PLC與電氣控制技術(shù)工作過程化教學(xué)設(shè)計探索①

辛華健 李光平

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?PLC與電氣控制技術(shù)是電氣自動化和自動化等專業(yè)的重要專業(yè)課程，是一門技術(shù)性和實踐性很強(qiáng)的核心課程。使用工作過程的課程教法是以學(xué)生為主體，以工作過程為導(dǎo)向，結(jié)合任務(wù)訓(xùn)練和能力目標(biāo)，實現(xiàn)技能與知識的融合。課程設(shè)計遵從“以職業(yè)技能和道德培養(yǎng)為目標(biāo)”“以就業(yè)為導(dǎo)向”“適應(yīng)社會需求”的科學(xué)理念。課程設(shè)計理念為注重專業(yè)基礎(chǔ)素質(zhì)教育、工學(xué)結(jié)合設(shè)計理論教學(xué)情境、任務(wù)驅(qū)動法訓(xùn)練操作能力、培養(yǎng)創(chuàng)新精神。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?PLC與電氣控制技術(shù);工作過程;教學(xué)設(shè)計

[中圖分類號] ?G642 ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼] ?A ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2019）13-0074-02

PLC與電氣控制技術(shù)是電氣自動化和自動化等專業(yè)的重要專業(yè)課程，是一門技術(shù)性和實踐性很強(qiáng)的核心課程，課程的總體要求是加強(qiáng)學(xué)生的PLC應(yīng)用的意識，培養(yǎng)學(xué)生電氣控制與PLC綜合應(yīng)用能力。另外通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠建立常規(guī)電氣控制和PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的完整概念，培養(yǎng)綜合應(yīng)用電氣控制與PLC技術(shù)的能力。通過課程實踐訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)生產(chǎn)實際的需要，設(shè)計較復(fù)雜的PLC控制系統(tǒng)等技術(shù)應(yīng)用能力，對學(xué)生專業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)的形成起重要的支撐作用。

一、課程設(shè)計目標(biāo)

課程設(shè)計遵從“以職業(yè)技能和道德培養(yǎng)為目標(biāo)”“以就業(yè)為導(dǎo)向”“適應(yīng)社會需求”等科學(xué)理念。課程設(shè)計理念為注重專業(yè)基礎(chǔ)素質(zhì)教育、工學(xué)結(jié)合設(shè)計理論教學(xué)情境、任務(wù)驅(qū)動法訓(xùn)練操作能力、培養(yǎng)創(chuàng)新精神。

通過課程學(xué)習(xí)讓學(xué)生具備兩種基本能力：一是專業(yè)知識能力，二是職業(yè)綜合能力。專業(yè)知識能力首先是電氣控制方面，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行常規(guī)電氣控制線路設(shè)備選型和原理設(shè)計的能力;其次是培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行常規(guī)電氣控制線路安裝接線、調(diào)試運行和故障處理的能力;最后是PLC方面，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)硬件選型和程序編制的能力和進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)安裝接線、調(diào)試運行和故障處理的能力。職業(yè)綜合能力培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識解決復(fù)雜工程問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范作業(yè)和安全生產(chǎn)的能力，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊意識和合作精神。

二、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

（一）課程設(shè)計的思路

第一步：根據(jù)職業(yè)技能選擇典型的工作任務(wù)

分析企業(yè)相關(guān)崗位的工作任務(wù)和具體工作內(nèi)容，提出本專業(yè)課程所對應(yīng)的專業(yè)崗位需要完成的工作任務(wù)。根據(jù)課程內(nèi)容分成了八個典型工作任務(wù)。具體工作任務(wù)如下：

工作任務(wù)一：三相異步電動機(jī)Y-Δ降壓起動控制線路安裝

工作任務(wù)二：工作臺自動往返的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計

工作任務(wù)三：三臺電動機(jī)順序啟動逆序停止控制系統(tǒng)設(shè)計

工作任務(wù)四：水電站報警鈴控制系統(tǒng)設(shè)計

工作任務(wù)五：十字路口交通燈PLC控制電路設(shè)計

工作任務(wù)六：水電站自動控制門系統(tǒng)設(shè)計

工作任務(wù)七：PLC控制水塔水位自動運行系統(tǒng)設(shè)計

工作任務(wù)八：PLC 控制變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計

按照原來的教學(xué)內(nèi)容分配，總共有十個學(xué)習(xí)情境，按照工作過程系統(tǒng)化原理具體可細(xì)化為圖1工作任務(wù)：

第二步： ?以工程實例為載體進(jìn)行課程開發(fā)

課程設(shè)計依據(jù)職業(yè)技能崗位選取典型工作任務(wù)，以某蓄能電廠設(shè)備實際工作過程為載體進(jìn)行課程開發(fā)，基于人的職業(yè)發(fā)展規(guī)律進(jìn)行課程設(shè)計，始終將“理論實踐一體化”的教學(xué)理念融入課程設(shè)計，充分體現(xiàn)教學(xué)過程的職業(yè)性、實踐性和開放性，培養(yǎng)學(xué)生的綜合職業(yè)能力及職業(yè)發(fā)展所需要的良好道德素養(yǎng)。（見下表）

第三步： 基于工作過程進(jìn)行課程設(shè)計

工作過程系統(tǒng)化課程設(shè)計，在課程整體結(jié)構(gòu)中以實際應(yīng)用為根本，形成結(jié)構(gòu)導(dǎo)向的課程理論與開發(fā)范式。針對課程建立一套具有可操作性的建設(shè)和實施方案，以有效激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動力。工作過程系統(tǒng)化教學(xué)過程轉(zhuǎn)化為工作過程，系統(tǒng)的教學(xué)過程包括六個步驟：資訊、決策、計劃、實施、檢查、評價。資訊包括讓學(xué)生了解本專業(yè)本課程最新的行業(yè)信息，決策是讓學(xué)生了解行業(yè)信息后根據(jù)課程任務(wù)選擇合適的工藝和方法，計劃就是按照選擇的工作和方法進(jìn)行具體的方案制作，實施就是按照方案進(jìn)行執(zhí)行，檢查就是對執(zhí)行的結(jié)果進(jìn)行反復(fù)的驗證，最后是對結(jié)果進(jìn)行評價考核，總體培養(yǎng)學(xué)生具備專業(yè)能力、方法能力和社會能力的綜合素質(zhì)。

三、教學(xué)方法和手段

課堂教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生、提高學(xué)生綜合職業(yè)素質(zhì)的主要陣地，教學(xué)方法是教師和學(xué)生為了達(dá)到共同的教學(xué)目標(biāo)，完成共同的教學(xué)任務(wù)，在教學(xué)過程中使用的一種方法和手段。在課程的教學(xué)過程中有很多的教學(xué)方法，在本課程主要采用的是情境教學(xué)法、四階段任務(wù)訓(xùn)練法、案例法等。本課程主要采用四階段任務(wù)訓(xùn)練法和情境教學(xué)法多種教學(xué)方法的結(jié)合。四階段教學(xué)法產(chǎn)生于美國。在美國的崗位培訓(xùn)中，主要是以“示范模仿”使學(xué)生掌握相關(guān)的核心技能以及崗位工作能力的教學(xué)方法。四階段教學(xué)法在美國的教學(xué)中是把課程教學(xué)劃分為準(zhǔn)備、教師示范、學(xué)員模仿和總結(jié)練習(xí)四個階段，通過四個階段的教學(xué)讓學(xué)生掌握基本的技能。我們把四階段教學(xué)法進(jìn)行改良應(yīng)用，即把教學(xué)過程結(jié)合情境教學(xué)、案例教學(xué)等教學(xué)方法分為任務(wù)分析、制定計劃、實施任務(wù)和考核評價四個階段的培訓(xùn)方法。在四階段任務(wù)訓(xùn)練法里面根據(jù)實際案例又穿插有多種教學(xué)方法。具體的教學(xué)過程如圖2所示：

四、課程考核方式

課程的學(xué)習(xí)結(jié)果很多是通過考核來體現(xiàn)學(xué)習(xí)的掌握程度，考核在教學(xué)中起到舉足輕重的作用，考核的方法和形式也是多種多樣。很多課程通過考核來促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)也有導(dǎo)向作用。本課程包括了理論和實驗部分，理論與實踐并重?？己朔绞揭渤浞煮w現(xiàn)了這個原則。期末考核評價方案多元化，分別從理論知識水平、技能操作水平、溝通交流能力、個人道德修養(yǎng)、個人平時成績等多方面進(jìn)行評定。理論知識水平采用傳統(tǒng)的筆試形式進(jìn)行，技能操作水平考核采用現(xiàn)場實操考核，溝通交流能力采用學(xué)期總結(jié)及面試答辯的方式進(jìn)行，平時成績由所任課老師按照評價內(nèi)容對每一位學(xué)生進(jìn)行評價，然后取平均分。本課程總成績=平時成績（20分）+期末筆試（30分）+實驗成績（50分）;實驗成績=實驗過程（30分）+實驗成果（20分）。具體如圖3所示：

五、存在的問題

通過工作過程系統(tǒng)化方法的教學(xué)跟其他方法進(jìn)行比較也發(fā)現(xiàn)了在實施過程中也存在一些問題。如工作工程化教學(xué)需要的實驗設(shè)備以及實驗場地是比傳統(tǒng)的教學(xué)要求更高，在教學(xué)資源上也遠(yuǎn)沒有傳統(tǒng)的課程資源豐富。最為明顯的缺陷是缺少工作過程化的配套教材，現(xiàn)在大多數(shù)還是傳統(tǒng)的教材，在教材的研究上還有很多的空間。另外，傳統(tǒng)的實驗大多數(shù)是以驗證性為主，工作過程化教學(xué)要結(jié)合崗位技能，以實際操作為主，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)方法為實現(xiàn)實訓(xùn)工作過程與企業(yè)生產(chǎn)過程對接的任務(wù)教學(xué)方法。

參考文獻(xiàn)：

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[3]姜大源.結(jié)構(gòu)問題是一個課程開發(fā)的關(guān)鍵[N].中國教育報，2016-08-23.

編輯 陳鮮艷