职业院校课程诊断与改进案例
——运动控制技术课程的建设与发展

2023-09-19 00:38葛东霞
中国教育技术装备 2023年8期
关键词:西门子控制技术运动

葛东霞

济南工程职业技术学院 济南 250200

0 引言

为加快发展现代职业教育,建立常态化职业院校人才培养质量自主保证机制,更好地完成立德树人根本任务,2015 年教育部办公厅颁发了《关于建立职业院校教学工作诊断与改进制度的通知》,要求逐步在全国职业院校推进建立教学工作诊断与改进制度,全面开展教学诊断与改进工作。

职业院校教学工作诊断与改进(以下简称“诊改”),指学校查找自身办学理念、办学定位、人才培养目标,聚焦专业设置与条件、教师队伍与建设、课程体系与改革、课堂教学与实践、学校管理与制度、校企合作与创新、质量监控与成效等人才培养工作要素中的不足,进而完善提高的过程。

2016 年,济南工程职业技术学院被列为山东省“十三五”高职院校内部质量保证体系省级试点院校。根据工作具体部署安排,2018 年学院的诊改工作全面展开,并于2021 年6 月顺利通过了诊改工作复核。本文以电气自动化技术专业新建课程“运动控制技术”为案例,介绍借助诊改工作东风,运动控制技术课程从开始建设到基本建成优质课程的发展过程。

1 诊改之初

1.1 课程定位

电气自动化技术专业培养具备自动化设备及系统运作和管理能力,从事自动化设备及系统安装、调试、维护、设计及运行管理等工作的高素质技术技能人才。运动控制技术课程是电气自动化技术专业的主干专业课程,立足专业需求,定位培养学生使用西门子PLC 对各种驱动进行可编程控制系统设计,硬件组态、系统故障诊断与分析等职业能力。

1.2 课程建设之初

2018 年初,学院与西门子合作建成了西门子先进自动化技术实训室,配置了西门子S7-1500PLC、西门子S7-1200PLC、西门子G120 变频器、西门子V90 伺服驱动器、西门子精致系列HMI、直流电机、交流电机、伺服电机、步进电机,造价100 余万元,满足45 人标准班的一体化教学。实训室建成后,运动控制技术课程也应运而生。

运动控制技术课程在电气自动化技术专业第四学期开设,共64 课时4 学分,该课程的先修课主要有智能传感器与检测技术、智能驱动技术、可编程控制技术,同时开设的课程主要有工业机器人技术基础、工业网络及物联网技术、自动化仪表与过程控制等。

课程建设之初教学团队有两名专任教师和两名兼职教师,网络平台课程资源缺乏,项目化课程内容架构也刚刚起步,课程基础薄弱。

2 课程诊改情况

2.1 “8 字形”质量改进螺旋

运动控制技术课程团队将课程建设和课程诊改工作结合起来,将“8 字形”质量改进螺旋作为课程建设、监控、改进的思路,边建设边诊改,具体思路如图1 所示。

图1 “8 字形”质量改进螺旋

2.2 目标链与课程建设目标

课程团队根据学校“十三五课程建设规划”、二级学院建设规划,结合品牌专业群电气自动化技术专业建设任务,确定了课程建设目标的目标链。

课程团队对本课程进行了SWOT 分析,如图2所示。电气自动化技术专业是山东省品牌专业群智能制造专业群的核心专业,学校在专业和课程建设、实训室建设、师资培训等方面给予了较大的政策和资金支持,这些是本课程的优势。但由于是新建课程,运动控制技术网络课程资源建设处于初始阶段,团队人员不足、建设任务重等是课程建设中的不足之处。但是学院、省、国家多项课程建设项目为课程建设提供了大量机会,课程诊改工作的开展也为课程建设带来了发展机遇。同时,由于专业给本课程制定了要注重培养学生参加自动化类技能大赛所需PLC 应用技能的任务,也给课程的建设提出了挑战。综上分析,团队最终确定了建设优质课程的建设目标。

图2 运动控制技术课程SWOT 分析

2.3 标准链与课程建设标准

课程团队参照国家、省级、学校课程建设标准,确定了课程建设标准的标准链。

团队深入研究了标准链中课程建设的各项标准,对接电气自动化技术专业智能产线电气工程师电气设备自动化设计与技术服务、电气控制系统的应用开发、技术改造设计等核心岗位能力需求,结合课程的西门子先进自动化技术实训室实际,紧贴工业生产的上料输送与分拣、调速输送、工件搬运、加工、装配、成品入库等环节,重构课程内容,开发了对应的物料输送系统控制设计、零件加工控制设计、可调速输送系统控制设计、工件检测装配控制设计、智能入库控制设计教学项目,制定并定期优化《运动控制技术课程标准》以指导教学,注重培养学生应用西门子S7-1200/1500 PLC 实现直流电机、交流电机、步进电机、伺服电机控制器的硬件组态、系统程序的设计、程序调试与优化,系统故障诊断与分析等职业能力。

2.4 设计与组织

课程建设标准指标包含了课程建设质量、课程基础条件、课程建设成效、课程教学效果4 项诊断项目,课程建设、教学运行精细化、教学基本保障条件、教学团队条件、教学科研成果、师生大赛、教学评价、教学效果8 个诊改要素,课程建设规划制定与实施、课程培养目标与定位、课程标准制定等65 个诊断点,33 项诊断内容。为了保障课程建设任务按时保质地完成,团队制定了课程建设规划和年度进度计划,设定每一项工作的具体完成时间。团队成员进行了责任分工,保障建设任务顺利进行。

同时,团队着重研究并制定了课程课堂教学建设思路。

2.4.1 转变教学模式

在课程教学中以课程项目为载体,以项目细分的具体工作任务逐步开展教学,以学生完成并实现项目控制要求为教学和学习产出成果,实现从基于内容的教学模式向结果导向的教学模式的转化和落地。

2.4.2 转变教学方法

课堂以智慧职教云为平台开展“线上+线下”信息化教学。学生在线上获取课程资源,教师在线上发布教学任务,学生线下完成学习任务并将完成结果汇总到线上,教师完成线上评定。教师采用教学做一体化的教学方法,学生边学边练,发现问题及时反馈,教师实时指导。

2.4.3 提高课堂教学效果

课程以学生应达到的电气设备自动化设计与技术服务、电气控制系统的应用开发、技术改造设计等核心岗位能力为依据,设计适宜的教学项目和教学内容结构;以学生完成并实现项目控制要求作为教学和学习产出成果,驱动整个课程活动,并依据产出成果评定学生学习结果;对传统内容驱动教学模式的革新,采用理实一体化教学方法,学生边学边练,结合“过程考核+结果考核”的评价方式,重点考核学生的实践操作能力、解决实际问题能力,提升课堂教学效果和人才培养质量。

2.5 课程实施

2.5.1 信息化课程及资源建设

依托智慧职教云平台,开展了课程设计,建设了包含微课视频资源、文档和PPT、习题库等资源的信息化课程建设,如图3 所示。

图3 信息化课程建设

2.5.2 课程团队建设

根据课程教学需求,积极开展师资培训。课程团队每年安排教师参加西门子工业技术培训中心的专业培训,同时积极参加学校组织的各项课程建设相关培训。2020 年组织教师参加了德国智能制造骨干教师培训。团队成员由4 人增长至8 人。同时,课程负责人带领团队成员积极参与专业群的建设工作,努力开展课程教学成果的转化,先后参与省级教学成果2 项,主持或参与省级教学改革项目10余项。

2.5.3 实训条件优化

2019 年再次投入资金100 余万元,新建一个运动控制实训室,配置了西门子V15 博图平台、西门子S7-1500PLC、西门子S120 伺服驱动器、伺服电机、双轴电机等,进一步提升了“运动控制技术”课程的实训设备数量和课程的实训水平。依托这个实训室,技术学院从2019 年开始承接了“西门子杯”中国智能制造挑战赛华北二赛区运动控制赛项赛点工作,成功组织了多次比赛。

2.5.4 技能大赛获奖

技能大赛是教师教学和人才培养水平的展示平台,团队教师积极指导学生参加各级各类技能大赛。团队教师指导学生参加省级职业技能大赛机电一体化项目,获得省级一等奖2 项,参加数控机床装调与技术改造赛项目,获得省级一等奖1 项,国家级一等奖1 项,参加西门子杯中国智能制造挑战赛运动控制赛项目,获得特等奖及一等奖多项。2018年以来,学生参加省级及以上各类比赛共获奖10余项。

2.5.5 考核方式改革

运动控制技术着重培养学生应用PLC 解决实际问题的能力和创新思维,重视学生的动手能力和综合素质。在课程评价方式上也进行了相应改革,采用过程考核+任务技能考核的方式。过程考核成绩来源于职教云平台,注重学生课程资源学习、课前测试、课堂出勤、课堂表现、任务完成、课后评价、课后讨论等学习过程或活动的参与情况。任务技能考核成绩来源于学生单人单试验台随机任务分析、系统设计、设备组态、程序编写、运行与调试现场完成情况。全过程强化培养学生的实际操作能力的考核。

2.6 课程诊改

依据学院质量管理与数据分析平台,“运动控制技术”课程在建设和实施过程中按照“8 字形”质量改进螺旋开展诊改工作。

目标—标准—设计—组织—实施—诊断—激励—学习—创新—改进的大循环课程每运行一轮进行一次。分析学院质量管理与数据分析平台出具的课程诊断报告以及4 项诊断项目、8 个诊改要素、65 个诊断点、33 项诊断内容完成情况的雷达图,学习和借鉴其他课程建设过程中好的方法,及时改进下一步工作重点及工作计划,指导下一轮次的课程实施工作。

设计—组织—实施—监测—预警—改进的小循环课程每月进行一次,及时更新质量管理与数据分析平台已完成的指标数据。尤其注意观测平台记录课堂教学过程数据,包括资源学习、签到、作业、测验、讨论、提问、讨论、头脑风暴、问卷、小组PK、课后评价、答疑等课堂活动达标反馈情况,调整、创新、改进课堂实施设计,做到常态化纠偏。

3 课程诊改成效

3.1 总体成效

运动控制技术课程自2018 年开始建设以来,在课程诊改工作的指导下,建设成果丰硕,得到了长足发展,达成了最初的优质课建设目标。学院质量管理与数据分析平台上出具的2018、2019、2020 年三年(第一轮诊改工作)的课程诊断报告,充分说明了课程建设的各方面工作在诊改过程中螺旋式上升的过程,如图4 所示。

图4 运动控制技术2018—2020 年课程诊断报告

3.2 课堂教学效果

学校一切活动的最终目的是人才培养。课程诊改工作在促进课程建设各项工作全面提升的同时,最终受益的是学生。

职教云课堂上出具的运动控制技术课程一个轮次学生课件与学习信息情况,包括视频学习、作业完成、线上线下活动等数据(表1),充分证明了一门新建课程在课堂有效性建设上的进步。

表1 智慧职教云运动控制技术学生学习信息

4 结束语

运动控制技术课程在借助课程诊改活动开展课程建设的过程中,在课程定位、课程标准制定、项目化课程内容开发、网络平台资源建设、信息化教学方法改革、课堂教学活动设计、课堂教学学生参与度、学生成绩等多个方面都取得了进步,实训条件建设、课程团队建设、教学科研、学生大赛等也成绩显著。当然,通过分析课程诊改数据,运动控制技术课程在校企合作教材开发、在线开放课程建设等方面仍有不足,这将成为教学团队下一轮工作的重点工作方向和目标,推动课程建设新的进步。

课程的诊断与改进仅是职业院校教学工作诊断与改进工作中一个小小的环节,却能够在人才培养工作要素中全方位、全过程建立质量管理机制,实施诊断与改进,将成为职业院校全面提升办学水平的重要途径。

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