高校电气控制与PLC课程一体化教学改革与实践
李宏伟，韩 瑜，胡 山，陈志亮，关蓓蓓
（天津职业技术师范大学，天津 300222）
摘 要： 电气控制与PLC课程作为高校自动化类专业的核心课，属于实践性较强的课程，以强化PLC的实践应用为出发点，构建以能力培养为核心的一体化教学体系，并在教学中以任务驱动实施，较好地体现了课程教学目标，有助于达成人才培养的目标。研究成果对其他高校教师有一定的参考作用。
关键词： PLC；一体化；教学目标；学习情境
一、引言
可编程控制器（简称PLC）系统从客户的需求出发，具有实用性比较强、易于控制、使用方便、体积小、能耗小、稳定性强及可靠性高的特点，在生产企业的应用十分广泛。为了使培养出的人才更加适应社会经济发展需求，高校自动化类专业基本都开设了电气控制与PLC课程，并且作为专业核心课程开展教学，其地位受到越来越多的师生重视。通过该课程的学习，结合其他配套专业课程，高校能够培养出胜任各类自动化生产控制系统的安装、调试、维护等工作的应用型高级专门人才[1]。
由于PLC具有很强的实用性，因此电气控制与PLC课程在教学过程中应注重实践能力的培养。很多高校在教学过程中，对该课程基本上是以理论教学为主，实验教学为辅，甚至有的实验内容和理论知识不能完全对应。鉴于此，结合当前对人才的实际需求，拟对该课程知识重新整合，按照一体化教学模式开展教学，以期取得更好的教学效果。
二、课程情况介绍
电气控制与PLC课属于专业核心课程。对于自动化类专业人才培养方案来说，它是根据人才培养定位来构建课程体系，结合国家要求，第一学年以公共基础课为主，如思想政治课、数学课、机械基础等；第二学年以专业学科平台课为主，包括电路、电子技术、电力电子技术、电机与拖动基础等；第三学年以专业课程为主，包括电气控制与PLC、传感器技术、单片机技术等[2]。电气控制与PLC课程的开设，需要其他专业基础课作为支撑。
三、构建一体化的教学体系
（一）指导思想与思路
电气控制与PLC课程一体化教学体系的构建，要体现职业教育教学理念，紧密围绕应用型高级专门人才培养目标，以职业能力培养为核心，充分体现职业性、学术性，既要考虑到学生专业能力的培养，结合国家职业资格要求，又要考虑到本科人才培养目的，充分体现“教、学、做”一体化，以实现人才培养目标与社会需求的达成度。
因此，该课程一体化教学体系的构建，要充分考虑学生专业综合能力的培养，突出课程实践性，凸显课程核心地位，通过对实际岗位工作分析，提炼课程核心要素，然后基于典型工作任务，构建若干学习情境、工作任务，以工作能力为导向，以专业能力提升为目标，构建出完整的一体化教学体系。经过实践检验，再进一步完善，使培养出的人才真正与岗位对接，与社会发展相适应。
（二）确定课程教学目标
法律对于每一个人来说都是相当重要的,它可以保证每一个人的合法权益不受侵害。所以对于妇科护理人员来说一定要具备较强的法律意识,因为这既是对自己负责任的表现也是对于患者负责任的表现。所以医院可以让妇科护理人员定期开展法律法规的学习课程,让妇科护理人员具有较强的法律意识,明白自己的职责和重要性,以此达到对于自己和患者的一种保护,学习好各项医院的规章制度,把妇科护理工作当中法律的重要性凸显出来。
针对低渗油田注水开发普遍存在注采不平衡的矛盾，桩西采油厂在特低渗油藏区域内进行了小井距的开发试验，为特低渗油田开发提供技术支持。笔者以桩59-X30井为例通过数值模拟的方法［1］对影响小井距注水开发的因素进行分析，设计合理的开发参数。
开展一体化教学需要标准化的或接近标准化的教学场地，须包含教学区、讨论区、实践区、材料区等。此外，还需要实践操作设备，且设备数量要达到教学要求。该项教学改革在实施过程中要充分利用现有场地，在保证设备套数的基础上，切实采用边讲边练的一体化模式开展教学活动。设备的开放程度较好，完全满足教学需求。整个实验线路的构建，完全由学生根据任务安排自主完成，效果良好[4]。
2.能力与素质目标：（1）培养学生专业综合实践的认知能力与动手能力；（2）培养学生的系统设计能力；（3）培养学生的职业能力与职业素养，初步符合岗位需求的能力。
1.知识目标：（1）掌握继电接触器控制电路中常用的电气符号；（2）掌握典型继电接触器控制系统的主电路、控制电路和保护环节；（3）熟悉PLC体系结构、工作原理及所选定PLC的指令系统和编程工具；（4）掌握并熟练运用梯形图语句编程，了解符号语句的编程方法；（5）熟悉PLC模拟量单元、PID指令及其在调节控制中的应用；（6）熟悉PLC通信功能及其联网技术；（7）熟悉PLC控制系统设计技术。
电气控制与PLC课程的教学目标要围绕学生专业核心能力来确定，目标是培养学生的实践能力、构建系统化的设计与维护能力，并为后续的专业课程学习奠定扎实的基础。学生通过学习该课程，要形成硬接线及软件编程方面的逻辑思维，在知识、能力与素质等方面达到如下目标：
（三）构建课程教学内容体系
根据典型工作任务的分析结果，结合教学实际，对于每个学习情境又安排了若干学习任务。每个学习任务的内容编排充分体现理实一体的教学模式，既包含相应的理论知识分析，又包含相应的工作任务内容。对于每个工作任务，按照一体化模式需求，也安排了评价验收表。每个学习情境的任务也是按照由易到难、由简单到复杂的思路进行编排、选择的。
图1 课程学习情境体系
依据课程教学目标及构建思路，结合生产实际，进行现场调研和网络调研之后，由企业工程师、校内外专家共同讨论，确定典型工作任务。然后，根据典型工作任务，进行学习情境的提炼，形成如图1所示的学习情境。该课程有7个学习情境，它们既相互联系，又各自成章。从内容的难易程度上，是按照由易到难、由简单到复杂的方法安排的。总体内容的安排完全按照以能力为中心的理念进行，教师授课地点选择在实训室，按照边讲边练、注重实践的原则合理安排学习情境的各项任务[3]。
该课程的一体化教学是基于工作过程系统化的一体化教学模式[5]。实施过程包括集中讲解、布置任务、分组操作、巡回指导、专题点评和成果验收评价。教学实施过程中，依据设定流程开展各项学习，由任务驱动教学，由评价考核学习结果，学生既在做中学，又在学中做、学中思。整个教学过程凸显了课程的实践性，以及其广泛的生产应用性。
四、一体化教学的实施
（一）必备条件——设备及场地
自从易非买了房后，他们的关系就不知不觉地进了一大步，有一天陈留送易非回来，老妈正好在家，他们就这样见面了，陈留表现得大方得体，母亲似乎也很喜欢。再后来，易非过生日，陈留带了蛋糕和鲜花来，就算是正式见面了。
（二）实施流程
总的来说，学习情境以及情境下的工作任务要按照必需原则和够用原则来安排，各工作任务内容要与生产实际相结合，切实围绕课程教学目标进行设计。
五、课程教学改革实施效果
该课程已经对3届学生进行教学，形成了较为系统的教学资源和校本教材，并且教材在修订后即将出版。通过调查可知，学生对PLC知识和技能的掌握程度较好，教学效果显著，值得借鉴与推广。
例9 在某强酸性混合稀土溶液中加入H2O2,调节pH≈3,Ce3+通过下列反应形成Ce(OH)4沉淀得以分离。完成反应的离子方程式:
六、结语
一体化教学模式的改革虽然实施多年，教师也具备了较为丰富的教学经验，但在数字化教学资源方面还是欠缺的，需要设计一些网络化的资源，如微课、习题库、案例等。有了这些资源，课程教学体系与内容才会更加完备。此外，对于开展一体化教学的场地，也需要逐步优化，以期从硬件方面更加符合一体化教学的要求。
总之，当前高校教学改革进入深水区，探索专业课程的教学方式方法，需要教师大胆尝试，乐于实践，有效提升高校教学效果。
统计学方法 采用统计学软件SPSS 20.0处理数据，计数资料以百分率 （%）表示，计量资料以均数 ±标准差 （x±s）表示。
参考文献：
[1]俞良英.PLC应用技术课程教学改革实践分析[J].时代教育,2016,(7)：48-49.
[2]乔维德.《电气控制与PLC应用》工学结合课程改革探微[J].职教与经济研究,2015,(1)：38-42.
[3]胡艳丽.应用型大学《电气控制与PLC》课程教学改革研究[J].科技视界,2015,(19)：25-25.
[4]熊树.工学结合模式下的高校电气控制与PLC课程改革分析[J].教育教学论坛,2018,(34)：130-131.
[5]黄海龙,等.PLC控制技术课程改革的研究与实践[J].辽宁工业大学学报(社会科学版),2018,(6)：1-3.
Integrative Teaching Reform and Practice of Electric Control and PLC Course in University
LI Hong-wei,HAN Yu,HU Shan,CHEN Zhi-liang,GUAN Bei-bei
(Tianjin University of Technology and Education,Tianjin 300222,China)
Abstract: As a core course in automation major,electric control and PLC course is a practical course.It begins with strengthening PLC practice and application,constructs integrative teaching system with ability cultivation as its core,and adopts task-driven teaching method.It achieves teaching objectives well,which is helpful for personnel cultivation.The research results can be referred by university teachers.
Key words: PLC;integrative teaching;teaching objectives;learning environment
中图分类号： G642.0
文献标志码： A
文章编号： 1674-9324（2019）43-0139-02
收稿日期： 2018-11-26
基金项目： 本文系天津职业技术师范大学校级教育改革与质量建设研究项目“专业课程考核方式改革研究”（编号：JGY2015-07）
标签：plc论文; 一体化论文; 教学目标论文; 学习情境论文; 天津职业技术师范大学论文;