雙元制高等教育背景下的“控制技術(shù)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探*
——以合肥學(xué)院為例

張春鵬，王錫明，白 琨，谷 曼，鐘 華

(合肥學(xué)院 先進(jìn)制造工程學(xué)院，安徽 合肥 230601)

隨著《中國(guó)制造2025》的出臺(tái)，對(duì)中國(guó)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)提出了更高的要求，進(jìn)而對(duì)中國(guó)制造業(yè)人才的培養(yǎng)規(guī)模、規(guī)格與質(zhì)量等也提出了新的訴求。面對(duì)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，制造業(yè)對(duì)人才的需求出現(xiàn)了以下幾個(gè)問(wèn)題。一是制造業(yè)就業(yè)人員中，接受本科教育的人員占比較低。如表1所示，根據(jù)2016-2019年出版的《中國(guó)人口和就業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》中的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，近5年我國(guó)制造業(yè)從業(yè)人員中接受大學(xué)本科教育的從業(yè)人員占比逐年升高，但最高僅為5.9%，而高等職業(yè)教育的占比卻是逐年降低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的要求。二是本科人才培養(yǎng)模式與制造業(yè)發(fā)展實(shí)際相脫節(jié)，人才培養(yǎng)體系缺乏開(kāi)放性。企業(yè)對(duì)崗位能力的要求在不同的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下會(huì)有較大的不同。而學(xué)校對(duì)市場(chǎng)變化的需求則反應(yīng)遲鈍，使得人才供給與制造業(yè)發(fā)展人才需求之間缺乏良性互動(dòng)。目前傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式下的本科畢業(yè)生崗位勝任力還不能滿足企業(yè)的實(shí)際需求。三是培養(yǎng)出來(lái)的本科大學(xué)生有文憑、無(wú)技能，動(dòng)手實(shí)踐能力比較薄弱，不能與企業(yè)需求無(wú)縫對(duì)接，這是由于目前我國(guó)高等教育中長(zhǎng)期以來(lái)一直存在著重理論、輕實(shí)踐的傾向所造成的。

在2016年6月教育部下發(fā)《關(guān)于中央部門所屬高校深化教育教學(xué)改革的指導(dǎo)意見(jiàn)》中指出，高校仍存在教育教學(xué)理念相對(duì)滯后、機(jī)制不夠完善、內(nèi)容方法陳舊單一、實(shí)踐教學(xué)比較薄弱等問(wèn)題，深化教育教學(xué)改革，提高高校教學(xué)水平、創(chuàng)新能力和人才培養(yǎng)質(zhì)量是高等教育的核心任務(wù)，深化教育教學(xué)改革是新時(shí)期高等教育發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。[1]而高校實(shí)踐教學(xué)對(duì)大學(xué)生的理論理解能力、動(dòng)手能力、操作能力、協(xié)調(diào)能力、應(yīng)用能力、組織能力等，具有重要的促進(jìn)作用；對(duì)完成培養(yǎng)熱愛(ài)專業(yè)所學(xué)、敢于承擔(dān)社會(huì)責(zé)任、綜合素質(zhì)全面發(fā)展的應(yīng)用型、創(chuàng)新型專業(yè)人才的目標(biāo)，具有重要的支撐作用[2-3]。同年12月，由教育部、人力資源和社會(huì)保障部、工業(yè)和信息化部等部門共同編制的《制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南》中明確指出：“有關(guān)高等學(xué)校、職業(yè)學(xué)校要?jiǎng)?chuàng)新人才培養(yǎng)模式，完善校企協(xié)同育人機(jī)制，對(duì)接職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和崗位規(guī)范，加快專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)際操作能力培養(yǎng)。”“通過(guò)完善相關(guān)法規(guī)制度和政策措施，鼓勵(lì)行業(yè)企業(yè)參與人才培養(yǎng)。”

表1 2015-2018年全國(guó)制造業(yè)就業(yè)人員受教育程度構(gòu)成

無(wú)論是制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，還是區(qū)域經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展無(wú)一不需要大批高層次應(yīng)用型人才做支撐[9]。而德國(guó)的“雙元制”教育體系聞名于世，為德國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)[10]。借鑒德國(guó)雙元制教育的經(jīng)驗(yàn)，可以很好的解決以上問(wèn)題。合肥學(xué)院以應(yīng)用型本科教育為核心，以多年模塊化教改為基礎(chǔ)，引入德國(guó)辦學(xué)資源和人才培養(yǎng)模式，聯(lián)合埃姆登應(yīng)用科學(xué)大學(xué)、德國(guó)大陸馬牌輪胎有限公司(以下簡(jiǎn)稱大陸公司)，依托中德教育合作示范基地，舉辦國(guó)內(nèi)首個(gè)中德雙元制高等教育合作專業(yè)——機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)(雙元制)。通過(guò)雙元制高等教育，依據(jù)校企間的充分合作，協(xié)同確定培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)方案、教學(xué)內(nèi)容，滿足企業(yè)對(duì)人才能力的要求，培養(yǎng)具有國(guó)際化的視野、較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力及創(chuàng)新意識(shí)、能在現(xiàn)代制造及相關(guān)領(lǐng)域從事工程技術(shù)應(yīng)用及管理等工作的高級(jí)國(guó)際化工程人才。不僅實(shí)現(xiàn)人才與相關(guān)企業(yè)的無(wú)縫對(duì)接，還最大限度縮短學(xué)生進(jìn)入職場(chǎng)的適應(yīng)期，提高人才的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，滿足中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)對(duì)人才的需求。

一、“控制技術(shù)”實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題

可編程序控制器(Programmable Logic Controller)簡(jiǎn)稱PLC，已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一。隨著工業(yè)4.0和《中國(guó)制造2025》的提出，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用需求會(huì)越來(lái)越廣泛，PLC的應(yīng)用范圍也會(huì)越來(lái)越廣，對(duì)精通PLC技術(shù)的人才需求也會(huì)隨之增加。在傳統(tǒng)的機(jī)械類專業(yè)中，有關(guān)PLC的課程實(shí)踐性強(qiáng)，但大部分學(xué)校的授課形式基本上都是：先理論，后實(shí)驗(yàn)，且受限于實(shí)驗(yàn)課時(shí)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備條件以及學(xué)生的動(dòng)手能力及編程能力，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容也只是單純的驗(yàn)證梯形圖，學(xué)生興趣寥寥。另外，實(shí)踐教學(xué)部分的內(nèi)容往往脫離行業(yè)與企業(yè)的實(shí)際需求，停留于驗(yàn)證理論的層面，沒(méi)有構(gòu)建實(shí)際的工作場(chǎng)景，與生產(chǎn)實(shí)踐需要脫節(jié)。[11]針對(duì)以上問(wèn)題，合肥學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)(雙元制)“控制技術(shù)”授課教師，以雙元制為背景，初步探索了如何在較少的實(shí)驗(yàn)課時(shí)里讓學(xué)生掌握PLC的使用方法、鍛煉學(xué)生的編程水平、提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力、提升學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。

二、“控制技術(shù)”雙元制實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革總體思路

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力的重要環(huán)節(jié)，如能很好地發(fā)揮這一環(huán)節(jié)的作用，將對(duì)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)起到至關(guān)重要的作用[12]，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是提升學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)的重要途徑和手段，是學(xué)生崗位職業(yè)能力形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。[13]以雙元制高等教育為背景，借鑒國(guó)內(nèi)院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的經(jīng)驗(yàn)，以合肥學(xué)院多年模塊化教改為核心，密切結(jié)合大陸公司對(duì)人才的企業(yè)需求，針對(duì)學(xué)生循序漸進(jìn)的認(rèn)知規(guī)律，以學(xué)生為中心，對(duì)“控制技術(shù)”實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容、教材、教法、教學(xué)手段和學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系進(jìn)行改革。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)上，結(jié)合企業(yè)需求，注重綜合性與應(yīng)用性；在學(xué)生能力培養(yǎng)中，借鑒德國(guó)雙元制中“Workload”經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、應(yīng)用研究能力以及創(chuàng)新能力。

三、“控制技術(shù)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革內(nèi)容

(一)結(jié)合企業(yè)需求，確定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，自編實(shí)驗(yàn)教材

教材是傳授知識(shí)的載體，是學(xué)生獲取知識(shí)的重要工具。校企共同開(kāi)發(fā)教材是“雙元制”教學(xué)課程體系實(shí)施的重要載體。[14]與傳統(tǒng)的“雙元制”高職教材偏重于實(shí)際操作、甚至就是為了某企業(yè)量身定制的教材不同，“雙元制”高等教育的教材一定要在本科教學(xué)的基礎(chǔ)上具有一定的理論廣度及深度，以滿足本科生的后續(xù)深造需求，同時(shí)要結(jié)合企業(yè)實(shí)際，以面向不同行業(yè)、但同類崗位的需求為原則，在校企雙方協(xié)商下，共同設(shè)計(jì)教材內(nèi)容并確定編排順序。同時(shí)，高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)教材是保障實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的重要載體，需要綜合考慮技能操作、生產(chǎn)實(shí)踐、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)和校企合作等環(huán)節(jié)[11]。

1.實(shí)驗(yàn)任務(wù)分層。針對(duì)企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際情況，以及對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)、技術(shù)能力的掌握要求，設(shè)計(jì)了PLC認(rèn)知、基本指令、典型電動(dòng)機(jī)控制、SCR順控指令、數(shù)碼顯示控制、十字路口交通燈控制、水塔水位控制、天塔之光控制、四節(jié)傳送帶控制、自控成型機(jī)等實(shí)驗(yàn)任務(wù)作為主要的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，包含了從PLC的硬件使用及外部接線、到軟件編程，以及常用的基本指令和功能指令，側(cè)重于學(xué)生實(shí)際操作能力的培養(yǎng)，以及發(fā)散思維的形成。同時(shí)把以上的實(shí)驗(yàn)任務(wù)根據(jù)實(shí)踐層次的逐步提升，分成以下三個(gè)層次：基礎(chǔ)實(shí)踐、綜合實(shí)踐、拓展實(shí)踐，可以根據(jù)企業(yè)的需求、理論課教師的授課內(nèi)容以及學(xué)生的素質(zhì)水平，組合不同的實(shí)驗(yàn)任務(wù)來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。既可以滿足普通本科專業(yè)的教學(xué)要求，也能開(kāi)出滿足企業(yè)要求的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如圖1所示。

(1)基礎(chǔ)實(shí)踐層?；A(chǔ)實(shí)踐層的主要實(shí)驗(yàn)任務(wù)都是一些基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，例如PLC的認(rèn)知，基本指令應(yīng)用等。通過(guò)該層次的訓(xùn)練，學(xué)生能夠熟練掌握最基本的PLC軟硬件操作，為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。

(2)綜合實(shí)踐層。綜合實(shí)踐層的實(shí)驗(yàn)任務(wù)主要是解決一些常見(jiàn)的實(shí)際問(wèn)題，偏重于電氣控制工程中的一些典型應(yīng)用。學(xué)生在熟練掌握基礎(chǔ)實(shí)踐層的條件下，組建任務(wù)協(xié)作小組，以各種方式進(jìn)行資料收集、調(diào)研等，從開(kāi)始設(shè)計(jì)第一張程序流程圖，到最終的程序驗(yàn)證，從而設(shè)計(jì)出符合任務(wù)要求的解決方案，以此來(lái)達(dá)到提高學(xué)生的自學(xué)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

(3)拓展實(shí)踐層。拓展實(shí)踐層的任務(wù)來(lái)源于企業(yè)生產(chǎn)。主要根據(jù)企業(yè)的實(shí)際設(shè)備，以及企業(yè)工程師提出的技術(shù)問(wèn)題并結(jié)合學(xué)校實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有硬件條件而開(kāi)發(fā)的。通過(guò)該層次的訓(xùn)練，學(xué)生可以對(duì)相關(guān)企業(yè)的設(shè)備進(jìn)行初步的掌握，縮短學(xué)生的入職培訓(xùn)時(shí)間，降低企業(yè)的培訓(xùn)成本。同時(shí)，開(kāi)發(fā)出來(lái)的實(shí)驗(yàn)任務(wù)也可以用于普通專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生更加貼近行業(yè)，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更加符合實(shí)際。也可以在此基礎(chǔ)上與別的企業(yè)進(jìn)行合作，開(kāi)發(fā)新的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，提高教學(xué)設(shè)備的使用效率，有利于節(jié)約教學(xué)成本。對(duì)教師而言，也是一次學(xué)習(xí)提升的過(guò)程，使得教師能夠更加的貼近實(shí)際、貼近生產(chǎn)，跟上行業(yè)技術(shù)的發(fā)展速度。

圖1 實(shí)驗(yàn)任務(wù)分層

2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容整合

在前期確定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，以啟迪學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、開(kāi)拓學(xué)生的科學(xué)思維為目標(biāo)，按照循序漸進(jìn)的原則，[15]系統(tǒng)編寫了適用于“控制技術(shù)”課程的實(shí)驗(yàn)教材。在該實(shí)驗(yàn)教材中，針對(duì)學(xué)生循序漸進(jìn)的認(rèn)知規(guī)律，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了系統(tǒng)的整合，逐步達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)。

以“PLC基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”為例，本實(shí)驗(yàn)主要由PLC認(rèn)知和基本指令兩個(gè)實(shí)驗(yàn)任務(wù)組成，任務(wù)內(nèi)容及培養(yǎng)目標(biāo)如圖2所示。在每個(gè)實(shí)驗(yàn)任務(wù)下面又分別安排了三個(gè)任務(wù)內(nèi)容，學(xué)生通過(guò)完成相關(guān)的任務(wù)，從而達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)。例如：在“PLC認(rèn)知”實(shí)驗(yàn)任務(wù)中，通過(guò)“S7-200硬件連線”這個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生的實(shí)踐技能要達(dá)到3個(gè)培養(yǎng)目標(biāo)：

(1)掌握PLC與PC的通訊設(shè)置。學(xué)生要掌握PLC通信電纜與PC的硬件通訊連接，并進(jìn)行相關(guān)的驅(qū)動(dòng)安裝及軟件設(shè)置，最終成功實(shí)現(xiàn)PLC與PC的數(shù)據(jù)通訊。

(2)掌握S7-200的使用方法。例如：輸入、輸出端子的接法，公共端子的使用方法，外部電源或PLC內(nèi)部電源的使用注意事項(xiàng)等，從而對(duì)PLC的使用有初步的了解。

(3)初步解決一般硬件故障及軟件編程問(wèn)題。通過(guò)解決在硬件連線及軟件編程中遇到的問(wèn)題，如：編譯錯(cuò)誤導(dǎo)致的程序無(wú)法運(yùn)行或無(wú)法下載等，從而讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何排查故障、解決故障。

同時(shí)，針對(duì)學(xué)生循序漸進(jìn)的認(rèn)知規(guī)律，特別設(shè)計(jì)了一些有代表性的小的實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目。例如,在圖2中的“PLC基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”，給學(xué)生設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目——“二層樓走廊燈的控制”，把該項(xiàng)目分為兩個(gè)連續(xù)的小問(wèn)題來(lái)解決：第1個(gè)問(wèn)題，開(kāi)燈、關(guān)燈完全手動(dòng)控制；第2個(gè)問(wèn)題，開(kāi)燈是采用手動(dòng)，關(guān)燈采用自動(dòng)控制。在前后兩問(wèn)的對(duì)比下，引導(dǎo)學(xué)生自己選擇合適的定時(shí)器指令、自鎖電路、互鎖電路來(lái)解決該問(wèn)題。同時(shí)，根據(jù)學(xué)生所選電路的不同，擴(kuò)展講解按鈕和開(kāi)關(guān)的物理區(qū)別以及使用要求，強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐能力。在此基礎(chǔ)上，又根據(jù)企業(yè)成型工序中使用的成型設(shè)備的技術(shù)要求，結(jié)合學(xué)校的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，與企業(yè)工程師共同開(kāi)發(fā)了圖1中的自控成型機(jī)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，讓學(xué)生對(duì)定時(shí)器指令、自鎖電路、互鎖電路的實(shí)際應(yīng)用，有了更加深刻的認(rèn)識(shí)。

圖2 PLC基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及安排

(二)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和教學(xué)手段

1.利用Workload，提高學(xué)生自學(xué)能力

在德國(guó)應(yīng)用型大學(xué)里，一般采用學(xué)習(xí)負(fù)荷(Workload)去描述一個(gè)大學(xué)生在學(xué)習(xí)上的時(shí)間花費(fèi)。Workload包括課堂學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)以及準(zhǔn)備考試和考試本身所花費(fèi)的時(shí)間三大塊。在合肥學(xué)院中，1學(xué)分所對(duì)應(yīng)的Workload為14學(xué)時(shí)。如能更好、更充分的利用Workload，則可以在學(xué)生自學(xué)能力的提高上起到更好的作用。

例如,在“PLC基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”中，課前布置的Workload內(nèi)容主要包括以下幾點(diǎn)：PLC的概念及歷史，PLC控制系統(tǒng)與繼電器接觸器控制系統(tǒng)的區(qū)別，S7-200PLC與PC的通訊設(shè)置，編程軟件STEP7-Micro/Win的基本使用簡(jiǎn)介，PLC在制造業(yè)中的“柔性”體現(xiàn)等。在上課的時(shí)候，讓學(xué)生站到講臺(tái)上，講解自己所做的Workload的內(nèi)容。不需面面俱到，可以根據(jù)自己的興趣選擇一到兩個(gè)點(diǎn)來(lái)講解。教師在旁邊點(diǎn)評(píng)，別的學(xué)生也可以提問(wèn)。同樣的，在Workload中，也可以對(duì)“PLC基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”中的實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目進(jìn)行思考，初步設(shè)計(jì)出解決方案，然后在課堂上進(jìn)行實(shí)際的編程驗(yàn)證，在前后對(duì)比中找出解決實(shí)際問(wèn)題的最簡(jiǎn)方案，提高學(xué)生的自學(xué)能力。

2.加強(qiáng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)

加大綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例，讓學(xué)生帶著問(wèn)題去實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題、思考問(wèn)題的能力。例如，在“SCR順控指令實(shí)驗(yàn)”中，首先讓學(xué)生在Workload中自學(xué)什么是SFC編程方式，使用時(shí)需要注意哪些問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)順序控制的4種方式等。再以“雙燈自動(dòng)閃爍信號(hào)生成”為例，要求學(xué)生選擇合適的控制方式，自主設(shè)計(jì)完成。在完成此例基礎(chǔ)上，要求學(xué)生設(shè)計(jì)完成三燈、四燈等多燈自動(dòng)閃爍信號(hào)生成，以上都可以算作是Workload的工作內(nèi)容。同時(shí)還要求學(xué)生思考：若用定時(shí)器指令，如何實(shí)現(xiàn)上述功能；如果用特殊繼電器，能否實(shí)現(xiàn)上述功能？以上幾種方法，哪種簡(jiǎn)單或者學(xué)生自己喜歡用哪種方法；是不是自己喜歡的方法就能解決類似的問(wèn)題。以此類推，通過(guò)一系列的問(wèn)題，加強(qiáng)學(xué)生的分析、思考、總結(jié)能力, 以學(xué)生為中心，教學(xué)生“樂(lè)學(xué)”“會(huì)學(xué)”“學(xué)會(huì)”[16]。

3.創(chuàng)新教學(xué)方法的使用

轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，從以教師為中心，變成以學(xué)生為中心，從知識(shí)輸入轉(zhuǎn)向能力輸出。采用多媒體等方式，自制課件，邊講邊做，由淺入深，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上充分鍛煉學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的腳本，制作微視頻，使得學(xué)生能在課后碎片化的時(shí)間里學(xué)會(huì)一到兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)。

針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容采用不同的教學(xué)法。例如在“十字路口交通燈控制實(shí)驗(yàn)”中，采用項(xiàng)目教學(xué)法，項(xiàng)目實(shí)施方案如下圖3所示。首先向?qū)W生發(fā)布項(xiàng)目任務(wù)。然后指導(dǎo)學(xué)生做項(xiàng)目計(jì)劃，利用Workload時(shí)間，對(duì)十字路口交通燈的實(shí)際工作情況進(jìn)行實(shí)地觀察，也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)研，最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的實(shí)際情況結(jié)合實(shí)際的觀察或調(diào)研結(jié)果來(lái)編制程序流程圖。允許提前編寫程序，在實(shí)驗(yàn)設(shè)備上完成硬件連線、程序修改及最終的成果展示。

圖3 十字路口交通燈控制實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施方案

4.改革學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系

經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐，結(jié)合我校模塊化改革的基礎(chǔ)，初步摸索出了一套適合本實(shí)驗(yàn)的考核體系，采用加權(quán)平均法，在安全操作S、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)M1、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)M2、實(shí)驗(yàn)程序設(shè)計(jì)M3、思考題M4，這五個(gè)方面相應(yīng)得分的基礎(chǔ)上，依照權(quán)重得出每位學(xué)生的實(shí)驗(yàn)綜合評(píng)價(jià)成績(jī)M。為了培養(yǎng)學(xué)生的安全意識(shí)、按章操作的職業(yè)素養(yǎng)，借鑒德國(guó)雙元制教育的經(jīng)驗(yàn)，把安全操作S的權(quán)重設(shè)計(jì)為最大，把學(xué)生安全意識(shí)的培養(yǎng)貫穿于整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程當(dāng)中。即：實(shí)驗(yàn)綜合評(píng)價(jià)成績(jī)M=S×0.3+M1×0.1+M2×0.25+M3×0.25+M4×0.1。

要求學(xué)生在Workload中按照教師的要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，強(qiáng)化學(xué)生在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中獨(dú)立自主的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有可能遇到的問(wèn)題，并如何去解決。提倡學(xué)生在Workload中學(xué)習(xí)查找別的品牌的PLC的使用方法或相關(guān)資料，與實(shí)驗(yàn)所用的PLC進(jìn)行對(duì)比，加深PLC特有的梯形圖編程的概念及使用方法，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。為了防止學(xué)生相互間的抄襲，要求“方案不唯一，程序不唯一，結(jié)果唯一”，即對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案不唯一，編寫的程序不做唯一要求，只對(duì)程序運(yùn)行結(jié)果有唯一要求。既克服了抄襲現(xiàn)象，又加強(qiáng)了學(xué)生發(fā)散思維能力的培養(yǎng)。

四、結(jié)語(yǔ)

引導(dǎo)一部分地方本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變是國(guó)家重大決策部署，其內(nèi)涵是推動(dòng)高校把辦學(xué)思路轉(zhuǎn)到服務(wù)于地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展上，把辦學(xué)模式轉(zhuǎn)到產(chǎn)教融合、校企合作上來(lái)，將人才培養(yǎng)的重心轉(zhuǎn)到應(yīng)用技能型人才上，轉(zhuǎn)到增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力上來(lái)[17]，培養(yǎng)的是具有一定管理能力和解決復(fù)雜問(wèn)題的現(xiàn)場(chǎng)工程師。同時(shí)，由于現(xiàn)代企業(yè)管理結(jié)構(gòu)的扁平化及工作組織去中心化的趨勢(shì)，對(duì)員工的工作要求變得更加復(fù)雜，對(duì)員工個(gè)體或團(tuán)隊(duì)的自學(xué)能力、創(chuàng)新能力及管理能力有了更高的要求。而對(duì)“雙元制”高等教育中“控制技術(shù)”的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)改革，主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)，并不過(guò)度強(qiáng)調(diào)對(duì)應(yīng)某個(gè)崗位的操作熟練程度，這就要求學(xué)生具備更強(qiáng)的自我管理能力和自我責(zé)任感。這正是隨著現(xiàn)代企業(yè)的發(fā)展，對(duì)人才一貫以來(lái)的素能要求。

教育部貫徹落實(shí)的重大教育改革項(xiàng)目“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”也是旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，兩者培養(yǎng)目標(biāo)也高度重合，幾乎一致，所以在中國(guó)應(yīng)該賦予雙元制專業(yè)其應(yīng)有的地位，將這種潛在需求變成真正的市場(chǎng)需求。[18]合肥學(xué)院作為中德務(wù)實(shí)合作的成功典范及中德教育合作示范基地，將中德不同文化的教育理念相結(jié)合，把德國(guó)成功的“雙元制”高等教育在中國(guó)進(jìn)行推廣，加快了“雙元制”高等教育在中國(guó)的本土化進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)、學(xué)校、學(xué)生三方共贏。而我國(guó)目前也正處于這樣的教育改革時(shí)期，相信借鑒德國(guó)成功的“雙元制”經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我國(guó)的高等教育改革會(huì)有所幫助。