摘要:“PLC技術(shù)應(yīng)用”是高職院校面向自動化類專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)核心課程。針對現(xiàn)有人才培養(yǎng)模式與行業(yè)發(fā)展需求脫節(jié)現(xiàn)狀,結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低等問題,以企業(yè)項目為教學(xué)載體,融合PLC技術(shù)崗位、技能大賽規(guī)程和職業(yè)資格證,重構(gòu)課程內(nèi)容、改革教學(xué)方法和評價體系、優(yōu)化教學(xué)團隊。采用以學(xué)生為中心的教學(xué)理念,進行三段六步教學(xué)流程的實施。實踐證明,該教學(xué)模式能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)顯著提升。
關(guān)鍵詞:崗課賽證;PLC技術(shù)應(yīng)用;教學(xué)改革
2021年全國職教大會提出,深化“三教”改革,“崗課賽證”綜合育人,提升教育質(zhì)量,教育部2022年工作要點再次強調(diào)推進崗課賽證綜合育人。當前,各職業(yè)院校、各專業(yè)團隊開展了一系列圍繞“崗課賽證”融通的教育教學(xué)研究改革工作。在“PLC技術(shù)應(yīng)用”課程中推行崗課賽證綜合育人,根據(jù)行業(yè)、企業(yè)需求,對接PLC(可編程邏輯控制器)技術(shù)核心崗位職業(yè)道德與職業(yè)崗位能力,結(jié)合可編程控制器系統(tǒng)應(yīng)用編程(1+X中級)職業(yè)資格標準,融入“機電一體化”等省賽國賽競賽規(guī)程,全面深化課程教學(xué)改革,提升高等職業(yè)教育人才的培養(yǎng)質(zhì)量。
PLC作為自動化領(lǐng)域的重要部分,是目前企業(yè)數(shù)字化、智能化升級轉(zhuǎn)型所必需的關(guān)鍵技術(shù),其課程作為自動化類專業(yè)核心課中的一種,涵蓋知識面廣泛,在培養(yǎng)學(xué)生的核心職業(yè)能力和綜合素質(zhì)發(fā)揮著重要的支撐作用。通過對畢業(yè)生及企業(yè)的調(diào)查,發(fā)現(xiàn)大部分的高職畢業(yè)生僅掌握簡單的PLC編程,但在面對相對復(fù)雜的控制系統(tǒng),尤其是融合觸摸屏技術(shù)與智能網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)等方面掌握得不夠,PLC的綜合應(yīng)用能力及創(chuàng)新意識都比較弱。為了解決這些問題,我們以“崗課賽證”綜合育人為路徑進行課程的教學(xué)改革。
1PLC應(yīng)用技術(shù)課程主要現(xiàn)狀
本課程是電氣自動化、機電一體化技術(shù)等專業(yè)課程體系中的專業(yè)核心課,涉及內(nèi)容十分廣泛。目前該課程主要在內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)方法等方面存在一些問題。
第一,課程內(nèi)容與企業(yè)需求脫節(jié)。隨著企業(yè)的智能化和數(shù)字化升級,行業(yè)企業(yè)對PLC技術(shù)人才的需求也發(fā)生了變化,PLC控制系統(tǒng)已經(jīng)不再是簡單的硬件控制,而是需要與各種傳感器、執(zhí)行器以及高級控制系統(tǒng)進行集成。但是目前PLC課程內(nèi)容較為陳舊,技能訓(xùn)練較為單一,配套的課程資源也更新較慢,在教學(xué)時即使選擇最新的教材,也難免有部分內(nèi)容與當前的主流技術(shù)脫節(jié),無法滿足行業(yè)企業(yè)的需求。第二,本課程在PLC的實際應(yīng)用和系統(tǒng)集成上提出了更高的要求,因此對學(xué)生的綜合實踐能力要求也隨之提高。目前高職院校的學(xué)生整體基礎(chǔ)是相對比較薄弱的,對于學(xué)生而言,學(xué)習(xí)PLC綜合知識的應(yīng)用是具有一定難度和挑戰(zhàn)的,難免會產(chǎn)生些畏難的情緒,因此需要教師采用各種現(xiàn)代化教學(xué)手段,如虛擬仿真平臺等,加深學(xué)生對知識的理解和掌握,積極嘗試采用多種教學(xué)方法,來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和學(xué)習(xí)興趣,使其積極主動地學(xué)習(xí)和探索PLC控制的相關(guān)技術(shù)及應(yīng)用方法。第三,PLC技術(shù)應(yīng)用是一門實踐性很強的專業(yè)課程,整個課程更加注重培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力。目前該課程對學(xué)生平時學(xué)習(xí)過程以及實踐能力的培養(yǎng)較為重視,已采用了過程性和期末結(jié)果性考核相結(jié)合的方式對學(xué)生進行評價,但是在評價體系中,職業(yè)素養(yǎng)方面的考核、對于學(xué)生的增值評價等方面還有所欠缺,無法滿足高等工程教育對人才培養(yǎng)的要求。第四,課程教師團隊擁有豐富的理論知識,但缺乏實際工程經(jīng)驗,這使得他們在教學(xué)過程中無法較好地將理論知識與實際應(yīng)用相結(jié)合,此外由于PLC技術(shù)的不斷發(fā)展和快速更新,教師團隊可能無法及時跟進最新的技術(shù)趨勢,導(dǎo)致在教學(xué)過程中無法向?qū)W生傳遞最新的知識和技術(shù),從而影響課程的教學(xué)質(zhì)量。
2基于“崗課賽證”的課程教學(xué)改革
2.1重構(gòu)基于“崗課賽證”融通的課程內(nèi)容
課程團隊對智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)行業(yè)企業(yè)進行了調(diào)研,面對企業(yè)的智能化升級改造,分析職業(yè)崗位對PLC應(yīng)用與實踐能力的需求,針對目前PLC教學(xué)內(nèi)容缺乏更新或更新緩慢的情況,尤其是很少涉及前沿知識和創(chuàng)新技術(shù)等方面的內(nèi)容,進行課程內(nèi)容擴充。同時結(jié)合行業(yè)標準、國家專業(yè)教學(xué)標準與學(xué)院專業(yè)人才培養(yǎng)方案,針對《可編程控制器系統(tǒng)應(yīng)用編程(1+X)》初級中級職業(yè)標準,融合“機電一體化技術(shù)”等賽項的職業(yè)技能競賽規(guī)范,以企業(yè)實際項目物料分揀自動化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計為教學(xué)載體,遵循學(xué)生的認知規(guī)律,從簡單到復(fù)雜、從單一到綜合,重構(gòu)課程為PLC基本指令應(yīng)用、PLC功能指令應(yīng)用、PLC順序控制法應(yīng)用、PLC模擬模塊及通信應(yīng)用四大階梯狀遞進式模塊,同時融入職業(yè)道德素養(yǎng)、職業(yè)技能培訓(xùn)等內(nèi)容,以達到培養(yǎng)學(xué)生PLC控制系統(tǒng)的維護、裝調(diào)、設(shè)計及開發(fā)等能力培養(yǎng)的目標,如下表所示。
2.2采用適合“崗課賽證”融通的教學(xué)方法
整合技術(shù)崗位、技能大賽、職業(yè)證書的資源,根據(jù)“崗課賽證”融通的教學(xué)理念,對“PLC技術(shù)應(yīng)用”課程線上平臺資源進行全面建設(shè),在教學(xué)實施過程中積極開展線上線下混合式教學(xué)模式,并采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法、項目教學(xué)法、情景模擬教學(xué)法等提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。課堂中主要實行小組負責(zé)制,每組配備安裝調(diào)試員、PLC編程員等企業(yè)崗位,讓學(xué)生分角色來體驗工作崗位,以“理論夠用”為標準,利用虛擬仿真技術(shù)、數(shù)字化資源等先進手段,提高課程的教學(xué)效果。另外我們積極開展校企合作專題講座或者到校中廠實訓(xùn)基地,由企業(yè)技術(shù)人員進行現(xiàn)場授課,來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2.3構(gòu)建多維度、全過程的評價體系
構(gòu)建多維度、全過程的綜合評價體系,結(jié)合企業(yè)崗位的考核要求,將PLC技術(shù)應(yīng)用課程能力要求、1+X可編程控制器系統(tǒng)應(yīng)用編程初、中級相關(guān)模塊能力要求、PLC相關(guān)的職業(yè)技能大賽評價標準納入課程評價指標中,建立“崗課賽證”多元考核評價機制,確保學(xué)生所學(xué)的知識和技能能夠符合實際的職業(yè)需求,并能夠勝任相關(guān)工作崗位。
對評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成效時,采用過程性和結(jié)果性考核相結(jié)合的方式。過程性考核是根據(jù)學(xué)生平時的課程平臺理論測試、項目任務(wù)完成情況、創(chuàng)新表現(xiàn)等學(xué)習(xí)情況進行評價;結(jié)果性考核則是結(jié)合PLC相關(guān)的職業(yè)技能大賽和考證的考評方式,對照大賽和考證的要求,將硬件設(shè)計、PLC編程、安裝調(diào)試等成績按照一定比例計入成績。此外我們還積極探索采用職業(yè)資格證書考試來替代傳統(tǒng)的課程考試、技能競賽成果轉(zhuǎn)換為課程學(xué)分等形式,以實現(xiàn)教學(xué)、大賽、考證的融通。
2.4建設(shè)適應(yīng)“崗課賽證”融通要求的課程教學(xué)團隊
在“PLC技術(shù)應(yīng)用”課程教學(xué)中,教師是實現(xiàn)“崗課賽證”融通的關(guān)鍵因素。為了提升教學(xué)效果,在師資層面上促進“崗課賽證”在課程教學(xué)實施過程的融通,需要從專業(yè)教師和兼職教師兩方面入手。
在提升專業(yè)教師“崗課賽證”融通教學(xué)實施能力方面,鼓勵專任教師在完成教學(xué)任務(wù)的同時,主動進入企業(yè)進行調(diào)研實踐,以完善自身的專業(yè)知識和技能水平;鼓勵專業(yè)教師參加行業(yè)組織的各類培訓(xùn),獲得行業(yè)資格認證,以豐富自身的行業(yè)經(jīng)驗;鼓勵教師帶領(lǐng)學(xué)生或自身參與各種類型的比賽,在比賽中完善提升自身的專業(yè)技能。
在優(yōu)化兼職教師隊伍方面,在“PLC技術(shù)應(yīng)用”課程中的課程內(nèi)容選定、教學(xué)項目開發(fā)以及評價考核中充分發(fā)揮企業(yè)導(dǎo)師的作用。通過企業(yè)導(dǎo)師的參與,課程內(nèi)容更加貼近實際工作需求,同時在教學(xué)實施過程中,積極邀請企業(yè)導(dǎo)師、行業(yè)工匠等兼職教師參與PLC課程的教學(xué)。
3“PLC技術(shù)應(yīng)用”課程教學(xué)實施過程
為有效支撐教學(xué)目標實現(xiàn),根據(jù)PLC工程師崗位工作任務(wù)和生產(chǎn)過程,創(chuàng)設(shè)工作情境,在教學(xué)過程中采用“三段六步”的教學(xué)流程。按照“課前→課中→課后”三段式銜接學(xué)習(xí),以物料分揀自動化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計的實際工作過程為牽引,遵循學(xué)生由表及里的認知規(guī)律,創(chuàng)新內(nèi)容從產(chǎn)到教過程,通過“接收任務(wù)→分析任務(wù)→計劃任務(wù)→實施任務(wù)→評價任務(wù)→任務(wù)拓展”六個步驟實施教學(xué)任務(wù),來保證PLC課程教學(xué)的規(guī)范高效。以下以任務(wù)七“機械手控制”運行為例,進行教學(xué)實施過程說明。
3.1接收任務(wù)
教師借助學(xué)習(xí)通平臺,課前推送PLC順序控制設(shè)計法微課、大國工匠視頻等資源,發(fā)布教學(xué)項目任務(wù),引導(dǎo)學(xué)生在線學(xué)習(xí)理論知識,學(xué)習(xí)工匠精神,參與線上討論。學(xué)生接收到任務(wù)后,預(yù)習(xí)新知內(nèi)容并完成課前的測試。教師通過平臺數(shù)據(jù)的統(tǒng)計來了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況,及時進行課堂教學(xué)策略的調(diào)整與優(yōu)化。
3.2分析任務(wù)
在精準分析學(xué)情的基礎(chǔ)上,課中采用小組合作式學(xué)習(xí),根據(jù)任務(wù)差異安排不同特長學(xué)生擔任組長引領(lǐng)小組學(xué)習(xí),全面組織因材施教。教師針對課前測試學(xué)生薄弱知識點,通過復(fù)習(xí)及案例教學(xué)進行鞏固練習(xí),詳細分析機械手控制的任務(wù),引導(dǎo)學(xué)生明確任務(wù)要求。
3.3計劃任務(wù)
遵循主動探究學(xué)新知,對接流程定方案的原則,引導(dǎo)學(xué)生進行PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計。學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求并結(jié)合活頁式工作手冊任務(wù)單,分組討論,依據(jù)企業(yè)流程制訂本小組的機械手設(shè)計方案,包括機械手系統(tǒng)的總體設(shè)計框圖、I/O分配表、硬件電路圖、PLC程序流程圖等。通過小組討論,學(xué)生可以充分了解到PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計環(huán)節(jié),從而提高他們的綜合應(yīng)用能力。學(xué)生將設(shè)計好的方案提交后,師生會共同探討方案的可行性。
3.4實施任務(wù)
以學(xué)生為中心,采用任務(wù)驅(qū)動、班組協(xié)作互動,展開任務(wù)的實施。每個小組均包括安裝調(diào)試員和PLC編程員。在方案實施時,按照競賽規(guī)程和考證要求,采用虛實結(jié)合的方式,先在PLC虛擬仿真平臺上進行軟硬件的設(shè)計與仿真調(diào)試,調(diào)試無誤后再進行實物的訓(xùn)練操作,從而規(guī)范強化學(xué)生的設(shè)計操作,培養(yǎng)學(xué)生精益求精的工匠精神。教學(xué)難點是在機械手控制程序的編寫和創(chuàng)新設(shè)計,通過學(xué)生組內(nèi)協(xié)作、組間互助、查閱電子資料等解決教學(xué)難點。PLC控制系統(tǒng)功能全部完成后,各小組把設(shè)計資料以及運行視頻上傳至PLC課程平臺。
3.5評價任務(wù)
組織學(xué)生進行成果的展示,對表現(xiàn)優(yōu)異和具有典型問題的小組進行點評,引導(dǎo)學(xué)生進行思考和總結(jié)。評價時按照職業(yè)技能大賽和考證的考評方式,對照大賽和考證要求展開項目的評價。學(xué)生采取線上的評價方式,在學(xué)習(xí)通平臺上完成組內(nèi)自評和小組互評。教師結(jié)合任務(wù)實施過程、任務(wù)檢查情況進行線上線下的綜合評價和任務(wù)總結(jié),強調(diào)規(guī)范意識、安全意識及精益求精的工匠精神,引導(dǎo)學(xué)生進行設(shè)備環(huán)境整理,強調(diào)8S管理規(guī)范,提升學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和勞動習(xí)慣。
3.6拓展任務(wù)
根據(jù)學(xué)生不同層次的學(xué)習(xí)能力,課后布置難度不一的任務(wù),以滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。學(xué)生們通過課后復(fù)習(xí),進行理論與實踐任務(wù)拓展,夯實基礎(chǔ),從而提高知識應(yīng)用能力。學(xué)有余力的同學(xué)還可以利用課余時間參加各類PLC相關(guān)的技能大賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽等項目的訓(xùn)練。
4“PLC技術(shù)應(yīng)用”課程的改革效果
4.1激發(fā)學(xué)生內(nèi)驅(qū)力,學(xué)習(xí)目標達成
以實際市場需求為導(dǎo)向,以實際PLC控制系統(tǒng)設(shè)計為主線,融合了智能控制等新技術(shù),提升了學(xué)生PLC控制系統(tǒng)的裝試、編程、設(shè)計的綜合應(yīng)用能力及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力,從而更好地適應(yīng)未來的職業(yè)發(fā)展。同時,通過與行業(yè)的緊密聯(lián)系,學(xué)生可以更好地了解行業(yè)的最新發(fā)展趨勢和前景,學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力得到了很好的激發(fā),增強了對行業(yè)的認同感和自信心。
4.2提升學(xué)習(xí)樂趣,企業(yè)滿意度提高
從學(xué)習(xí)通課程平臺的數(shù)據(jù)分析可以看出,近兩年來,學(xué)生對于觀看課程資源、參與討論情況和任務(wù)完成情況都表現(xiàn)良好,學(xué)生的在線學(xué)習(xí)活躍度和課堂滿意度都比較高,這種積極主動的學(xué)習(xí)態(tài)度使得他們的課程成績得到顯著提高。此外,通過與企業(yè)調(diào)研交流,企業(yè)反饋學(xué)生的PLC應(yīng)用技能過硬,就業(yè)質(zhì)量也比較好,社會評價逐年提升。
4.3遷移能力強,大賽成績優(yōu)異
項目中對PLC技術(shù)、組網(wǎng)技術(shù)等知識、技能和方法學(xué)習(xí)后,為現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試、機電一體化、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等賽項培養(yǎng)了大批種子選手。近兩年來,學(xué)生參加競賽獲得省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽一等獎1項,省職業(yè)技能大賽三等獎2項,江蘇工匠學(xué)生組一等獎1項,大賽成績優(yōu)異,為本專業(yè)的學(xué)生起到很好的模范引領(lǐng)作用,課賽的有效融合達到以賽促學(xué)的目的。
結(jié)語
“崗課賽證”融合是職業(yè)教育課程建設(shè)和改革的全新方向,本課程以“崗課賽創(chuàng)”綜合育人為路徑,從課程內(nèi)容、教學(xué)方法、評價體系和教學(xué)團隊方面入手,對“PLC技術(shù)應(yīng)用”課程進行了改革與探索。本課程依據(jù)PLC技術(shù)崗位工作任務(wù)和生產(chǎn)過程,創(chuàng)設(shè)工作情境,采用“三段六步”的教學(xué)流程,小組合作按照項目裝調(diào)流程完成教學(xué)任務(wù),充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,強化學(xué)生技能的同時,學(xué)生崗位能力與職業(yè)意識明顯增強,為后續(xù)學(xué)生職業(yè)能力的提升打下了堅實的基礎(chǔ)。采用“崗課賽證”的培養(yǎng)模式在對接企業(yè)崗位、優(yōu)化課程內(nèi)容、參與專業(yè)技能大賽、引入職業(yè)證書的過程中,滲透職業(yè)素養(yǎng)教育,學(xué)生的素質(zhì)得到綜合性提高。本課程的改革與探索在高職自動化類專業(yè)的課程建設(shè)中起到了很好的示范作用。
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基金項目:1.本文系2021蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職教育研究項目基金:“基于崗課賽證融通的PLC技術(shù)應(yīng)用課程教學(xué)改革與實踐”(項目編號:SNGZ-YBXM-202121);2.本文系2023江蘇高校哲學(xué)社會科學(xué)研究項目基金:“產(chǎn)教融合背景下農(nóng)業(yè)高職院校校企協(xié)同育人模式探索與研究”(項目編號:2023SJYB1538)
作者簡介:吳凡(1981—),女,漢族,江蘇沭陽縣人,本科,副教授,研究方向為電氣自動化技術(shù)。