基于OBE理念的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用

哈爾濱石油學(xué)院 黑龍江 哈爾濱 150028

1 緒論

“中國(guó)制造2025”要求制造業(yè)信息化水平大幅提升，制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化需要取得全面進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)智能制造。成果導(dǎo)向教育OBE(Outcome Based Education)是一種以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的教育理念，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)目標(biāo)要以需求為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心，從學(xué)習(xí)的一開始就有明確目標(biāo)和預(yù)期表現(xiàn)，要求教師應(yīng)該善用示范、診斷、評(píng)價(jià)、反饋以及建設(shè)性介入等策略，來引導(dǎo)、協(xié)助學(xué)生達(dá)成預(yù)期成果，目前是工程專業(yè)認(rèn)證與新工科背景下一種較好的教育理念與方式。

可編程序控制PLC在自動(dòng)化和控制領(lǐng)域中的應(yīng)用及其廣泛，電氣類和機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)計(jì)劃中都包含此門課程，該課程的教學(xué)效果對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)至關(guān)重要，因此引起了各大高校的高度重視。作為機(jī)械工程和電氣工程學(xué)科的專業(yè)骨干課程，也是智能制造的核心基礎(chǔ)專業(yè)知識(shí)。目前以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)為代表的創(chuàng)新技術(shù)，對(duì)PLC技術(shù)人才提出了更高要求，迫切需要加快高等教育的改革創(chuàng)新。

2 現(xiàn)狀分析

從電氣設(shè)備與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行維護(hù)、技術(shù)革新與改造三方面對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力進(jìn)行培養(yǎng)，完全符合“新工科”背景下應(yīng)用型本科院校對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)。該課程在教學(xué)講解中僅停留在理論層面，與工程實(shí)際脫節(jié)，使學(xué)生的自主設(shè)計(jì)與實(shí)際工程問題的解決能力欠缺。

2006年，我國(guó)開始構(gòu)建一種以學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)的工程教育專業(yè)認(rèn)證體系。目前，許多高職院校已經(jīng)認(rèn)識(shí)到OBE教育對(duì)于專業(yè)學(xué)生職業(yè)發(fā)展和個(gè)人能力的提高具有較大幫助，引入了OBE理念并大力推進(jìn)教學(xué)改革，探索了適合學(xué)校和專業(yè)發(fā)展的教育目標(biāo)與核心能力并大力開展了課程改革。一些教育工作者提出了課程改革方案，例如專家李坤崇提出課程目標(biāo)單純且容易理解，以符合邏輯、科學(xué)和理性的方式設(shè)計(jì)課程內(nèi)容。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，許多高校的課程內(nèi)容很大程度上還是由選定的教材決定OBE理念如何融入課程建設(shè)仍然值得深思。

3 改革措施

本校以電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)為試點(diǎn)，以民辦高校自動(dòng)化類業(yè)核心課程機(jī)電設(shè)備PLC控制與調(diào)試課程為例，重點(diǎn)解決以下問題：如何制訂課程教學(xué)目標(biāo)及能力指標(biāo)，學(xué)生學(xué)完這門課程后如何評(píng)定；如何配套與課程建設(shè)的相關(guān)條件。

規(guī)范人機(jī)語言通信的技術(shù)和方法，確保語音識(shí)別、語音合成及其應(yīng)用的準(zhǔn)確性、一致性、高效性和可用性。智能語音標(biāo)準(zhǔn)包括語音設(shè)施設(shè)備、語音處理、語音識(shí)別、語音合成、語音接口五個(gè)部分。規(guī)定計(jì)算機(jī)及視覺感知設(shè)備對(duì)目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)、識(shí)別、跟蹤的技術(shù)要求，解決語音、手勢(shì)、體感、腦機(jī)等多模態(tài)交互的融合協(xié)調(diào)和高效應(yīng)用的問題，確保高可靠性和安全性交互模式。

互聯(lián)網(wǎng)+為主題的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目和智能制造競(jìng)賽要求以機(jī)電結(jié)合基礎(chǔ)，并需要物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等相關(guān)技術(shù)本?，F(xiàn)行的PLC教學(xué)體系與內(nèi)容相對(duì)于當(dāng)前智能制造知識(shí)體系要求已經(jīng)滯后。本校機(jī)械專業(yè)與電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)在不同的院系管理，競(jìng)賽學(xué)生的專業(yè)組織上出現(xiàn)“機(jī)不懂電，電不懂機(jī)”，只能依靠指導(dǎo)教師的專業(yè)知識(shí)能力或者院系專業(yè)之間的協(xié)調(diào)能力。備陳舊、利用率較低。近幾年P(guān)LC設(shè)備及其軟件產(chǎn)品已經(jīng)有了很大的變化，例如哈爾濱石油學(xué)院把三菱FR-FX1N調(diào)整為西門子S7-1200/1500，配套制造業(yè)信息化的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信產(chǎn)品及軟件更加豐富。

我學(xué)院自主建立了一套基于互聯(lián)網(wǎng)VPN技術(shù)的遠(yuǎn)程PLC實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，具有便變頻與伺服運(yùn)動(dòng)控制、通信、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云平臺(tái)虛擬服務(wù)器等應(yīng)用功能，采用攝像頭監(jiān)視實(shí)驗(yàn)平臺(tái)運(yùn)行狀況與實(shí)驗(yàn)記錄。部分學(xué)生經(jīng)過初期的學(xué)習(xí)后，通過團(tuán)隊(duì)合作、校企聯(lián)合培養(yǎng)、協(xié)同創(chuàng)新、等方法方式，對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能制造等相關(guān)知識(shí)展開進(jìn)一步的學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)者有更快的提高，使學(xué)習(xí)能力較弱者也得到知識(shí)提升。

線下資源不僅僅限于校內(nèi)，充分利用社會(huì)資源，主要包括實(shí)驗(yàn)室開放、專家講座、校企合作、產(chǎn)學(xué)研開發(fā)等多種形式。學(xué)生通過參加各種講座會(huì)議，學(xué)習(xí)電氣前沿技術(shù)，掌握電氣控制新動(dòng)態(tài)，開拓眼界；安排學(xué)生到行業(yè)一線參觀，實(shí)地學(xué)習(xí)PLC控制在工業(yè)生產(chǎn)線的應(yīng)用情況，促進(jìn)對(duì)課本知識(shí)的掌握比較好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性；吸引學(xué)生參與到教師科研課題中，提高學(xué)生工程應(yīng)用和解決問題能力；設(shè)置一定數(shù)量的開放實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生開放，學(xué)生課后時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室訓(xùn)練，消化分解課堂知識(shí)，延展項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)，利用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)。此外，指導(dǎo)學(xué)生以小組為單位參加大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、西門子可編程設(shè)計(jì)競(jìng)賽等學(xué)科競(jìng)賽，進(jìn)一步檢驗(yàn)和提高學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，并提高成果轉(zhuǎn)化意識(shí)，支持學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)業(yè)。

4 結(jié)語

階段的成果只作為改進(jìn)教學(xué)的依據(jù)，最終學(xué)習(xí)成果，既是OBE理念的終點(diǎn)，也是起點(diǎn)。以成果為導(dǎo)向，教師可以提高對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的期望，制定具有挑戰(zhàn)性的目標(biāo)，培養(yǎng)出服務(wù)社會(huì)、服務(wù)企業(yè)卓越專業(yè)人才。