养学生科学的工作方法与严谨的工作作风，同时也是对所需专业知识技能的重温与运用。

4.3 决策阶段

学生在组内对各自的计划进行分析、比较、综合及论证，确定最终执行方案。相关责任人要完成工作计划表、工艺过程卡、领料单及危险源清单的填写。教师要及时点评、给出建议。本阶段是对学生核心能力的全面培养与训练。

4.4 实施阶段

学生按各自的角色，根据工作计划表和工艺过程卡进行施工。教师要及时提醒学生注意操作规范、工作质量、安全环保等问题。本阶段每组可设1名巡视员，记录、拍摄典型的操作、场景，以备点评交流之用。

4.5 检查阶段

项目完成后，学生依据任务书及验收标准对自己的工作结果进行检查，找出存在的问题，及时采取补救措施或提出改进方案。此阶段提高学生的分析能力、创新能力、触类旁通的能力、质量意识及全面综合处理事务的能力。

4.6 评价阶段

评价的内容不仅包括对产品的评价，也包括对学生行为习惯、工作态度以及责任心等方面的评价。由学生自评、互评以及教师评价三部分组成，学生的自评与互评分数，是指与教师评价的吻合程度。

六步教学法在各个学习情境中的运用设计如表2所示。

表2 六步教学法在学习情境中的运用

5 教学效果与应注意问题

在我校10与11级机电班的教学中试行本教学设计，课时较其他班级减少近50%，但学生们的操作技能、分析能力及工作习惯明显好于其他班级，装接设备的质量也明显好于其他班级，上岗稳定率高，企业反馈也较好。

一体化教学设计的着眼点是未来岗位对学生综合职业能力的要求，落脚点是学生有效地进行学习，学习任务的选择要具备可操作性、易实现性和再创新性；规模要适当，能够不断给学生带来成就感，吸引学生自主学习；要注意把握教学过程的节奏。

[1] 赵志群.职业教育工学结合一体化课程开发指南[M].北京:清华大学出版社,2009.

[2] 姜大源.工作过程导向的高职课程开发探索与实践[C].国家示范性高等职业院校课程开发案例汇编.北京:高等教育出版社,2008.

[3] 张明焱.关于提升学生综合职业能力的实践[J].职教论坛,2010(20):75-76.

[4] 吴志群,王素艳.实施行动导向教学提高综合职业能力[J].高职教育研究,2010,3(1):31-33.

[5] 胡昌送,卢晓春,李明惠.关键能力培养策略的发展研究[J].职教论坛,2011(6):22-25.

Chao Xiaoyuan, Niu Lijun, Zhang Qiang
Beijing Polytechnic, Beijing, 100176, China

PLC Control Technology is widely used in automatic control links in many areas of society. It is one of the main course of mechanical and electrical professional students required in higher vocational colleges. To design the teaching goal according to the enterprise and students' future jobs demand, restructuring course content and design learning situations, to design teaching method based on the working process, the design and implementation of the integrated teaching helps to improve students' comprehensive vocational ability. These should be vigorously explore and promotion.

integrated teaching; design of teaching; comprehensive occupation ability; six-step teaching method

The Design and Implementation of the Integrated Teaching of PLC Control Technology in Higher Vocational Education

2014-05-25

晁晓圆，本科，高级讲师。牛立军，本科，高级讲师。张强，本科，实验师。