基于培养学生综合职业能力的高职院校PLC课程实践教学改革研究

2014-09-12肖春芳

科技视界 2014年15期

【摘要】本文以培养学生综合职业能力为目标，依据岗位（群）能力要求，校企合作共同制定PLC实践教学课程标准，科学的创新实践教学模式，构建认知领域、能力领域和职业素质领域相融合的多元化实践教学评价体系。与国内同类PLC实践课程相比，在职业意识的培养与职业能力的训练上有所突破，对学生的技能训练注重实战性、有效性；知识的传授方法上有新的突破，在教学中取得了较好的成效。

【关键词】综合职业能力；PLC实践教学内容；教学模式；评价标准

PLC由于具有各种工业自动化控制所必需的高可靠性、配置可扩展的灵活性等特点，且具有编程、使用维护方便等优点。PLC技术在工业自动化控制的各个领域得到广泛应用，代表着控制技术的发展方向。长株潭两型实验区、航空工业、空军装备修理系统的企业每年需要大量具有具备PLC应用的编程设计、安装、调试及PLC技术改造的高技能专门人才。为适应行业企业发展需要及长株潭两型实验区发展的需要，必须培养学生具备PLC应用的编程设计、安装、调试及PLC技术改造的职业能力，培养良好的职业习惯与职业素养的综合职业能力。

1PLC实践教学内容的针对性与适用性改革

根据企业行业专家提炼的岗位知、能、素，以突出职业能力为主线，考虑学生可持续发展，“教、学、做”结合，理论与实践一体化原则，将PLC每个实践教学阶段的教学内容与工作任务、项目载体、能力目标等整合如下。[１]

PLC实践教学内容以S7-200 PLC为例，引入工业现场实例为项目载体，考虑由浅入深，由简单到复杂的原则分成三个层次：基本技能训练、工程项目训练、专业综合训练。完整地让学习者掌握PLC的基本知识、编程软件及仿真软件使用、基本指令的应用、步进程序的应用、功能指令的应用、特殊模块的应用、以及程序调试、系。

PLC课程的课内实践主要针对学生的基本技能培养，不同于传统的PLC课程实验内容。传统的PLC课程实验单独设立、内容主要以PLC的常用指令练习为主，内容单一，缺乏实际的工业现场的项目载体、工作任务。在PLC实践教学中，根据实践教学内容适用的生产岗位，考虑实践教学内容针对的知识点、工作任务和针对的岗位能力，分解为四个实践教学项目。

把每个项目的实践内容融合到PLC理实一体化的教学实践环节。采用电动机的PLC控制系统设计、安装与调试，灯光系统的PLC控制系统设计、安装与调试，机电一体化设备的PLC控制系统设计、安装与调试，恒压供水系统的设计、安装与调试四个工程项目作为课内实践训练的内容。在这四个工程项目中，主要完成常用指令编写控制程序，及常用指令综合应用的强化训练。

经过PLC课内实践后，学生掌握了一定的PLC编程技巧，但是还缺乏综合运用所学知识解决实际问题的能力。为了提高学生自行在PLC实训台上安装、调试，密切知与做、动脑与动手之间的关系，强化实践教学，使学生获得工程实践的体验和训练的能力，在完成PLC课内实践后，需进行PLC课程实训和专业综合实训。①在PLC课程实训中，采用“天煌THPFSM-1可编程控制实训装置”，在该装置上可直观地进行PLC的基本指令练习、多个PLC实际应用的模拟及实物控制。我们自主开发了CA6140卧式车床、X62W卧式万能铣床、T68型卧式镗床、M7120平面磨床的电器控制线路板各10块，学生可以按照PLC控制的要求，完成机床电器控制电路的功能分析，PLC对机床控制电器电路的改造，改造内容包括PLC外部电路图的绘制及接线、PLC程序的编写、PLC的控制调试。提高了学生综合运用所学知识解决实际问题、整体设计、改造实际工程项目的能力，保证了PLC实践教学内容的针对性与适用性。②在专业综合实训中，结合机电一体化专业的特点，采用产学研结合的专业综合教学模式。由于平时学习的《液压与气动系统安装、调试与检修》、《机床电器系统安装、调试与检修》等控制技术课程都是独立的，学生不能把它们系统的联系分析。为了提高学生的专业综合技能，在专业综合实训中采用“机床的液压气动系统设计、电器系统设计及PLC调试”控制项目，综合运用了PLC控制技术、液压与气动控制技术、电机与电器控制等控制技术，完成了对机床的控制系统的设计。成立PLC兴趣团队，让学生参与传统机电一体化设备的技术改造，参与教师主持的省级、院级横向科研课题。从而提高了机电一体化专业的学生复杂工程实践问题的解决能力和学生综合运用所学知识解决实际工程实践问题的能力。

２PLC实践教学模式的改革

根据我院机电一体化专业的方向定位，人才培养目标以及教学标准，PLC实践教学采用由浅入深，由简单到复杂的原则，从基本技能训练——工程项目训练——专业综合训练三个实践教学层次，每个层次采用不同的教学方法

1）“教、学、做”一体化的基本技能训练教学模式

第一个层次的PLC课内实践，基于《PLC应用技术》在机电类专业知识、能力构筑中的核心位置及PLC应用技术实践性强的特点，突出应用能力和综合素质能力的培养，采用来自企业的真实工程项目，实施“教、学、做”一体化的教学模式。

以“电动机的Y/△降压启动的PLC控制”任务为例。

（1）学生知道任务要求。在任务导入、任务分析阶段，老师提出任务要求，引导学生明确需要完成的任务是电动机Y/△降压启动的PLC控制。老师跟学生一起进行任务分析。即老师分析电动机Y/△降压启动的基本知识点：PLC Y/△降压启动的控制系统接线方法、三种定时器指令的使用。

（2）学生知道怎么完成工作任务。老师示范该任务的实施过程，演示输入PLC I/O端子的地址分配， PLC控制系统的外部硬件电路的接线，写出控制的顺序功能图，接着编写电动机Y/△降压启动的PLC控制程序，最后完成PLC程序的运行并调试。

（3）学生完成稍加修改的工作任务。老师对工作任务稍加修改，学生分组完成多台电动机的Y/△降压启动的PLC控制。从而强化了学生的基本技能训练，也培养了学生灵活运用知识、创新的能力。最后教师运用认知领域、能力领域和职业素质领域相融合的过程式考核评价方法，客观、准确、全面、动态的评价学生，对任务实施进行总结。

2）“工作过程六步法”的工程项目教学模式

第二个层次的PLC课程技能实训，所需时间为2周。根据实际工程项目，只给出控制要求，工作方案由学生自己设计，学生独立实施每个子任务的方案、计划。以“基于PLC的机械手控制系统设计”工程实训项目为例，对每一步骤进行讲解。

（1）搜集资讯，各项目小组的同学根据工程项目内容及控制要求，到学校的图书管资料室或者电子阅览室收集机械手控制的相关信息资料。

（2）制定方案、计划，学生根据收集到的信息资料，对工程实训项目分解为机械手硬件电路的设计、顺序工艺流程图的制定、PLC控制程序的编写以及PLC控制系统的调试运行等任务，并为每个任务制订了实现方案和时间节点计划，具体到每2次课需要完成的工作任务量和相应的考核标准。

（3）确定方案，指导老师深入指导学生活动的开展，参与学生的问题讨论，及时帮助解答学生的问题和纠正学生的错误，保证计划、方案的可行性以及合理性。

（4）实施项目，确定方案可行性后，实施阶段的主体是学生，学生独立实施每个子任务的方案、计划。教师作为陪伴者，帮助后进的学生，指导和示范项目的实施，规范学生的PLC实训职业素养，协调、引导、提高学生的综合职业素质。

（5）效果的检验，学生各小组成员对“基于PLC的机械手控制系统设计”工程实训项目进行调试，并检验机械手的动作过程是否符合控制要求。

（6）评价项目，学生完成自检后，可以提交PLC硬件电路的外部接线图、PLC程序梯形图等项目成果，同时进行成果展示，老师与其它小组成员根据评价标准对项目进行考核。最后老师对项目进行点评并总结，听取学生的反馈评价。通过开展“工作过程六步法”的工程项目实训教学模式，培养机电一体化专业的学生具有良好的综合职业能力，为今后胜任相关工作岗位及继续学习打下基础。

3）产学研结合的专业综合能力训练教学模式

第三层次的专业综合实训，时间为4周左右。我们结合机电一体化专业特点，采用产学研结合的专业综合教学模式。和企业人员提出“机床的液压气动系统设计、电器系统设计及PLC调试”实际工厂项目，并制定严格的项目考核标准，使本专业综合教学模式的“产、学、研”一体化成为现实。成立PLC兴趣团队，让学生参与传统机电一体化设备的技术改造，参与教师主持的省级、院级横向科研课题（例如“肖春芳副教授主持的省教育厅科研课题“基于S7-300的PLC在数控研齿机中的应用研究”）。

3PLC实践教学评价标准的改革

构建认知领域、能力领域和职业素质领域相融合的多元化的过程式考核评价方法，客观、准确、全面、动态的评价学生，同时培养学生的专业技能和职业素养。

对学生的评价，主要分“教、学、做”一体化的基本技能训练评价、课程实训评价和专业综合实训评价三个层次进行。在基本技能训练中，采用理论与实践一体化评价模式，不但考核理论知识（所占比例为30%）、动手实践能力（所占比例为40%）。同时把个人态度（所占比例为30%）也作为考核指标，即平时的出勤、问答等也占有一定的比例。在课程实训中，评分标准见表2所示。考评成绩由小组自评（所占比例为10%）、各小组之间互评（所占比例为30%）、教师考评（所占比例为60%），对在PLC实践和应用上，有应用创新的学生应予加分的鼓励，从而全面评价学生的PLC实践综合职业能力。在专业综合实训中，考评工作主要由企业人员和指导老师共同完成，主要考核学生的职业技能和职业素养。

４结束语

PLC实践教学是我院机电一体化专业实践教学的核心环节。实践课程教学应服务于机电一体化专业的培养目标和定位，坚持以职业能力培养为核心，依据岗位（群）能力要求，校企合作共同制定实践教学课程标准，科学的创新实践教学模式，构建认知领域、能力领域和职业素质领域相融合的多元化PLC实践课程考核体系，对培养机电一体化专业的学生具有良好的综合职业能力，为今后胜任相关工作岗位习打下基础十分关键。

对PLC实践教学进行了上述改革后，与国内同类课程相比，在职业意识的培养与职业能力的训练上有所突破，对学生的技能训练注重实战性、有效性；知识的传授方法上有新的突破，在教学中取得了较好的成效。

【参考文献】

［１］王猛.职业院校机电专业实践教学体系建设的实践与研究[J].中国职业技术教育,2012(14):19-23.

［２］王彰云.高职院校PLC课程实践教学改革研究[J].中国职业技术教育,2013(11):43-45.

［３］教育部关于推进高等职业教育改革创新引领职业教育科学发展的若干意见（教职成[2011]12号）[Z].

［４］张君霞,戴明宏.三步递进式PLC实践教学[J].中国职业技术教育,2010(26):45-47.

［５］余明辉.工程项目实践教学模式探索[J].番愚职业技术学报,2005(2).

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［８］王键.转方式,促融合,加快推进教育信息化发展[J].中国教育信息化,2012(11).

［９］刘洪宇.把课程建在互联网云平台空间的创新实践与推广意义[J].中国教育信息化,2012(9).

［１０］孙晓南.“工作室制”工学结合人才培养模式研究[J].中国成人教育,2010(6).