曹智龍
(南京六合中等專(zhuān)業(yè)學(xué)校,江蘇 南京 211500)
PLC應(yīng)用技術(shù)實(shí)訓(xùn)是中職電氣設(shè)備運(yùn)行與控制專(zhuān)業(yè)設(shè)置的一門(mén)專(zhuān)業(yè)平臺(tái)課程,旨在培養(yǎng)學(xué)生識(shí)讀與繪制PLC電氣控制原理圖、電路安裝與調(diào)試、編程和故障檢修的能力。但現(xiàn)在的教材基本都是以PLC簡(jiǎn)單編程控制為主。例如,電動(dòng)機(jī)單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制、星三角降壓?jiǎn)?dòng)、交通燈等傳統(tǒng)教學(xué)項(xiàng)目。當(dāng)前實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐訮LC為控制中心,以RS485工業(yè)總線(xiàn)、以太網(wǎng)、LoRa等通信技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)單元,以溫度、濕度、光照度等各種傳感器為數(shù)據(jù)采集單元,以伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、無(wú)刷直流電機(jī)、交流異步電機(jī)等設(shè)備為執(zhí)行單元,以力控、MCGS為人機(jī)交界面。中職電氣專(zhuān)業(yè)學(xué)生畢業(yè)后的工作性質(zhì)已經(jīng)從簡(jiǎn)單的接線(xiàn)轉(zhuǎn)變?yōu)樽R(shí)讀與繪制電氣控制原理圖、PLC編程、力控編程、電路安裝與調(diào)試和故障檢修等工作。
傳統(tǒng)中職學(xué)校的PLC技術(shù)應(yīng)用課程,教學(xué)理念已經(jīng)落后。很多人認(rèn)為我校學(xué)生成績(jī)不夠好,不能勝任復(fù)雜的編程。學(xué)習(xí)PLC技術(shù)應(yīng)用課程只是為了熟悉一下PLC編程,只把PLC技術(shù)應(yīng)用當(dāng)作一門(mén)簡(jiǎn)單的課程。其實(shí)教師在教一門(mén)課之前,應(yīng)該先了解一下學(xué)校制定的人才培養(yǎng)方案和課程標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)人才培養(yǎng)方案、課程標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)校的教學(xué)硬件資源制訂教學(xué)計(jì)劃,安排教學(xué)內(nèi)容,整合教學(xué)資源,這樣教學(xué)活動(dòng)才會(huì)具有明確的方向。
課程的設(shè)置應(yīng)該是學(xué)習(xí)完各模塊后有一個(gè)以PLC控制為中心的綜合實(shí)訓(xùn)。實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容應(yīng)該能夠滿(mǎn)足生產(chǎn)實(shí)際需求。傳統(tǒng)學(xué)校電氣專(zhuān)業(yè)的實(shí)訓(xùn)課程只有照明電路、電機(jī)正反轉(zhuǎn)、電機(jī)星三角降壓?jiǎn)?dòng)等簡(jiǎn)單的電路安裝與調(diào)試?,F(xiàn)在有些學(xué)校為了教學(xué)安全,已經(jīng)把通電測(cè)試都省掉了。學(xué)生的工作只剩下安裝電路,對(duì)電路通電后的實(shí)際工作過(guò)程卻一概不知。電路的安裝是否正確,完全只靠眼睛觀察、同學(xué)之間互查和萬(wàn)用表的檢測(cè)。理實(shí)一體課程形同虛設(shè),教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)脫離了人才培養(yǎng)方案和課程標(biāo)準(zhǔn)。中職學(xué)生雖然不能夠設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)原理圖、編寫(xiě)復(fù)雜的PLC程序。但是現(xiàn)在的社會(huì)需要安裝和調(diào)試的高技能人才,他們需要掌握電氣系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)、識(shí)讀電氣原理圖、識(shí)讀安裝圖、了解各個(gè)電氣設(shè)備的功能和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力,這樣才能夠高效的安裝與調(diào)試設(shè)備。
課程的設(shè)置要想滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)需求就必須建立在校企合作基礎(chǔ)之上。很多的學(xué)校都開(kāi)展了工學(xué)交替和企業(yè)實(shí)習(xí)活動(dòng),但是學(xué)生在企業(yè)的工作內(nèi)容和學(xué)校教學(xué)內(nèi)容無(wú)關(guān)。企業(yè)的工作內(nèi)容多是簡(jiǎn)單操作為主,學(xué)生只需要進(jìn)行安全培訓(xùn)就能上崗工作。我國(guó)的企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)現(xiàn)已經(jīng)逐漸從簡(jiǎn)單的重復(fù)勞動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槟X力勞動(dòng),企業(yè)生產(chǎn)變得越來(lái)越智能化,越來(lái)越需要高技術(shù)的技能型人才。學(xué)校應(yīng)該跟隨時(shí)代的發(fā)展,培養(yǎng)企業(yè)需要的人才;跟隨產(chǎn)業(yè)崗位的需求,調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。這樣教學(xué)內(nèi)容才能夠和企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)有機(jī)的融合。
電氣類(lèi)實(shí)訓(xùn)裝備都是比較昂貴的,實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)需要大量的資金投入。生產(chǎn)技術(shù)在不斷地更新發(fā)展,但是學(xué)校受制于資金的問(wèn)題無(wú)法及時(shí)的更新設(shè)備。大部分學(xué)校的PLC實(shí)訓(xùn)室都是成套的PLC實(shí)訓(xùn)臺(tái)。PLC實(shí)驗(yàn)臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)是電路的各模塊都做了保護(hù)功能,這樣避免了學(xué)生電路安裝錯(cuò)誤導(dǎo)致設(shè)備損壞。缺點(diǎn)是學(xué)生只能通過(guò)測(cè)試連接線(xiàn)搭接電路,模擬電路的功能。不能真正動(dòng)手安裝電路、搭建控制對(duì)象,實(shí)現(xiàn)控制功能。以前的購(gòu)買(mǎi)的PLC實(shí)驗(yàn)臺(tái)大部分都沒(méi)有觸摸屏、各類(lèi)傳感器、工業(yè)總線(xiàn)等設(shè)備。
黨的十八屆三中全會(huì)中提出要“加快現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設(shè),深化產(chǎn)教融合、校企合作,培養(yǎng)高素質(zhì)勞動(dòng)者和技能型人才”。我校地處南京市六合區(qū),該區(qū)主要產(chǎn)業(yè)有千億級(jí)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)群和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)群。我校積極響應(yīng)職業(yè)學(xué)校服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展號(hào)召,以服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展為使命,積極開(kāi)展產(chǎn)教融合項(xiàng)目。
我校產(chǎn)教融合合作單位有國(guó)軒電池、江蘇建康汽車(chē)、博西華、江蘇金五谷生態(tài)農(nóng)業(yè)、天緯農(nóng)業(yè)、污水處理廠、江蘇領(lǐng)跑夢(mèng)毛勒智造等一批優(yōu)秀企業(yè)。我校電類(lèi)專(zhuān)業(yè)教師經(jīng)常走訪(fǎng)各個(gè)企業(yè),了解現(xiàn)代企業(yè)對(duì)電氣類(lèi)人才的需求??茖W(xué)制定人才培養(yǎng)方案和課程標(biāo)準(zhǔn),探索產(chǎn)教融合的發(fā)展之路。
根據(jù)科學(xué)制定的人才培養(yǎng)方案和課程標(biāo)準(zhǔn),重新優(yōu)化了PLC綜合實(shí)訓(xùn)課程的內(nèi)容,實(shí)訓(xùn)課程以項(xiàng)目的形式開(kāi)展。教學(xué)團(tuán)隊(duì)從電氣專(zhuān)業(yè)核心技能出發(fā),依托產(chǎn)教融合項(xiàng)目,將生活污水處理廠的各道工序整合成五個(gè)教學(xué)任務(wù),結(jié)合行業(yè)規(guī)范和創(chuàng)新要求進(jìn)行授課,構(gòu)建了基于生產(chǎn)流程的模塊化課程結(jié)構(gòu),采用了“理實(shí)一體+任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的教學(xué)模式,學(xué)生在完成實(shí)訓(xùn)課程的過(guò)程中學(xué)習(xí)了專(zhuān)業(yè)理論知識(shí),獲得了專(zhuān)業(yè)技能,提升了專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)。
通過(guò)對(duì)產(chǎn)業(yè)的調(diào)研和課程實(shí)施的前后銜接、時(shí)間安排的需要,依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,遵循“立德樹(shù)人”的原則。為了響應(yīng)國(guó)家美麗鄉(xiāng)村的號(hào)召,我校電子電工教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員丁海霞、秦濤、趙瑩、曹智龍等教師為本次PLC綜合實(shí)訓(xùn)課程主題取名為“生活污水處理站的電氣系統(tǒng)安裝與調(diào)試”。
在實(shí)訓(xùn)課程中,教學(xué)團(tuán)隊(duì)根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和理實(shí)一體的教學(xué)理念,開(kāi)創(chuàng)性的在教學(xué)活動(dòng)中安排了參觀龍池街道污水處理廠的活動(dòng)。讓學(xué)生體驗(yàn)以PLC為控制中心的電氣設(shè)備在污水處理廠中的應(yīng)用。在參觀污水處理廠的活動(dòng)中,筆者還邀請(qǐng)了污水處理廠的工程師為學(xué)生講解污水處理的整個(gè)過(guò)程和電氣設(shè)備在污水處理中的應(yīng)用,讓學(xué)生感知學(xué)習(xí)價(jià)值,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
教學(xué)團(tuán)隊(duì)精心設(shè)計(jì)了四個(gè)子項(xiàng)目和兩個(gè)活動(dòng),每個(gè)子項(xiàng)目還包含有若干任務(wù)如圖1所示。實(shí)施過(guò)程中,以教材為參考,知識(shí)技能不脫離教材,但教學(xué)流程不依賴(lài)教材。同時(shí)還開(kāi)發(fā)了校本活頁(yè)式教材。活頁(yè)式教材的優(yōu)點(diǎn)是能夠根據(jù)教學(xué)的需求調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,更能突出教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性,符合技術(shù)應(yīng)用型學(xué)科教學(xué)需求。教材配有相應(yīng)的工作任務(wù)單,方便學(xué)生上交自己的作業(yè)。使教學(xué)任務(wù)更有系統(tǒng)性,提升了實(shí)訓(xùn)的綜合程度,提高了實(shí)訓(xùn)效率。
圖1 PLC應(yīng)用技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)課程安排
通過(guò)參觀污水處理站作為整個(gè)實(shí)訓(xùn)課程的情景引入,能夠提升學(xué)生對(duì)PLC應(yīng)用技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)課程的興趣,也能夠讓學(xué)生了解生活污水處理的全過(guò)程。實(shí)訓(xùn)的前三個(gè)項(xiàng)目為基礎(chǔ)項(xiàng)目,第四個(gè)項(xiàng)目為綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)有電路圖電路的安裝、PLC編程、MCGS觸摸屏、力控、溫濕度傳感器、光照度傳感器等。在項(xiàng)目完成,團(tuán)隊(duì)還安排了作品功能演示和答辯環(huán)節(jié)。功能演示環(huán)節(jié),能夠讓學(xué)生體驗(yàn)成功的喜悅。答辯環(huán)節(jié),既能考查學(xué)生對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)的掌握情況,也能培養(yǎng)學(xué)生的演講能力。項(xiàng)目結(jié)束,學(xué)生還需要完成一篇項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告。報(bào)告主要包括自己作品的電氣原理圖、接線(xiàn)圖、結(jié)構(gòu)框圖、軟件編程、MCGS觸摸屏界面和心得體會(huì)等。通過(guò)“生活污水處理站的電氣系統(tǒng)安裝與調(diào)試”綜合項(xiàng)目的完成,能夠全方位的提升學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和技能水平。
PLC綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)課程是一門(mén)技術(shù)應(yīng)用型課程,這門(mén)課程的重要特點(diǎn)是技術(shù)需要與時(shí)俱進(jìn)。每年都會(huì)有新技術(shù)、新技能、新應(yīng)用,需要教師不斷地學(xué)習(xí)。教師需要在原有的校本教材基礎(chǔ)上不斷地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容?;铐?yè)式教材按照“以就業(yè)為導(dǎo)向”“以能力為本位”的教學(xué)理念。教材的結(jié)構(gòu)不再?gòu)?qiáng)調(diào)理論知識(shí)的系統(tǒng)性和完整性,堅(jiān)持以應(yīng)用為導(dǎo)向,理論知識(shí)夠用、實(shí)用就行。教學(xué)團(tuán)隊(duì)先將需要學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)羅列出來(lái),最后再把知識(shí)點(diǎn)融入每個(gè)項(xiàng)目中去,在完成項(xiàng)目的過(guò)程中學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)。為了方便查找新的知識(shí)點(diǎn),筆者在每一個(gè)項(xiàng)目中還將學(xué)習(xí)到的新的重要知識(shí)點(diǎn)羅列出來(lái),這樣方便學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的總結(jié)學(xué)習(xí),也方便教師對(duì)項(xiàng)目中新的知識(shí)點(diǎn)講解。每一個(gè)任務(wù)都會(huì)有一個(gè)二維碼,通過(guò)掃描二維碼查看配套教學(xué)資源,這樣方便學(xué)生在課后的學(xué)習(xí)。
傳統(tǒng)的PLC實(shí)訓(xùn)課程都是在PLC實(shí)訓(xùn)臺(tái)上進(jìn)行編程訓(xùn)練的,PLC實(shí)訓(xùn)臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)是教師不需要自己準(zhǔn)備實(shí)訓(xùn)器材,方便教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展。PLC實(shí)訓(xùn)臺(tái)的缺點(diǎn)是生產(chǎn)活動(dòng)的現(xiàn)象都是通過(guò)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)和指示燈的亮、滅進(jìn)行模擬展示的,不能夠展示真實(shí)的生產(chǎn)活動(dòng)場(chǎng)景。秦濤老師為了解決這樣的教學(xué)痛點(diǎn),決定自制教具。依據(jù)污水處理現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控的生活污水處理流程:前端池污水抽送——活性污泥的投放——污水硝化反應(yīng)與過(guò)濾——清水消毒劑的投放,自行制作了污水處理運(yùn)作的特色教具,打破了教學(xué)時(shí)空限制,以小見(jiàn)大,化繁為簡(jiǎn),讓每一位學(xué)生身臨其境感知生活污水處理過(guò)程,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí),有效提高學(xué)習(xí)效率。
因?yàn)榫C合實(shí)訓(xùn)課工作量比較大,所以將學(xué)生分為3人一組。根據(jù)人員的分組安排和PLC應(yīng)用技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)課程的特點(diǎn),培養(yǎng)評(píng)價(jià)不再適合筆試,將評(píng)價(jià)分散在每一個(gè)項(xiàng)目的完成度、學(xué)生的參與度和職業(yè)素養(yǎng)上。對(duì)于每一個(gè)項(xiàng)目,都是參考技能大賽的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置了評(píng)分表。評(píng)分表的內(nèi)容包括系統(tǒng)設(shè)備的安裝、系統(tǒng)的線(xiàn)路連接、設(shè)備接線(xiàn)工藝、系統(tǒng)的檢測(cè)、系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)、職業(yè)規(guī)范與安全生產(chǎn)、作品的展示、答辯和項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告等。每一個(gè)評(píng)分內(nèi)容都包含有詳細(xì)的評(píng)分指標(biāo)和配分。為了培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力,可以將團(tuán)隊(duì)協(xié)作度也作為一個(gè)評(píng)分指標(biāo)。
本綜合實(shí)訓(xùn)課程屬于加工制造類(lèi),課程蘊(yùn)含著豐富的思政資源,具有很好的育人功能。通過(guò)分組教學(xué),培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神;通過(guò)參觀生活污水處理廠培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí);通過(guò)職業(yè)規(guī)范和安全生產(chǎn)的教育,培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和安全意識(shí);通過(guò)對(duì)每一個(gè)工藝、技術(shù)規(guī)范的追求,培養(yǎng)學(xué)生精益求精的工匠精神。在實(shí)踐課程中潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生愛(ài)崗敬業(yè)、誠(chéng)信友善、熱愛(ài)勞動(dòng)和大國(guó)工匠精神。
我校的電子電工教學(xué)團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)合理,有市、區(qū)學(xué)科帶頭人,有技能大賽教師組金牌選手和金牌指導(dǎo)教師。利用技能大賽提升教師的技能水平和創(chuàng)新科研能力,幫助教師構(gòu)建完整的專(zhuān)業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)體系。利用教學(xué)大賽提升教師的教學(xué)能力,整合教學(xué)資源。技能大賽和教學(xué)大賽雙通道同時(shí)促進(jìn)教師和學(xué)校的發(fā)展。教學(xué)團(tuán)隊(duì)精心打造本課程,參加了江蘇省職業(yè)院校教學(xué)大賽得到了一致好評(píng),取得了省二等獎(jiǎng)的好成績(jī)。
本次PLC綜合實(shí)訓(xùn)課程的改革是在我校產(chǎn)教融合課程改革的背景下開(kāi)展的,教學(xué)團(tuán)隊(duì)整合產(chǎn)教融合、校企合作教學(xué)資源,整合學(xué)校教學(xué)資源,開(kāi)發(fā)適合學(xué)校教學(xué)資源的教具和活頁(yè)式校本教材。在課堂中融入思政,把教學(xué)和育人相融合,既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,也明確了學(xué)習(xí)方向。PLC綜合實(shí)訓(xùn)的實(shí)踐與探究,進(jìn)一步推動(dòng)了我校電子電工類(lèi)實(shí)訓(xùn)課程的改革和創(chuàng)新,為其他實(shí)訓(xùn)課程的改革與創(chuàng)新提供了新思路。