□張 磊 汪志佳 魯 妍 李會新

近年來隨著社會的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器與變頻器已經(jīng)廣泛應(yīng)用在機(jī)械制造、石油、鋼鐵、建材、化工、汽車、電力、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，大多數(shù)情況下，變頻器不是獨立的工作，而是與PLC相結(jié)合組成自動控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)。原來的教學(xué)中，《可編程控制其原理及應(yīng)用》（即PLC）和《變頻調(diào)速原理及應(yīng)用》兩門課分別開設(shè)在不同的學(xué)期，而且課程中只有很少的驗證性實驗課。割裂了兩大控制器的聯(lián)系，也不能突出其實踐性，學(xué)生所學(xué)習(xí)的理論也無法和實踐結(jié)合。在我院課程建設(shè)中，教學(xué)改革是建設(shè)一體化教學(xué)模式的重要環(huán)節(jié)，《PLC及變頻器的使用與維護(hù)》作為電氣自動化和機(jī)電一體化的專業(yè)核心課成為教學(xué)改革的首選課程。

在本次課改中 《PLC及變頻器的使用與維護(hù)》這門課依據(jù)電氣自動技術(shù)和機(jī)電一體化專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)和崗位分析所需的能力并與校企合作的首鋼長白機(jī)械廠和秦皇島煙機(jī)公司合作開發(fā)，經(jīng)過多次教學(xué)研討與分析后在原來的《可編程控制其原理及應(yīng)用》（即PLC）和《變頻調(diào)速原理及應(yīng)用》的基礎(chǔ)上，把兩門課合并為一門課。[1]在教學(xué)改革中，在完成理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，著重實踐教學(xué)，使學(xué)生的理論學(xué)習(xí)能力和動手實踐能力，都得到了提高。

一、教學(xué)改革方向

（一）整合教學(xué)內(nèi)容

在分析相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)和崗位分析所需的能力并與校企合作的專家，分析經(jīng)過多次討論與經(jīng)驗分析和往屆的就業(yè)形勢后在原來的《可編程控制其原理及應(yīng)用》（60學(xué)時，其中理論52學(xué)時，實驗8學(xué)時）和《變頻調(diào)速原理及應(yīng)用》（60學(xué)時，其中理論52學(xué)時，實驗8學(xué)時）的基礎(chǔ)上，整合為《PLC及變頻器的使用與維護(hù)》（80學(xué)時，其中理論40學(xué)時，實際操作40學(xué)時）。將原來的電力電子原理部分理論刪除，因為前面專業(yè)基礎(chǔ)課已經(jīng)學(xué)習(xí)過相應(yīng)的知識，在這里不做過多的重復(fù)。將原來的PLC和變頻器原理刪除一部分過多的理論性內(nèi)容和然后在現(xiàn)場教學(xué)使用PLC和變頻器時再補(bǔ)充相關(guān)的知識，使學(xué)生有更加直觀的印象。本次《PLC及變頻器的使用與維護(hù)》課程改革的共分為10個項目，每個項目都包括相關(guān)的理論和實踐知識，并且以循序漸進(jìn)由淺入深的方式完成整個課程標(biāo)準(zhǔn)要求的教學(xué)內(nèi)容。

（二）強(qiáng)化現(xiàn)場實際操作

PLC及變頻器的現(xiàn)場教學(xué)在傳統(tǒng)的實驗基礎(chǔ)上進(jìn)行改革，學(xué)生不再按著實驗指導(dǎo)書做驗證性的實驗，而是在任務(wù)驅(qū)動的基礎(chǔ)上完成一個個實用型、綜合型、創(chuàng)新型實際操作的項目。這種現(xiàn)場教學(xué)的模式在組織形式上以學(xué)生為主，指導(dǎo)教師為輔助。教師首先按照授課計劃把相應(yīng)的項目分配給學(xué)生，并提供完成項目所需的理論知識，在實踐課時讓學(xué)生根據(jù)老師提供的理論知識自己動手完成各個項目。

本次《PLC及變頻器的使用與維護(hù)》課程改革的共分為10個項目，每個項目都包括相關(guān)的理論和實踐知識，并且以循序漸進(jìn)由淺入深的方式完成整個課程標(biāo)準(zhǔn)要求的教學(xué)內(nèi)容。PLC及變頻器控制系統(tǒng)的各個項目都包括系統(tǒng)主電路的設(shè)計與配線、控制電路的設(shè)計與接線、軟件的編制與仿真、系統(tǒng)故障排除和變頻器參數(shù)設(shè)定及修改等重要環(huán)節(jié)。與傳統(tǒng)驗證性實驗相比項目化課程教學(xué)改革具有更強(qiáng)的實際應(yīng)用性和更強(qiáng)的綜合性。

表1 教學(xué)內(nèi)容及組織

在機(jī)電中心把學(xué)生分成十組每組配有實訓(xùn)臺、電腦、三菱FX2N-32MRPLC和西門子MM 440變頻器，每次根據(jù)實際操作項目的，讓給學(xué)生申請需要的耗材如繼電器，接觸器，按鈕，限位開關(guān)，燈等。同時還提供了相關(guān)國家的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范、PLC使用手冊、變頻器使用手冊、低壓電器資料等和先進(jìn)設(shè)備滿足學(xué)生的需要。

（三）改善教學(xué)方法

為了適應(yīng)高職復(fù)合型高素質(zhì)人才的培養(yǎng)，提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果在《PLC及變頻器的使用與維護(hù)》的理論教學(xué)和現(xiàn)場教學(xué)中，教學(xué)團(tuán)隊對以前的教學(xué)方法和教學(xué)手段進(jìn)行了改革和創(chuàng)新。

教學(xué)實施中靈活運用六步法教學(xué)，通過資訊、計劃、決策、實施、檢查、評估完成所有教學(xué)過程。在這一過程中，教師主要發(fā)揮引導(dǎo)作用，指導(dǎo)學(xué)生采取以自學(xué)為主，小組討論學(xué)習(xí)和老師指導(dǎo)為輔的學(xué)習(xí)方式。通過這些方法逐漸培養(yǎng)學(xué)生的自己解決問題的能力，提高學(xué)生的知識和能力水平，也讓學(xué)生在小組共同分工協(xié)作完成項目時提高團(tuán)隊協(xié)作的能力和與人溝通以及交往的能力。

（四）加強(qiáng)教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)

教師在教學(xué)改革中作中占據(jù)著主導(dǎo)地位，師資的好壞是決定教學(xué)成效的最關(guān)鍵因素。因此，我系師資隊伍按“雙師型”要求進(jìn)行建設(shè)，同時教師利用寒暑假定期到企業(yè)進(jìn)行專業(yè)研修和頂崗實踐。[2]我系先后邀請多位國內(nèi)高職院校課程開發(fā)專家和校企合作的企業(yè)專家來校對專任教師結(jié)合課程改革做專題講座；并組織教師有計劃、分步驟地學(xué)習(xí)和交流；同時選派專業(yè)骨干教師赴國內(nèi)各大高職院校學(xué)習(xí)成功的課改經(jīng)驗。還成立了課程改革研討小組，由教學(xué)主任牽頭帶領(lǐng)骨干教師具體負(fù)責(zé)課程改革、實施方案的設(shè)計。

我院作為國家示范高職院校同時還設(shè)立了院級課程改革項目，并設(shè)立專項基金，鼓勵教師積極參與課程的開發(fā)和改革，增強(qiáng)教師的主動性和課程的可監(jiān)控性。

二、項目化教學(xué)改革的組織與實施

（一）調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

在《PLC及變頻器的使用與維護(hù)》課程中,我們采用任務(wù)驅(qū)動的項目化教學(xué)模式進(jìn)行改革。把整個學(xué)期的教學(xué)任務(wù)按照教學(xué)計劃分成十個項目，每個項目包含兩到三個任務(wù)，學(xué)生在完成每個項目模塊時是以任務(wù)為驅(qū)動的結(jié)構(gòu)化的知識框架。十個項目都是由具有實際工程應(yīng)用背景的真實項目提煉而來，其中有三個項目是教師團(tuán)隊從我系的校企合作企業(yè)中現(xiàn)場總結(jié)來的，和實際結(jié)合非常緊密。

在本次課改中每一個知識點不再是孤立的，而是以任務(wù)驅(qū)動的形式被整合，每一個項目都環(huán)環(huán)相扣，緊密銜接。這樣讓學(xué)生減少了理論學(xué)習(xí)時的枯燥，增多了動手操作的樂趣，并使學(xué)生對這門實踐性很強(qiáng)的課程有了整體的認(rèn)識。我們采用現(xiàn)場教學(xué)的方法，在實訓(xùn)室里邊學(xué)邊練，每個項目老師先引導(dǎo)學(xué)生對某個具體項目充分了解，并提供相關(guān)的理論知識；然后讓學(xué)生根據(jù)老師所提供的理論知識實踐完成相應(yīng)具體項目的任務(wù)；最后老師對每個項目進(jìn)行總結(jié)，再一次的強(qiáng)化項目中的知識要點，起到鞏固的目的。

（二）以任務(wù)驅(qū)動的項目化教學(xué)

任務(wù)驅(qū)動的項目化教學(xué)改革是以教師為引導(dǎo)，學(xué)生為主體，最大的發(fā)掘?qū)W生的能力，是一種理論與實踐有機(jī)結(jié)合的教學(xué)方法。在整個教學(xué)中把知識結(jié)構(gòu)劃分為十個項目，每個項目都由由淺入深的兩到三個任務(wù)組成，學(xué)生每完成一個任務(wù)都會學(xué)習(xí)并實際操作相應(yīng)的知識點。完成一個任務(wù)后學(xué)生在第一個任務(wù)的驅(qū)動下完成接下來的任務(wù)，每個任務(wù)都有機(jī)的銜接，整合成一個完整的任務(wù)。這種教學(xué)模式更注重理論與實踐的結(jié)合，訓(xùn)練學(xué)生的動手能力，分析能力，學(xué)習(xí)能力。

（三）團(tuán)隊協(xié)作完成項目

在實際現(xiàn)場操作時，我們把每個班的學(xué)生分成十組，每組2、3個人。在8學(xué)時的時間內(nèi)，要對于給定的項目需要系統(tǒng)主電路的設(shè)計與配線、控制電路的設(shè)計與接線、軟件的編制與仿真、系統(tǒng)故障排除和變頻器參數(shù)設(shè)定及修改。一個人是不可能完成的，這就需要小組合理的分工，每一個同學(xué)的積極性都被調(diào)動了起來，大家團(tuán)結(jié)協(xié)作共同完成老師布置的項目。同時各組之間相互討論取長補(bǔ)短，使學(xué)生不但動手能力得到提高，與人溝通的能力和團(tuán)隊的協(xié)作能力也大大提高，為學(xué)生將來走向工作崗位奠定了良好地基礎(chǔ)。

（四）項目化教學(xué)報告

對應(yīng)用性很強(qiáng)的專業(yè)核心課《PLC及變頻器的使用與維護(hù)》而言，一味地“填鴨式教學(xué)“，顯然無法將大量的實踐知識傳授給學(xué)生，學(xué)生創(chuàng)新能力也得不到提高。[3]傳統(tǒng)的課后作業(yè)也無法讓學(xué)生把自己在實踐課上學(xué)習(xí)的知識總結(jié)和深化。針對這一問題，在這次教學(xué)改革過程中每完成一個項目，學(xué)生要撰寫“項目教學(xué)報告”，從任務(wù)記錄、完成情況、知識點總結(jié)、學(xué)習(xí)建議等幾個方面對每一個項目直至每個具體的任務(wù)進(jìn)行總結(jié)。然后指導(dǎo)教師對相應(yīng)的知識、技能、態(tài)度等幾方面來對每一位同學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)的評價。讓學(xué)生在課后從理論和實踐兩方面把自己學(xué)習(xí)的知識進(jìn)行總結(jié)和歸納，讓學(xué)生更具自主學(xué)習(xí)能力，知識的學(xué)習(xí)也更加的深刻。

（五）成績評定

《PLC及變頻器的使用與維護(hù)》這門課進(jìn)行項目化教學(xué)改革后，以往的閉卷考核形式就不能全面的考察學(xué)生的分析能力、設(shè)計能力和動手操作能力，甚至?xí)寣W(xué)生死記硬背，盲目的應(yīng)付考試。因此對于這門理論與實踐結(jié)合如此緊密的專業(yè)核心課程，我們建立了新的考核模式。[4]

本課程在每個項目完成后都對學(xué)生進(jìn)行階段性考核，每個項目的考核內(nèi)容與項目所對應(yīng)的知識點和實際操作環(huán)節(jié)相對應(yīng)。共十個項目有十個階段性考核的成績作為平時成績。課程結(jié)束時，采用理論考試和實際操作考試相結(jié)合的方法。其中理論考試占總成績的50%，實際操作考試占總成績的50%。[5]理論考試會以試卷的形式考核整個課程中學(xué)到的知識，例如PLC的硬件結(jié)構(gòu)、工作原理、外部接線、軟件編程、變頻器的外部接線、工作原理、參數(shù)調(diào)節(jié)等知識點。實際操作考試會讓學(xué)生獨立完成一個項目，老師在學(xué)生的完成過程中從外部接線、程序編制、變頻器參數(shù)調(diào)節(jié)、排除故障等幾個方面根據(jù)學(xué)生的工作能力和職業(yè)素質(zhì)對學(xué)生進(jìn)行全方位的成績評定。

三、實訓(xùn)與校企結(jié)合實習(xí)

80學(xué)時結(jié)束后，安排學(xué)生有一周的《PLC及變頻器的使用與維護(hù)》實訓(xùn)，在實訓(xùn)中給學(xué)生一個完整的系統(tǒng)，學(xué)生需要查找資料，了解工藝及控制要求，同時要提交實訓(xùn)報告。實訓(xùn)報告中必須包括控制任務(wù)分析 （提煉出具體控制要求），使用的元器件，主電路圖，PLC外部接線圖，I/O分配，SFC流程圖（梯形圖），PLC-變頻器接線圖；變頻器參數(shù)設(shè)定表。讓他們對PLC與變頻器控制的整體系統(tǒng)有更全面的認(rèn)識，實訓(xùn)從實際操作、實訓(xùn)報告、答辯三方面考核學(xué)生的綜合能力。同時安排學(xué)生在我們的校企合作企業(yè)首鋼長白和秦皇島煙機(jī)廠參加頂崗實習(xí)，讓學(xué)生提前感受企業(yè)的氛圍，并在本學(xué)科的實際操作中積累工作經(jīng)驗。

四、結(jié)語

隨著教育部對高職教育的重視，我院教師不斷地對課程進(jìn)行改革和完善。對《PLC及變頻器的使用與維護(hù)》這類理論與實踐結(jié)合非常緊密的課程，增設(shè)了現(xiàn)場教學(xué)、實訓(xùn)等教學(xué)環(huán)節(jié)，對此課程進(jìn)行了以任務(wù)驅(qū)動的項目化教學(xué)改革。第一輪課改結(jié)束后，學(xué)生的實際操作能力明顯提高，學(xué)習(xí)的主動性也更強(qiáng)了，團(tuán)隊協(xié)作意識和職業(yè)綜合素質(zhì)都有了顯著的提高。同時教師也走出教室去企業(yè)進(jìn)行實際操作的訓(xùn)練，教師的知識和動手操作能力也在教學(xué)改革中有了更大的飛躍。

《PLC及變頻器的使用與維護(hù)》課程的項目化教學(xué)改革，整合了教學(xué)內(nèi)容，把教學(xué)內(nèi)容分為十個項目；強(qiáng)化了實踐教學(xué)，學(xué)生動手實際操作能力得到了明顯提高。滿足了企業(yè)對畢業(yè)生各個方面能力的需求，給畢業(yè)生闖到了更多的就業(yè)機(jī)會。改革了教學(xué)方法，教學(xué)方法轉(zhuǎn)變?yōu)橐匀蝿?wù)驅(qū)動的項目化教學(xué)，讓學(xué)生更加有學(xué)習(xí)的熱情，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和改善了學(xué)習(xí)效果；加強(qiáng)了師資隊伍建設(shè)，為高職教育的課程改革提供了人才基礎(chǔ)。

[1]張磊.校企合作開發(fā)《PLC及變頻器的使用與維護(hù)》課程[J].教學(xué)培養(yǎng),2011(12):210.

[2]季明麗.高職院?；诠ぷ鬟^程的PLC課程改革[J].教學(xué)培養(yǎng),2010(06):73-77.

[3]何弢，等.高職院校PLC一體化教學(xué)改革初探[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報,2010(08):116-118.

[4]邵永紅，等.高職校企合作存在的問題與對策[J].科教文匯,2006(06):9-10.

[5]康志亮，等.可編程控制器課程改革與實踐[J].中國農(nóng)機(jī)化,2011(02):133-136.