开放式高职机电类课程改革初探——以《可编程控制器技术》为例

张墩利 周国栋

（湖南广播电视大学，湖南 长沙 41004）

一、引 言

随着市场经济的不断发展，高技能应用型人才的需求在不断增加，对人才水平的要求也在不断地提高。为了满足新形势的需求，教师们积极推动课程改革，寻求适应高职改革的教学模式，机电类专业的改革探索也在如火如荼地进行[1]。

可编程控制器技术 (以下简称PLC)已广泛应用于各控制领域，尤其是在工业生产过程控制中，它具有其它控制器无可比拟的优点：可靠性高、抗干扰能力强，在恶劣的生产环境里，仍然可以十分正常地工作。PLC是高职机电类专业的一门核心课程，旨在为机电工程企业的技术人员培养可编程控制器的改造、设计、装调所需要的专业能力。提高该课程的教学质量对提高机电类专业人才素质具有十分重要的意义。

二、机电技术人才的供需矛盾现状

近几年来，我国机电类专业技术人才十分紧缺。主要是由于机电产品外贸出口的发展、机电一体化技术在工业生产的应用中越来越多，要求越来越高。在人才缺口中，尤其以机电设备装调维修人员和机电设备售后服务人员最为突出，而这类人才的知识体系主要都是建立在以PLC为核心的基础之上，并且市场对此类人才的巨大需求缺口会在较长的一段时间内存在。

高职院校培养模式却不能很好地适应企业的需求，当前高职院校机电类专业大部分都开设了PLC这门课程，由于课时不足，教学内容只能以基础知识为主，对PLC综合运用的教学不足，导致学生解决较复杂的工程实际问题能力不足，更谈不上为企业进行创新和技改。目前大部分企业的做法是在高职学生中挑选成绩优异的进行一段时间的集中培训 (半年至一年左右)，才有可能使之成长为企业的技术骨干[2]。

三、PLC课程在实际教学中存在的问题

据调研统计，机电类的机电一体化技术、机械设计与制造、数控技术、电气自动化等专业都开设了PLC课程，学时大都在60课时左右，而教学效果是大部分学生只能记住一些概念和例题，其学习的目的最终演变成对付课程考试，不理解的知识在课程结束后很快就会忘记[3-4]。调查表明只有不高于20%学生能较好地理解课程学习内容并能运用于实践。

造成这种学生不感兴趣的局面，原因主要有以下几个方面：

首先，目前的可编程控制技术的实验装置大都是简易配置，只能满足简单的实验验证，与企业的生产线区别很大，学生们感受不到实际生产过程中千差万别的问题所带来的挑战性，慢慢便失去了探索的兴趣，即使勉强坚持，对PLC知识的理解往往过于片面。

其次，很多可编程控制技术教材，内容上都是介绍可编程元器件的结构、工作原理和单一的几个的实例，缺乏高品质的实践性教学案例，所谓高品质，是指具有趣味性，对于学习自觉性、主动性、钻研性不强的高职学生来说，教材内容缺乏吸引力，学生学习兴趣不高，预习和复习环节很难开展，教学过程主要依靠教师在仅有的课堂时间内进行讲解和操作。

再者，不同专业的PLC课程教学效果也存在差别。机电一体化专业的学生教学效果相对较好，数控技术和机械制造等专业的学生都认为这不是他们的专业课程，学习效果差。

四、目前教学中采用的应对策略

第一，针对不同的专业，PLC课程使用不同的教课方式和内容。机电一体化专业和电气自动化专业继续设置《可编程控制技术》课程，并增加实训周，以加强教学效果。数控专业则改为《数控机床的调整与维护》课程，将PLC内容贯穿其中。机械设计与制造专业采用《可编程控制技术实训》，案例式教学和项目驱动教学相结合。

第二，打破传统的学科体系和教学方法，重新选定教材，并且和自编讲义相结合。不同的教学内容，采用多种教学方法相结合。

首先是传统型教学部分，在可编程控制技术课程中，程序设计、工作原理及其抗干扰的技术部分，这样的内容理论性很强，需要仔细向同学们讲解清楚，我们继续采用传统的教学模式。

其次是演示型教学部分，也就是可编程控制器的使用及其内部结构，这样的内容选择在实验室教学。在课堂上教师一边讲解一边在试验台演示，采用这样的教学模式有利于让同学们对本课程有个感性认识。在入门阶段，根据实际情况选择三两个简单实验，仔细讲解，帮助学生的学习。

再次就是多媒体教学部分。这样的教学需要在多媒体教室进行，配备一台计算机和一台投影仪进行教学。因为实际上我们的学生不可能学习一部分内容就到工厂去看工业现场，这就需要我们使用多媒体教学手段模拟实际的工业控制系统。教师利用多媒体演示当今市场最流行最新型的产品外部结构图，达到“所见即所得”的效果，使学生有种身临其境的感觉，从而提高教学效率。这样就可以让我们的学生了解最前沿的内容，让他们学习的知识能够跟上新型设备的改进，保持超前性。简单的四个课时，就可以带领同学们从不同方面了解教学内容，这在传统的教授型的教学模式中是难以实现的。

最后就是开放式实验教学方法。我校的传统教学方法是，教师先讲解实验内容，然后学生使用相应的实验器材进行模仿。这样的方法培养出的学生不具备创新性及可持续发展的能力，所以我们在小范围需要采用开放式实验教学。在这样的方式下由学生自己选择实验课题和需要的实验设备，自己设计实验步骤、分析实验结果及数据。教师只是起到辅助作用，即帮助学生解决实验过程中遇到的困难。这样的实验教师只向学生提出实验任务和要求，主体部分都交由学生自己查资料准备，进而让学生发挥自己的创新能力。开放式实验教学对学生的综合能力要求很高，因为融合了本学科的知识技术和相关学科的内容，具有很大的思维活动空间。在这样的实验中，学生必须自己选实验课，自己配备实验仪器，自己确定实验原理和实验步骤，自己记录实验结果，并写出实验报告和实验分析。这样同学们既掌握了可编程控制器的基本操作技能，又具备了自我开发创作的潜能，为零距离上岗打下坚实的基础。

第三，培养特长生，根据湖南人才需求信息，为确保我们培养的学生能零距离上岗，我们从机电类专业的学生中找出对可编程控制技术课程热情高，学习比较扎实的同学，开设一个选修班，继续对本课程进行拓展提升，以适应社会的专业需求。在第三学期末学生自愿报名，教师对报名的学生进行初步考核，选取部分学生作为特长生进行培训。根据市场调研所得的可编程控制技术的岗位需求，学生自由选择岗位方向，利用我们的校企合作单位三一重工和中联重科等湖南的龙头企业的优势，把企业的可编程方面的技术员安排到我们课堂中串讲，再利用休息日或者寒暑假组织学生到企业进行顶岗实习，尽量培养优秀的可编程控制技术的专业人才。采用的教材是校企共同编制的讲义，在老师的指导下，学生更多地了解实际工作中需要的技术，提前具备解决实际工作岗位中临时遇到的一些故障的能力。培养的思路图如图1所示。

图1 特长生培养思路

五、对工科开放式高职教学改革的思考

虽然很多国内外示范性高校走在教学改革的前列，有很多值得学习的地方，但是不能一味的模仿，要根据自己学校的教学设施及我们的教学群体的现状，探索出适合我们的教学方法。所以我们在讲解书本知识的基础上，还采用基于工作过程的教学模式。在实践过程中为了解决实验教学环境和零距离感受工业现场的不足，我们采用多媒体教学，从而达到提高教学质量的目的。开放式实验教学也是我们教改的新方法，这样我们的学生综合素质会有很大的提升。

设计良好的学习氛围，积极引导并激发学生学习的热情，比如利用游戏式、案例式教学，让学生在探索中学习。

根据学生的个体差异，分组教学，布置不同的学习任务，选择班级特长生进行提高训练。

注重学生创新能力的提高及独自解决问题的能力，真正实现“学生为主体，教师为主导”的新型教学模式。这点主要体现在本课程程序设计部分即梯形图的画法。

注重学生自学能力的培养。尽量缩短教师的讲解部分，通过引导，让学生自主开发试验。采用标准的六部教学法，让学生独立完成实验的主体部分，进而激发学生的学习兴趣和创新能力。

目前为了培养出适应市场需求的人才，保证学生顺利上岗、提高学生的就业率，高等职业教育积极推行校企合作，采用工学交替的人才培养模式，发挥企业、学校资源共享的优势，尽可能培养出优质毕业生，并发挥专业特长生的高效作用。经过三年多的教学改革，机电三个班的毕业生上岗后的适应能力明显增加，三一重工、中联重科等用人单位的反馈很好。

[1]任志巍，方健.浅谈《PLC原理及应用》教学改革[J].吉林工程技术师范学院学报.2005(5):21-22.

[2]刘惠芬.高职院校 PLC课程教学改革探究 [J].科技资讯.2010(6):15-16.

[3]丁国香.浅谈《PLC原理及应用》实践教学岗位对接教改[J].科技广场.2007(12):42-43.

[4]闫丽华.《PLC》教学存在的问题和解决对策 [J].职教论坛.2004(17):62-63.