《PLC應(yīng)用與運(yùn)行維護(hù)》成果導(dǎo)向課程的開發(fā)與設(shè)

一、PLC應(yīng)用與運(yùn)行維護(hù)課程教學(xué)現(xiàn)狀
目前PLC應(yīng)用與運(yùn)行維護(hù)課程已經(jīng)進(jìn)行了理實(shí)一體化的項(xiàng)目教學(xué)改革，但是教師教學(xué)理念還沒有跟上，仍然采用以教師講授為主的傳統(tǒng)的教學(xué)理念；而且由于學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和學(xué)習(xí)方法也存在一定的問題。近年來，國家先后頒布的多部與高等教育相關(guān)的重要文件均把提高人才培養(yǎng)質(zhì)量放在了首位。電氣自動化專業(yè)是面向自動化生產(chǎn)領(lǐng)域培養(yǎng)的具備良好的知識、技術(shù)技能及職業(yè)素質(zhì)的高技能應(yīng)用型專門人才，而《PLC應(yīng)用與運(yùn)行維護(hù)》課程的這一教學(xué)現(xiàn)狀顯然不能滿足這一要求。
二、成果導(dǎo)向教育的理念
成果導(dǎo)向教育的理念是一種以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果（Learningoutcomes）為導(dǎo)向的教育理念。我國工程教育《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（2014）》強(qiáng)調(diào)：
1、工程教育專業(yè)必須明確學(xué)生學(xué)習(xí)成果，也就是學(xué)生在完成學(xué)習(xí)后所具備的能力水平。
2、按照學(xué)生的學(xué)習(xí)成果安排教學(xué)活動。
3、要對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行評價(jià)。成果教育的理念聚焦學(xué)生學(xué)到了什么，同時(shí)重視培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)社會的綜合能力和對人生意義的追求。
三、基于成果導(dǎo)向教育課程模式的PLC應(yīng)用與運(yùn)行維護(hù)課程開發(fā)與設(shè)計(jì)
成果導(dǎo)向教育理念要求教師根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和能力指標(biāo)來設(shè)計(jì)課程的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)過程、教學(xué)方法、教學(xué)評價(jià)等。
1.電氣自動化專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)及能力指標(biāo)
如表1所示，通過企業(yè)調(diào)研，分析企業(yè)需要的工作崗位及其崗位職責(zé)，確定電氣自動化專業(yè)的能力指標(biāo)的主要向度及培養(yǎng)目標(biāo)的內(nèi)涵。
2.基于成果導(dǎo)向PLC應(yīng)用與運(yùn)行維護(hù)課程標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)
基于成果導(dǎo)向的課程標(biāo)準(zhǔn)可以比喻為教師與學(xué)生就課程教與學(xué)制定的“契約”。教師按照“契約”標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)就完成了教學(xué)任務(wù)，學(xué)生達(dá)到了教學(xué)目標(biāo)要求就能獲取相應(yīng)的學(xué)分。開發(fā)該課程標(biāo)準(zhǔn)主要是設(shè)定課程的教學(xué)目標(biāo)、分配課程能力指標(biāo)權(quán)重、界定及序化課程內(nèi)容。課程標(biāo)準(zhǔn)的核心信息為課程概述、教學(xué)目標(biāo)、核心能力、課程權(quán)重及教材內(nèi)容進(jìn)度表。這些核心信息清晰的反映出課程目標(biāo)與核心能力、能力指標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系。
本課程描述中明確指出了學(xué)生學(xué)習(xí)的歷程為通過課堂學(xué)習(xí)獲取PLC的基礎(chǔ)理論知識，借助小組合作的形式合作的完成項(xiàng)目的硬件設(shè)計(jì)、連接及程序編寫、調(diào)試，預(yù)期效果為達(dá)到中級維修電工理論與實(shí)際操作水平。教學(xué)目標(biāo)使用以學(xué)生為中心的詞匯，例如：善用、具備、描述、區(qū)辯等來撰寫學(xué)生學(xué)完本課程后所具備的能力。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)分配課程所培養(yǎng)的核心能力：溝通整合能力（15%）、學(xué)習(xí)創(chuàng)新能力（10%）、問題解決能力（15%）、專業(yè)技能（50%）和職業(yè)素養(yǎng)（15%）。PLC應(yīng)用及運(yùn)行維護(hù)課程的內(nèi)容包括三相異步電動機(jī)起停控制、三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制、氣缸的自動往復(fù)運(yùn)動控制、交通信號燈控制、噴泉控制、搶答器的PLC控制、校牌彩燈控制、車床控制8個(gè)項(xiàng)目。課程內(nèi)容與進(jìn)度表具體的描述了每個(gè)項(xiàng)目的子任務(wù)、教學(xué)學(xué)時(shí)及培養(yǎng)的學(xué)生的能力指標(biāo)。

表1 電氣自動化技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及能力指標(biāo)
3.基于成果導(dǎo)向《PLC應(yīng)用與運(yùn)行維護(hù)》課程教學(xué)設(shè)計(jì)
成果導(dǎo)向PLC應(yīng)用與運(yùn)行維護(hù)課程的教學(xué)設(shè)計(jì)是根據(jù)課程的內(nèi)容、性質(zhì)、及學(xué)生需要達(dá)到的核心能力進(jìn)行設(shè)計(jì)。主要體現(xiàn)以學(xué)生為主體，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)預(yù)期的學(xué)習(xí)成果。本課程教學(xué)設(shè)計(jì)包括學(xué)生學(xué)習(xí)條件分析、教學(xué)方法手段、教學(xué)資源、能力指標(biāo)及課程教學(xué)目標(biāo)、項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)、教師課前準(zhǔn)備、學(xué)生課前準(zhǔn)備及項(xiàng)目的教學(xué)活動歷程。在項(xiàng)目教學(xué)活動歷程中學(xué)生真正成了學(xué)習(xí)的主人，教師是教學(xué)活動的指揮者和領(lǐng)路人。活動歷程包括準(zhǔn)備活動、發(fā)展活動和小結(jié)三個(gè)階段。準(zhǔn)備活動由教師組織，首先帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)上節(jié)課的關(guān)鍵知識和技能，然后從現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)生活中的實(shí)例出發(fā)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣并引入項(xiàng)目教學(xué)任務(wù)。發(fā)展活動即學(xué)生自主完成相關(guān)知識的學(xué)習(xí)過程。在這個(gè)活動中教師要采取有效的教學(xué)方法及手段進(jìn)行引導(dǎo)，學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)后，教師要根據(jù)相應(yīng)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對學(xué)習(xí)成果進(jìn)行評價(jià)。小結(jié)階段主要由老師進(jìn)行總結(jié)，布置課下作業(yè)，結(jié)合學(xué)習(xí)效果進(jìn)行教學(xué)反思。以三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制項(xiàng)目為例設(shè)計(jì)教學(xué)活動。教師課前將本項(xiàng)目要求、項(xiàng)目運(yùn)行視頻、S7-200PLC的相關(guān)理論、指令等知識的微課通過藍(lán)墨云班課形式下發(fā)給學(xué)生，要求學(xué)生預(yù)習(xí)。準(zhǔn)備活動階段教師首先對三相異步電電動機(jī)啟停控制的相關(guān)知識技能進(jìn)行提問和復(fù)習(xí)，創(chuàng)設(shè)情境，提出本項(xiàng)目需學(xué)習(xí)的知識點(diǎn)、編程方法、安全注意事項(xiàng)等內(nèi)容。在發(fā)展活動階段，首先要求學(xué)生畫出三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的電氣控制原理圖，引導(dǎo)學(xué)生分析PLC控制需要分配的輸入輸出點(diǎn)，指導(dǎo)學(xué)生模仿三相異步電動機(jī)啟停控制的硬件接線方法小組討論設(shè)計(jì)該任務(wù)的PLC硬件接線電路并交給教師檢查，設(shè)計(jì)成功后小組同學(xué)根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)際的電路連結(jié)及測試。
其次，教師引導(dǎo)學(xué)生利用遷移法編寫正反轉(zhuǎn)控制程序，并下載到PLC中進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行。運(yùn)行成功教師記錄學(xué)生的項(xiàng)目運(yùn)行結(jié)果。若項(xiàng)目運(yùn)行不成功，則指導(dǎo)學(xué)生檢查故障，首先根據(jù)運(yùn)行結(jié)果判斷是硬件連接故障還是程序編寫故障，小組討論并改正錯(cuò)誤，再次運(yùn)行查看運(yùn)行結(jié)果直到正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目要求。對于學(xué)習(xí)能力較高的學(xué)生，教師可分層次教學(xué)，用另一種編程思路或另一些指令來編寫程序?qū)崿F(xiàn)項(xiàng)目要求。項(xiàng)目的評價(jià)考核方式是根據(jù)各小組項(xiàng)目實(shí)施過程來計(jì)分。整個(gè)教學(xué)過程學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，教師不斷地對學(xué)生激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，最大限度的發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。所有小組項(xiàng)目運(yùn)行成功后進(jìn)入小結(jié)階段，教師總結(jié)學(xué)生在學(xué)習(xí)和應(yīng)用知識及實(shí)際操作過程中常見的錯(cuò)誤及故障現(xiàn)象，為后面項(xiàng)目的學(xué)習(xí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。
四、結(jié)語
把成果導(dǎo)向教育的教育理論這是一種成熟教育理論應(yīng)用在PLC應(yīng)用與運(yùn)行維護(hù)課程中，能有效培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性和實(shí)際應(yīng)用能力，大大提高教學(xué)效果。