劉忠超 肖東岳 翟天嵩 范靈燕

關(guān)鍵詞：以學(xué)生為中心;可編程序控制器;OBE;項目;教學(xué)改革

1可編程序控制器課程概述

可編程序控制器（PLC，Programmable Logic Controller）作為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一，在我國國民經(jīng)濟的自動化生產(chǎn)方面應(yīng)用廣泛，具有十分重要的地位?！翱删幊绦蚩刂破鳌闭n程是南陽理工學(xué)院自動化專業(yè)核心課，作為一門專業(yè)必修課程被列入學(xué)生的培養(yǎng)計劃中。該課程是一門實踐性和應(yīng)用性較強的課程，經(jīng)過多年的建設(shè)和教學(xué)改革，2019年該課程被認定為河南省首批一流本科課程，也是南陽理工學(xué)院校級一流課程建設(shè)項目，目前正在積極進行課程建設(shè)和改革，將其建設(shè)打造成“金課”。

傳統(tǒng)的可編程序控制器課程教學(xué)中以“教”為中心，教師是教學(xué)活動的主體，學(xué)生參與性較差，學(xué)習(xí)動力不足，學(xué)生被動接受知識，考核方式相對單一，學(xué)生脫離或較少與工程實際應(yīng)用相聯(lián)系，因此，針對傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法面臨的問題，為了更好地發(fā)揮可編程序控制器課程在人才培養(yǎng)體系中的地位，適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)需求，本文探索了以“學(xué)”為中心的課程教學(xué)模式，通過改革教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化考核方法，培養(yǎng)學(xué)生對可編程序控制器課程的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和工程實踐能力。

2以“學(xué)”為中心的課程教學(xué)模式

以“學(xué)生”為中心提倡教學(xué)活動從受教者——學(xué)生的實際情況出發(fā)，學(xué)生為教學(xué)的主體，開展一切教學(xué)活動圍繞著學(xué)生的需求，有益于學(xué)生的身心健康發(fā)展。教師教學(xué)的目的是為實現(xiàn)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求服務(wù)的。

2.1改革教學(xué)模式

課程教學(xué)的成功離不開學(xué)生的積極、主動參與和有效配合。傳統(tǒng)的課程學(xué)習(xí)學(xué)生沒有自主學(xué)習(xí)的能力，主要依靠老師以“教”為主來組織教學(xué)活動，在課堂上進行灌輸為主，需要老師對教學(xué)內(nèi)容進行精講細化，學(xué)生課前一般缺乏預(yù)習(xí)準(zhǔn)備，造成學(xué)生在課堂出現(xiàn)課堂注意力不集中等現(xiàn)象，而課后又沒有及時復(fù)習(xí)和鞏固，很難主動參與到教學(xué)活動中，導(dǎo)致課程教學(xué)內(nèi)容掌握不牢固，很難提升課程學(xué)習(xí)效果。

因此，在課堂的教學(xué)模式中注重學(xué)生的主體地位，以學(xué)生為中心，引導(dǎo)學(xué)生積極主動去學(xué)習(xí)。課前老師進行相關(guān)教學(xué)資源布置，有明確的知識點要求和課程學(xué)習(xí)目標(biāo)，以及相關(guān)知識的重難點，學(xué)生分組將相關(guān)內(nèi)容進行預(yù)習(xí)和討論。在課程教學(xué)中除了老師進行講授、重點問題講解之外，把課堂主動權(quán)交給學(xué)生，各組派代表進行匯報講解，讓學(xué)生根據(jù)課前自主學(xué)習(xí)情況上臺講授，教師在組織教學(xué)活動中注意總結(jié)學(xué)生學(xué)習(xí)效果，并對學(xué)生自主學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的問題及時給予指導(dǎo)。通過在教學(xué)活動中學(xué)生的自主匯報，給予學(xué)生充分的自由權(quán)，鍛煉學(xué)生的溝通能力、口頭表達能力、查閱文獻能力以及團隊協(xié)作能力等，促進學(xué)生的主觀能動性和學(xué)習(xí)自主性的發(fā)揮，使課堂真正成為學(xué)生受益的“沃土”，從而徹底改變傳統(tǒng)課堂以教師為中心、傳授知識為本的教學(xué)模式，真正實現(xiàn)以學(xué)生為中心、能力和素質(zhì)提升為本的新的教學(xué)模式。

2.2改革教學(xué)內(nèi)容

（1）改革教材內(nèi)容。一本內(nèi)容合適的可編程序控制器教材可以較好地服務(wù)于教學(xué)和學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，傳統(tǒng)的可編程序控制器教材內(nèi)容基本都是按照章節(jié)知識來編排，同時，PLC技術(shù)出現(xiàn)了快速的發(fā)展和創(chuàng)新，南陽理工學(xué)院自動化專業(yè)傳統(tǒng)所講授的西門子S7-300 PLC內(nèi)容已經(jīng)跟不上PLC技術(shù)的發(fā)展和革新，因此，組織課程組教師對教學(xué)內(nèi)容進行了積極的改革，引入了西門子旗下最新的S7-1500 PLC技術(shù)，以項目為載體，任務(wù)為驅(qū)動，在化學(xué)工業(yè)出版社出版了《西門子S7-1500 PLC編程及項目實踐》，該教材編寫以項目實施為主線，PLC實際教學(xué)內(nèi)容融解于項目，有利于實施教學(xué)做一體化的項目教學(xué)模式，能夠滿足以學(xué)生為中心的課程改革教學(xué)的需要。

（2）改革課程教學(xué)大綱。為了實現(xiàn)可編程序控制器以學(xué)生為中心的課程教學(xué)改革，依據(jù)工程教育專業(yè)認證的思想，編寫了可編程序控制器課程教學(xué)大綱，制定了課程教學(xué)目標(biāo)以及對應(yīng)的畢業(yè)要求指標(biāo)點。大綱中明確了可編程序控制器課程講學(xué)內(nèi)容將借助于工程案例，將理論和實踐教學(xué)融入其中，實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力和PLC設(shè)計能力。

（3）改革教學(xué)內(nèi)容。可編程序控制器課程內(nèi)容涉及的范圍較廣，需要多門課程的交叉知識融合，具有較強的實踐性和應(yīng)用性，但傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容重理論，輕實踐，使得學(xué)生學(xué)習(xí)過程中理論與實踐脫節(jié)，提高和鍛煉不了學(xué)生解決實際工程問題的能力。因此，根據(jù)重新制定的教學(xué)大綱要求，結(jié)合課程學(xué)習(xí)目標(biāo)和內(nèi)容，整合教學(xué)內(nèi)容，確定教學(xué)項目涉及的知識、能力、情感目標(biāo)，設(shè)計了6個項目學(xué)習(xí)情景，按照從易到難、簡單到復(fù)雜以及學(xué)生知識的接受體系，安排了S7-1500的硬件配置、安裝與接線;電機啟保停項目的建立、程序下載與調(diào)試;振蕩電路的設(shè)計;計數(shù)器指令綜合應(yīng)用;多功能流水燈控制系統(tǒng)設(shè)計以及恒溫控制系統(tǒng)設(shè)計，項目任務(wù)書有明確的項目任務(wù)描述和要求，同時鼓勵學(xué)生在滿足項目任務(wù)功能要求的基礎(chǔ)上，進行有益的創(chuàng)新或功能擴展。在整個項目實施過程中，教師要全程指導(dǎo)并與學(xué)生一起檢查評估，總結(jié)歸納并積極改進項目實施中不足之處。

通過項目教學(xué)內(nèi)容的實施和學(xué)生的操作訓(xùn)練，逐步培養(yǎng)了學(xué)生理論知識應(yīng)用能力、分析和解決復(fù)雜問題的能力。

2.3改革教學(xué)方法

（1）理論和實踐相結(jié)合的教學(xué)情景。針對可編程序控制器工程實踐性強的特點，將課程理論知識和具體工程應(yīng)用情景相結(jié)合，通過課程中引入大量的工程實際案例介紹，讓學(xué)生在具體的工程情景中，靈活運用所學(xué)理論知識去解決相關(guān)問題，獲得能力的提升。學(xué)生不再是課堂知識的被動接受者，而變?yōu)橹R應(yīng)用的主動構(gòu)建者。

（2）師生協(xié)同互動的教學(xué)方法。在可編程序控制器課程理論教學(xué)中，通過課堂PLC實際的操作演示，增強學(xué)生對知識的接受能力。在課堂演示過程中，通過學(xué)生分組，讓不同的學(xué)生當(dāng)主體，充當(dāng)助教的角色，帶著思考和腦袋去協(xié)助老師完成實際操作的演示，加深學(xué)生知識的內(nèi)化，實現(xiàn)理論課堂單一的教師“教”，到教師和學(xué)生協(xié)同完成課堂教學(xué)的雙向互動新模式。

（3）項目引導(dǎo)的教學(xué)內(nèi)容組織。為了體現(xiàn)可編程序控制器一流課程的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，在教學(xué)組織中實施項目為主線，明確項目目標(biāo)，以項目成果為導(dǎo)向，將教學(xué)內(nèi)容和知識融入項目的實施中，學(xué)生通過項目展示知識掌握和應(yīng)用能力，提高學(xué)生解決問題的能力，可以達到良好的學(xué)習(xí)效果。在項目實施過程中，教師變成學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的監(jiān)督指導(dǎo)者，學(xué)生通過項目自主進行項目的構(gòu)建，實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)和能力的培養(yǎng)。

2.4改革考核方式

以學(xué)生為中心的教學(xué)改革對學(xué)生的考核提出了更高的要求，傳統(tǒng)的可編程序控制器課程考核方式單一，基本上為了考核而考核，以期末考試成績?yōu)橹鳎己藘?nèi)容偏向理論知識，無法全面準(zhǔn)確地衡量學(xué)生的平時知識掌握情況和學(xué)習(xí)效果。為了強調(diào)學(xué)生為中心的主體地位，體現(xiàn)對學(xué)生綜合能力的考查，設(shè)計了以過程性考核為主的復(fù)合評價體系，針對教學(xué)過程的不同環(huán)節(jié)分別設(shè)置相應(yīng)的考核方法和占比，提出了平時作業(yè)成績（20%）+項目考核成績（40%）和期末考試成績（40%）的綜合考核模式。

項目考核主要能充分體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，能全面考核學(xué)生的綜合應(yīng)用能力等，因此將項目考核和期末考試在綜合成績中的比重設(shè)置一樣，全面考查學(xué)生的設(shè)計操作技能掌握情況。在項目考核實施過程中，根據(jù)項目考核對應(yīng)的課程教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計了如表1所示的可編程序控制器項目考核記錄表，全面準(zhǔn)確地記錄學(xué)生的項目實施情況。

同時在學(xué)期結(jié)束時，每個學(xué)生都要填寫可編程序控制器課程目標(biāo)達成情況自評調(diào)查問卷，如表2所示。任課教師根據(jù)調(diào)查結(jié)果，以便在下一輪的教學(xué)活動中及時調(diào)整教學(xué)方式，從而幫助學(xué)生更好地實現(xiàn)可編程序控制器知識的掌握和能力的提升。

3結(jié)論

（1）堅持以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，對可編程序控制器課程進行了有效的改革與創(chuàng)新，將課堂教學(xué)交給學(xué)生，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，有效地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

（2）積極更新課程教學(xué)內(nèi)容，把工程項目的實施作為學(xué)習(xí)可編程序控制器課程知識的載體，開發(fā)了具有CD10和OBE特色的工程項目課程教材，進一步完善了課程教學(xué)資源，拓寬了學(xué)生的學(xué)習(xí)途徑。

（3）改革了傳統(tǒng)可編程序控制器課程考核方式，采用“項目過程+結(jié)果”的考核方式能夠更加科學(xué)的對學(xué)生學(xué)習(xí)情況進行評價。實現(xiàn)了專業(yè)知識、工程能力和素質(zhì)的綜合提升，取得了良好的教學(xué)效果。

（4）可編程序控制器課程通過以“學(xué)”為中心的有效的教學(xué)改革探索，培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促使教師建立了以學(xué)生為中心的課程教學(xué)模式，作為首批河南省和南陽理工學(xué)院一流本科課程建設(shè)項目，也為其他課程的教學(xué)做了良好的示范作用。