PLC与电气控制技术工作过程化教学设计探索①

辛华健 李光平

[摘           要]  PLC与电气控制技术是电气自动化和自动化等专业的重要专业课程，是一门技术性和实践性很强的核心课程。使用工作过程的课程教法是以学生為主体，以工作过程为导向，结合任务训练和能力目标，实现技能与知识的融合。课程设计遵从“以职业技能和道德培养为目标”“以就业为导向”“适应社会需求”的科学理念。课程设计理念为注重专业基础素质教育、工学结合设计理论教学情境、任务驱动法训练操作能力、培养创新精神。

[关    键   词]  PLC与电气控制技术;工作过程;教学设计

[中图分类号]  G642              [文献标志码]  A            [文章编号]  2096-0603（2019）13-0074-02

PLC与电气控制技术是电气自动化和自动化等专业的重要专业课程，是一门技术性和实践性很强的核心课程，课程的总体要求是加强学生的PLC应用的意识，培养学生电气控制与PLC综合应用能力。另外通过本课程的学习，学生能够建立常规电气控制和PLC控制系统设计的完整概念，培养综合应用电气控制与PLC技术的能力。通过课程实践训练，培养学生根据生产实际的需要，设计较复杂的PLC控制系统等技术应用能力，对学生专业能力和职业素养的形成起重要的支撑作用。

一、课程设计目标

课程设计遵从“以职业技能和道德培养为目标”“以就业为导向”“适应社会需求”等科学理念。课程设计理念为注重专业基础素质教育、工学结合设计理论教学情境、任务驱动法训练操作能力、培养创新精神。

通过课程学习让学生具备两种基本能力：一是专业知识能力，二是职业综合能力。专业知识能力首先是电气控制方面，培养学生进行常规电气控制线路设备选型和原理设计的能力;其次是培养学生进行常规电气控制线路安装接线、调试运行和故障处理的能力;最后是PLC方面，培养学生进行PLC控制系统硬件选型和程序编制的能力和进行PLC控制系统安装接线、调试运行和故障处理的能力。职业综合能力培养学生运用所学知识解决复杂工程问题的能力，培养学生规范作业和安全生产的能力，培养学生的团队意识和合作精神。

二、教学内容设计

（一）课程设计的思路

第一步：根据职业技能选择典型的工作任务

分析企业相关岗位的工作任务和具体工作内容，提出本专业课程所对应的专业岗位需要完成的工作任务。根据课程内容分成了八个典型工作任务。具体工作任务如下：

工作任务一：三相异步电动机Y-Δ降压起动控制线路安装

工作任务二：工作台自动往返的PLC控制系统设计

工作任务三：三台电动机顺序启动逆序停止控制系统设计

工作任务四：水电站报警铃控制系统设计

工作任务五：十字路口交通灯PLC控制电路设计

工作任务六：水电站自动控制门系统设计

工作任务七：PLC控制水塔水位自动运行系统设计

工作任务八：PLC 控制变频调速系统设计

按照原来的教学内容分配，总共有十个学习情境，按照工作过程系统化原理具体可细化为图1工作任务：

第二步：  以工程实例为载体进行课程开发

课程设计依据职业技能岗位选取典型工作任务，以某蓄能电厂设备实际工作过程为载体进行课程开发，基于人的职业发展规律进行课程设计，始终将“理论实践一体化”的教学理念融入课程设计，充分体现教学过程的职业性、实践性和开放性，培养学生的综合职业能力及职业发展所需要的良好道德素养。（见下表）

第三步： 基于工作过程进行课程设计

工作过程系统化课程设计，在课程整体结构中以实际应用为根本，形成结构导向的课程理论与开发范式。针对课程建立一套具有可操作性的建设和实施方案，以有效激发学生自主学习的动力。工作过程系统化教学过程转化为工作过程，系统的教学过程包括六个步骤：资讯、决策、计划、实施、检查、评价。资讯包括让学生了解本专业本课程最新的行业信息，决策是让学生了解行业信息后根据课程任务选择合适的工艺和方法，计划就是按照选择的工作和方法进行具体的方案制作，实施就是按照方案进行执行，检查就是对执行的结果进行反复的验证，最后是对结果进行评价考核，总体培养学生具备专业能力、方法能力和社会能力的综合素质。

三、教学方法和手段

课堂教学是培养学生、提高学生综合职业素质的主要阵地，教学方法是教师和学生为了达到共同的教学目标，完成共同的教学任务，在教学过程中使用的一种方法和手段。在课程的教学过程中有很多的教学方法，在本课程主要采用的是情境教学法、四阶段任务训练法、案例法等。本课程主要采用四阶段任务训练法和情境教学法多种教学方法的结合。四阶段教学法产生于美国。在美国的岗位培训中，主要是以“示范模仿”使学生掌握相关的核心技能以及岗位工作能力的教学方法。四阶段教学法在美国的教学中是把课程教学划分为准备、教师示范、学员模仿和总结练习四个阶段，通过四个阶段的教学让学生掌握基本的技能。我们把四阶段教学法进行改良应用，即把教学过程结合情境教学、案例教学等教学方法分为任务分析、制定计划、实施任务和考核评价四个阶段的培训方法。在四阶段任务训练法里面根据实际案例又穿插有多种教学方法。具体的教学过程如图2所示：

四、课程考核方式

课程的学习结果很多是通过考核来体现学习的掌握程度，考核在教学中起到举足轻重的作用，考核的方法和形式也是多种多样。很多课程通过考核来促进学生的学习兴趣，对教学目标的实现也有导向作用。本课程包括了理论和实验部分，理论与实践并重。考核方式也充分体现了这个原则。期末考核评价方案多元化，分别从理论知识水平、技能操作水平、沟通交流能力、个人道德修养、个人平时成绩等多方面进行评定。理论知识水平采用传统的笔试形式进行，技能操作水平考核采用现场实操考核，沟通交流能力采用学期总结及面试答辩的方式进行，平时成绩由所任课老师按照评价内容对每一位学生进行评价，然后取平均分。本课程总成绩=平时成绩（20分）+期末笔试（30分）+实验成绩（50分）;实验成绩=实验过程（30分）+实验成果（20分）。具体如图3所示：

五、存在的问题

通过工作过程系统化方法的教学跟其他方法进行比较也发现了在实施过程中也存在一些问题。如工作工程化教学需要的实验设备以及实验场地是比传统的教学要求更高，在教学资源上也远没有传统的课程资源丰富。最为明显的缺陷是缺少工作过程化的配套教材，现在大多数还是传统的教材，在教材的研究上还有很多的空间。另外，传统的实验大多数是以验证性为主，工作过程化教学要结合岗位技能，以实际操作为主，转变传统的教学方法为实现实训工作过程与企业生产过程对接的任务教学方法。

参考文献：

[1]张莉莉.浅谈新理念下数学教学方法的实施[J].教育教学论坛，2010（1）.

[2]李斌.新课改下教师教学理念的转型[J].教育教学论坛， 2010（11）.

[3]姜大源.结构问题是一个课程开发的关键[N].中国教育报，2016-08-23.

编辑 陈鲜艳