基于工作過(guò)程的《組態(tài)控制應(yīng)用技術(shù)》項(xiàng)目式教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

賴永波　嚴(yán)　惠

隨著現(xiàn)代工程技術(shù)領(lǐng)域的不斷創(chuàng)新,大批的新器件、新工藝以及新的工業(yè)生產(chǎn)控制技術(shù)涌現(xiàn),給高等院校人才培養(yǎng)目標(biāo)提出了全新的要求。作為培養(yǎng)應(yīng)用型、技能型人才的高職院校,要培養(yǎng)出合格的人才并體現(xiàn)教學(xué)特色,課程教學(xué)改革必不可少?！督M態(tài)控制應(yīng)用技術(shù)》作為電氣自動(dòng)化和機(jī)電一體化專業(yè)中最先進(jìn)的一門課程,如何開展教學(xué),為學(xué)生提供一個(gè)能充分體現(xiàn)職業(yè)性的教學(xué)過(guò)程,加強(qiáng)技能教學(xué),重視技能培養(yǎng),是該課程教學(xué)亟須解決的問(wèn)題

我院開設(shè)《組態(tài)控制應(yīng)用技術(shù)》課程已兩學(xué)年,依托西門子公司授權(quán),與我院聯(lián)合共建了先進(jìn)的培訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室——西門子小型自動(dòng)化培訓(xùn)中心,并將其應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)。整個(gè)教學(xué)過(guò)程以工作過(guò)程為導(dǎo)向,采用項(xiàng)目式任務(wù)驅(qū)動(dòng)為教學(xué)手段,針對(duì)教學(xué)過(guò)程“做中學(xué)”的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了教學(xué)的實(shí)踐步驟、作用和保證措施。

課程目標(biāo)設(shè)計(jì)

工作過(guò)程導(dǎo)向的目的在于克服學(xué)科體系內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化差異,而有利于與工作過(guò)程相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí),即以職業(yè)的典型工作過(guò)程確定職業(yè)的實(shí)際工作任務(wù),并歸納成教學(xué)工作任務(wù),最終轉(zhuǎn)化成職業(yè)教育教學(xué)任務(wù)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生應(yīng)掌握西門子S7-200PLC小型系統(tǒng)的基本組態(tài)控制技能,能根據(jù)具體工程應(yīng)用需求,選擇、運(yùn)用S7-200PLC與觸摸屏(K-TP178)技術(shù)構(gòu)建基本的組態(tài)控制系統(tǒng),并能成功調(diào)試。以工作過(guò)程為導(dǎo)向開展項(xiàng)目式教學(xué)要

制定如下目標(biāo):

知識(shí)目標(biāo)掌握系統(tǒng)動(dòng)力接線、控制接線及組態(tài)控制的基本硬件架構(gòu);掌握梯形圖和Winc-flexible程序設(shè)計(jì)方法;掌握觸摸屏組態(tài)畫面的設(shè)計(jì)方法、PLC與觸摸屏輸入輸出設(shè)計(jì)和相關(guān)的通訊設(shè)置方法;掌握輸入輸出硬件電器設(shè)備的特性和運(yùn)行注意事項(xiàng)。

能力目標(biāo)能根據(jù)控制目標(biāo)和負(fù)載特點(diǎn)進(jìn)行組態(tài)的類型和容量、導(dǎo)線的種類和截面選擇,并在安裝過(guò)程中防止電氣錯(cuò)誤,注意工藝要求;能根據(jù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)選擇合適的控制方式、配置必要的保護(hù)。完成PLC與觸摸屏控制系統(tǒng)設(shè)計(jì);能根據(jù)具體工程應(yīng)用需求,綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行組態(tài)參數(shù)的設(shè)置、PLC控制系統(tǒng)的調(diào)試、PLC與觸摸屏系統(tǒng)的聯(lián)調(diào);能根據(jù)調(diào)試結(jié)果判斷工作狀態(tài)、故障類型并掌握排除故障的方法。

素質(zhì)目標(biāo)通過(guò)分組完成項(xiàng)目任務(wù),培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,鍛煉學(xué)生溝通交流、自我學(xué)習(xí)的能力;通過(guò)項(xiàng)目需求分析與方案論證,培養(yǎng)學(xué)生搜集信息、整理信息、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力;通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施、系統(tǒng)調(diào)試與答辯,提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力、觀察與創(chuàng)新思維能力、解決問(wèn)題能力及書面與口頭表達(dá)能力;通過(guò)培訓(xùn)中心實(shí)施“5S”管理理念,培養(yǎng)學(xué)生形成規(guī)范的操作習(xí)慣,養(yǎng)成良好的職業(yè)行為習(xí)慣。本課程旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力以及工程實(shí)踐能力。

能力訓(xùn)練項(xiàng)目設(shè)計(jì)

本課程主要選擇典型生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)設(shè)計(jì),以此為綜合實(shí)訓(xùn)課程內(nèi)容,將其分解成六大實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,對(duì)應(yīng)16個(gè)能力訓(xùn)練子任務(wù),通過(guò)反復(fù)訓(xùn)練,融合課程知識(shí)點(diǎn),通過(guò)“做中學(xué)”獲得16個(gè)可展示成果。

每個(gè)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)一個(gè)具體的工程實(shí)踐過(guò)程,包括能力訓(xùn)練任務(wù)、能力實(shí)現(xiàn)目標(biāo)、相關(guān)支撐知識(shí)、訓(xùn)練方式及步驟、訓(xùn)練可展示的結(jié)果等。在教師的指導(dǎo)下,灌輸高新技術(shù),將知識(shí)點(diǎn)融入項(xiàng)目訓(xùn)練中,通過(guò)設(shè)計(jì)五十多個(gè)豐富而有創(chuàng)意的組態(tài)工程畫面,完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全過(guò)程,真正體現(xiàn)“在做中學(xué)”的教學(xué)理念。項(xiàng)目例選如表1所示。

進(jìn)程表設(shè)計(jì)

對(duì)應(yīng)能力訓(xùn)練項(xiàng)目,按照教學(xué)大綱設(shè)定的課時(shí)數(shù),將工程實(shí)踐過(guò)程進(jìn)行時(shí)間分解,以能力訓(xùn)練子任務(wù)為最小項(xiàng)目單元設(shè)計(jì)項(xiàng)目設(shè)施進(jìn)程表。項(xiàng)目進(jìn)程例選如表2所示。

主客體設(shè)計(jì)

基于工作過(guò)程為導(dǎo)向開展項(xiàng)目式教學(xué),學(xué)生是主體,應(yīng)充分發(fā)揮主體的能動(dòng)性和積極性,主體的能動(dòng)性高低直接決定了開展項(xiàng)目式教學(xué)實(shí)踐的成敗,小班教學(xué)可一人一臺(tái)設(shè)備操作,大班可2～3人一組合作。教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)充分調(diào)動(dòng)主體的主觀能動(dòng)性,注意培養(yǎng)主體之間的協(xié)作意識(shí),加強(qiáng)職業(yè)素質(zhì)教育。西門子小型自動(dòng)化培訓(xùn)中心按現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)實(shí)施“5S”管理運(yùn)行, 真正實(shí)現(xiàn)學(xué)校教學(xué)與企業(yè)工作現(xiàn)場(chǎng)的“零距離”對(duì)接。

以工作過(guò)程為導(dǎo)向開展項(xiàng)目式教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐,整個(gè)過(guò)程中教師起主導(dǎo)作用,引導(dǎo)學(xué)生“做中學(xué)”,因此,培養(yǎng)和建設(shè)業(yè)務(wù)素質(zhì)過(guò)硬的教師團(tuán)隊(duì)必不可少。目前,我院西門子小型自動(dòng)化培訓(xùn)中心有教師5人,全部具有德國(guó)西門子工程師證書。為達(dá)到課程教學(xué)目標(biāo),應(yīng)不斷加強(qiáng)教師團(tuán)隊(duì)的建設(shè),采取以下措施:學(xué)院鼓勵(lì)教師加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)和深造;依托“長(zhǎng)三角”現(xiàn)代加工制造產(chǎn)業(yè)群,加強(qiáng)與企業(yè)合作,教師走入企業(yè)生產(chǎn)一線,了解和熟悉現(xiàn)代工業(yè)控制生產(chǎn)新技術(shù)和新設(shè)備;走產(chǎn)、學(xué)、研一體化發(fā)展道路,使教師開展科研,不斷提高工程實(shí)踐能力。

考核設(shè)計(jì)

考核是教學(xué)實(shí)踐中最后一個(gè)重要環(huán)節(jié),考核結(jié)果直接反映了教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐的成敗和優(yōu)劣。

考核方式本課程教學(xué)共有6個(gè)大項(xiàng)目,分成四個(gè)階段來(lái)實(shí)施,課程考核取消理論考試,充分注重過(guò)程考核,體現(xiàn)以工作過(guò)程為導(dǎo)向開展項(xiàng)目式教學(xué)的設(shè)計(jì)理念,優(yōu)化教學(xué)成績(jī)考核措施。按項(xiàng)目考核,以完成子項(xiàng)目質(zhì)量和時(shí)間評(píng)定成績(jī),提高學(xué)生實(shí)踐學(xué)習(xí)效率;學(xué)習(xí)期間鼓勵(lì)交流和團(tuán)隊(duì)協(xié)作,考核中獨(dú)立完成,真實(shí)公平地反映技能水平和學(xué)習(xí)效果。鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自定義項(xiàng)目設(shè)計(jì),積極參與制作創(chuàng)新性實(shí)踐?？傇u(píng)成績(jī)由四部分項(xiàng)目成績(jī)給出,具體成績(jī)分配見表3,子任務(wù)分組進(jìn)行單獨(dú)考核、單獨(dú)評(píng)分。

考核反饋考核反饋是現(xiàn)代教學(xué)改革必不可少的過(guò)程,旨在通過(guò)考核的成績(jī)分布以及主體實(shí)踐過(guò)程的效率反饋優(yōu)化課程能力訓(xùn)練項(xiàng)目,調(diào)節(jié)能力訓(xùn)練項(xiàng)目的大小和項(xiàng)目涉及知識(shí)內(nèi)容與技術(shù)的深淺,提高教師在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中的導(dǎo)向功能,進(jìn)一步加強(qiáng)教師在創(chuàng)建能力訓(xùn)練項(xiàng)目任務(wù)時(shí)的科學(xué)性,為教學(xué)實(shí)踐成功提高保障。

采用以工作過(guò)程為導(dǎo)向開展項(xiàng)目式教學(xué),并以此構(gòu)建課程內(nèi)容體系,可使專業(yè)課程教學(xué)實(shí)現(xiàn)任務(wù)驅(qū)動(dòng),教學(xué)主線清晰,目標(biāo)明確,學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)明確,避免傳統(tǒng)教學(xué)的缺陷,培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)工作和處理問(wèn)題的能力。基于工作過(guò)程為導(dǎo)向開展項(xiàng)目式教學(xué),能夠涵蓋工作崗位所需要的技術(shù)、能力和知識(shí)體系,有效地實(shí)踐高等職業(yè)教育技能本位的教學(xué)指導(dǎo)思想,搭建教學(xué)與崗位之間的立交橋。本教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)踐思想可推廣到當(dāng)今機(jī)電類、電氣類、計(jì)算機(jī)工程應(yīng)用類等高職教育相關(guān)專業(yè)的課程教學(xué)中。

參考文獻(xiàn):

[1]徐國(guó)慶.實(shí)踐導(dǎo)向職業(yè)教育課程研究[D].上海:華東師范大學(xué),2004.

[2]葉瀾.教育研究方法論初探[M]. 上海:上海教育出版社,1999.

[3]耿潔.工學(xué)結(jié)合培養(yǎng)模式實(shí)施中的問(wèn)題與對(duì)策[J].中國(guó)職業(yè)技術(shù)教育,2007,3(8).

[4]鐘世軍.主體教學(xué)模式的理論與實(shí)踐初探[M].北京:高等教育出版社,2003.

[5]吳映輝.高等職業(yè)技術(shù)教育教學(xué)模式的革新[J].交通職業(yè)教育,2006,(6).

[6]汪劉生.創(chuàng)造教育論[M]. 北京:人民教育出版社,2000.

作者簡(jiǎn)介:

賴永波(1975—),男,碩士,江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師,主要從事機(jī)電和自動(dòng)化教學(xué)課改與科研。

(本文責(zé)任編輯:尚傳梅)