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摘要:《电气控制与PLC》是电气自动化技术、楼宇智能化工程技术、机电一体化技术等专业的一门专业核心课程。笔者结合高职教育的特色以及所在学院的实际,对课程的整合、教学方式、考核办法等方面做了一定程度的探讨,力求提高学生的职业技能,更好地实现与就业的零距离。
关键词:电气控制 PLC 课程建设 高职
高职《电气控制与PLC》是电气自动化技术、楼宇智能化工程技术、机电一体化技术等专业的一门专业核心课程,也是取得国家职业资格等级证书(中高级维修电工)的核心课程。课程以“PLC应用技术为主,继电-接触器控制技术为辅”,主要传授“运用继电器、接触器、PLC等设备构成电气控制线路,对生产设备的动作顺序进行控制”的技术。鉴于国外引进的自动生产线,以及一些自行设计的生产设备,都广泛采用单台或多台PLC来实现,而原先由继电-接触器控制的系统逐渐利用PLC来对其进行改造,所以课程在自动化类专业中的课程地位就显得十分重要。而本门课程真正的特色又在于偏重于实践操作,可以直接面向就业岗位,因此是学生求职就业的重要砝码。我院结合近几年学生的就业情况、用人单位对学生职业技能的要求,对该课程建设做了一系列的改革措施。
1 以职业岗位能力和考证需要整合课程,形成课程知识体系
1.1 课程整合的必要性
高职教育不同于本科教育,高职院校的任务,是培养各类技术应用型人才,即通常所说的各类技术工人。这就应该突出对学生进行应用、技能等方面的培养,也就是应该把实践教学放在第一位。当然,也要开设必要的理论课,学生需要学习一些必要的理论知识,以便能更加理性地把握实际,提高驾驭实际的本领。09年之前,我院分别开设了《机床电气控制》和《PLC应用技术》这两门课程。在以往的讲授中,《机床电气控制》基本以理论讲授为主,结合一些验证性的实验环节,而教材中涉及到的元器件已逐渐被淘汰或者被新型的元器件取代,内容相对来说比较陈旧。《PLC应用技术》以先讲理论再结合一些验证性的实验,理论课时占了授课总课时的大部分。这样严重影响了学生的学习兴趣和实践能力的提高。再加上,单独的两门课程,又分别放在两个学期上,学生很难有知识的系统性,对内容的掌握都相对来说比较独立。结合对近几年毕业生的就业调查和用人单位对毕业生技能需求的调查,都反应了学生在知识应用和综合应用能力等方面缺乏。尤其是结合本人多次带学生参加维修电工和电工考证的体会:学生对单项知识相对来说比较熟悉,可在比赛中更加要求的是学生综合应用知识和实践动手能力,所以我们的学生就表现了很多的不足。尤其一些比赛中和高级电工证等要求学生能对继电-接触器用PLC进行改造。而这块又充分体现了学生综合应用知识的能力。所以09年开始,我院电气专业对这两门课程进行了整合,即《电气控制与PLC》,并对课程内容做了调整。
1.2 调整教学大纲,制定新的课程标准
我院地处浙江县级市东阳,毕业生最主要服务于浙中地区。根据地区新投资产业结构的发展趋势,通过对“微电子、电动工具”等众多行业生产过程的调查分析得知:这些行业企业制造产品的加工、监测、输送等生产过程,80%以上全部由“工业自动化生产线(也称流水线)”来完成,尤其是在电子信息行业中,基本是100%的流水线设备。再结合我院电气专业人才培养方案中学生应取得的职业资格或技能等级证书中的中高级电工等级证书的知识需要,对职业岗位标准和考证进行能力归类、整合,确定课程能力,建立课程能力分析图表。参考下表1-1:
1.3 课程的知识体系
本课程将教学内容根据知识技能分级设置为模块,将教学目的根据知识技能要求设置为具体实现目标。教学内容如下表1-2:
实践教学内容安排:
项目一:三相异步电动机运行控制
项目一:普通车床电气故障诊断
项目二:卧式镗床电气故障诊断
项目三:抢答器设计
项目四:LED显示控制
项目五:PLC改造继电-接触控制系统
项目六:运料小车设计
本课程的教学内容通过教材、实训指导书和课程教学网站三种形式表现,三者结合,可以满足学生在课前预习、课堂学习、课后复习等不同阶段的学习需要。
2 采用任务驱动、项目教学等方式,培养学生的实践综合应用能力
2.1 教学模式改革的必要性
高职院校的教学,重点应该是实践教学,需要突出实践教学的主体地位,应把重点放在职业岗位的应用技能上。这些理念的第一实施者就是教师。这就要求我们高职教师转变教学观念,更好的领悟高职教育的本质内涵。面对高职院校的培养目标是面向生产和服务第一线的高级技术应用型人才,高职毕业生不但要懂得某一专业的基本理论和基本知识,更重要的是要具有某一岗位群所需要的生产操作和组织能力的实际情况,我们高职教师在教学过程中,必须摈弃以往的注入式的教育模式,不要把主要精力仍然放在讲教材、讲习题上,而应该把培养学生的实践技能做为核心内容,不断更新教学内容、调整课程知识结构体系,体现知识的先进性和实用性。在业务素质上,教师要重视培养学生掌握新设备、新技术等方面的能力。通过在实训基地的实践工作的积累,加强对学生实践动手能力的培养,使学生在模拟职业岗位环境下掌握各种知识的综合应用能力。
2.2 教学方式的具体实施
我院的《电气控制与PLC》课程的突出特征就是理论教学与实际训练并重,要求理论必须与操作密切结合,强调知识的应用。内容大致分为电气控制部分、PLC部分和综合训练部分。学生随着课程的进展分别在机床电器维修实训室、PLC控制实验实训室等实训场地做与理论教学同步展开的实验,本课程将紧紧围绕以培养学生能力为重点,以项目导入和工业案例开展教学活动。
教学方法上,在讲授电气控制知识时更加注重作多媒体课、FLASH动画的使用,使教学形象生动,学生更易理解掌握。在PLC内容以及对继电-接触器控制线路用PLC进行改造内容的教学中积极推行项目化教学。从工程实例或生活实际方面选择适合的项目,(如抢答器设计、LED显示控制、运料小车控制、用PLC对机床进行改造等)以理论设计加具体设计制作为核心、以团队小组为单位、全面提高学生做工程实际项目的能力。每个项目又通过布置任务→提出工程实例项目→讲解相关知识→分析解决方案→设计控制系统→模拟工业环境上机调试→讨论总结经验等环节,以项目为导向,以任务驱动组织教学。通过基于组态软件等技术来模拟实际操作环境,拉近理论与实际应用的距离,为学生就业后尽快适应工作岗位的要求打下坚实的基础。又如PLC技术的感性认识分别通过前期的“电气安装”、“电气控制”等实训模块进行铺垫,PLC技术在驱动及测控中的應用分别在后续“组态软件”等实训模块中进行呼应,构建了“相互平行、融合交叉”的课程体系和“教、学、做一体化”教学模式。
在实践教学的方法上,采用全指导、半指导和零指导三级指导方法。基础实验采用教师全程辅导的方法,目的是让学生学会简单的实验技能,并通过实验加深对理论知识的理解;半指导是针对一些设计性实验,给出控制要求、硬件电路、软件设计提示、调试步骤等,由学生自己编制程序、上机调试;零指导是针对综合实训项目,只给学生控制要求,其余内容全由学生自行设计,目的是培养学生综合运用所学知识的能力和创新能力。
3 加大课程考核力度,强化学生的职业能力和创新能力
本课程在考核形式上,以能力考核为主。理论教学重点考核学生对知识的接受程度和应用能力、分析和解决问题的能力;实践教学则采取口试、笔试、实际操作和技能比武等形式进行考核,使考核真正成为检验课程教学效果。
本门课程的考核方案设计采用驾照式考核方式,即课程考试包括理论部分和技能部分,学生在两部分成绩各自合格的前提下,本课程才视为合格。考核方式如下表3-1。
3.1 理论考核如图3-2
3.2技能项目成绩评定方式
技能考试中有平时成绩和最后项目设计组成。其中项目设计分电气控制线路故障诊断与维修与PLC简单程序设计、调试、仿真。具体项目根据学期结束学生的具体情况进行选取。
成绩组成:学生平时项目设计(40%)+考核项目(50%)+设计报告(10%)=总分,如图3-3。
4 结论
通过制定新的课程标准,以及对教学方式和考核方案等的改革,这几年的课程建设达到了不错的效果。尤其是现场教学,理论与实践相结合、讲与练相结合、不同实训场所相结合、项目教学、小组工作法相结合的教学方式,使得我院电气自动化专业的学生基本上能够牢固的掌握专业技术与技能。与此同时本课程也已经成为我院的精品课程。
参考文献:
[1]戴道传.实际联系理论创新高职教学理念[J].科技创新导报.2008(6).
[2]李敏.高职院校教师教学理念和角色转换的思考[J].北方经贸.2004(7).
[3]田效伍.电气控制与PLC应用技术[M].机械工业出版社.2006.
[4]浙江省劳动和社会保障厅.浙江省职业技能鉴定中心.维修电工[M].浙江科学技术出版社.2009.
关键词:电气控制 PLC 课程建设 高职
高职《电气控制与PLC》是电气自动化技术、楼宇智能化工程技术、机电一体化技术等专业的一门专业核心课程,也是取得国家职业资格等级证书(中高级维修电工)的核心课程。课程以“PLC应用技术为主,继电-接触器控制技术为辅”,主要传授“运用继电器、接触器、PLC等设备构成电气控制线路,对生产设备的动作顺序进行控制”的技术。鉴于国外引进的自动生产线,以及一些自行设计的生产设备,都广泛采用单台或多台PLC来实现,而原先由继电-接触器控制的系统逐渐利用PLC来对其进行改造,所以课程在自动化类专业中的课程地位就显得十分重要。而本门课程真正的特色又在于偏重于实践操作,可以直接面向就业岗位,因此是学生求职就业的重要砝码。我院结合近几年学生的就业情况、用人单位对学生职业技能的要求,对该课程建设做了一系列的改革措施。
1 以职业岗位能力和考证需要整合课程,形成课程知识体系
1.1 课程整合的必要性
高职教育不同于本科教育,高职院校的任务,是培养各类技术应用型人才,即通常所说的各类技术工人。这就应该突出对学生进行应用、技能等方面的培养,也就是应该把实践教学放在第一位。当然,也要开设必要的理论课,学生需要学习一些必要的理论知识,以便能更加理性地把握实际,提高驾驭实际的本领。09年之前,我院分别开设了《机床电气控制》和《PLC应用技术》这两门课程。在以往的讲授中,《机床电气控制》基本以理论讲授为主,结合一些验证性的实验环节,而教材中涉及到的元器件已逐渐被淘汰或者被新型的元器件取代,内容相对来说比较陈旧。《PLC应用技术》以先讲理论再结合一些验证性的实验,理论课时占了授课总课时的大部分。这样严重影响了学生的学习兴趣和实践能力的提高。再加上,单独的两门课程,又分别放在两个学期上,学生很难有知识的系统性,对内容的掌握都相对来说比较独立。结合对近几年毕业生的就业调查和用人单位对毕业生技能需求的调查,都反应了学生在知识应用和综合应用能力等方面缺乏。尤其是结合本人多次带学生参加维修电工和电工考证的体会:学生对单项知识相对来说比较熟悉,可在比赛中更加要求的是学生综合应用知识和实践动手能力,所以我们的学生就表现了很多的不足。尤其一些比赛中和高级电工证等要求学生能对继电-接触器用PLC进行改造。而这块又充分体现了学生综合应用知识的能力。所以09年开始,我院电气专业对这两门课程进行了整合,即《电气控制与PLC》,并对课程内容做了调整。
1.2 调整教学大纲,制定新的课程标准
我院地处浙江县级市东阳,毕业生最主要服务于浙中地区。根据地区新投资产业结构的发展趋势,通过对“微电子、电动工具”等众多行业生产过程的调查分析得知:这些行业企业制造产品的加工、监测、输送等生产过程,80%以上全部由“工业自动化生产线(也称流水线)”来完成,尤其是在电子信息行业中,基本是100%的流水线设备。再结合我院电气专业人才培养方案中学生应取得的职业资格或技能等级证书中的中高级电工等级证书的知识需要,对职业岗位标准和考证进行能力归类、整合,确定课程能力,建立课程能力分析图表。参考下表1-1:
1.3 课程的知识体系
本课程将教学内容根据知识技能分级设置为模块,将教学目的根据知识技能要求设置为具体实现目标。教学内容如下表1-2:
实践教学内容安排:
项目一:三相异步电动机运行控制
项目一:普通车床电气故障诊断
项目二:卧式镗床电气故障诊断
项目三:抢答器设计
项目四:LED显示控制
项目五:PLC改造继电-接触控制系统
项目六:运料小车设计
本课程的教学内容通过教材、实训指导书和课程教学网站三种形式表现,三者结合,可以满足学生在课前预习、课堂学习、课后复习等不同阶段的学习需要。
2 采用任务驱动、项目教学等方式,培养学生的实践综合应用能力
2.1 教学模式改革的必要性
高职院校的教学,重点应该是实践教学,需要突出实践教学的主体地位,应把重点放在职业岗位的应用技能上。这些理念的第一实施者就是教师。这就要求我们高职教师转变教学观念,更好的领悟高职教育的本质内涵。面对高职院校的培养目标是面向生产和服务第一线的高级技术应用型人才,高职毕业生不但要懂得某一专业的基本理论和基本知识,更重要的是要具有某一岗位群所需要的生产操作和组织能力的实际情况,我们高职教师在教学过程中,必须摈弃以往的注入式的教育模式,不要把主要精力仍然放在讲教材、讲习题上,而应该把培养学生的实践技能做为核心内容,不断更新教学内容、调整课程知识结构体系,体现知识的先进性和实用性。在业务素质上,教师要重视培养学生掌握新设备、新技术等方面的能力。通过在实训基地的实践工作的积累,加强对学生实践动手能力的培养,使学生在模拟职业岗位环境下掌握各种知识的综合应用能力。
2.2 教学方式的具体实施
我院的《电气控制与PLC》课程的突出特征就是理论教学与实际训练并重,要求理论必须与操作密切结合,强调知识的应用。内容大致分为电气控制部分、PLC部分和综合训练部分。学生随着课程的进展分别在机床电器维修实训室、PLC控制实验实训室等实训场地做与理论教学同步展开的实验,本课程将紧紧围绕以培养学生能力为重点,以项目导入和工业案例开展教学活动。
教学方法上,在讲授电气控制知识时更加注重作多媒体课、FLASH动画的使用,使教学形象生动,学生更易理解掌握。在PLC内容以及对继电-接触器控制线路用PLC进行改造内容的教学中积极推行项目化教学。从工程实例或生活实际方面选择适合的项目,(如抢答器设计、LED显示控制、运料小车控制、用PLC对机床进行改造等)以理论设计加具体设计制作为核心、以团队小组为单位、全面提高学生做工程实际项目的能力。每个项目又通过布置任务→提出工程实例项目→讲解相关知识→分析解决方案→设计控制系统→模拟工业环境上机调试→讨论总结经验等环节,以项目为导向,以任务驱动组织教学。通过基于组态软件等技术来模拟实际操作环境,拉近理论与实际应用的距离,为学生就业后尽快适应工作岗位的要求打下坚实的基础。又如PLC技术的感性认识分别通过前期的“电气安装”、“电气控制”等实训模块进行铺垫,PLC技术在驱动及测控中的應用分别在后续“组态软件”等实训模块中进行呼应,构建了“相互平行、融合交叉”的课程体系和“教、学、做一体化”教学模式。
在实践教学的方法上,采用全指导、半指导和零指导三级指导方法。基础实验采用教师全程辅导的方法,目的是让学生学会简单的实验技能,并通过实验加深对理论知识的理解;半指导是针对一些设计性实验,给出控制要求、硬件电路、软件设计提示、调试步骤等,由学生自己编制程序、上机调试;零指导是针对综合实训项目,只给学生控制要求,其余内容全由学生自行设计,目的是培养学生综合运用所学知识的能力和创新能力。
3 加大课程考核力度,强化学生的职业能力和创新能力
本课程在考核形式上,以能力考核为主。理论教学重点考核学生对知识的接受程度和应用能力、分析和解决问题的能力;实践教学则采取口试、笔试、实际操作和技能比武等形式进行考核,使考核真正成为检验课程教学效果。
本门课程的考核方案设计采用驾照式考核方式,即课程考试包括理论部分和技能部分,学生在两部分成绩各自合格的前提下,本课程才视为合格。考核方式如下表3-1。
3.1 理论考核如图3-2
3.2技能项目成绩评定方式
技能考试中有平时成绩和最后项目设计组成。其中项目设计分电气控制线路故障诊断与维修与PLC简单程序设计、调试、仿真。具体项目根据学期结束学生的具体情况进行选取。
成绩组成:学生平时项目设计(40%)+考核项目(50%)+设计报告(10%)=总分,如图3-3。
4 结论
通过制定新的课程标准,以及对教学方式和考核方案等的改革,这几年的课程建设达到了不错的效果。尤其是现场教学,理论与实践相结合、讲与练相结合、不同实训场所相结合、项目教学、小组工作法相结合的教学方式,使得我院电气自动化专业的学生基本上能够牢固的掌握专业技术与技能。与此同时本课程也已经成为我院的精品课程。
参考文献:
[1]戴道传.实际联系理论创新高职教学理念[J].科技创新导报.2008(6).
[2]李敏.高职院校教师教学理念和角色转换的思考[J].北方经贸.2004(7).
[3]田效伍.电气控制与PLC应用技术[M].机械工业出版社.2006.
[4]浙江省劳动和社会保障厅.浙江省职业技能鉴定中心.维修电工[M].浙江科学技术出版社.2009.