以智能制造產(chǎn)線為載體的可編程控制器應(yīng)用技術(shù)課程改革探索

摘? 要 以市場(chǎng)為導(dǎo)向，在“可編程控制器應(yīng)用技術(shù)”課程教學(xué)改革過程中堅(jiān)持“科學(xué)定位、思維創(chuàng)新”的原則;緊跟行業(yè)技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)，創(chuàng)新教育理念，修訂人才培養(yǎng)方案，調(diào)整教學(xué)任務(wù)，改進(jìn)教學(xué)方法;將信息技術(shù)合理用于日常教學(xué)，在課程中融入創(chuàng)新訓(xùn)練和專業(yè)技術(shù)新知識(shí)，旨在培養(yǎng)適應(yīng)科技發(fā)展和市場(chǎng)需要的新型技能人才。

關(guān)鍵詞 智能制造;可編程控制器應(yīng)用技術(shù);教學(xué)改革;實(shí)訓(xùn);互聯(lián)網(wǎng)+教育

中圖分類號(hào)：G712? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2019）23-0095-03

1 前言

隨著新的科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的興起，世界各國(guó)紛紛出臺(tái)以智能制造為核心的發(fā)展戰(zhàn)略。智能制造不僅是全球制造業(yè)的發(fā)展方向，也是我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要支柱。隨著智能制造技術(shù)的推廣和普及，智能控制技術(shù)、可編程控制器、人機(jī)交互技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等在現(xiàn)代工業(yè)控制領(lǐng)域的主導(dǎo)性地位越來越突出?？删幊炭刂破鲬?yīng)用技術(shù)是智能控制技術(shù)的重要支撐，其對(duì)應(yīng)專業(yè)課“可編程控制器應(yīng)用技術(shù)”是電氣自動(dòng)化專業(yè)核心課程。為了滿足智能控制技術(shù)的專業(yè)需求，準(zhǔn)確把握新技術(shù)發(fā)展動(dòng)向，以寧夏職業(yè)技術(shù)學(xué)院最新引進(jìn)的智能制造產(chǎn)線為載體，逐步推進(jìn)課程改革。通過改進(jìn)課程的教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段，開發(fā)新項(xiàng)目、新案例，推進(jìn)課程體系建設(shè)，努力培養(yǎng)能適應(yīng)工業(yè)化社會(huì)高速發(fā)展，滿足各種智能控制系統(tǒng)技術(shù)需求的高素質(zhì)技能人才，探索符合智能制造發(fā)展趨勢(shì)的電氣自動(dòng)化人才培養(yǎng)路徑[1]。

2 “技術(shù)驅(qū)動(dòng)，證書引領(lǐng)”，修訂課程標(biāo)準(zhǔn)

隨著多媒體信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們?cè)絹碓蕉嗟亟佑|到觸摸屏。在自動(dòng)控制操作中，觸摸屏可以讓操作人員按照界面指示操作，使操作變得簡(jiǎn)單生動(dòng)，并且可以減少操作失誤，提高工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量，保障設(shè)備的安全。在很多大型自動(dòng)控制設(shè)備中，可編程控制器（PLC）和觸摸屏幾乎是不可分割的一個(gè)整體。同時(shí)，通過分析近幾年國(guó)家“維修電工”職業(yè)技能鑒定試題庫(kù)發(fā)現(xiàn)，觸摸屏參與PLC控制系統(tǒng)的控制要求幾乎是每次實(shí)操考試的必考內(nèi)容?？紤]到寧夏職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職學(xué)生采用2+1培養(yǎng)模式，學(xué)生在校學(xué)習(xí)時(shí)間只有兩年，學(xué)習(xí)壓力較大，專門開設(shè)課程學(xué)習(xí)觸摸屏技術(shù)，時(shí)間緊張，且課程和課程之間的銜接也存在很多不確定因素，達(dá)不到良好的學(xué)習(xí)效果。

因此，寧夏職業(yè)技術(shù)學(xué)院將“可編程控制器應(yīng)用技術(shù)”課程教學(xué)內(nèi)容中原有的八個(gè)工作項(xiàng)目，結(jié)合考工考證的知識(shí)需求，進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，增加了觸摸屏組態(tài)編寫技術(shù)知識(shí)要點(diǎn)。通過設(shè)定合理的學(xué)習(xí)項(xiàng)目如“電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的觸摸屏控制”“星三角降壓?jiǎn)?dòng)控制系統(tǒng)的觸摸屏控制”“小車自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的觸摸屏控制”等，將觸摸屏技術(shù)和可編程控制器應(yīng)用技術(shù)合理地融合在一起，既完成可編程控制器控制技術(shù)典型知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)升級(jí)又進(jìn)一步學(xué)習(xí)了觸摸屏的硬件組態(tài)、窗口組態(tài)、腳本編寫等知識(shí)點(diǎn)。觸摸屏個(gè)性化的畫面設(shè)計(jì)和親切、富有科技感的人機(jī)交互功能，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)PLC編程和人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)的熱情，具有更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)[2]。

智能制造技術(shù)的飛速發(fā)展使得各種用途的智能制造生產(chǎn)線相繼誕生，智能制造產(chǎn)線運(yùn)營(yíng)維護(hù)、設(shè)備安裝調(diào)試等方向的人才需求越來越大。為了緊跟時(shí)代發(fā)展和社會(huì)對(duì)人才的需求，寧夏職業(yè)技術(shù)學(xué)院引進(jìn)華中數(shù)控股份公司研制開發(fā)的“HNC-iFactory-m1r1智能制造生產(chǎn)線平臺(tái)”，該平臺(tái)由工業(yè)機(jī)器人HSR-JR612（含第七軸）、加工中心（含在線檢測(cè)）、數(shù)字化立體料倉(cāng)、RFID物料識(shí)別系統(tǒng)、智能產(chǎn)線總控系統(tǒng)、云數(shù)控平臺(tái)、高速鉆攻中心等七大部分組成。其中高速鉆攻中心、工業(yè)機(jī)器人HSR-JR612的電氣控制部分及系統(tǒng)總控PLC均采用華中數(shù)控自主研發(fā)的PLC，該P(yáng)LC是一款機(jī)床專用PLC，其特殊的控制要求使其與目前的通用PLC無論是從設(shè)備間的通信方式還是功能指令等方面，均有很多不同之處，但PLC的基本控制思想與通用PLC一致。

通過剖析“智能制造生產(chǎn)線平臺(tái)”的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將其電氣控制部分知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分解，找出兩者之間的共同點(diǎn)和切入點(diǎn)，以案例的方式合理引入現(xiàn)行的教學(xué)過程，并在實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)創(chuàng)設(shè)智能產(chǎn)線相關(guān)實(shí)訓(xùn)任務(wù)，讓學(xué)生以通用PLC知識(shí)為基礎(chǔ)，通過學(xué)習(xí)了解智能產(chǎn)線的基本工作原理;幫助學(xué)生在后續(xù)課程中更好地理解機(jī)床、機(jī)器

人、總控系統(tǒng)基本工作原理，通過短時(shí)間的學(xué)習(xí)掌握智能產(chǎn)線控制系統(tǒng)的專用PLC的控制程序，實(shí)施對(duì)智能產(chǎn)線的電氣維護(hù)，為企業(yè)培養(yǎng)智能產(chǎn)線維護(hù)和運(yùn)營(yíng)人員，以及為各類智能產(chǎn)線技能競(jìng)賽選拔人才。

3 信息技術(shù)助力教學(xué)改革

大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的推廣和使用，推動(dòng)了“互聯(lián)網(wǎng)+教育”模式下高職院校的課程改革，不僅促進(jìn)了教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變、教學(xué)方法和手段的創(chuàng)新，而且直接為高職院校的課程改革工作指明了方向。將“互聯(lián)網(wǎng)+”等信息化的教學(xué)手段運(yùn)用于課程教學(xué)，具有一定的先進(jìn)性，為推進(jìn)信息技術(shù)與課堂教學(xué)深度融合的線上、線下混合式教學(xué)模式改革，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主式、合作式、探究式學(xué)習(xí)，切實(shí)提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)操作能力、數(shù)據(jù)采集處理能力及教師的教學(xué)水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量提供有力支撐[3]。

積極探索“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)新方式? 依托寧夏職業(yè)技術(shù)學(xué)院“闊知”“職教云”等專業(yè)數(shù)據(jù)平臺(tái)及豐富的互聯(lián)網(wǎng)資源，積極開展“可編程控制器應(yīng)用技術(shù)”混合式教學(xué)。通過合理規(guī)劃課程線上學(xué)習(xí)與課堂教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及手段，利用分組討論、深度講解、線上線下輔導(dǎo)答疑、隨堂測(cè)驗(yàn)、活動(dòng)參與等多種形式組織課堂教學(xué)活動(dòng)。課程的開發(fā)與實(shí)施，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高課堂教學(xué)質(zhì)量、學(xué)生學(xué)習(xí)效率，強(qiáng)化學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力及借助互聯(lián)網(wǎng)資源進(jìn)行資料搜集和持續(xù)學(xué)習(xí)的能力[4]。

踴躍開發(fā)個(gè)性化數(shù)字教學(xué)資源? 為了滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)和個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求，寧夏職業(yè)技術(shù)學(xué)院將教學(xué)過程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)制作成精美的微課，把課本上的知識(shí)和實(shí)踐結(jié)合到一起，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，將碎片化的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行連接，保證知識(shí)點(diǎn)的連貫性、完整性。在教學(xué)過程引入微課、動(dòng)畫、典型案例等信息化教學(xué)資源，使得教學(xué)過程生動(dòng)直觀，既具典型性又具創(chuàng)新性，受到師生的歡迎，取得較好教學(xué)的效果。

4 創(chuàng)新思維促進(jìn)教學(xué)發(fā)展

“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)”是“中國(guó)制造2025”的基本方針之一，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)需要大量具有創(chuàng)新意識(shí)的技術(shù)人才，創(chuàng)新性和可持續(xù)發(fā)展的職業(yè)能力備受關(guān)注。為了推動(dòng)高等職業(yè)教育高質(zhì)量發(fā)展，課程改革將創(chuàng)新教育理念融入教學(xué)，并積極學(xué)習(xí)東部地區(qū)優(yōu)勢(shì)學(xué)校的專業(yè)發(fā)展思路，加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)、實(shí)驗(yàn)室的設(shè)置管理等措施促進(jìn)教學(xué)發(fā)展，著重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，提升學(xué)生對(duì)知識(shí)和技術(shù)的理解與運(yùn)用能力、可持續(xù)發(fā)展的能力。

以電氣自動(dòng)化專業(yè)實(shí)驗(yàn)室為依托，打破傳統(tǒng)布局，有效結(jié)合教學(xué)、研究及培訓(xùn)項(xiàng)目需求，整合現(xiàn)有的電氣控制、可編程控制實(shí)驗(yàn)室資源，建設(shè)開放、規(guī)范、有利于發(fā)揮學(xué)生聰明才智的綜合創(chuàng)新環(huán)境。將智能產(chǎn)線劃分成不同的實(shí)踐模塊，選出符合課程要求的模塊，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行拓展學(xué)習(xí)，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和增強(qiáng)現(xiàn)代工程意識(shí)提供硬件保證。

定期舉辦“電氣技術(shù)設(shè)計(jì)競(jìng)賽”，以“技術(shù)改造和小發(fā)明”為起點(diǎn)，將智能制造技術(shù)中應(yīng)用的新知識(shí)、新技術(shù)融入其中，循序漸進(jìn)地加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在課程綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中融合教師命題與學(xué)生設(shè)計(jì)，由教師制訂項(xiàng)目設(shè)計(jì)任務(wù)書，提出指標(biāo)要求;學(xué)生自行完成整個(gè)制作過程，包括資料查閱、方案設(shè)計(jì)、器件選擇、軟件編程、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)及作品展示。該項(xiàng)目以創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力為主要培養(yǎng)目標(biāo)，綜合考察PLC各知識(shí)點(diǎn)及技能水平。同時(shí)，通過課程實(shí)驗(yàn)選拔和鼓勵(lì)學(xué)生參加各類競(jìng)賽，利用專業(yè)知識(shí)申報(bào)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，不斷提升學(xué)生的技能水平與創(chuàng)新能力，提高就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

5 綜合考核評(píng)估體系，護(hù)航教學(xué)改革

首先，以“闊知”數(shù)字化平臺(tái)的強(qiáng)大數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)功能為基礎(chǔ)，建立“線上+線下”多樣化質(zhì)量考核評(píng)估體系，改變以往單一的課堂考試的考核模式。積極探索多種方法，通過筆試、操作、設(shè)計(jì)、討論、調(diào)研、答辯、制作等多種途徑的考核評(píng)估模式，考查學(xué)生的分析能力和應(yīng)用能力，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的控制，督促學(xué)生學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率。根據(jù)“可編程控制器應(yīng)用技術(shù)”課程的知識(shí)要點(diǎn)，考試時(shí)采用筆試的方式;而工程實(shí)踐能力的考核則選擇在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，采用自選應(yīng)用系統(tǒng)編程、設(shè)計(jì)、調(diào)試或者系統(tǒng)故障判斷、排除等方式進(jìn)行考核。

其次，學(xué)習(xí)借鑒職業(yè)技能鑒定的思路，對(duì)課程建立課程知識(shí)要點(diǎn)考試大綱，包含技能考試大綱，并且建立相對(duì)應(yīng)的開放式題庫(kù)，注重對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和職業(yè)技能的考核。與此同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)畢業(yè)生的調(diào)查跟蹤，及時(shí)掌握用人單位對(duì)于畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量的認(rèn)可程度，通過人才需求企業(yè)給予的反饋意見不斷調(diào)整教學(xué)策略、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，確保人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

6 結(jié)語(yǔ)

“可編程控制器應(yīng)用技術(shù)”是一門理論與實(shí)際緊密結(jié)合的應(yīng)用型和技能型課程，也是一門應(yīng)用廣泛的專業(yè)技術(shù)，只有充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力，將知識(shí)融會(huì)貫通，才能在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用自如?；凇爸袊?guó)制造2025”國(guó)家戰(zhàn)略及智能制造技術(shù)大發(fā)展的趨勢(shì)，寧夏職業(yè)技術(shù)學(xué)院將以此為契機(jī)，不斷更新理念，緊跟電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)，不斷調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化教學(xué)方法，真正做到教學(xué)發(fā)展緊隨技術(shù)進(jìn)步，加強(qiáng)學(xué)生職業(yè)能力與綜合素質(zhì)雙重培養(yǎng)，有效提高學(xué)生的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)以致用、學(xué)有所用，設(shè)備物盡其能、物有所用[5]。

參考文獻(xiàn)

[1]包套圖.國(guó)內(nèi)一流高職院建設(shè)的探索與實(shí)踐：以渤海船舶職業(yè)學(xué)院“雙高”建設(shè)為例[J].船舶職業(yè)教育，2019（1）：

66-67，70.

[2]包峰，楊征，陳媛媛.高職院?！犊删幊绦蚩刂破鲬?yīng)用技術(shù)》課程改革研究[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2013（3）：110-111，118.

[4]李健，李智，彭韻陶.數(shù)字電子技術(shù)的混合式教學(xué)[J].教育教學(xué)論壇，2018（4）：175-176.

[3]李桃，趙偉.互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代終身職業(yè)技能培訓(xùn)制度適應(yīng)性效率研究[J].中國(guó)遠(yuǎn)程教育，2018（11）：70-78.

[5]王其.《可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)》課程教學(xué)改革探索[J].科技信息，2009（28）：377.

項(xiàng)目來源：2018年度寧夏回族自治區(qū)高等職業(yè)教育教學(xué)改革工程項(xiàng)目“以智能制造產(chǎn)線為載體的《可編程控制器應(yīng)用技術(shù)》課程改革”。

作者：馬曉莉，寧夏職業(yè)技術(shù)學(xué)院，講師，主要研究方向?yàn)殡姎饪刂?、電力電子技術(shù)及應(yīng)用（750021）。