基于看板管理的PLC項(xiàng)目教學(xué)法研究

宋薇

摘 要 項(xiàng)目教學(xué)法是通過實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動，其目的是在課堂教學(xué)中把理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的綜合能力。將當(dāng)前企業(yè)生產(chǎn)管理的“看板管理”模式的思想融入PLC的項(xiàng)目教學(xué)法，以需求分析、團(tuán)隊(duì)開發(fā)、系統(tǒng)測試為時(shí)間線。組織學(xué)生團(tuán)隊(duì)，設(shè)計(jì)開發(fā)項(xiàng)目，從而有效加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)能力、系統(tǒng)思維、創(chuàng)新精神的驅(qū)動力。

關(guān)鍵詞 看板管理 開發(fā)團(tuán)隊(duì) 項(xiàng)目教學(xué)法

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2016.10.054

Abstract The project teaching method is a teaching activity through the implementation of a complete project， the purpose is in the classroom teaching in the combination of theory teaching and practice teaching organically， fully tap the students creative potential， to enhance the student to solve the actual problems of the comprehensive ability. The Kanban management mode of the enterprise production management thought into the PLC project teaching method， the demand analysis， the development team， system testing to the timeline. Organize the student team to design and develop the project， so as to effectively enhance the driving force of practical teaching to cultivate students professional ability， systematic thinking and innovative spirit.

Keywords Kanban management； the development team； project teaching method

“項(xiàng)目教學(xué)”起源于美國，盛行于德國。20世紀(jì)90年代以來，歐美諸國紛紛倡導(dǎo)“主題探究”與“設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)”活動，日本在新課程體系中專設(shè)“綜合學(xué)習(xí)時(shí)間”，讓學(xué)生在參與項(xiàng)目教學(xué)的過程中充分發(fā)掘創(chuàng)造潛能，培養(yǎng)解決問題的能力、創(chuàng)新方法的能力、接納新知識的學(xué)習(xí)能力。

采用“項(xiàng)目教學(xué)”，通過設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目，以項(xiàng)目為驅(qū)動，設(shè)置研究性學(xué)習(xí)，改變學(xué)生單純、被動地接受教師知識傳輸?shù)膶W(xué)習(xí)方式，構(gòu)建開放的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，為學(xué)生提供獲取知識的多種渠道以及將所學(xué)知識加以綜合應(yīng)用的機(jī)會。

1 PLC的項(xiàng)目教學(xué)設(shè)置

“電氣控制與PLC技術(shù)”是實(shí)踐性較強(qiáng)專業(yè)課程，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)對教學(xué)效果有著直接的影響。只有讓PLC教學(xué)與工業(yè)生產(chǎn)緊密結(jié)合，情景模擬實(shí)際工程項(xiàng)目的實(shí)施過程，才能使學(xué)生在就業(yè)的時(shí)候更具競爭力，才能培養(yǎng)出適應(yīng)2l世紀(jì)發(fā)展需要的高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才，符合 “卓越工程師”的人才培養(yǎng)目標(biāo)。

本課程培養(yǎng)的對象是即將走向工作崗位的大學(xué)生，為使學(xué)生的課堂知識真正與實(shí)際相結(jié)合，為今后畢業(yè)求職增加砝碼，并為能在工作中勝任打下扎實(shí)的基礎(chǔ)，在教學(xué)工作中，把現(xiàn)場思想滲透至PLC教學(xué)當(dāng)中去，把課程真正與應(yīng)用相結(jié)合，在激發(fā)學(xué)習(xí)熱情、提高學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，較為系統(tǒng)地掌握PLC電氣控制技術(shù)的相關(guān)知識，使學(xué)生初步具備獨(dú)立完成PLC電氣控制系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)的能力。

根據(jù)當(dāng)前電氣行業(yè)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)一般方法來看，通常項(xiàng)目需要經(jīng)歷制定計(jì)劃、需求分析、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、模塊測試、集成測試、運(yùn)行維護(hù)等幾個(gè)階段。但在項(xiàng)目設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，情況并不總是如人們所預(yù)想，能夠按計(jì)劃緊湊、正常、高效地完成各個(gè)階段的建設(shè)。通常用戶需求抽象、文檔記錄、需求可變、時(shí)間估算、成本管理等方面都會給整個(gè)項(xiàng)目開發(fā)帶來各種問題。

看板管理源于日本汽車制造行業(yè)提出的生產(chǎn)管理方法?？窗逶谌照Z中是“標(biāo)簽”“標(biāo)志”的意思，在汽車生產(chǎn)系統(tǒng)中，看板方法是給每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)單元或者每個(gè)生產(chǎn)批量附上一張卡片。只有當(dāng)一個(gè)“進(jìn)行中”卡片所代表的工作完成后，才會有一張新卡片被“拉”進(jìn)系統(tǒng)。在項(xiàng)目管理中使用看板管理方式，是為了讓團(tuán)隊(duì)成員能共享項(xiàng)目的具體進(jìn)程并將之可視化。目的是使整個(gè)團(tuán)隊(duì)都能理解項(xiàng)目的當(dāng)前狀態(tài)，并即時(shí)發(fā)現(xiàn)問題解決問題，以一種自發(fā)、有動力且互相合作的方式來工作。

本教學(xué)項(xiàng)目硬件以“MPS-01型柔性自動化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)模擬自動化生產(chǎn)流水線”（后面均用“柔性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”代替）為基礎(chǔ)，該生產(chǎn)流水線通過四個(gè)站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)上料、傳送、加工、裝配、分揀、入庫等操作，四個(gè)站點(diǎn)都可以單獨(dú)工作，也可以自由組合，滿足不同功能需求，系統(tǒng)基本涵蓋了機(jī)電一體化的主要知識和技能要點(diǎn)，是一個(gè)以現(xiàn)代化工業(yè)設(shè)備為原型的機(jī)電一體化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置。

2 項(xiàng)目教學(xué)開展流程

本教學(xué)過程以項(xiàng)目運(yùn)行的典型方式為依據(jù)，如圖1所示，分為“項(xiàng)目分析”、“模塊開發(fā)測試”、“系統(tǒng)集成測試”、“編寫用戶說明書”等幾個(gè)流程。使學(xué)生在開發(fā)設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的過程中扮演項(xiàng)目中的不同角色，學(xué)習(xí)掌握相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)，了解系統(tǒng)開發(fā)流程，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

2.1 角色分配

項(xiàng)目開始初的準(zhǔn)備工作，首先根據(jù)學(xué)生的不同情況，分配扮演角色，選擇一個(gè)有一定組織協(xié)調(diào)能力的學(xué)生擔(dān)任項(xiàng)目經(jīng)理，對整個(gè)項(xiàng)目宏觀管理；下設(shè)開發(fā)經(jīng)理和測試經(jīng)理各1名，以及開發(fā)工程師5名、測試工程師3名。

2.2 項(xiàng)目（目標(biāo)、資源）分析

在該階段，指導(dǎo)教師組織，由項(xiàng)目經(jīng)理與開發(fā)、測試經(jīng)理共同制定項(xiàng)目說明書，在項(xiàng)目說明書中詳細(xì)分析發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目的用戶目標(biāo)，也就是“柔性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”各個(gè)站點(diǎn)的硬件使用和控制程序的具體設(shè)計(jì)目標(biāo)。根據(jù)用戶目標(biāo)發(fā)掘技術(shù)目標(biāo)，并從技術(shù)目標(biāo)中分解項(xiàng)目模塊，初步計(jì)算每個(gè)模塊的需求，參與人員，開發(fā)設(shè)計(jì)與調(diào)試周期等；分析項(xiàng)目資源情況，主要包括人力資源、時(shí)間資源、資金成本資源等方面。并設(shè)計(jì)看板，看板分為項(xiàng)目總體看板與模塊開發(fā)測試看板。模塊開發(fā)測試看板需要其他成員的共同參與。

2.3 模塊開發(fā)測試

由開發(fā)、測試經(jīng)理根據(jù)前期制定的模塊開發(fā)測試看板組織開展相關(guān)工作。開發(fā)過程中項(xiàng)目經(jīng)理根據(jù)項(xiàng)目總體看板時(shí)時(shí)跟進(jìn)項(xiàng)目進(jìn)度，組織項(xiàng)目進(jìn)度跟蹤會議、技術(shù)研討會議。

2.4 任務(wù)認(rèn)領(lǐng)階段

根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況和興趣，確認(rèn)自己的開發(fā)工程師和測試工程師身份，并認(rèn)領(lǐng)自己負(fù)責(zé)的項(xiàng)目模塊，完成整個(gè)項(xiàng)目的分工。整個(gè)項(xiàng)目工作過程中，每個(gè)人都有自己要負(fù)責(zé)的部分，這樣，避免因?yàn)槎嗳素?fù)責(zé)同一工作而造成工作拖沓和責(zé)任推諉。每人都根據(jù)自己的實(shí)際情況負(fù)責(zé)專門的工作任務(wù)，工作任務(wù)不重復(fù)。同時(shí)，由于必定存在個(gè)別同學(xué)的基礎(chǔ)差，自主學(xué)習(xí)動力不足的情況，要求開發(fā)經(jīng)歷和測試經(jīng)理同步提供工作指導(dǎo)和必要的協(xié)助，并鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)每個(gè)成員之間的相互幫助和協(xié)作，以加強(qiáng)所有的成員的團(tuán)隊(duì)合作意識和協(xié)同經(jīng)驗(yàn)。

項(xiàng)目的具體實(shí)施階段，根據(jù)項(xiàng)目說明書分解的項(xiàng)目模塊，成員認(rèn)領(lǐng)下項(xiàng)目模塊后，制作模塊開發(fā)測試看板。在看板上明確所有的項(xiàng)目模塊，以及對應(yīng)的負(fù)責(zé)人員。每個(gè)分解項(xiàng)目模塊由負(fù)責(zé)人員具體再次細(xì)化，并制定細(xì)化后的項(xiàng)目時(shí)間計(jì)劃。所有任務(wù)使用看板（便簽紙）來代表。團(tuán)隊(duì)成員直觀的通過看板來了解項(xiàng)目進(jìn)行的具體情況，自主的控制工作進(jìn)度?？窗宓臓顟B(tài)需要適時(shí)不斷更新，直至最終項(xiàng)目完成。

2.5 項(xiàng)目完成

項(xiàng)目完成后，要求所有成員總結(jié)自己在整個(gè)項(xiàng)目實(shí)踐中的工作，包含在項(xiàng)目過程中知識點(diǎn)的獲得和應(yīng)用；遇到問題時(shí)解決方法的獲得；與其他成員的協(xié)同和合作等。然后成員之間要進(jìn)行互評，評價(jià)其他成員在整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施過程中的表現(xiàn)。最后指導(dǎo)教師對項(xiàng)目結(jié)果進(jìn)行評價(jià)，對整個(gè)工作過程以及項(xiàng)目方案提出完善建議。

3 實(shí)施過程中存在的問題

使用項(xiàng)目管理和看板管理應(yīng)用到PLC實(shí)際教學(xué)中，的確取得了一定的成績。不過，在具體的實(shí)施過程中，也存在有一些需要繼續(xù)解決的問題。首先，教學(xué)中因?yàn)槭褂玫氖潜容^貼近實(shí)際的具體項(xiàng)目，完成整個(gè)項(xiàng)目所需要使用的知識點(diǎn)比較多，綜合難度也較高，需要指導(dǎo)教師對整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行合理分割，幫助學(xué)生具體細(xì)化，確保最后的分割項(xiàng)目工作量適中，既能讓學(xué)生通過自己對應(yīng)負(fù)責(zé)的具體任務(wù)，有效鞏固理論知識，顯著提高實(shí)際工程實(shí)踐能力，并能在適當(dāng)壓力和難度的促進(jìn)下，充分發(fā)揮自己的主觀能動性，主動搜索和擴(kuò)展知識儲備。而不會因?yàn)殡y度過低而喪失興趣，或是因?yàn)殡y度過高，超過自己的實(shí)際能力，喪失信心而直接放棄。其次，項(xiàng)目教學(xué)能有效提高實(shí)際工程實(shí)踐能力，但是和傳統(tǒng)的理論教學(xué)方式相比，缺乏整個(gè)知識體系的完整性和系統(tǒng)性，不利于學(xué)生整體知識體系的構(gòu)建，需要指導(dǎo)教師在項(xiàng)目教學(xué)的前期，優(yōu)先進(jìn)行一定程度的理論教學(xué)，奠定一定基礎(chǔ)，并且在整個(gè)工程項(xiàng)目的設(shè)置上，盡可能覆蓋知識點(diǎn)，并在項(xiàng)目的完成階段，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行必要的總結(jié)和概括，在提高實(shí)際動手能力，穩(wěn)固知識體系基礎(chǔ)。再者，由于學(xué)生的具體情況的不同，在完成分割項(xiàng)目的過程中，必定會存在各種問題。因此，在整個(gè)項(xiàng)目完成的過程中，在盡可能充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和積極性的基礎(chǔ)上，指導(dǎo)教師需要進(jìn)行過程跟蹤和適時(shí)的干預(yù)，確保工作方向的正確性。同時(shí)也對可能出現(xiàn)的問題有具體的解決措施。另外，整個(gè)項(xiàng)目教學(xué)過程要求解決實(shí)際問題，因此就要求指導(dǎo)教師擁有較高的工程實(shí)踐能力，這對教師的要求要比一般的理論教育要高。教師在使用這種教學(xué)方式的時(shí)候，需要注重理論和實(shí)際操作相結(jié)合，使其相互配合，互為補(bǔ)充。

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