◇成都理工大學工程技術(shù)學院 牟如強 鄭才國 李興紅

針對《電氣控制與PLC控制技術(shù)》課程教學內(nèi)容泛化、缺乏機器人專業(yè)特色、教學方式單一、學生被動學習、網(wǎng)絡(luò)學習資源有限、課程考核方式不全面等問題，提出了精簡式教學內(nèi)容、融合式教學手段、嵌入式教學平臺和綜合式課程考核教學改革策略。通過課程實踐，有效提高了課程理論、實踐與創(chuàng)新教學效果。

《電氣控制與PLC控制技術(shù)》是面向機器人工程等專業(yè)開設(shè)的一門理論與實踐相結(jié)合的專業(yè)核心課程，是培養(yǎng)學生學習能力、自主創(chuàng)新能力、實踐動手能力和工程應用能力的重要課程[1]。隨著社會需求的動態(tài)變化，傳統(tǒng)教學理念、教學方法、課程考核方式等難以滿足需求。基于課程教學現(xiàn)狀，以學生為教學主體，從教學內(nèi)容、教學資源、教學方法等方面開展教學改革，取得了明顯的效果[2-5]。為提高學生的實踐與創(chuàng)新能力，梳理出與課程知識點高度契合且具有地方產(chǎn)業(yè)特色的工程案例，將其貫穿與整個教學過程中，使得學生綜合能力得到明顯提高[6]?；谛鹿た婆囵B(yǎng)要求，通過實驗內(nèi)容優(yōu)化、線上線下實驗平臺建設(shè)和項目化教學改革等舉措[7-9]，顯著提高學生的實踐動手和創(chuàng)新能力。突破傳統(tǒng)以期末考試為主的課程考核方法，調(diào)整考核形式、考核范圍、考核指標，形成全過程考核方法[10-11]。

現(xiàn)有的教學改革教學效果明顯，值得借鑒學習。然而，不同院校的軟、硬件條件和培養(yǎng)目標側(cè)重點不同，因此不能照搬使用。為此，結(jié)合我校該課程的教學現(xiàn)狀，通過教學過程優(yōu)化設(shè)計，將理論課與實驗課緊密銜接，實現(xiàn)理實相融，形成符合我校機器人工程專業(yè)課程學習的教學改革方案，具有重要的研究意義。

1 課程存在問題

通過教學實踐和總結(jié)發(fā)現(xiàn)，《電氣控制與PLC控制技術(shù)》課程主要存在教學內(nèi)容泛化、缺乏專業(yè)特色、教學方式單一、學生被動學習、網(wǎng)絡(luò)學習資源有限、學生課外學習受限、課程考核方式不全面等亟待解決的問題。

1.1 教學內(nèi)容泛化

課程知識點繁多，過渡依賴教材，未對教材內(nèi)容進行篩選、優(yōu)化和補充，將全部教材內(nèi)容作為教學內(nèi)容，導致教師講解知識點快而不細、多而不精，學生難以接收、理解和掌握知識點。缺少機器人PLC控制系統(tǒng)教學內(nèi)容，難以凸顯機器人專業(yè)特色。

1.2 教學方式單一

課程理論教學和實踐訓練相輔相成，傳統(tǒng)教學采用教師講授+學生聽的“開環(huán)式”教學方式，學生課堂參與度低、積極性差、教師不能及時掌握學生的學習情況，教學質(zhì)量難以保證。實踐教學采取“重復性項目”教學方式，學生依據(jù)實訓指導書按部就班的完成PLC實訓項目，學生缺乏獨立思考，難以培養(yǎng)學生自主創(chuàng)新能力。

1.3 學習平臺受限

專業(yè)培養(yǎng)方案改革，大量壓縮課時，導致學生課堂學習時間有限。網(wǎng)絡(luò)學習平臺不完善，學生獲取專業(yè)知識渠道不暢，無法有效利用課外時間對課程進行回顧和拓展，導致學習不深不透。

1.4 課程考核不盡合理

平時出勤和期末理論考試相結(jié)合的傳統(tǒng)課程考核方式，導致很多學生不重視過程學習，為應付考試，在期末考試前突擊復習，即使部分同學能順利通過考試，但真正掌握課程專業(yè)知識和技能的學生屈指可數(shù)。

2 研究內(nèi)容

課程理論知識涉及范圍廣、邏輯性強，實踐教學與工程實際結(jié)合緊密，對于缺乏工程實踐經(jīng)驗的學生而言，學習難度大，學生有恐學心理。同時，課時壓縮，如何在有限的課時內(nèi)，重構(gòu)教學內(nèi)容，豐富教學資源，改革教學方式和學生考核方案，激發(fā)學生的學習興趣和學習主動性，培養(yǎng)具有扎實理論基礎(chǔ)、解決工程實際能力的創(chuàng)新人才，是本課程教學改革要解決的重點問題。結(jié)合我校軟、硬件條件和學生學習基礎(chǔ)，以培養(yǎng)具有自主創(chuàng)新、綜合能力、職業(yè)素養(yǎng)與工匠精神的自動控制領(lǐng)域應用型人才為導向，開展如下研究。

2.1 精簡式教學內(nèi)容

課程內(nèi)容多、學時分配少，對教學內(nèi)容做減法，實現(xiàn)高效教學。①根據(jù)企業(yè)需求，結(jié)合我校機器人工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案和學情特點，刪除教材中與機器人自動控制弱相關(guān)知識點。②補充與機器人相關(guān)的工程案例，如碼垛機器人PLC控制系統(tǒng)、焊接機器人PLC控制系統(tǒng)等，打造具有機器人特色的教學內(nèi)容。

2.2 融合式教學手段

融合多種教學方法，由“教師講授+學生聽”的傳統(tǒng)“開環(huán)式”教學轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W生和教師互為主體”的“閉環(huán)式”教學。

（1）互動教學法。以工業(yè)機器人工作站“報警器”PLC控制程序設(shè)計為例，通過引導學生分析控制要求、分解控制功能、明確所需程序指令、形成清晰的設(shè)計思路，讓學生快速理解和掌握對應的知識點。

（2）講練結(jié)合教學法。針對諸如PLC指令系統(tǒng)和程序設(shè)計難度較大的知識點，講完一條指令，立即安排課堂練習或?qū)嵱枌嶒?，讓學生在邊學邊練中深刻地領(lǐng)會所學知識，逐步提高學生學習能力和實踐能力。

（3）多媒體融合教學法。PLC 程序設(shè)計信息量大、編程枯燥、程序結(jié)果不易于板書，課前制作好程序演示動畫或視頻，結(jié)合PPT圖文進行教學，化繁為簡，降低學習難度，提升學習質(zhì)量。

（4）自主化項目教學法。參考企業(yè)項目制工作模式，將學生分成小組，選拔出組長、副組長、進行項目分工。以企業(yè)需求的工程應用能力為導向，發(fā)布與機器人控制相關(guān)的自主化實訓任務，讓學生通過團隊協(xié)作，自主確定項目題目，分工完成項目方案設(shè)計、論證、實施、答辯和評價，使學生深刻理解和把握課程知識，培養(yǎng)學生實踐能力、創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作能力和職業(yè)素養(yǎng)。

2.3 嵌入式教學平臺

打破學習時間和地域的限制，建設(shè)《電氣控制與PLC控制技術(shù)》在線課程數(shù)字化教學平臺，給學生提供第二課堂。

（1）嵌入特色PLC課程教學視頻、典型企業(yè)案例和我校學生關(guān)于機器人PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)秀作品，豐富學習資源，突破學習時間和地域的限制。

（2）重點開發(fā)集成課程預習、學習、練習、復習、討論、評價、反饋的綜合性課程模塊，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)動態(tài)追蹤學生學習效果和存在問題，及時優(yōu)化教學。

（3）引進宇龍仿真平臺和TIA Portal仿真軟件搭建PLC課程數(shù)字化仿真平臺，讓學生學習與企業(yè)同步的PLC控制技術(shù)，為學生能夠快速融入就業(yè)崗位打下堅實的基礎(chǔ)。

2.4 綜合式課程考核

摒除教師與學生溝通不暢的問題，形成多維度全過程考核辦法。

（1）在日常出勤、課后作業(yè)和理論考試的基礎(chǔ)上，將學生課堂練習與互動情況、項目參與度和貢獻度等指標納入課程考核中。

（2）實行課程激勵制度，將學生參加與課程相關(guān)的創(chuàng)新訓練項目及學科競賽，考取專業(yè)認證證書，撰寫專利和發(fā)表論文，參加實習等作為課程考核的加分項。

（3）優(yōu)化課程評分方式，采取“教師+學生匿名互評”的方式對學生主觀學習內(nèi)容進行評價。通過互評，讓學生認識到腳踏實地、真抓實干的重要性。

3 課程教學效果提升

表1 教學效果提升明細

4 結(jié)束語

電氣控制與PLC控制技術(shù)課程是機器人工程專業(yè)的一門核心課程，課程涉及電氣控制和PLC控制兩部分的內(nèi)容，具有理論與實踐相結(jié)合的特點，應用型較強。為提高學生學習效果，教學內(nèi)容做減法，解決了教學內(nèi)容與學時不匹配、教學內(nèi)容同質(zhì)化問題。教學方式做加法，創(chuàng)新融合教學方式，引導學生由被動學習轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習。教學平臺做乘法，建設(shè)數(shù)字化平臺，給學生提供第二課堂，有效解決學習時間和地理位置限制等問題，實現(xiàn)教學實踐“倍增效應”。課程考核做除法，摒除師生溝通不暢、考核不全面等問題，全面激發(fā)學生的學習興趣和學習潛能，以考促學、以評促能。通過課程改革與實踐，有效提高了學生專業(yè)知識儲備和實踐技能，為社會培養(yǎng)更多具備自主創(chuàng)新、團隊協(xié)作和職業(yè)素養(yǎng)的應用型人才奠定基礎(chǔ)。