专业认证背景下电气控制与PLC课程持续改进与探究

2022-02-02杨燕欧阳名三周孟然陈静于水娟

科技资讯 2022年24期

杨燕欧阳名三周孟然陈静于水娟

(安徽理工大学安徽淮南 232001)

近年来，工程教育专业认证对高校的教育教学理念产生很大推动[1]，切实提高了我国工程人才培养质量，因此国内各高校以通过工程教育认证的专业数量作为学校专业实力水平的反映。笔者学院的自动化专业今年参加了工程教育专业认证，借此机会，将目前的课程培养体系进行了梳理整合，同时大力推进自动化专业的课程教育改革，面向产出加强课程教学的实践性环节，面向工程实际，以达到工程教育的人才培养目标[2]。

可编程控制器（PLC）是自动化核心专业课程之一，在当前工程教育专业认证背景下，根据专业论证的目标本科毕业生应该达到的12条能力要求，面向产出笔者从课程目标建立、教育教学改进、实验实训项目、评价体系支撑点、观测点及权重等各方面做了深入研究讨论，对PLC 课程教学模式进行持续改革与创新。

1 课程目标的修订——聚焦学生能力的培养与达成，强化课程的教学设计与质量评价

根据社会需求、学校定位确立培养目标，结合毕业要求建立课程体系、课程教学、考核评价，分别对毕业要求形成支撑、实现支撑、证明支撑，以达成毕业要求为导向建立人才培养体系。课程目标是课程的教育教学基础，通过设置清晰的课程目标明晰学生能力，支持相关毕业要求，体现解决复杂工程问题的能力。经过研讨修改过的课程目标更加细化具体，实践课程放在了更加重要的地位，对课程的评价体系更加全面和科学[3]。课程目标强调对PLC 基本原理、硬件组成的熟悉、常用指令系统的应用、梯形图设计方法的掌握、模拟量的运用以及网络通信方面应用。

表1反映的是课程具体教学目标与毕业要求的对应关系，可以看出面向产出设计课程目标能体现学生的学习所获，能支撑相关毕业要求，能引导课程的教与学。

表1 课程具体教学目标与毕业要求的对应关系

2 教育教学内容形式持续改进

2.1 教学内容革新——增加工程案例，以系统的眼光强化工程创新理念的培养

课堂教学是传授知识的主要方式，课堂上阐述基本原理，相对于传统教学增加很多实际的工程案例，结合实际应用，以S7-200 SMART 为例，讲述小型可编程控制器的构成、原理和指令系统，以及系统设置、调试和使用方法；同时强化学生在电气控制与PLC理论、思维方法的建立和应用，以工程项目形式做到理论联系实际，培养学生创新能力和积极向上的精神风貌[4]。

2.2 教学形式革新——测试、实验、项目、自评学等多种形式交互学习

（1）课堂教学讲授注意采用启发式教学，激励学生思考，利用投影、幻灯、录相片、多媒体课件等教学手段，强化讲课效果，同时经常有课堂测试、提问等互动了解学生掌握情况，也是平时分的一项考核标准。

（2）以实验课、课外作业、课程设计、实训等教学环节作为课程学习的补充，理论教学与实验训练结合，使学生在学好基本理论的基础上，结合生产实际设备情况，掌握PLC工作原理、使用、编程和安装，为正确设计和实际应用PLC 打下一定的基础，同时也培养学生的PLC 实训和应用程序开发能力，为今后从事PLC 控制系统的设计和设备运行维护奠定基础。

（3）增加学生自评学测评，自评学有课程目标相应知识点，学生按完成掌握情况自己打分，能和老师互动，知道哪里学生掌握好哪里有欠缺，及时调整做持续改进[5]。

表2是教学内容与课程目标的对应关系及学时分配，包含课程的主要教学任务，根据教学目标对应相应的知识点，体现对相关毕业要求或观测点的支撑作用，达到学生专业能力的培养，适应专业认证毕业要求达到的目标。

表2 教学内容与课程目标的对应关系及学时分配

3 实验实训实践环节——结合社会毕业需求设定项目实验

专业认证尤其强调能综合运用所学专业知识解决工程问题和进行创新性研究，这就越发凸显了实践环节的重要性。PLC课程这几年越来越加大实践性教学的力度[6]，配备了相应课程的课内实验和专门的实训课程，紧跟社会的需求安排了相应的项目内容，对课程的理解运用有着不可缺少替代的作用，也锻炼了团队协作能力，提升了专业综合素养。

具体安排了4 个课内实验，分别对课程由基础到编程、综合、设计由浅入深引入，让学生领会精髓要义。在大四的实训中增加了后续难些的课题比如通信、触摸屏练习、功能性指令练习、中断、子程序应用等项目，对后期的毕业设计打下良好和必要基础，学生反馈良好。

表3是课内实验安排，从基本的验证到综合训练，到设计简单的控制系统，由浅入深有基础到能力的培养过程，带来比较好的学习结果。

表3 课内实验安排表

4 考核与评价体系建立

4.1 课程评价数据合理性支撑关系

原先的课程考核基本是分数决定，专业论证要求由各方面举证课程目标达成的原因，具体见图1。

图1 课程评价数据合理性关系

由考核数据举证课程目标达成度，有课程目标达成度举证毕业要求有没有达到，形成有机闭环系统。在研讨中发现经常会出现课程评价数据合理性存在几个问题。

4.1.1 考核数据不支撑

课程目标设计合理，能力要求可衡量，但考核数据无法举证能力要求或是无法有效举证，这是课程硬伤和属于可改进的问题。

4.1.2 课程目标不合理

课程目标设计不合理，考核数据虽能反映课程的教学任务，体现学生能力，但与课程目标无法匹配，这需要改进课程目标。

4.1.3 支撑任务不合理

课程目标设计合理，考核数据能反映课程目标要求，但课程支撑的毕业要求不合理，导致评价结果无法举证毕业要求，这需要整体支撑任务。

4.2 考核环节、考核内容与评价细则及对教学目标的支撑

据此三者间的耦合关系，仔细设置了课程目标及毕业要求之间的对应关系表（见表1），并细化了相应数据支撑体系表（如表4 所示），可以很清楚表明课程完成度的各支撑点及各自权重[7]，也可以给课程目标设置相应权重，由原先的最终分数论细分为平时表现、测试、作业、考核等方面，这样结果更为科学全面，通过定性定量计算课程达成度评价也使老师了解学生哪里更需要加强提高[8]，对教师个人教学改进是个良好的促进完善，对教学团队的持续教学改革提供了很具体的方向内容[9]，学生同样也会清楚得分标准失分差在哪里，不会有异议。