基于成果导向的PLC技术与应用课程教学优化与实践

徐海英

[摘           要]  近年来，成果导向教学模式在培养应用型人才和工程教育领域得到了广泛应用。将OBE教育理念应用到PLC技术与应用课程的教学实践中，结合对OBE教学理念的理解对课程顶层设计进行思考，重点探索成果导向教育理念在PLC课程教学情境中的应用，优化课堂教学和评价策略以切实提高教学效果。

[关    键   词]  成果导向;PLC技术;课堂教学

[中图分类号]  G712                   [文献标志码]  A                      [文章编号]  2096-0603（2019）21-0108-02

20世纪90年代，学生学习成果SLOs（Student Learning Outcoms）基于成果的教育OBE（Outcoms Based Education）模式在美国兴起。此后，这一模式在澳大利亚、加拿大、英国、新西兰等国家及我国港澳台地区得到广泛运用。

本人有幸赴西澳南城市职业技术学院访学，对澳大利亚职业教育体系、教育质量管理框架、课程包、教学方法、评价机制、社会文化等方面进行考察学习，并进行企业走访。澳大利亚职业教育的学生学习的主要目的是获得职业技能和从业资格，学习内容以应用性为主。能力培训是TAFE职业培训体系的主要特色，其培养目标不在于学生在课堂教学中学习了什么，学了哪些理论知识，而是学生经过学习后能够做什么。所以对学生的评估不仅着眼于学生知识的考评，而更注重实践考核，强调学生的动手能力、实践和操作能力。这种基于学生学习成果的教育过程是典型的OBE教学模式，澳大利亚职业教育的成功有目共睹，也使OBE教学模式在培养应用型人才和工程教育领域得到了广泛应用。

对于职业院校来讲，尤其是工科专业，主要培养面向企业设计与生产一线的应用型人才，企业关注学生的实践动手能力，知识的灵活应用能力，这些基本上是“显性的”，也是易观察和可检验的，这和OBE模式的理念不谋而合，因此高职院校积极探索基于OBE模式的课程改革，以提高人才培养的质量。

一、PLC技术与应用课程教学现状

PLC技术与应用课程是电气自动化、机电一体化、电子类等专业的专业课，是一门实践性与工程应用很广泛的课程。目前，高职的PLC技术与应用课程经过多年的教学改革，已打破传统以知识体系为主的教学顺序，采用以知识为基础，以课题模块为单元，设计教学项目，让学生通过学习任务的完成来理解和巩固相关知识以完成教学目标。在实施过程中，教师讲完与项目相关的原理、指令后，引导学生应用知识进行实践操作。在一定程度上调动了学生的学习积极性，但和教学预期仍有差距，个人认为主要有以下几方面的问题。

1.在教学设计和实施过程中难以跳脱知识导向的模式，关注学生对获得知识的总结和整理，缺乏对学生自我发现问题、解决问题、评价等方面能力的培养。

2.学生习惯了教师的引导，习惯了按照教师的要求完成学习任务，大部分学生在惰性的驱使下缺少独立思考的自觉，习惯等待教师的提示。

3.在实践操作过程中，学生“知其然而不知其所以然”，一旦发现新的问题就会束手无策，打退堂鼓，学习兴趣无法持续。

二、基于成果导向的PLC技术与应用课程优化与实践

针对现有教学的不足，将OBE工程教育模式引入PLC课程教学，以能力目标为核心，结合学情，设计整个教学活动，包括教学计划、教学大纲、评价模式等。这种以学生的学习结果为教学驱动力，进而反向设计教学活动和评价标准，并将教学成果与预期效果进行比较，从而对能力目标进行修正的模式，更加符合职业院校的人才培养目标，有利于优化教学环节和教学内容、更新教学方法，基于重视对学生学习效果的评价，进而提高教学质量。

（一）课程培养目标优化

依据成果导向理念，在制定课程培养目标时，要充分做好以下几个方面的工作：（1）明确学校的办学定位，兼顾学校服务的地域性特点。（2）了解企业对毕业生的专业知识、专业技能、综合素质、基础知识等方面的要求。（3）邀请高校、企业、行业专家进行交流、讨论，及时了解专业发展动态。（4）建立毕业生和用人单位的跟踪、反馈通道，并及时整理反馈信息，以便及时修改和调整培养目标。综合整理、分析以上几项工作的材料，确定学生应取得的学习成果，从而确定课程知识、能力、素质、情感等层面的教学目标。经过多年的教学改革和实践，在充分的企业调研和交流后，我校的PLC技术与应用课程总体目标是培养面向机械、电子、电气行业中以PLC为控制器的电气控制系统的设计、安装、调试等岗位;培养面向制造业，具有良好的职业道德和创新精神，掌握本专业的技术知识，具备相应实践技能以及较强的实际工作能力，熟练掌握常用生产机械PLC控制线路的故障分析及检修、自動生产线等典型机电设备的安装调试、运行维护与技术改造等专业技能，为工业机器人的操作、编程、应用及智能制造单元打下良好专业基础的同时，为企业生产一线培养需要的高素质、高技能型人才。

（二）课程教学项目优化

PLC技术与应用是一门较早实施项目化教学的课程，但原来在教学项目的设计上，更注重对知识求全、求深，根据知识点来设计任务点，项目的设计整体性不足，脱离工程实际。在OBE理念指导下，优化教学项目，设计更贴近工作实际，有整体性、代表性的教学项目，以更好地培养学生分析和解决工程问题的能力、使用现代工具的能力、自主学习的能力，以满足毕业要求和岗位要求。针对不同专业方向和不同生源的学生，我校PLC课程的教学项目主要有交通信号灯PLC控制系统、简易的自动化生产线PLC控制系统、液体自动灌装PLC控制系统、立体仓库PLC控制系统、物料分拣与运输PLC控制系统等。

（三）课堂教学策略优化

OBE教学理念弱化教师教了什么，强调学生学了什么，重点是教学过程的输出而非输入，改变以往的灌输型教学模式为研究型教学模式，加强个性化教学。

目前，PLC技术课程普遍采用的项目化教学方法，“做中学”的学习方式，本质上也是一种OBE教学模式。在项目实施时，参照实际工业自动化项目的设计流程：“确定系统控制任务与设计要素→确定电气控制方案→确定控制系统的输入输出信号→硬件选型与配置→I/O分配、绘制接线图→硬件设计、安装和程序设计、调试→软硬件联调（现场调试）→项目完善→项目归档→交付使用”来设计教学过程。以电机的正反转控制项目为例，在实际教学过程中，一般实施步骤如下：分析继电器接触器控制电路的工作原理→教师提出改造任务、并下发实训任务单→引导学生根据任务单的要求进行电路设计→学生完成硬件接线和程序设计→进行电路调试和检查→项目评价。这符合岗位工作流程，以项目为载体、技能训练为主体，提高学生的工程实施和团队协作能力。经过教学实践，这种教学方式使学生学习的主动性得到激发，实验积极性提高，师生交流互动增加，课堂气氛较活跃，更好地实现了教学目标。

这种模仿式的教学模式，适合单项能力训练。但在一定程度上忽视了学生学习能力个体化差异，有时在课堂实施的时候会形成以教师教法、以教师的教学思路为主来确定学生的学习路径，弱化了学生探究的过程，整个教学过程像流水线上的作业，学生完成的项目结果也大同小异。因此，针对不同的学情、不同的教学要求，采取丰富的教学策略，在实施成果导向教育过程中，将项目教学法和讲授法、案例分析法、引导法、练习法等多种教学方法结合使用，探讨多条教学途径。

成果导向教育强调了教学中的第一性是“学”，肯定了教学过程中的主体是学生，充分展示了以“学生为中心”的教育新理念，重视学习活动和效果中学生个体差异的影响。如在进行“物料分拣与运输PLC控制系统”项目的教学中，教师通过讲授法、实物展示、视频演示等方式，诠释学习成果，提出学习目标：能正确操作使用物料分拣系统;能进行日常维护和检修;能进行系统更新、完善。引导学生进行分组讨论、交流学习策略。总结学生的讨论结果，布置分步任务，教学设计如下图所示。

在课堂实施过程中，关键点有：

（1）学习成果（含分步成果）要明确，使学生的学习目标聚焦在这些学习成果上。

（2）学习成果（含分步成果）要可检验，以便进行科学的评价和自评。

（3）重视学习活动和效果中学生个体差异：要求学生及时记录、汇报自己的完成情况，阶段性地（如一次课结束）展示学习成果，一方面便于教师掌握不同学生的学习特点和学习状态，适时调整教学策略，另一方面锻炼学生表达能力的同时看到自己每次课的成果和进步，激发学习成就感和学习激情。

（4）项目的学习成果要有拓展空间，便于学生应用所学知识进行拓展实践和创新。

（5）项目评价很关键，在进行项目评价时，以自我参照评价为主。每个学生的知识底蕴不一樣，学习能力和学习方法也不尽相同，我们可以以不同的等级来进行针对性评定，采用多元和梯次的评价标准，使评价不在学生之间做过多的比较，只要个人学习能力有进步并且达到学习成果的要求即可。

三、结语

目前，教育已经进入4.0时代，新时代需要高校培养具有创新思维、团结协作、解决问题能力的新型人才。基于新时代对人才培养的要求、成果导向教学模式的优点和PLC课程的特点，将OBE教育理念引入PLC技术与应用课程的教学实践中，对课程设计进行优化，不仅在课程的宏观设计上体现OBE理念，更要落实到课堂教学实践中，将学生的学习驱动力最大化，注重学生解决问题能力、创新能力和实践能力的培养，才能切实有效地提高人才培养质量。

参考文献：

[1]申天恩，赵乐天.成果导向教育理念在课程建设顶层设计中的应用[J].教学研究，2018（11）：86-91.

[2]凤权.OBE教育模式下应用型人才培养的研究[J].安徽工程大学学报，2016，31（3）：81-85.

[3]顾佩华，胡文龙，林鹏，等.基于“学习产出”（OBE）的工程教育模式：汕头大学的实践与探索[J].高等工程教育研究，2014（1）.

[4]赵洪梅.基于成果导向教育的工程教育教学改革[D].大连：大连理工大学，2016.