晁曉圓 牛立軍 張 強(qiáng)

北京電子科技職業(yè)學(xué)院 北京 100176

高職PLC控制技術(shù)一體化教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施

晁曉圓 牛立軍 張 強(qiáng)

北京電子科技職業(yè)學(xué)院 北京 100176

PLC控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于社會各領(lǐng)域的自動控制環(huán)節(jié)，是高職機(jī)電專業(yè)學(xué)生必修的主干專業(yè)課程之一。依據(jù)企業(yè)及學(xué)生未來崗位需求設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)，重組課程內(nèi)容設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情境，基于工作過程設(shè)計(jì)教學(xué)方法，一體化教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施有助于提升學(xué)生綜合職業(yè)能力，應(yīng)大力探索與推廣。

一體化教學(xué) ；教學(xué)設(shè)計(jì)；綜合職業(yè)能力；六步教學(xué)法

1 必然性分析

PLC控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑、運(yùn)輸、環(huán)保、文化娛樂等各行各業(yè)，是我校機(jī)電一體化專業(yè)的主干課程。為更好地滿足學(xué)生未來發(fā)展的需要以及社會與企業(yè)的人才需求，我們對奔馳、福田、SMC、一機(jī)床、北開、地鐵等諸多企業(yè)進(jìn)行了深入的調(diào)研及廣泛的畢業(yè)生追蹤反饋。調(diào)查顯示，學(xué)生畢業(yè)后的初始崗位主要有機(jī)電設(shè)備操作、裝調(diào)、檢驗(yàn)與維修，產(chǎn)品零部件檢測、管理與質(zhì)量控制；升遷崗位主要有機(jī)電設(shè)備的售前、售后服務(wù)，設(shè)備改造、產(chǎn)品研發(fā)、技術(shù)及生產(chǎn)管理等。企業(yè)最需要學(xué)生具備的能力是電工與機(jī)械識圖、常用工具及儀器設(shè)備的使用、電氣控制與機(jī)械原理中最基本的概念的理解與運(yùn)用，學(xué)習(xí)能力、規(guī)劃能力與溝通能力以及安全、環(huán)保、勤儉節(jié)約等意識，即綜合職業(yè)能力。

作為高職院校的課程，本課較高校類似課程更加強(qiáng)調(diào)操作工藝與規(guī)范，更加注重崗位職業(yè)技能的培養(yǎng)；較中職類似課程更加強(qiáng)調(diào)實(shí)操訓(xùn)練的綜合性與分析性，更注重挖掘?qū)W生對知識、技能與經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)用能力；與培訓(xùn)班類似課程相比較，則更加注重知識的系統(tǒng)化與完整性，注重學(xué)生可持續(xù)發(fā)展能力的培養(yǎng)，更注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。為此我們采取基于工作過程的“教、學(xué)、訓(xùn)、做、評”一體化教學(xué)模式，幫助學(xué)生通過工作中的學(xué)習(xí)既兼顧學(xué)科體系的完整性與系統(tǒng)性，又構(gòu)建自身知識體系的多樣性與綜合性，提高解決復(fù)雜實(shí)際問題的綜合職業(yè)能力。將課堂由“教師教”為主體轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)生學(xué)”為主體，將以教材為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐耘囵B(yǎng)目標(biāo)為中心，必須要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)設(shè)計(jì)，即根據(jù)課標(biāo)和學(xué)生特點(diǎn)，將教學(xué)諸要素有序安排，確定合適的教學(xué)方案，包括對教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)重難點(diǎn)、教學(xué)方法、教學(xué)步驟與時間分配等方面的設(shè)計(jì)。由于篇幅所限，在此僅介紹教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法的設(shè)計(jì)及實(shí)施。

2 教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計(jì)

2.1 總體目標(biāo)

通過本課程的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練，使學(xué)生具備從事電氣設(shè)備生產(chǎn)、維修、管理與服務(wù)第一線工作的高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才所必需的PLC電氣控制基本知識與技能，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力提升打下基礎(chǔ)。

2.2 具體目標(biāo)

本課程既系統(tǒng)地學(xué)習(xí)PLC及氣動控制的相關(guān)概念、理論與方法，又強(qiáng)調(diào)實(shí)際操作技能的訓(xùn)練，將知識點(diǎn)融入訓(xùn)練項(xiàng)目中，使其轉(zhuǎn)化為可視可控、可驗(yàn)收的成果。

2.2.1 能力目標(biāo)

能夠正確選擇、檢驗(yàn)常用低壓電氣控制元件與PLC裝置；能夠構(gòu)建、安裝與調(diào)試氣壓傳動控制回路及PLC電氣控制回路；能夠熟練使用PLC的軟件編程及進(jìn)行程序調(diào)試；能夠根據(jù)控制要求編寫典型應(yīng)用程序；能夠正確識讀電、氣控制原理圖、安裝圖與接線圖；能夠熟練使用電、氣常用工具與儀器儀表；熟練運(yùn)用專業(yè)術(shù)語表達(dá)相關(guān)問題。

2.2.2 知識目標(biāo)

了解常用電、氣控制元件及PLC的結(jié)構(gòu)與工作原理；能夠分析氣壓傳動與PLC電氣控制回路的工作過程；能夠設(shè)計(jì)或改造機(jī)電設(shè)備簡單控制程序。

2.2.3 素質(zhì)目標(biāo)

熟練運(yùn)用手冊、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等技術(shù)資料查閱參數(shù)等相關(guān)內(nèi)容；善于利用移動通訊、計(jì)算機(jī)等網(wǎng)絡(luò)資源學(xué)習(xí)新知識、新技術(shù)；能夠準(zhǔn)確理解工作要求，制定可行性工作方案；嚴(yán)格執(zhí)行工作程序、工作規(guī)范、工藝文件和安全操作規(guī)程。

3 教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)

根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、未來崗位職業(yè)能力要求及我?，F(xiàn)有教學(xué)設(shè)備，設(shè)置4個學(xué)習(xí)情境，每個學(xué)習(xí)情境的學(xué)習(xí)內(nèi)容及學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 學(xué)習(xí)內(nèi)容結(jié)構(gòu)表

序號學(xué)習(xí)情境學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)課時3控制工作臺(1)P L C變頻器電機(jī)控制原理與方法(2)工作臺控制機(jī)構(gòu)的裝調(diào)(1)規(guī)范完成PLC、變頻器、傳感器、繼電器、接觸器、電機(jī)等外圍設(shè)備的裝調(diào)(2)編程調(diào)試實(shí)現(xiàn)對電機(jī)及工作臺的多種調(diào)速控制10 4控制氣動虎鉗(1)氣動元件認(rèn)知(2)典型氣動控制及保護(hù)回路搭建(3)PLC控制氣動虎鉗的裝調(diào)(1)繪制電、氣控制原理圖并進(jìn)行仿真分析實(shí)現(xiàn)控制要求(2)規(guī)范完成PLC、電氣元件及虎鉗等設(shè)備的裝調(diào)(3)編程調(diào)試實(shí)現(xiàn)對氣動虎鉗的壓力控制26

4 教學(xué)方法的設(shè)計(jì)與實(shí)施

為了更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，使學(xué)生在學(xué)知識、練技能的同時提升職業(yè)素養(yǎng)，我們采用德國職業(yè)教育普遍推行的六步教學(xué)法，即按照“資訊、計(jì)劃、決策、實(shí)施、檢查、評價”6個步驟組織教學(xué)。

學(xué)生4～5人一組，首先完成組織結(jié)構(gòu)圖的制定，要求明確各自的工作角色與職責(zé)，例如項(xiàng)目主管、安全員、技術(shù)員、質(zhì)檢員等，做到既團(tuán)結(jié)協(xié)作，又人人有責(zé)、各盡其責(zé)。每組配備計(jì)算機(jī)、實(shí)驗(yàn)臺、工具箱、看板等工作設(shè)備；配備《電氣控制柜制作標(biāo)準(zhǔn)》《配電柜安裝接線規(guī)范》等參考資料；配備任務(wù)書、指導(dǎo)書、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)劃單、領(lǐng)料單、日志、工藝過程卡、危險源清單、當(dāng)期問題關(guān)注記錄單、評價表等。

4.1 資訊階段

教師首先明確任務(wù)要求、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵性的知識與技能，學(xué)生搜集、整理、學(xué)習(xí)相關(guān)信息。本階段培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，小組成員間專業(yè)資訊的商討有助于專業(yè)術(shù)語的掌握及溝通能力的提升。

4.2 計(jì)劃階段

每名學(xué)生以書面形式擬定工作計(jì)劃、工藝流程、所需材料與工具等內(nèi)容。本階段培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的工作方法與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，同時也是對所需專業(yè)知識技能的重溫與運(yùn)用。

4.3 決策階段

學(xué)生在組內(nèi)對各自的計(jì)劃進(jìn)行分析、比較、綜合及論證，確定最終執(zhí)行方案。相關(guān)責(zé)任人要完成工作計(jì)劃表、工藝過程卡、領(lǐng)料單及危險源清單的填寫。教師要及時點(diǎn)評、給出建議。本階段是對學(xué)生核心能力的全面培養(yǎng)與訓(xùn)練。

4.4 實(shí)施階段

學(xué)生按各自的角色，根據(jù)工作計(jì)劃表和工藝過程卡進(jìn)行施工。教師要及時提醒學(xué)生注意操作規(guī)范、工作質(zhì)量、安全環(huán)保等問題。本階段每組可設(shè)1名巡視員，記錄、拍攝典型的操作、場景，以備點(diǎn)評交流之用。

4.5 檢查階段

項(xiàng)目完成后，學(xué)生依據(jù)任務(wù)書及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)對自己的工作結(jié)果進(jìn)行檢查，找出存在的問題，及時采取補(bǔ)救措施或提出改進(jìn)方案。此階段提高學(xué)生的分析能力、創(chuàng)新能力、觸類旁通的能力、質(zhì)量意識及全面綜合處理事務(wù)的能力。

4.6 評價階段

評價的內(nèi)容不僅包括對產(chǎn)品的評價，也包括對學(xué)生行為習(xí)慣、工作態(tài)度以及責(zé)任心等方面的評價。由學(xué)生自評、互評以及教師評價三部分組成，學(xué)生的自評與互評分?jǐn)?shù)，是指與教師評價的吻合程度。

六步教學(xué)法在各個學(xué)習(xí)情境中的運(yùn)用設(shè)計(jì)如表2所示。

表2 六步教學(xué)法在學(xué)習(xí)情境中的運(yùn)用

5 教學(xué)效果與應(yīng)注意問題

在我校10與11級機(jī)電班的教學(xué)中試行本教學(xué)設(shè)計(jì)，課時較其他班級減少近50%，但學(xué)生們的操作技能、分析能力及工作習(xí)慣明顯好于其他班級，裝接設(shè)備的質(zhì)量也明顯好于其他班級，上崗穩(wěn)定率高，企業(yè)反饋也較好。

一體化教學(xué)設(shè)計(jì)的著眼點(diǎn)是未來崗位對學(xué)生綜合職業(yè)能力的要求，落腳點(diǎn)是學(xué)生有效地進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)任務(wù)的選擇要具備可操作性、易實(shí)現(xiàn)性和再創(chuàng)新性；規(guī)模要適當(dāng)，能夠不斷給學(xué)生帶來成就感，吸引學(xué)生自主學(xué)習(xí)；要注意把握教學(xué)過程的節(jié)奏。

[1] 趙志群.職業(yè)教育工學(xué)結(jié)合一體化課程開發(fā)指南[M].北京:清華大學(xué)出版社,2009.

[2] 姜大源.工作過程導(dǎo)向的高職課程開發(fā)探索與實(shí)踐[C].國家示范性高等職業(yè)院校課程開發(fā)案例匯編.北京:高等教育出版社,2008.

[3] 張明焱.關(guān)于提升學(xué)生綜合職業(yè)能力的實(shí)踐[J].職教論壇,2010(20):75-76.

[4] 吳志群,王素艷.實(shí)施行動導(dǎo)向教學(xué)提高綜合職業(yè)能力[J].高職教育研究,2010,3(1):31-33.

[5] 胡昌送,盧曉春,李明惠.關(guān)鍵能力培養(yǎng)策略的發(fā)展研究[J].職教論壇,2011(6):22-25.

Chao Xiaoyuan, Niu Lijun, Zhang Qiang
Beijing Polytechnic, Beijing, 100176, China

PLC Control Technology is widely used in automatic control links in many areas of society. It is one of the main course of mechanical and electrical professional students required in higher vocational colleges. To design the teaching goal according to the enterprise and students' future jobs demand, restructuring course content and design learning situations, to design teaching method based on the working process, the design and implementation of the integrated teaching helps to improve students' comprehensive vocational ability. These should be vigorously explore and promotion.

integrated teaching; design of teaching; comprehensive occupation ability; six-step teaching method

The Design and Implementation of the Integrated Teaching of PLC Control Technology in Higher Vocational Education

2014-05-25

晁曉圓，本科，高級講師。牛立軍，本科，高級講師。張強(qiáng)，本科，實(shí)驗(yàn)師。