面向工程实际培养学生综合职业能力的PLC应用技术课程教学改革

谢述双

【摘 要】本文论述面向工程实际培养学生综合职业能力的PLC应用技术课程教学改革，提出将课程内容进行解构与重构，按照企业真实的技术和设备设计教学内容，引进实际生产案例和项目，依据真实的生产情景设计教学空间和实训，采用任务驱动的项目教学法、讨论协作教学法、“故障设置、诊断及检修”教学法等激发学生的学习和探究兴趣，引入教师评价与学生互相评价相结合的过程评价机制激发学生学习的主动性和重视知识的积累，面向工程实际培养学生综合职业能力，带动课程改革和专业建设。

【关键词】工程实际  综合职业能力  PLC应用技术  教学改革  项目教学法  讨论协作教学法

【中图分类号】G  【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2018）11C-0072-03

可编程序控制器，简称PLC，是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置。PLC是微机技术与传统的继电接触器控制技术相结合的产物，PLC的程序梯形图与继电器系统电气原理图类似，直观、简单易学、便于调试与查错，因此在工业自动化控制的各个领域得到了广泛应用。高职院校电气自动化技术、机电一体化技术等专业均把PLC应用技术课程作为专业的核心课程，旨在为企业输送胜任现代工业自动化控制生产一线的应用型技术人才。《现代职业教育体系建设规划（2014—2020年）》提出“职业院校按照真实环境真学真做掌握真本领的要求开展教学活动”。基于这一指导思想，北海职业学院对PLC应用技术课程进行教学改革，做了以下尝试：按照企业真实的技术和设备设计教学内容，引进实际生产案例和项目，依据真实的生产情景设计教学空间和实训项目，采用任务驱动的项目教学法、讨论协作教学法、“故障设置、诊断及检修”教学法等激发学生的学习、探究兴趣，引入教师评价与学生互相评价相结合的过程评价机制激发学生学习的主动性，从而培养学生应用PLC编程设计、安装、调试电路系统及应用PLC技术改造继电接触器控制线路等工程实际能力，引导学生在学习中善思考、敢创新，逐渐养成严谨科学、团结合作、爱岗敬业等良好的综合职业素养。经过几年的教学实践，取得了一定的成效。

一、PLC课程教学现状分析

（一）教学内容及学生素质问题。PLC应用技术课程改革前的教学内容以《可编程序控制器应用技术》（赵春生主编，人民邮电出版社）这本教材来组织，该教材先讲解西门子S7-200系列PLC存储器的数据类型与寻址方式，再讲解各种指令的应用，接着应用各种指令编写实例的PLC程序。由于高职学生基础较差，对理论知识的认知有畏难心理，因此对课堂教学兴趣不大，积极性也不高，学过的知识也容易忘记。特别是学生一开始接触这门课程，对于PLC及其控制线路毫无感性认识就直接学习PLC的各种指令，学生普遍反映学习内容抽象，学习困难。

实验实训内容受实验设备的制约，由于实训设备都是厂家生产的成套设备，PLC的外围硬件电路已经固化，学生只需插接一些导线完成基本电路连接，在电脑上编写一些简单程序就能完成一些验证性的实验，实验操作比较雷同，学生容易厌倦，由于实验内容没有挑战性，实验操作与工程实际安装、调试差距较大，久而久之，学生对学习本课程就产生了厌学心理，导致无效学习，课程结束了，能运用PLC设计、安装、调试一个电动机正反转控制电路的学生较少，教学效果不佳。

（二）教学方法及教学模式问题。传统的教学方法以讲授为主，借助多媒体PPT课件讲解重难点内容及指令的应用，演示程序的编写，讲完内容布置实验，学生练习。这样的教学过程没有把教与学很好地糅合在一起，学生听完课能理解和记住的知识有限，在做的过程中不能联系和应用学过的知识指导实验，教学效果不理想。

（三）成绩评定问题。由于学院采用的教学管理系统已经默认课程成绩评定由两部分构成，即平时成绩占40%、期末考试成绩占60%，这样导致许多学生平时不重视学习过程成绩的积累，总是期末突击背书，期末考好或者考及格，课程评定就得到好成绩或者及格。这样的课程评价严重制约了学生的学习积极性，必须探索更加客观的成绩评价机制。

二、面向工程实际优化教学内容

课程组教师通过假期到企业挂职锻炼走访企业生产一线技术人员，收集他们对课程改革的建议及用工岗位职业能力的要求，对原有课程内容进行解构与重构，将课程内容分成由简单到复杂、循序提高的三大模块，即基础型内容、提高型内容、创新型内容;按照企业真实的技术和设备确定每个项目的学习情境和工程实践项目，突出培养学生的实际工程能力，根据生产岗位职业能力的要求把理论教学内容融合到PLC理实一体化的教学中，详见表1。

三、面向工程实际优化教学方法和手段

根据表1的授课内容依据真实的生产情景设计教学空间和实训项目，通过引进实际生产案例和项目，灵活运用任务驱动的项目教学法、讨论教学法、“故障设置、诊断及检修”教学法等多种形式的教学方法，在教学中突出学生为学习主体，以教师引导的教学原则，注重师生的互动，激发学生的学习兴趣，激励、引导学生积极地参与教学的全过程。

（一）任务驱动的项目教学法。任务驱动的项目教学法是以项目为载体，在老师的指导下，学生明确任务要求、知道如何完成任务、会判断完成任务的质量。在教学中学生在教师的引导下相对独立地完成信息的收集和處理、方案的设计、任务实施及最终评价，学生了解并把握整个过程及每一个环节中的基本要求最终完成任务、评价任务。PLC应用技术课程的教学组织就是基于以上指导思想，依照表1的项目，设计了教学流程图，如图1所示。这样的教学模式体现了以解决问题、完成任务为主的多维互动式的教学理念，将再现式教学转变为学生的主动探究式学习，每一位学生都能根据自己对当前问题的理解，运用已有的知识和自己特有的经验提出方案、分析和解决问题。完成任务的过程就是做、学、教同步进行的过程，从尝试入手，从练习开始，学生在安装PLC控制电路、编写PLC程序、调试电路系统中自主学习，主动参与，极大地激发了学生学习的主动性、积极性、创造性，有利于加强学生自学能力、创新能力的培养。

学生在分工、合作实施方案的过程中共同学习PLC编程指令和技巧，完成系统控制程序的编写，通过完成不同任务（学习情境），强化了常用PLC指令的综合应用，用生产实际的设备安装、调试系统 ，在做中学，学中做，学生获得了工程实践的体驗，培养了学生面向工程实际的综合能力。

（二）讨论、协作教学法。布置学习任务以后，组织学生分小组进行讨论，在相互讨论中学生的不同思想发生碰撞，沟通认识，知识得到融会贯通、升华，小组成员团结协作式的探讨学习，更容易得到一个较完善的完成任务的实施方案，有利于促进学习任务的有效完成和提高成功率。任务的顺利完成使学生更容易获得成就感，对于学习形成了良性循环，事半功倍。学习中学生运用知识解决问题的能力以及相互合作的意识得到了有效训练，为学生走上工作岗位与同事沟通合作打下了良好的基础。

（三）“故障设置、诊断及检修”教学法。维修电气控制线路故障是生产实际中电气技术人员的常态性工作，因此培养学生维修PLC控制线路故障就是培养学生面向工程实际的重要能力。教学中教师在一些成功完成的项目中设置故障，让学生诊断、查找并维修;或者利用一些完成不成功的项目，鼓励其他小组和本组学生共同诊断、查找，找出故障后进行维修和调试系统，最后分析、总结产生故障的原因和解决的措施。这样的学习学生印象深刻，学生分析问题和解决问题的能力提升得较快，经过回访毕业生，普遍反映在校经过这样的训练到了实际工作岗位接触到实际故障不再惧怕，很快就能适应岗位工作。

四、面向工程实际优化教学评价方式

PLC应用技术课程的考核评价突出体现学生参与学习过程及知识的积累，注重过程评价。过程评价是实际工作中的评价方式，学生在校学习接受过程评价，带着这样的习惯走上工作岗位，在工作中能随时接受各级领导的评价。教学中依照表1中各个项目设计了实训报告，参照维修电工中级证考证评分标准，对于每个子任务的每个环节设计了评价的具体内容及分值，如表2所示。总分作为完成该项目的成绩，所有项目的成绩作为课程平时成绩，在总评中占50%。

北海职业学院机电类专业大多数学生毕业前会参加维修电工中级证的考试，PLC控制电路的安装及调试是维修电工中级证必考内容之一。因此PLC应用技术课程的期末考核引入了职业技能考试的评价标准，期末考试分理论知识考核和操作技能考核两部分进行，操作技能考核时间为1.5小时，超时完成会酌情扣分，其他参照表2的评分标准现场评分。期末考核成绩在课程总评中占50%。把期末考核成绩和平时成绩录入学生成绩管理系统，系统会自动算出学生该门课程学期总成绩。改革后的课程评价机制与考核方式合理反映了学生的学习情况，为学生顺利适应工作岗位的评价打下了良好的基础。

PLC应用技术课程的教学改革，提高了教学质量，培养了学生的实际工程能力，增强了学生求职本领。PLC应用技术课程的教学改革，带动了专业建设，为其他课程在教学内容、教学方法、课程评价方面的改进都起到了一定的示范作用。

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