OBE教育理念下機(jī)電設(shè)備PLC控制與調(diào)試課程的教學(xué)改革實(shí)踐

陳 瓊 呂原君 丁長(zhǎng)濤

浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣電子工程學(xué)院 浙江紹興 312000

20世紀(jì)80年代，成果導(dǎo)向教育(OBE)流行于美國(guó)與澳大利亞的教育界，OBE的核心內(nèi)容為以學(xué)生為中心、成果導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)，通過(guò)教學(xué)目標(biāo)制訂、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)過(guò)程實(shí)施、學(xué)生期望與能力、學(xué)生素質(zhì)養(yǎng)成與人文關(guān)懷、就業(yè)崗位等目標(biāo)的不斷總結(jié)和分析，改進(jìn)教育教學(xué)目標(biāo)、設(shè)計(jì)和方式方法，最終以學(xué)生合格完成在校學(xué)習(xí)和就業(yè)為初級(jí)成果，以學(xué)生掌握相關(guān)能力為中級(jí)成果，以學(xué)生能服務(wù)社會(huì)為中后級(jí)目標(biāo)。2006年，我國(guó)開(kāi)始構(gòu)建一種以學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)的工程教育專業(yè)認(rèn)證體系[1]，其在更新教育觀念、促進(jìn)科學(xué)辦學(xué)和提高教育教學(xué)質(zhì)量上發(fā)揮了積極作用。2015年，教育部頒布了《關(guān)于建立職業(yè)院校教學(xué)工作診斷與改進(jìn)制度的通知》，要求各個(gè)高等職業(yè)院校(以下簡(jiǎn)稱“高職院?！?建立和完善內(nèi)部質(zhì)量保證體系及運(yùn)行機(jī)制[2]。目前，許多高職院校已經(jīng)認(rèn)識(shí)到OBE教育對(duì)于專業(yè)學(xué)生職業(yè)發(fā)展和個(gè)人能力的提高具有較大幫助[3-5]，引入了OBE理念并大力推進(jìn)教學(xué)改革，例如，黑龍江職業(yè)學(xué)院等高職院校探索了適合學(xué)校和專業(yè)發(fā)展的教育目標(biāo)與核心能力并大力開(kāi)展了課程改革。一些教育工作者提出了課程改革方案，例如專家李坤崇提出課程目標(biāo)單純且容易理解，以符合邏輯、科學(xué)和理性的方式設(shè)計(jì)課程內(nèi)容。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，許多高校的課程內(nèi)容很大程度上還是由選定的教材決定，OBE理念如何融入課程建設(shè)仍然值得深思。

本校以機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)為試點(diǎn)，以高職自動(dòng)化類(lèi)專業(yè)核心課程—機(jī)電設(shè)備PLC控制與調(diào)試課程為例，重點(diǎn)解決以下問(wèn)題：如何制訂課程教學(xué)目標(biāo)及能力指標(biāo)，學(xué)生學(xué)完這門(mén)課程后如何評(píng)定；如何配套與課程建設(shè)的相關(guān)條件。

1 課程體系建設(shè)方案

基于OBE理念給出了課程體系建設(shè)方案(如圖1所示)。首先，開(kāi)展各種途徑的調(diào)研工作，以行業(yè)企業(yè)需求、校友期望和學(xué)校定位等確定學(xué)校和分院的培養(yǎng)目標(biāo)和核心能力；其次，提出專業(yè)領(lǐng)域的核心能力及能力指標(biāo)，初定課程體系后給出各門(mén)課程的教學(xué)目標(biāo)、能力指標(biāo)及權(quán)重，計(jì)算課程體系對(duì)核心能力的實(shí)際值，如果不滿足核心能力培養(yǎng)要求則需要進(jìn)一步調(diào)整課題體系，若滿足要求則制訂完善的課程地圖；接著，制訂課程標(biāo)準(zhǔn)并組織教學(xué)實(shí)施，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心的人才培養(yǎng)，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后以評(píng)估和評(píng)價(jià)課程教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度，運(yùn)用評(píng)價(jià)結(jié)果和其他相關(guān)信息促進(jìn)教與學(xué)的持續(xù)改進(jìn)；最后，一年后通過(guò)調(diào)研和專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)研討持續(xù)改進(jìn)課程地圖。如此往復(fù)不斷地調(diào)整課程體系及教學(xué)內(nèi)容以提升培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成度。

圖1 基于OBE的課程體系建設(shè)方案

2 課程大綱的設(shè)計(jì)

通過(guò)調(diào)研獲得了教師、畢業(yè)生、用人單位的信息，初步確定了學(xué)校的核心素質(zhì)、核心能力，初步確定了機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)的能力指標(biāo)(見(jiàn)表1)。根據(jù)課程在專業(yè)中的定位、學(xué)生個(gè)人能力與發(fā)展、畢業(yè)生/用人單位期望和行業(yè)發(fā)展需求，制訂課程的教學(xué)目標(biāo)和核心能力，確定課程能力指標(biāo)、課程教學(xué)內(nèi)容和考核方式，選用教材及相關(guān)教學(xué)資源。

課程教學(xué)大綱是課程教學(xué)的規(guī)范，包含了課程教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教材信息等課程要素，圍繞最終教學(xué)成果組織。以下結(jié)合課程描述、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方式和評(píng)價(jià)方式進(jìn)行說(shuō)明。

2.1 課程描述及目標(biāo)

課程描述需要用精簡(jiǎn)的語(yǔ)言描述目的、歷程和預(yù)期結(jié)果[4]。本課程表述如下：本課程旨在引領(lǐng)學(xué)生掌握PLC、觸摸屏、變頻器的基本知識(shí)和電氣控制行業(yè)規(guī)范，完成典型機(jī)電設(shè)備控制的工作任務(wù)。采用“課程周”的形式，通過(guò)PLC程序設(shè)計(jì)、觸摸屏界面設(shè)計(jì)、變頻器參數(shù)設(shè)置、電氣接線等方式，建立自主學(xué)習(xí)和溝通合作意識(shí)，執(zhí)行簡(jiǎn)單設(shè)備的控制和創(chuàng)新，提升機(jī)電一體化領(lǐng)域職業(yè)素養(yǎng)。

結(jié)合表1所示的核心能力，給出了表2的課程教學(xué)目標(biāo)和表3的課程核心能力權(quán)重。由于本課程的重點(diǎn)在于機(jī)電控制綜合能力的應(yīng)用和創(chuàng)新，同時(shí)兼顧職業(yè)道德和溝通合作(對(duì)社會(huì)關(guān)懷和身心健康兩個(gè)方面的培養(yǎng)不做要求)。

表1 機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)的能力指標(biāo)

表2 課程教學(xué)目標(biāo)

表3 課程核心能力權(quán)重

2.2 課程教學(xué)內(nèi)容

本課程共有60學(xué)時(shí)，以3個(gè)“課程周”的形式進(jìn)行教學(xué)。根據(jù)課程描述和教學(xué)目標(biāo)，本課程的主要教學(xué)內(nèi)容為PLC、觸摸屏、變頻器和通信技術(shù)等，它主要分為7個(gè)模塊，每個(gè)模塊給出了相應(yīng)的能力指標(biāo)代碼(見(jiàn)表4)。

表4 教學(xué)名稱與對(duì)應(yīng)的能力指標(biāo)代碼

表4 (續(xù))

2.3 評(píng)價(jià)方法

以O(shè)BE為指導(dǎo)的評(píng)價(jià)方法采用多元評(píng)價(jià)的方式評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程和成果，關(guān)注學(xué)生在各個(gè)項(xiàng)目教學(xué)中的表現(xiàn)和個(gè)體差異[6-9]。本課程在學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)中分為3個(gè)階段：平時(shí)成績(jī)、期中成績(jī)和期末成績(jī)，評(píng)價(jià)方式主要包括表現(xiàn)性評(píng)價(jià)、檔案袋評(píng)價(jià)、紙筆測(cè)驗(yàn)和口頭評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)說(shuō)明和配分見(jiàn)表5，整個(gè)評(píng)價(jià)過(guò)程注重學(xué)生的表現(xiàn)型評(píng)價(jià)，在教學(xué)時(shí)重視學(xué)生的表現(xiàn)力，如程序設(shè)計(jì)、自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)合作和表達(dá)能力，通過(guò)紙筆測(cè)驗(yàn)分析學(xué)生的書(shū)寫(xiě)規(guī)范性、創(chuàng)新思維等。

表5 評(píng)價(jià)方法

3 三聯(lián)動(dòng)培養(yǎng)人才

在線課程資源、實(shí)踐平臺(tái)和專業(yè)社團(tuán)三軸聯(lián)動(dòng)更好地將OBE理念融入課程。在線課程資源的建設(shè)結(jié)合紹興地區(qū)產(chǎn)業(yè)背景精心制作微課、習(xí)題庫(kù)、虛擬設(shè)備等課程資源。專業(yè)社團(tuán)有序開(kāi)展創(chuàng)新活動(dòng)項(xiàng)目，創(chuàng)新成果將融入課程資源。實(shí)踐平臺(tái)則更好地滿足教學(xué)要求和社團(tuán)活動(dòng)。目前開(kāi)展了如下內(nèi)容的建設(shè)。

3.1 開(kāi)發(fā)在線課程資源

建成了資源豐富、技術(shù)先進(jìn)、開(kāi)放共享、持續(xù)發(fā)展的機(jī)電設(shè)備PLC控制課程資源，使其成為師生互動(dòng)的平臺(tái)。本課程借助IRAI軟件平臺(tái)開(kāi)展了項(xiàng)目化教學(xué)，開(kāi)發(fā)了交通信號(hào)燈控制等25個(gè)基礎(chǔ)教學(xué)模型和瓶裝生產(chǎn)線等10個(gè)企業(yè)案例模型，提升了學(xué)生的工程應(yīng)用能力。

3.2 搭建機(jī)電設(shè)備控制技術(shù)創(chuàng)新中心

與紹興及周邊地區(qū)企業(yè)相結(jié)合，由校企聯(lián)合建立創(chuàng)新中心，提供專項(xiàng)實(shí)踐實(shí)訓(xùn)和綜合實(shí)踐實(shí)訓(xùn)的教學(xué)服務(wù)。整個(gè)中心包含了PLC實(shí)訓(xùn)室、工業(yè)控制創(chuàng)新訓(xùn)練實(shí)訓(xùn)室、羅克韋爾自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)室、機(jī)電技術(shù)綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)室、工業(yè)機(jī)器人柔性智造等機(jī)電設(shè)備控制類(lèi)實(shí)訓(xùn)室，累計(jì)投入1 400萬(wàn)元。

3.3 提升專業(yè)社團(tuán)活力

在社團(tuán)中成立多個(gè)機(jī)電設(shè)備控制小組，通過(guò)技能和學(xué)科競(jìng)賽、學(xué)生項(xiàng)目、對(duì)外技術(shù)服務(wù)等內(nèi)容將創(chuàng)新教育貫穿于該課程教學(xué)的全過(guò)程，完善了課程教學(xué)內(nèi)容，提升了教師和學(xué)生的互動(dòng)，并通過(guò)獲獎(jiǎng)證書(shū)、授權(quán)專利、省市級(jí)學(xué)生項(xiàng)目等形式進(jìn)行課程成績(jī)的配分，整個(gè)社團(tuán)工作如圖2所示。兩年來(lái)，學(xué)生作為第一申請(qǐng)人授權(quán)學(xué)生專利27項(xiàng)，政府部門(mén)組織的省級(jí)及以上競(jìng)賽28項(xiàng)，學(xué)生主持浙江省大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目(新苗計(jì)劃)3項(xiàng)和紹興市大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目6項(xiàng)。

圖2 社團(tuán)創(chuàng)新活動(dòng)及所做工作

4 結(jié)語(yǔ)

以O(shè)BE理念為指導(dǎo)開(kāi)展了機(jī)電設(shè)備PLC控制與調(diào)試課程的教學(xué)實(shí)踐，給出了該課程的教學(xué)大綱設(shè)計(jì)方法和內(nèi)容，開(kāi)展了在線課程資源、實(shí)踐平臺(tái)和專業(yè)社團(tuán)三軸聯(lián)動(dòng)模式培養(yǎng)人才。經(jīng)過(guò)實(shí)踐表明，學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性得到進(jìn)一步提高，滿足了預(yù)期成果。本課程將繼續(xù)完善課程教學(xué)大綱的內(nèi)容，深化項(xiàng)目化教學(xué)改革，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力，完善多元評(píng)價(jià)體系，強(qiáng)化師資教學(xué)能力培養(yǎng)。