基于闖關(guān)游戲的高職PLC及其應(yīng)用課程整體設(shè)計(jì)

摘 要：本文結(jié)合大學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)水平及他們的愛好和優(yōu)勢，引入闖關(guān)游戲的理念，以職業(yè)活動(dòng)為導(dǎo)向，以企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目為載體，對(duì)課程的目標(biāo)、內(nèi)容及考核方案進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：游戲闖關(guān)；PLC及其應(yīng)用課程；整體設(shè)計(jì)

職業(yè)教育的目標(biāo)是培養(yǎng)具有一定職業(yè)能力，能在生產(chǎn)、管理、服務(wù)第一線工作的實(shí)用型人才。而實(shí)現(xiàn)教育目的和培養(yǎng)目標(biāo)就必須加強(qiáng)專業(yè)改革和建設(shè)，課程的改革與建設(shè)是專業(yè)改革與建設(shè)的基礎(chǔ)，課程設(shè)計(jì)又是課程改革的核心。因此，要實(shí)現(xiàn)職業(yè)教育的培養(yǎng)目標(biāo)，就必須做好課程的整體設(shè)計(jì)。PLC及其應(yīng)用課程是高職電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)核心課程。學(xué)生能否牢固掌握PLC的基本知識(shí)，根據(jù)現(xiàn)場控制對(duì)象熟練編寫程序，取決于這門課程的整體設(shè)計(jì)。所以教師要結(jié)合學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)水平以及他們對(duì)游戲的興趣，引入闖關(guān)游戲理念，以職業(yè)活動(dòng)為導(dǎo)向，以企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目為載體，對(duì)課程的目標(biāo)、內(nèi)容及考核方案進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。

一、闖關(guān)游戲理念

闖關(guān)游戲是讓學(xué)生以一種“游戲挑戰(zhàn)”的心態(tài)參加課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，首先將學(xué)生需要完成的項(xiàng)目根據(jù)其所涵蓋知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)的難易程度分解成若干依次遞進(jìn)的關(guān)卡，學(xué)生完成當(dāng)前難度級(jí)別的關(guān)卡后，可獲得一個(gè)是否過關(guān)的評(píng)估結(jié)果，如果過關(guān)，進(jìn)入下一輪游戲。反之，則返回本關(guān)重新來過。通過闖關(guān)游戲體驗(yàn)易于激起學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的探索愿望，同時(shí)學(xué)生在過關(guān)游戲中時(shí)刻保持競技狀態(tài)，能夠最大限度地挖掘?qū)W習(xí)潛力，使學(xué)生變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)闖關(guān)。

二、課程整體設(shè)計(jì)

1.課程目標(biāo)設(shè)計(jì)

本課程以培養(yǎng)學(xué)生綜合職業(yè)能力為中心，以崗位所需知識(shí)、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)為依據(jù)，以PLC控制器的編程應(yīng)用為載體，以控制系統(tǒng)的安裝和調(diào)試技能訓(xùn)練為主線，強(qiáng)調(diào)教學(xué)內(nèi)容的針對(duì)性、應(yīng)用性、實(shí)用性、技能性。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到以下目標(biāo)：

（1）知識(shí)目標(biāo)。知道：PLC的功能、分類、特點(diǎn)、廠商、系列和型號(hào)及基本參數(shù)；PLC的編程語言及各種編程語言的特點(diǎn)。理解：PLC的工作原理；PLC的循環(huán)掃描工作方式；基本邏輯指令、順控指令和常用功能指令的含義和作用；順序控制功能圖的基本知識(shí)；中斷、高速處理、模擬量處理、通信等功能的含義和作用。掌握：PLC編程軟件的使用；程序流程圖繪制、梯形圖的編程規(guī)則；PLC常用的編程方法；PLC系統(tǒng)的安裝、調(diào)試方法。

（2）能力目標(biāo)。能：根據(jù)PLC廠商提供的選型手冊(cè)，進(jìn)行PLC配置和選型；應(yīng)用PLC編程軟件編寫程序。會(huì)：根據(jù)控制要求設(shè)計(jì)邏輯控制梯形圖程序；用PLC改造機(jī)床繼電器控制線路；根據(jù)系統(tǒng)控制要求應(yīng)用PLC順序控制指令編程；應(yīng)用PLC功能指令編程；設(shè)計(jì)簡單的自控系統(tǒng)；應(yīng)用PLC特殊功能模塊；設(shè)置伺服驅(qū)動(dòng)器、變頻器的參數(shù)；編寫步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)的控制程序；運(yùn)用工業(yè)以太網(wǎng)組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)之間的通訊。

（3）素質(zhì)目標(biāo)。培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)方法和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)訓(xùn)規(guī)范；培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)道德和職業(yè)紀(jì)律；培養(yǎng)學(xué)生遵循嚴(yán)格的安全、質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)等規(guī)范的意識(shí)；培養(yǎng)學(xué)生自我檢查、自我學(xué)習(xí)、自我促進(jìn)、自我發(fā)展的能力；培養(yǎng)學(xué)生溝通交流、團(tuán)隊(duì)協(xié)助和項(xiàng)目管理的能力；培養(yǎng)學(xué)生敢于創(chuàng)新、敢于發(fā)現(xiàn)的能力。

2.課程內(nèi)容設(shè)計(jì)

PLC及其應(yīng)用課程是一門理實(shí)一體化的課程，所有理論知識(shí)的傳授貫穿在項(xiàng)目的完成過程中，在實(shí)踐中引出并進(jìn)行反復(fù)訓(xùn)練。本課程以廣泛應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)、超市、零售業(yè)、物流、倉儲(chǔ)、圖書館等的標(biāo)簽打印系統(tǒng)的安裝與調(diào)試為載體，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況，將課程原有的知識(shí)和技能進(jìn)行分解并按照項(xiàng)目進(jìn)行重組，把一個(gè)大項(xiàng)目分為六個(gè)關(guān)卡。通過整體設(shè)計(jì)將課程融入闖關(guān)情境中，學(xué)生選取闖關(guān)任務(wù)后在世界大學(xué)城空間下載和學(xué)習(xí)“闖關(guān)秘籍”，然后履行闖關(guān)實(shí)踐。其具體內(nèi)容設(shè)計(jì)如下所示：

3.闖關(guān)關(guān)卡設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目的六個(gè)關(guān)卡按照控制任務(wù)由易到難逐步遞進(jìn)，每個(gè)關(guān)卡設(shè)計(jì)都包括關(guān)卡介紹、闖關(guān)秘籍、通關(guān)鑒別、闖關(guān)獎(jiǎng)勵(lì)四個(gè)部分。具體設(shè)計(jì)如下：

第一關(guān)。關(guān)卡介紹：10個(gè)等級(jí)；闖關(guān)次數(shù)：4次；闖關(guān)任務(wù)：寫出本關(guān)系統(tǒng)的I/O地址分配表、設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的電氣原理圖并畫出硬件接線圖、硬件安裝與接線、編寫程序、下載與調(diào)試程序；闖關(guān)秘籍：PLC使用手冊(cè)、I/O地址分配原則、案例、編程軟件使用演示視頻等；通關(guān)鑒別：教師和技術(shù)顧問評(píng)價(jià)；闖關(guān)獎(jiǎng)勵(lì)：根據(jù)完成的先后順序領(lǐng)取獎(jiǎng)勵(lì)，每次減去0.5分。

第二關(guān)。等級(jí)：10級(jí)；闖關(guān)秘籍：雙速電動(dòng)機(jī)的繞組接線方式、工作原理演示動(dòng)畫、案例。

第三關(guān)。等級(jí)：15級(jí)；闖關(guān)秘籍：Pt100手冊(cè)、案例。

第四關(guān)。等級(jí)：20級(jí)；闖關(guān)秘籍：變頻器手冊(cè)、案例。

第五關(guān)。等級(jí)：25級(jí)；闖關(guān)秘籍：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理動(dòng)畫演示、伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置演示、學(xué)習(xí)手冊(cè)、案例等。

第六關(guān)。等級(jí)：20級(jí)；闖關(guān)任務(wù)：寫出系統(tǒng)控制流程圖、硬件組態(tài)、程序設(shè)計(jì)、系統(tǒng)調(diào)試；闖關(guān)秘籍：觸摸屏手冊(cè)、案例。

4.考核方案設(shè)計(jì)

（1）合格標(biāo)準(zhǔn)。曠課不超過6節(jié)（總課時(shí)的10%）；闖關(guān)的數(shù)目不少于5個(gè)（總關(guān)數(shù)的70%）；期末考試卷面成績60分以上；操作中沒有出現(xiàn)損壞設(shè)備和器件等；沒有嚴(yán)重違反安全規(guī)范操作要求；沒有不誠信行為。

（2）考核內(nèi)容。學(xué)生成績主要由過程考核70%和期末考核30%兩大部分組成，其中過程考核包括：學(xué)習(xí)態(tài)度10%、綜合素養(yǎng)10%、項(xiàng)目考核50%。學(xué)生態(tài)度主要是指平時(shí)出勤、提問、課堂表現(xiàn)等；綜合素養(yǎng)考核學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)、責(zé)任意識(shí)、6S管理等；項(xiàng)目考核是指小組每闖過一關(guān)就給出相應(yīng)的積分，最后累計(jì)的總分就是本組的項(xiàng)目成績；期末考核為課程終結(jié)性考核，采用筆試的方式，考核學(xué)生對(duì)主要知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。

三、結(jié)束語

引入闖關(guān)游戲的理念，以企業(yè)真實(shí)工作環(huán)境的典型項(xiàng)目為載體，以學(xué)生為主體，對(duì)PLC及其應(yīng)用課程進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，符合當(dāng)代高職教育課程改革和建設(shè)的要求。其不僅實(shí)現(xiàn)了課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)過程與生產(chǎn)過程的完美對(duì)接，也從根本上改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，使學(xué)生由被動(dòng)接受變?yōu)橹鲃?dòng)探究，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，提高了學(xué)習(xí)的興趣。

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課題項(xiàng)目：本文為湖南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院2013年院級(jí)精品資源共享課《PLC及其應(yīng)用》課程研究成果，編號(hào)為2013JP04。

作者簡介：王燕燕（1984— ），女，山西臨汾人，湖南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，講師，研究方向：電氣自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)與研究。