“崗課賽證”視域下高職PLC控制技術(shù)課程改革實踐研究

高莉莉

(湖南石油化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖南 岳陽 414000)

0 引言

課堂的教學(xué)質(zhì)量往往決定著培養(yǎng)對象的技能水平及就業(yè)力。2022年10月17日,習(xí)近平總書記在參加黨的二十大廣西代表團討論時提到“不能瞧不起產(chǎn)業(yè)工人。我們建設(shè)現(xiàn)代化,就要抓制造業(yè),搞實體經(jīng)濟。一定要轉(zhuǎn)變觀念,大力培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)工人。”在《關(guān)于深化現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設(shè)改革的意見》等一系列文件中也提出了深化產(chǎn)教融合,積極探索“崗課賽證”融合的課程改革方向[1]。PLC控制技術(shù)作為高職電氣自動化技術(shù)專業(yè)的一門重要支撐課程,教師的教學(xué)理念及方式,很大程度上影響著專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量[2]。

1 現(xiàn)階段課程教學(xué)痛點

雖然現(xiàn)階段對PLC控制技術(shù)課程改革實施方案有較多的案例,但綜合分析,大多實施課改后的課程仍然存在以下缺陷:

1)教學(xué)中采用的項目雖來自企業(yè),但都是對企業(yè)真實案例經(jīng)過加工得到的,與生產(chǎn)崗位的實際要求有一定的出入,并未真正做到“崗課直通”。

2)競賽往往針對的是小部分精英團體,競賽標(biāo)準及內(nèi)容也很少在日常課程教學(xué)實施中得到體現(xiàn),大部分的課程教學(xué)沒有真正達到“以賽促教”的目的,違背了競賽開展的初衷[3]。

3)目前課程的教學(xué)內(nèi)容大多與各類職業(yè)資格取證沒有直接關(guān)聯(lián),并沒有達到“課證融合”的效果,學(xué)生取證前仍需花大量的時間用于復(fù)習(xí),不利于學(xué)生后續(xù)就業(yè)。

4)目前課程教學(xué)的內(nèi)容及結(jié)構(gòu)設(shè)置,對啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新性思維及發(fā)散性思維作用不明顯,不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

5)考核形式單一,教學(xué)團隊主要由專業(yè)組教師和實訓(xùn)教師組成,在教學(xué)過程、評價過程當(dāng)中企業(yè)師傅參與的較少。

6)課程思政內(nèi)容設(shè)計生硬,發(fā)揮價值引領(lǐng)的作用不強。

2 “崗課賽證”課程改革方案

2.1 課程教學(xué)內(nèi)容

課程教學(xué)團隊對本課程的改革,是依據(jù)“以崗定課、以賽促課、以證優(yōu)課、以創(chuàng)提課”的思路來實施的。將原有學(xué)科性教學(xué)內(nèi)容變更為煉化企業(yè)生產(chǎn)裝置中用PLC與變頻及監(jiān)控技術(shù),實現(xiàn)油品調(diào)和罐多種電氣控制方式的崗位任務(wù)。按照專業(yè)人才培養(yǎng)方案中“電控系統(tǒng)及電氣設(shè)備設(shè)計、安裝、調(diào)試”的崗位要求及課程標(biāo)準,對接全國職業(yè)院校技能競賽“現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試”賽項標(biāo)準,結(jié)合湖南石油化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院的職業(yè)資格證書內(nèi)容和“1+X”證書考核需求,融入大學(xué)生“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)規(guī)劃大賽內(nèi)容,重構(gòu)了“崗賽證創(chuàng)”融通的課程知識體系。根據(jù)電控系統(tǒng)功能的復(fù)雜程度,課程從易到難設(shè)計成4個教學(xué)模塊。按照電控系統(tǒng)設(shè)計過程,每個模塊由實現(xiàn)不同功能的若干個項目構(gòu)成,每個項目又分解為若干個子任務(wù)。每個模塊均為一個完整的設(shè)計系統(tǒng),模塊的設(shè)計均用實訓(xùn)設(shè)備進行裝調(diào)驗證。

思政課程結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖1所示。團隊教師通過引導(dǎo)學(xué)生從“樂學(xué)”“會學(xué)”到“善學(xué)”“活學(xué)”,思想上讓學(xué)生從“敬業(yè)”“勤業(yè)”向“精業(yè)”“樂業(yè)”逐步升華,有效培養(yǎng)石化行業(yè)“三質(zhì)”人才[4]。

圖1 融入思政的課程結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.2 根據(jù)學(xué)生差異因材施教

教學(xué)團隊依據(jù)不同學(xué)生的前期基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)態(tài)度及學(xué)習(xí)能力,構(gòu)建學(xué)情分析模型。通過模型精準分析學(xué)生類型,個性化制定學(xué)習(xí)目標(biāo),做到“因材施教”。通過每個學(xué)生課前課后學(xué)習(xí)標(biāo)簽的動態(tài)變化,掌握每次課程的教學(xué)效果,通過大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析學(xué)生在每個階段的成長度(知識、能力和創(chuàng)新思維)和學(xué)習(xí)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變度,精準了解每個學(xué)生能力的提升情況及學(xué)習(xí)過程中的短板。

2.3 分析職業(yè)能力,確定目標(biāo)及重難點

依據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案及課程標(biāo)準,湖南石油化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣自動化技術(shù)專業(yè)開展了關(guān)于自動控制系統(tǒng)生產(chǎn)、質(zhì)檢和技術(shù)管理崗位所對應(yīng)的課程。本課程對應(yīng)的職業(yè)能力為PLC、MCGS、變頻器控制電路設(shè)計、生產(chǎn)、質(zhì)量檢測、技術(shù)改造與管理、發(fā)現(xiàn)—分析—解決問題、信息采集與處理能力和知識遷移,教師以此為標(biāo)準,確定了本次課程素質(zhì)、知識及技能三位一體的教學(xué)目標(biāo)與重點,依據(jù)學(xué)情分析,確定課程難點。

2.4 創(chuàng)設(shè)“三六”策略,“四學(xué)”融入過程

本課程部分實訓(xùn)內(nèi)容選取企業(yè)車間為教學(xué)培訓(xùn)基地,有效解決學(xué)生認知工作崗位不足等問題,以達成教學(xué)目標(biāo)。

線上線下并行,聚焦師生互動。根據(jù)項目式教學(xué)的需要,每項任務(wù)實施均采用線上線下混合式教學(xué)方法,設(shè)計了課前、課中、課后三階段,構(gòu)建了“備、析、悟、練、評、拓”的六步教學(xué)法,引導(dǎo)學(xué)生從“樂學(xué)”“會學(xué)”到“善學(xué)”“活學(xué)”,有效提升了教學(xué)效果[5]。

完善信息建設(shè),豐富數(shù)字資源。為有效支撐教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,團隊教師設(shè)計了“一裝置二資源三課堂”的課程教學(xué)資源。通過精選規(guī)劃教材、活頁式教材,運用云端課堂、仿真課堂和真實課堂結(jié)合,將GX WORKS2軟件、課件PPT、油品調(diào)和罐工作過程視頻、安全用電動畫、易燃易爆生產(chǎn)現(xiàn)場安全事故動畫、在線測試考核評價等用到教學(xué)中,學(xué)生不僅學(xué)到了理論技能知識,還能置身于真實的工作崗位環(huán)境。

3 課程改革實踐研究

湖南石油化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣自動化技術(shù)專業(yè)為石化裝備技術(shù)專業(yè)群重點建設(shè)專業(yè),教育部首批現(xiàn)代學(xué)徒制試點專業(yè),中央財政支持重點建設(shè)專業(yè)。PLC控制技術(shù)為該專業(yè)核心課程。重構(gòu)后的課程案例均來源于煉化企業(yè)實際工程案例,此課程依據(jù)“崗賽證創(chuàng)”融通的理念進行了重構(gòu)[6]。

3.1 對標(biāo)職業(yè)能力發(fā)展,實施“雙師”共育

現(xiàn)代學(xué)徒制的教學(xué)模式即學(xué)生進校變?yōu)閷W(xué)徒與學(xué)生“雙身份”,由校內(nèi)專業(yè)教師與企業(yè)師傅共同培養(yǎng)。PLC控制技術(shù)課程按照“以崗定課”的思路,實現(xiàn)課程教學(xué)內(nèi)容與崗位核心能力的無縫對接,結(jié)合車間崗位對學(xué)生素質(zhì)、知識和能力的要求,課程教學(xué)團隊與合作企業(yè)通過校企雙方多次研討,在教學(xué)設(shè)計上努力做到了“課崗對接”。

3.2 競賽標(biāo)準融入教學(xué),實現(xiàn)了賽教融合

按照“以賽促課”的思路,教師在優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)的同時,將全國職業(yè)院校技能競賽“現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試”賽項標(biāo)準融入課程教學(xué)。在電氣自動化技術(shù)專業(yè)“賽教融合”人才培養(yǎng)體系的背景下,通過電氣制圖規(guī)范、用電操作安全性的考核,使用耗材節(jié)約型意識的培養(yǎng),除重視學(xué)生的技能提升外,更注重將學(xué)生工匠精神培養(yǎng)、職業(yè)素養(yǎng)和技能的提高放到同等高度來實施。探索并實踐基于“賽教融合”來提升學(xué)生拔尖創(chuàng)新能力的教學(xué)改革。

3.3 對標(biāo)“X”證書內(nèi)容,教學(xué)同步滿足取證需求

按照“以證優(yōu)課”的思路,通過對可編程控制器系統(tǒng)編程證書考核知識點在課程內(nèi)容中的分解,在課程學(xué)習(xí)完成后,學(xué)生應(yīng)具備技能證書考核中速度控制系統(tǒng)(變頻器)的方案設(shè)計、設(shè)備選型、電氣圖繪制、參數(shù)配置、程序設(shè)計及綜合聯(lián)調(diào)等能力,從而為學(xué)生結(jié)課后取證搭建了良好平臺。

3.4 對接崗位技術(shù)升級,創(chuàng)新驅(qū)動技術(shù)成果轉(zhuǎn)化

按照“以創(chuàng)提課”的思路,整門課程劃分為兩個階段:基礎(chǔ)能力訓(xùn)練階段通過“簡單控制系統(tǒng)”“多模式控制系統(tǒng)”項目培養(yǎng)學(xué)生對PLC單機邏輯控制的能力。在授課過程中引入發(fā)散思維、逆向思維、頭腦風(fēng)暴等創(chuàng)新思維方法,引導(dǎo)學(xué)生采用多種方案設(shè)計,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力;提高能力訓(xùn)練階段依托“多模式節(jié)能控制系統(tǒng)”“多模式多臺PLC控制系統(tǒng)”項目,使學(xué)生具備變頻控制和PLC網(wǎng)絡(luò)組建與通訊能力。尊重學(xué)生標(biāo)新立異的想法,讓學(xué)生從求異、多端、逆向、發(fā)散思維向創(chuàng)新思維推進,由此培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)創(chuàng)新能力。

3.5 “四業(yè)”分層遞進,“匠心”鑄魂育人

石化的“勞模精神”及“三老四嚴”的工作作風(fēng)代代相傳,深入人心。在深厚行業(yè)文化底蘊背景影響下,專業(yè)人才培養(yǎng)方案提出了培養(yǎng)具有“人文品質(zhì)、石化特質(zhì)、勞模潛質(zhì)”石化行業(yè)“三質(zhì)”人才的高素質(zhì)技術(shù)技能人才要求。

本課程思政路線從石化工匠入手,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容確定了“敬業(yè)”“勤業(yè)”“精業(yè)”“樂業(yè)”思想提升路線。在PLC單機簡單控制學(xué)習(xí)階段,從入門便有敬業(yè)之心,掌握相關(guān)基礎(chǔ)后再有勤業(yè)之行,學(xué)生只有通過勤奮好學(xué),才有精業(yè)之能,對基本控制功能的油品調(diào)和罐進行變頻節(jié)能設(shè)計,對多臺PLC聯(lián)合通訊控制。學(xué)生在學(xué)習(xí)難度不斷加深的過程中,切身感受石化工匠成長路徑,最終實現(xiàn)匠心圓夢,將樂業(yè)作為一生的追求。

3.6 課程與時俱進,緊跟行業(yè)步伐

石化生產(chǎn)具有高溫、高壓、高腐蝕的“三高”特點,設(shè)備流程處理復(fù)雜且分布較廣。在岳陽市大力推進的“12+1”節(jié)能環(huán)保和石油化工裝備產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)過程中,石化企業(yè)采用“人工智能+智慧運維”方式,提高設(shè)備監(jiān)控的準確度和人員安全性的現(xiàn)代化監(jiān)控手段已在產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)逐步興起。本課程將可視化監(jiān)控和智能化的運維方式放在模塊四的學(xué)習(xí)中,利用“仿真課堂”實現(xiàn)煉油生產(chǎn)裝置現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集與遠程傳送,通過系統(tǒng)模型構(gòu)建與故障預(yù)判,集中實施控制與處理,解決因監(jiān)控對象地理位置分布廣產(chǎn)生監(jiān)測運維困難的問題。通過新技術(shù)與課程內(nèi)容的融合,實現(xiàn)教學(xué)與業(yè)態(tài)同步發(fā)展,較好的保證了教學(xué)內(nèi)容與時俱進。

3.7 構(gòu)建了多元評價,探索增值考核

課前,團隊教師利用“學(xué)銀在線”云端課堂,根據(jù)學(xué)生知識、實踐技能和學(xué)習(xí)特點進行分析,對學(xué)生實施分層分類定級,對課前學(xué)生學(xué)習(xí)能力、態(tài)度預(yù)判;課中,教師將授課內(nèi)容根據(jù)難易程度分為ABC三個等級,層層遞進;課后,教師通過課前及課中的學(xué)習(xí)考核數(shù)據(jù)和云端平臺記錄的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù),對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進行大數(shù)據(jù)統(tǒng)計。通過與課前的對比,分析每個學(xué)生在每項學(xué)習(xí)任務(wù)中的成長度,總結(jié)出當(dāng)次課程的教學(xué)策略是否適用于大多數(shù)學(xué)生,從而建立課后補充教學(xué)反饋機制。課前、課后多維度學(xué)習(xí)效果對比如圖2所示。

圖2 課前、課后多維度學(xué)習(xí)效果比對注:此部分數(shù)據(jù)通過“學(xué)銀在線”平臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計計算后獲得

4 實踐效果評價

4.1 學(xué)生綜合能力顯著提高

與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比,云端課堂方便學(xué)生隨時隨地學(xué)習(xí)新知識,線上檢測學(xué)習(xí)效果,有效增加學(xué)生學(xué)習(xí)靈活性;仿真課堂有效快速驗證設(shè)計的科學(xué)性及可行性,有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率;真實課堂將企業(yè)真實任務(wù)及工作環(huán)境呈現(xiàn)于學(xué)生面前,任務(wù)要求符合崗位實際工作標(biāo)準,有效提升學(xué)生崗位適應(yīng)性。

4.2 學(xué)生創(chuàng)新意識顯著增強

通過岳陽市大力推進的節(jié)能環(huán)保和石油化工裝備產(chǎn)業(yè)鏈中,將石化企業(yè)新興的“智慧運維”新方式、新技術(shù)融入課程,保證了教學(xué)內(nèi)容與時俱進。有效激發(fā)了學(xué)生在導(dǎo)師指導(dǎo)下參與企業(yè)技改,協(xié)助導(dǎo)師完成各類橫向項目的熱情和動力,也為學(xué)生參加各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽打下基礎(chǔ),通過“專創(chuàng)融合”,學(xué)生創(chuàng)新意識顯著增強。

5 展望

5.1 進一步升級數(shù)字資源,引入VR沉浸式實訓(xùn)系統(tǒng)

本項目以煉化企業(yè)油品調(diào)和罐為載體,生產(chǎn)現(xiàn)場為易燃易爆危險環(huán)境,學(xué)生從事工種為特種作業(yè)。雖然目前教學(xué)可以使用虛擬仿真平臺來進行設(shè)計成果驗證,但虛擬仿真平臺無法再現(xiàn)真實現(xiàn)場環(huán)境,化工生產(chǎn)現(xiàn)場又無法讓學(xué)生直接動手調(diào)試。因此,團隊教師下一步計劃引進VR沉浸式實訓(xùn)系統(tǒng),開發(fā)再現(xiàn)崗位內(nèi)容理、虛、實一體化教學(xué)平臺,采用三維視景仿真技術(shù)再現(xiàn)電控系統(tǒng)裝調(diào)全過程。

5.2 進一步完善增值評價,充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)平臺作用

增值評價對于數(shù)據(jù)采集和統(tǒng)計方法有較高的要求,教師擬計劃進一步細化課程增值評價指標(biāo),完善綜合評價模型,充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)平臺在不同時期的數(shù)據(jù)存儲及比對優(yōu)勢,在減少教師人工統(tǒng)計工作量的前提下,通過指標(biāo)細化后的大數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析,達到科學(xué)診斷學(xué)生學(xué)業(yè)成績的變化成因,反思并改進教學(xué)策略。