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摘要:可编程控制器(PLC)在工业自动化系统、机电一体化智能设备及传统产业技术改造等方面的应用极为广泛,《PLC与应用》课程是高职电类专业的主干专业课程,本文基于工学结合、教学做一体的理念,以具有工程实践意义的项目为导向,采用任务驱动的教学模式,进行教学改革创新研究与实践,提高了课程的教学效果。
关键词:PLC项目教学任务驱动教学改革
0 引言
PLC是可编程控制器的简称,是综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术的一种新型、通用的自动控制装置,它具有功能强、可靠性高、适应性好等一系列优点,是被公认为现代工业自动化三大支柱之首位,是自动化控制领域一种极其重要的控制设备,在工业自动化系统、机电一体化智能设备及传统产业技术改造等方面得到越来越广泛的应用。[1]
《PLC与应用》课程是高职电气自动化技术以及机电一体化技术专业的主干专业课程之一,是一门知识覆盖面广、涉及内容多、更新发展快、强调理论而又偏重实践应用的课程,与生产实际和工程应用结合紧密且应用广泛[2]。该课程的最大特点是广泛应用性、实践性强,理论和实践相结合。
以前我们授课时,理论教学和实践教学是完全分开的。按照教学大纲和教学计划中规定的教学内容和学时,教师一般都是按部就班地在教室先上理论课,然后根据需要合理地安排一定学时的实验,最后进行理论考试。这种教学模式往往是重理论轻实践,加之由于师资、设备及场地等原因,使得课程教学中理论和实践不能有机地结合起来,学生学习的积极性不高、课程的教学效果不明显、学生毕业后动手能力不强,与高职教育要培养具有高素质的技能型人才的宗旨以及市场的需求不相适应。[3]如何更有效地让学生掌握本课程的基础理论知识和操作技能,充分调动学生的积极性,我们根据课程教学内容,以具有工程实践意义的项目为导向,遵从“理实一体”、“教学做合一”的教学理念,采用任务驱动的教学模式,进行教学改革创新研究与实践,提高课程的教学质量和效果。
1 《PLC与应用》课程创新的教学模式——项目导向,任务驱动
项目教学法是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动,属于行动体系的教学方法。在教学活动中,教师将需要解决的问题或需要完成的任务以项目的形式交给学生,在教师指导下,以个人或小组工作方式,由学生自己按照实际工作的完整程序,共同制定计划、共同或分工完成整个项目。项目教学过程中以学生为中心,教师成为学生学习过程中的引导者、指导者和监督者。[4]在《PLC与应用》教学改革工作中,我们结合项目教学法的优点,任务驱动引领,项目导向学生的学习行动,创新传统的教学方式,进行教学做一体化的教学。
在“项目导向、任务驱动”创新的教学过程中,我们打破原有的教学内容,以培养学生的职业能力为重点,与行业企业结合进行课程内容开发与设计,形成课程教学情境。课程教学情境设计完全体现了《PLC与应用》课程的教学创新特色:一是工学结合特色,完全采用工程实例,项目载体即是与工业企业现场相关的工程项目,做到了理论联系实际;第二是开放性教学特色,在项目完成过程中,为学生创造了一个开放的教学环境,教学场地由教室搬到实训室,学生可以充分发挥自己的能动性;第三是将职业标准融入教学,PLC应用技能不仅是维修电工高级工考证的一个子项目,还是企业维修电工技师考证的必备技能,我们也已将相关机电行业技能鉴定中心的维修电工职业技能考核标准纳入到PLC的教学情境及项目中。
为配合教改的实施,相继开发完善了《PLC与应用》课程新的教学大纲、教学计划、课程标准、创新考核方式和考核标准等资源。同时提供国家标准与规范、PLC系统和仪器与仪表资料、工程技术文件样本等相关标准、手册与资料,开发出适合《PLC与应用》课程的项目教材及其配套的完整的多媒体课件,满足教改创新的需要。
2 教学改革设计思路与教学实施内容安排
在课程教学设计的思路上,围绕PLC控制系统的设计、安装、调试及维护运行等工作过程,按照“项目导向—任务驱动”的模式,考虑由浅入深、由简单到复杂的原则,以具有工业对象的典型控制类产品(PLC网络型综合实训台、自动生产线系统)为载体,将理论和实践深度融合,对原有课程体系进行解构和重构,设计楼梯灯PLC控制系统设计、电动机PLC控制系统设计、大小球分拣控制系统设计、霓虹灯PLC控制系统设计、立式车床控制系统的PLC改造设计、自动线线PLC控制系统设计等六个学习情景,通过学生个体与团队,模拟真实的生产企业车间环境,达到将认知过程与职业活动结合,逐渐实现专业能力和关键能力的培养。
每个学习情境包括相应的准备知识和具体实施的项目,按照“项目控制任务分析——系统器件选择——PLC系统的硬软件设计——系统的安装与调试”来设计。针对高职学生的特点,课程教学内容紧紧围绕设立的学习情境,将每个学习情境分解为多个支撑项目任务,这样可避免学生面对一个大的情景项目时容易产生的畏难心理。大的项目作引导,而需要完成的是相对独立的小任务,学生跟得上、完得成,容易产生成就感,有效激励其学习的动力,从而形成项目导向、任务驱动的教学模式。
学习成绩考核是教学过程中的重要环节,是正确评价和检验学生对所学知识掌握程度的重要手段。同时也是进行素质教育、落实能力为本的教育,是体现高等职业教育特色的切入点。改革课程原有的单一考核方式,各教学项目既有联系有相对独立,每个项目结束都进行考核,不设期末考试,最终成绩为各情景项目的完成情况及项目对能力达成的贡献进行加权平均。通过对课程考核方法的改革,实现按照岗位职业能力的形成过程,设计课程评价体系进行课程考核。[5]
3 结论
基于“项目导向,任务驱动”的《PLC与应用》课程教学改革创新研究,旨在提高学生学习PLC应用技术的兴趣,培养和开拓学生的创新思维能力。教改研究以行业科技和社会发展的先进水平为标准,充分体现了课程教学的规范性、先进性和实效性。教改研究对电类专业《PLC与应用》精品课程建设也有着积极的推动意义。
通过创新教学改革,使学生真正感觉到了理论与实践的有机结合,领悟到PLC应用技术的基本方法和基本技能。教学中根据学生学习过程中的心理特点及其活动规律,大大提高学生的学习兴趣,使学生学会了怎样学习和运用新知识、新技能的方法,学会了学习,体验了知识技能的价值,充分发挥学生学习的主动性,学生自主学习能力初步形成,学生具有分析、解决实际问题的思路与方法。在项目任务的实施过程中,学生具备了搜集、分析整理信息的能力,培养了学生合作与团队意识,同时自我评价、小组互评、教师评价等多种考核评价方式,也充分调动了学生的积极性。整个的创新教学过程有助于学生工作能力、社会能力及综合职业能力的养成。
参考文献:
[1]翁国庆,张有兵.“电气控制及PLC技术”课程实践教学的改革与优化[J].中国电力教育,2010,(6):143-145.
[2]束长宝等.“电气控制及可编程控制器”教学改革初探[J].电气电子教学学报,2005,27(6):82-85.
[3]殷建国.电气控制与PLC应用课程教学模式与考试改革探索[J].辽宁高职学报,2007,(4):19-19.
[4]张仁西.谈项目教学法的实施[J].镇江高专学报,2008,(10):86-88.
[5]崔怡文.基于工作过程的高职课程评价体系研究初探[J].教育教学论坛,2011,(3):171-172.
关键词:PLC项目教学任务驱动教学改革
0 引言
PLC是可编程控制器的简称,是综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术的一种新型、通用的自动控制装置,它具有功能强、可靠性高、适应性好等一系列优点,是被公认为现代工业自动化三大支柱之首位,是自动化控制领域一种极其重要的控制设备,在工业自动化系统、机电一体化智能设备及传统产业技术改造等方面得到越来越广泛的应用。[1]
《PLC与应用》课程是高职电气自动化技术以及机电一体化技术专业的主干专业课程之一,是一门知识覆盖面广、涉及内容多、更新发展快、强调理论而又偏重实践应用的课程,与生产实际和工程应用结合紧密且应用广泛[2]。该课程的最大特点是广泛应用性、实践性强,理论和实践相结合。
以前我们授课时,理论教学和实践教学是完全分开的。按照教学大纲和教学计划中规定的教学内容和学时,教师一般都是按部就班地在教室先上理论课,然后根据需要合理地安排一定学时的实验,最后进行理论考试。这种教学模式往往是重理论轻实践,加之由于师资、设备及场地等原因,使得课程教学中理论和实践不能有机地结合起来,学生学习的积极性不高、课程的教学效果不明显、学生毕业后动手能力不强,与高职教育要培养具有高素质的技能型人才的宗旨以及市场的需求不相适应。[3]如何更有效地让学生掌握本课程的基础理论知识和操作技能,充分调动学生的积极性,我们根据课程教学内容,以具有工程实践意义的项目为导向,遵从“理实一体”、“教学做合一”的教学理念,采用任务驱动的教学模式,进行教学改革创新研究与实践,提高课程的教学质量和效果。
1 《PLC与应用》课程创新的教学模式——项目导向,任务驱动
项目教学法是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动,属于行动体系的教学方法。在教学活动中,教师将需要解决的问题或需要完成的任务以项目的形式交给学生,在教师指导下,以个人或小组工作方式,由学生自己按照实际工作的完整程序,共同制定计划、共同或分工完成整个项目。项目教学过程中以学生为中心,教师成为学生学习过程中的引导者、指导者和监督者。[4]在《PLC与应用》教学改革工作中,我们结合项目教学法的优点,任务驱动引领,项目导向学生的学习行动,创新传统的教学方式,进行教学做一体化的教学。
在“项目导向、任务驱动”创新的教学过程中,我们打破原有的教学内容,以培养学生的职业能力为重点,与行业企业结合进行课程内容开发与设计,形成课程教学情境。课程教学情境设计完全体现了《PLC与应用》课程的教学创新特色:一是工学结合特色,完全采用工程实例,项目载体即是与工业企业现场相关的工程项目,做到了理论联系实际;第二是开放性教学特色,在项目完成过程中,为学生创造了一个开放的教学环境,教学场地由教室搬到实训室,学生可以充分发挥自己的能动性;第三是将职业标准融入教学,PLC应用技能不仅是维修电工高级工考证的一个子项目,还是企业维修电工技师考证的必备技能,我们也已将相关机电行业技能鉴定中心的维修电工职业技能考核标准纳入到PLC的教学情境及项目中。
为配合教改的实施,相继开发完善了《PLC与应用》课程新的教学大纲、教学计划、课程标准、创新考核方式和考核标准等资源。同时提供国家标准与规范、PLC系统和仪器与仪表资料、工程技术文件样本等相关标准、手册与资料,开发出适合《PLC与应用》课程的项目教材及其配套的完整的多媒体课件,满足教改创新的需要。
2 教学改革设计思路与教学实施内容安排
在课程教学设计的思路上,围绕PLC控制系统的设计、安装、调试及维护运行等工作过程,按照“项目导向—任务驱动”的模式,考虑由浅入深、由简单到复杂的原则,以具有工业对象的典型控制类产品(PLC网络型综合实训台、自动生产线系统)为载体,将理论和实践深度融合,对原有课程体系进行解构和重构,设计楼梯灯PLC控制系统设计、电动机PLC控制系统设计、大小球分拣控制系统设计、霓虹灯PLC控制系统设计、立式车床控制系统的PLC改造设计、自动线线PLC控制系统设计等六个学习情景,通过学生个体与团队,模拟真实的生产企业车间环境,达到将认知过程与职业活动结合,逐渐实现专业能力和关键能力的培养。
每个学习情境包括相应的准备知识和具体实施的项目,按照“项目控制任务分析——系统器件选择——PLC系统的硬软件设计——系统的安装与调试”来设计。针对高职学生的特点,课程教学内容紧紧围绕设立的学习情境,将每个学习情境分解为多个支撑项目任务,这样可避免学生面对一个大的情景项目时容易产生的畏难心理。大的项目作引导,而需要完成的是相对独立的小任务,学生跟得上、完得成,容易产生成就感,有效激励其学习的动力,从而形成项目导向、任务驱动的教学模式。
学习成绩考核是教学过程中的重要环节,是正确评价和检验学生对所学知识掌握程度的重要手段。同时也是进行素质教育、落实能力为本的教育,是体现高等职业教育特色的切入点。改革课程原有的单一考核方式,各教学项目既有联系有相对独立,每个项目结束都进行考核,不设期末考试,最终成绩为各情景项目的完成情况及项目对能力达成的贡献进行加权平均。通过对课程考核方法的改革,实现按照岗位职业能力的形成过程,设计课程评价体系进行课程考核。[5]
3 结论
基于“项目导向,任务驱动”的《PLC与应用》课程教学改革创新研究,旨在提高学生学习PLC应用技术的兴趣,培养和开拓学生的创新思维能力。教改研究以行业科技和社会发展的先进水平为标准,充分体现了课程教学的规范性、先进性和实效性。教改研究对电类专业《PLC与应用》精品课程建设也有着积极的推动意义。
通过创新教学改革,使学生真正感觉到了理论与实践的有机结合,领悟到PLC应用技术的基本方法和基本技能。教学中根据学生学习过程中的心理特点及其活动规律,大大提高学生的学习兴趣,使学生学会了怎样学习和运用新知识、新技能的方法,学会了学习,体验了知识技能的价值,充分发挥学生学习的主动性,学生自主学习能力初步形成,学生具有分析、解决实际问题的思路与方法。在项目任务的实施过程中,学生具备了搜集、分析整理信息的能力,培养了学生合作与团队意识,同时自我评价、小组互评、教师评价等多种考核评价方式,也充分调动了学生的积极性。整个的创新教学过程有助于学生工作能力、社会能力及综合职业能力的养成。
参考文献:
[1]翁国庆,张有兵.“电气控制及PLC技术”课程实践教学的改革与优化[J].中国电力教育,2010,(6):143-145.
[2]束长宝等.“电气控制及可编程控制器”教学改革初探[J].电气电子教学学报,2005,27(6):82-85.
[3]殷建国.电气控制与PLC应用课程教学模式与考试改革探索[J].辽宁高职学报,2007,(4):19-19.
[4]张仁西.谈项目教学法的实施[J].镇江高专学报,2008,(10):86-88.
[5]崔怡文.基于工作过程的高职课程评价体系研究初探[J].教育教学论坛,2011,(3):171-172.