高職PLC與變頻器應(yīng)用技術(shù)課程的項(xiàng)目化教學(xué)探討

陸克

【摘 要】分析將“PLC應(yīng)用技術(shù)”與“變頻器應(yīng)用技術(shù)”兩門(mén)課程合二為一和進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)的必要性，介紹如何對(duì)新整合的課程進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)設(shè)計(jì)和組織實(shí)施，總結(jié)設(shè)計(jì)、實(shí)施和考核評(píng)價(jià)要點(diǎn)以及實(shí)施效果，并指出實(shí)施過(guò)程中存在的一些問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】PLC 變頻器應(yīng)用技術(shù) 項(xiàng)目化教學(xué) 能力

【中圖分類號(hào)】 G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A

【文章編號(hào)】0450-9889（2015）07C-0155-03

目前，以可編程控制器（PLC）與變頻器為主體的新型電氣控制系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域，PLC可通過(guò)編程或軟件配置改變控制對(duì)策，而變頻器則既是控制對(duì)策的重要執(zhí)行工具，又是調(diào)速控制及軟啟動(dòng)有力工具，在實(shí)際運(yùn)用中，兩者相配合應(yīng)用非常密切。以往的課程設(shè)置將其作為兩門(mén)課程來(lái)實(shí)施， 內(nèi)容上彼此分割，割裂了兩大控制器的聯(lián)系，而PLC課程教學(xué)注重編程，變頻器課程注重基本工作原理和簡(jiǎn)單參數(shù)的設(shè)置，學(xué)生在知識(shí)的構(gòu)架上無(wú)法做到橫向聯(lián)系，對(duì)知識(shí)的理解孤立、片面，缺乏對(duì)自控系統(tǒng)整體架構(gòu)的認(rèn)識(shí)。而且傳統(tǒng)課程教學(xué)是老師先講理論，學(xué)生然后做練習(xí)或進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，不能突出其實(shí)踐性、應(yīng)用性，學(xué)生所學(xué)習(xí)的理論缺少和具體實(shí)踐應(yīng)用結(jié)合，學(xué)生學(xué)習(xí)比較容易陷入迷惘；傳統(tǒng)教學(xué)缺少對(duì)學(xué)生綜合能力培養(yǎng)的環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)，學(xué)生的專業(yè)應(yīng)用能力和社會(huì)綜合能力不足，難以適應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈的社會(huì)對(duì)高技能綜合應(yīng)用型人才的要求。

項(xiàng)目化教學(xué)法是從教學(xué)生“學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)”目標(biāo)出發(fā)，使教學(xué)從注重“教法”轉(zhuǎn)到注重“學(xué)法”，其特點(diǎn)是以工作項(xiàng)目為載體、目標(biāo)為引導(dǎo)、實(shí)踐為主線，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主、自主計(jì)劃協(xié)調(diào)、團(tuán)隊(duì)合作，老師引導(dǎo)，融知識(shí)學(xué)習(xí)、技能訓(xùn)練、能力提高于一體，使學(xué)生學(xué)習(xí)變得主動(dòng)、活躍，增強(qiáng)師生之間、學(xué)生之間的互動(dòng)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，并且在完成項(xiàng)目任務(wù)的過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)職業(yè)能力和各項(xiàng)社會(huì)綜合能力。

近年來(lái)，廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院不斷加大教學(xué)改革力度和對(duì)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的投入，依據(jù)電氣自動(dòng)化技術(shù)人才培養(yǎng)目標(biāo)和崗位分析所需的能力，在原來(lái)的“PLC應(yīng)用技術(shù)”和“變頻器應(yīng)用技術(shù)”課程的基礎(chǔ)上，把兩門(mén)課合并為一門(mén)課，以工作任務(wù)模塊為中心構(gòu)建工程項(xiàng)目課程體系，徹底打破學(xué)科課程的設(shè)計(jì)思路，緊緊圍繞項(xiàng)目任務(wù)完成的需要來(lái)選擇和組織課程內(nèi)容，突出工作任務(wù)與知識(shí)的聯(lián)系，讓學(xué)生在職業(yè)實(shí)踐活動(dòng)的基礎(chǔ)上掌握知識(shí)和技能，增強(qiáng)課程內(nèi)容與職業(yè)崗位能力要求的相關(guān)性。經(jīng)過(guò)多次項(xiàng)目化教學(xué)實(shí)踐，在方式方法上不斷摸索加以改進(jìn)，項(xiàng)目化題材選材日漸成熟，教師運(yùn)用手法逐漸熟練，學(xué)生無(wú)論在理論學(xué)習(xí)、動(dòng)手實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)表現(xiàn)，都得到了提高，教學(xué)效果顯著。

一、項(xiàng)目?jī)?nèi)容設(shè)計(jì)過(guò)程

針對(duì)兩門(mén)課程割裂的內(nèi)容，在課程設(shè)計(jì)初期，就要尋找那些可以涵蓋這兩方面內(nèi)容的工程項(xiàng)目。好的項(xiàng)目不僅能吸引學(xué)生注意力、激發(fā)和維持學(xué)生的求知欲，還能將原有課程體系中的知識(shí)點(diǎn)系統(tǒng)地科學(xué)地融入進(jìn)去，因此項(xiàng)目設(shè)計(jì)是項(xiàng)目化教學(xué)的關(guān)鍵，總結(jié)下來(lái)有以下幾個(gè)要點(diǎn)：

（一）項(xiàng)目設(shè)計(jì)要有遞進(jìn)、有層次。我們將項(xiàng)目設(shè)計(jì)分為入門(mén)項(xiàng)目、主導(dǎo)項(xiàng)目、綜合項(xiàng)目，如表1所示，并把每一個(gè)項(xiàng)目達(dá)成所需的知識(shí)技能點(diǎn)劃分為幾個(gè)子任務(wù)，項(xiàng)目?jī)?nèi)容和要求逐步由淺入深，由易到難，循序漸進(jìn)。如果一開(kāi)始項(xiàng)目設(shè)計(jì)得很復(fù)雜，涉及知識(shí)面太廣，會(huì)造成學(xué)生難以入手，所以我們?cè)谠O(shè)立入門(mén)項(xiàng)目時(shí)先以PLC入手，先讓學(xué)生從只有PLC內(nèi)容的項(xiàng)目1開(kāi)始。在完成對(duì)PLC基本結(jié)構(gòu)和編程熟悉后進(jìn)入到項(xiàng)目2，在這個(gè)環(huán)節(jié)先側(cè)重學(xué)習(xí)變頻器基本原理和訓(xùn)練基本操作技能，然后讓學(xué)生融會(huì)貫通PLC和變頻器基本知識(shí)與技能來(lái)完成該項(xiàng)目。主導(dǎo)項(xiàng)目則是在入門(mén)項(xiàng)目基礎(chǔ)上增加了PLC與變頻器主干知識(shí)和技能要求的工程項(xiàng)目，而綜合項(xiàng)目則是能夠?qū)⑶懊嫠鶎W(xué)的主要知識(shí)及技能大融合，并涵蓋一些高層次知識(shí)和技能的綜合工程項(xiàng)目。

表1

（二）項(xiàng)目既要來(lái)源工程實(shí)際，又是學(xué)生易理解接受的。采用來(lái)自工程實(shí)際的項(xiàng)目有利于以工作過(guò)程導(dǎo)向設(shè)計(jì)課程教學(xué)方案，利用實(shí)訓(xùn)基地設(shè)置具備真實(shí)工作場(chǎng)景的教學(xué)氛圍，以工作過(guò)程為導(dǎo)向的組織教學(xué)。同時(shí)，要兼顧到學(xué)生的認(rèn)知水平和經(jīng)驗(yàn)水平，如果采用一些過(guò)于生僻、過(guò)于復(fù)雜、難以理解的工程實(shí)例作為項(xiàng)目，一方面將導(dǎo)致學(xué)生花大量時(shí)間去理解工程工藝過(guò)程，另一方面加大了學(xué)習(xí)難度，會(huì)挫傷學(xué)生的積極性，難以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。所以我們?cè)谶x擇項(xiàng)目時(shí)，兼顧考慮到這兩方面，項(xiàng)目1和項(xiàng)目2運(yùn)料小車、項(xiàng)目3十字路口交通燈、項(xiàng)目4停車場(chǎng)停車位控制、項(xiàng)目5動(dòng)感噴泉這些項(xiàng)目題材都是來(lái)源實(shí)際工程，同時(shí)也是學(xué)生所熟悉、易理解、容易觀察到的，跟學(xué)生的實(shí)際經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)水平相貼近，綜合項(xiàng)目6汽車噴涂車間排風(fēng)機(jī)變頻/工頻切換控制是來(lái)源于汽車廠的工程項(xiàng)目，學(xué)生雖然不太熟悉，但是項(xiàng)目工藝過(guò)程并不復(fù)雜，控制工藝要求也能做到讓學(xué)生易于理解。

（三）項(xiàng)目應(yīng)有涵蓋性。首先，整套項(xiàng)目訓(xùn)練應(yīng)能包含原有課程體系中的知識(shí)點(diǎn)。原來(lái)課程體系中的知識(shí)點(diǎn)是比較獨(dú)立、缺乏聯(lián)系的，利用項(xiàng)目將它們科學(xué)地有機(jī)結(jié)合起來(lái)，每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)變得不再孤立和抽象地存在，而是成為攻克項(xiàng)目難題所應(yīng)掌握的每個(gè)環(huán)節(jié)和據(jù)點(diǎn)，環(huán)環(huán)相扣，變得有很強(qiáng)的指向性和實(shí)際應(yīng)用意義。比如項(xiàng)目4停車場(chǎng)停車位PLC控制中，停車場(chǎng)剩余車位LED顯示，就需綜合應(yīng)用PLC數(shù)字運(yùn)算指令、比較指令和七段譯碼指令才能解決該任務(wù)。其次，項(xiàng)目設(shè)計(jì)應(yīng)能將PLC和變頻器兩大方面有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，PLC和變頻器不再是兩個(gè)單獨(dú)存在的控制器，它們之間如何連接和設(shè)置，如何配合達(dá)到項(xiàng)目任務(wù)規(guī)定要求，應(yīng)能在項(xiàng)目里得到體現(xiàn)。比如在項(xiàng)目2、項(xiàng)目5、項(xiàng)目6中都需要將二者進(jìn)行相關(guān)的正確設(shè)置、連接才能達(dá)到項(xiàng)目的控制要求。

（四）項(xiàng)目完成的控制效果應(yīng)可視化、生動(dòng)化。在項(xiàng)目一開(kāi)始，如果有一個(gè)生動(dòng)的項(xiàng)目情境引入，可以讓學(xué)生能夠清晰地了解控制的動(dòng)作過(guò)程，更直觀地理解本章節(jié)的知識(shí)構(gòu)成和實(shí)際應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)求知興趣。所以教師可以提前把項(xiàng)目完成的控制效果先加以演示或制作成動(dòng)畫(huà)，方便在教室以PPT形式生動(dòng)展示。

二、項(xiàng)目化課程教學(xué)的實(shí)施過(guò)程

與傳統(tǒng)教學(xué)先講理論后進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證相比，項(xiàng)目化教學(xué)法通過(guò)實(shí)施一系列模擬真實(shí)的項(xiàng)目化教學(xué)活動(dòng)，可以在課堂教學(xué)中把理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力。項(xiàng)目化的實(shí)施主要分為以下六個(gè)環(huán)節(jié)：

（一）創(chuàng)設(shè)情境和呈現(xiàn)任務(wù)。相比傳統(tǒng)教學(xué)的一上課提出新知識(shí)的理論學(xué)習(xí)，先向?qū)W生展示一個(gè)包含新知識(shí)、新技能的工作過(guò)程的動(dòng)畫(huà)或控制效果更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，根據(jù)具體的任務(wù)要求，老師引導(dǎo)學(xué)生去了解本章節(jié)所需掌握的知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)。在實(shí)踐中，每個(gè)項(xiàng)目的開(kāi)始，我們都先向?qū)W生展示控制效果的動(dòng)畫(huà)或?qū)嶋H控制效果，取得了良好的引入效果，學(xué)生接下來(lái)的學(xué)習(xí)顯現(xiàn)出高漲的熱情。動(dòng)畫(huà)效果可以利用自動(dòng)化專業(yè)的工業(yè)組態(tài)技術(shù)完成或借助于Flash動(dòng)畫(huà)來(lái)制作。

（二）各組決策。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，老師由傳統(tǒng)的課堂主導(dǎo)者變?yōu)橐龑?dǎo)者，最大限度地去調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。呈現(xiàn)項(xiàng)目任務(wù)后，教師要啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考能力，發(fā)展學(xué)生的思維能力，引導(dǎo)學(xué)生去分析完成任務(wù)所需掌握哪些知識(shí)和技能，學(xué)生通過(guò)仔細(xì)思考，搜集資料分析和討論，提出完成任務(wù)需要解決哪些問(wèn)題、制定完成任務(wù)的工作流程。

（三）制訂計(jì)劃。根據(jù)小組討論、各組匯報(bào)展示、老師點(diǎn)評(píng)總結(jié)，匯總出比較合理的工作流程，學(xué)生根據(jù)擬定的工作流程，制定分工，小組成員合理分擔(dān)工作任務(wù)，確定責(zé)任人和完成時(shí)間，教師審查并給予指導(dǎo)。經(jīng)過(guò)這樣充分的小組活動(dòng)培養(yǎng)了學(xué)生的協(xié)作、溝通、相互交流、學(xué)習(xí)等社會(huì)綜合能力。

（四）組織實(shí)施。這個(gè)階段各組學(xué)生將學(xué)習(xí)新知識(shí)，運(yùn)用已掌握的技能自主完成項(xiàng)目主體任務(wù)，由傳統(tǒng)的被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。為解決項(xiàng)目任務(wù)中遇到的問(wèn)題，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生去學(xué)習(xí)新知識(shí)掌握新技能，我們利用學(xué)院實(shí)訓(xùn)基地的設(shè)備，采用教、學(xué)、做一體的教學(xué)方式，展開(kāi)訓(xùn)練。在完成新知識(shí)、新技能點(diǎn)學(xué)習(xí)訓(xùn)練和考核后，進(jìn)入到自主完成項(xiàng)目任務(wù)階段，各組按照既定的計(jì)劃分工，成員相互協(xié)作，完成各項(xiàng)工作，這樣培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考、操作能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作、溝通和相互學(xué)習(xí)的能力。

（五）檢查完善階段。各組成員在完成每項(xiàng)工作后應(yīng)對(duì)照項(xiàng)目考核表組織檢查，比如電路連接是否正確、規(guī)范，PLC程序是否符合編程規(guī)則、邏輯是否合理，變頻器參數(shù)設(shè)置是否正確、有無(wú)遺漏，排查錯(cuò)誤和故障，逐步將程序調(diào)試達(dá)到控制要求。教師則巡查學(xué)生自主協(xié)作和參與情況，督促小組長(zhǎng)組織完成本組各項(xiàng)工作，尋找學(xué)生合作探究難以克服的難點(diǎn)，適時(shí)點(diǎn)撥引導(dǎo)，促進(jìn)學(xué)生完成工作內(nèi)容，保證教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。檢查不僅明顯地體現(xiàn)在檢查階段，而且貫穿于項(xiàng)目實(shí)施的全過(guò)程。

（六）成果展示評(píng)估階段。學(xué)生在完成項(xiàng)目檢查調(diào)試后，將項(xiàng)目方案、任務(wù)成果制作成PPT報(bào)告，各組分派代表上臺(tái)演示成果和講解本組的設(shè)計(jì)過(guò)程、所遇到的問(wèn)題、如何解決，其他各組進(jìn)行評(píng)價(jià)、討論、項(xiàng)目成績(jī)?cè)u(píng)定，老師在最后進(jìn)行總結(jié)評(píng)價(jià)，給予各組鼓勵(lì)或提出改進(jìn)意見(jiàn)，學(xué)生學(xué)習(xí)的效果直接由完成工程項(xiàng)目的情況來(lái)衡量，考核評(píng)價(jià)包括教師評(píng)價(jià)、小組互評(píng)和小組自評(píng)三部分。這樣就拓寬了學(xué)生的思路，同時(shí)也對(duì)學(xué)生個(gè)人在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的參與程度、所起作用、合作能力及團(tuán)隊(duì)精神等多方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，提高學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，促進(jìn)能力全面發(fā)展。

三、考核設(shè)計(jì)

項(xiàng)目化教學(xué)的教學(xué)評(píng)估方法與傳統(tǒng)的教學(xué)評(píng)估方法有較大的差別，傳統(tǒng)的教學(xué)評(píng)估重在結(jié)果考核，往往是在課程的最后進(jìn)行一次全面的理論或操作考核，這樣有很大的弊端，造成一些學(xué)生臨陣磨槍、突擊復(fù)習(xí)，對(duì)運(yùn)用性知識(shí)采取死記硬背的方式。而項(xiàng)目化教學(xué)的教學(xué)評(píng)估不但關(guān)注結(jié)果，而且注重過(guò)程，以做到能夠客觀地評(píng)價(jià)一個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)全過(guò)程完成情況以及各方面綜合能力。

所以我們精心設(shè)計(jì)了一套項(xiàng)目化教學(xué)考核評(píng)價(jià)體機(jī)制，過(guò)程與結(jié)果考核并重，學(xué)生的素質(zhì)表現(xiàn)和能力都加以強(qiáng)調(diào)，老師考評(píng)和學(xué)生之間互相評(píng)價(jià)相結(jié)合。操作層面上，首先把考核評(píng)價(jià)的方式、標(biāo)準(zhǔn)公開(kāi)，讓學(xué)生清楚了解客觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，參照標(biāo)準(zhǔn)對(duì)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)程能夠自我監(jiān)督；然后每個(gè)重要階段都進(jìn)行完成情況考評(píng)和點(diǎn)評(píng)，學(xué)生能根據(jù)考評(píng)結(jié)果檢查自己有哪些不足，以便在隨后的進(jìn)程中加以改進(jìn)，從而對(duì)自己的學(xué)習(xí)情況有較好的掌控，實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)。

四、教學(xué)效果

項(xiàng)目化教學(xué)改革實(shí)施以來(lái)，教學(xué)效果得到明顯提高，主要體現(xiàn)在以下方面：一是教學(xué)質(zhì)量提高。調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，提高了學(xué)生積極思維的能力，教授方式轉(zhuǎn)為以學(xué)生為中心，課堂氛圍變得活躍，團(tuán)隊(duì)意識(shí)得到加強(qiáng)，學(xué)生認(rèn)識(shí)、分析、解決問(wèn)題的能力得到很好的提高，成績(jī)優(yōu)良率普遍上升，在參加學(xué)院各級(jí)專業(yè)競(jìng)賽中，取得了多項(xiàng)優(yōu)異的成績(jī)。二是學(xué)生就業(yè)率和就業(yè)質(zhì)量不斷提升。自該課程實(shí)施項(xiàng)目化改革以來(lái)，根據(jù)學(xué)院就業(yè)部門(mén)統(tǒng)計(jì)，學(xué)生就業(yè)質(zhì)量和初次就業(yè)薪資不斷提高；我們通過(guò)對(duì)社會(huì)用工單位聯(lián)系調(diào)查，得到的反饋意見(jiàn)普遍良好。

項(xiàng)目化教學(xué)在應(yīng)用型學(xué)科教學(xué)上有著諸多的優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)踐應(yīng)用中也遇到一些問(wèn)題：其一，班級(jí)人數(shù)不宜太多，當(dāng)多達(dá)50多人時(shí)，一個(gè)教師往往顧及不周、疲于應(yīng)付，而且會(huì)造成分組過(guò)多、展示評(píng)估過(guò)程時(shí)間冗長(zhǎng)、教學(xué)進(jìn)程拖沓等問(wèn)題。其二，學(xué)生受傳統(tǒng)教育影響，思維轉(zhuǎn)變有些困難?，F(xiàn)在高職學(xué)生許多來(lái)自農(nóng)村或偏遠(yuǎn)地方，他們中學(xué)時(shí)期所受教育還是延續(xù)傳統(tǒng)灌輸模式，學(xué)生主動(dòng)意識(shí)不強(qiáng)，讓其適應(yīng)項(xiàng)目化教學(xué)，需要較多時(shí)間的引導(dǎo)。其三，對(duì)教師的要求比較高。項(xiàng)目化教學(xué)要求教師具備一定的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)駕馭項(xiàng)目化的實(shí)施，確保方向不走偏；同時(shí)也要具備一定的課堂教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)課堂要有調(diào)控能力，既要課堂氣氛活躍，但又不能亂成一堂。這需要對(duì)教師隊(duì)伍進(jìn)行培訓(xùn)提高，比如工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足的教師需要進(jìn)企業(yè)掛職鍛煉，教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足的教師可以進(jìn)修再培訓(xùn)等方式來(lái)提高。

【參考文獻(xiàn)】

[1]韓亞軍.PLC與變頻器[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011

[2]戴世弘.職業(yè)教育課程教學(xué)改革[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007

[3]李耀中，洪霄.高等職業(yè)院校項(xiàng)目化課程設(shè)計(jì)選編[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010

[4]楊祖華.可編程控制器（PLC）教學(xué)之探討[J].中國(guó)科技創(chuàng)新導(dǎo)刊，2011（29）

[5]康志亮，等.可編程控制器課程改革與實(shí)踐[J].中國(guó)農(nóng)機(jī)化，2011（2）

【基金項(xiàng)目】2014年度廣西高校教學(xué)改革工程項(xiàng)目“重點(diǎn)課題”；廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院2014年院級(jí)優(yōu)質(zhì)專業(yè)“電氣自動(dòng)化技術(shù)”立項(xiàng)建設(shè)課題

【作者簡(jiǎn)介】陸 克，廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電系教師。

（責(zé)編 盧 雯）