□張 磊 汪志佳 魯 妍 李會(huì)新

近年來(lái)隨著社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器與變頻器已經(jīng)廣泛應(yīng)用在機(jī)械制造、石油、鋼鐵、建材、化工、汽車(chē)、電力、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，大多數(shù)情況下，變頻器不是獨(dú)立的工作，而是與PLC相結(jié)合組成自動(dòng)控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)。原來(lái)的教學(xué)中，《可編程控制其原理及應(yīng)用》（即PLC）和《變頻調(diào)速原理及應(yīng)用》兩門(mén)課分別開(kāi)設(shè)在不同的學(xué)期，而且課程中只有很少的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)課。割裂了兩大控制器的聯(lián)系，也不能突出其實(shí)踐性，學(xué)生所學(xué)習(xí)的理論也無(wú)法和實(shí)踐結(jié)合。在我院課程建設(shè)中，教學(xué)改革是建設(shè)一體化教學(xué)模式的重要環(huán)節(jié)，《PLC及變頻器的使用與維護(hù)》作為電氣自動(dòng)化和機(jī)電一體化的專(zhuān)業(yè)核心課成為教學(xué)改革的首選課程。

在本次課改中 《PLC及變頻器的使用與維護(hù)》這門(mén)課依據(jù)電氣自動(dòng)技術(shù)和機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)和崗位分析所需的能力并與校企合作的首鋼長(zhǎng)白機(jī)械廠和秦皇島煙機(jī)公司合作開(kāi)發(fā)，經(jīng)過(guò)多次教學(xué)研討與分析后在原來(lái)的《可編程控制其原理及應(yīng)用》（即PLC）和《變頻調(diào)速原理及應(yīng)用》的基礎(chǔ)上，把兩門(mén)課合并為一門(mén)課。[1]在教學(xué)改革中，在完成理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，著重實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生的理論學(xué)習(xí)能力和動(dòng)手實(shí)踐能力，都得到了提高。

一、教學(xué)改革方向

（一）整合教學(xué)內(nèi)容

在分析相關(guān)專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)和崗位分析所需的能力并與校企合作的專(zhuān)家，分析經(jīng)過(guò)多次討論與經(jīng)驗(yàn)分析和往屆的就業(yè)形勢(shì)后在原來(lái)的《可編程控制其原理及應(yīng)用》（60學(xué)時(shí)，其中理論52學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)）和《變頻調(diào)速原理及應(yīng)用》（60學(xué)時(shí)，其中理論52學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)）的基礎(chǔ)上，整合為《PLC及變頻器的使用與維護(hù)》（80學(xué)時(shí)，其中理論40學(xué)時(shí)，實(shí)際操作40學(xué)時(shí)）。將原來(lái)的電力電子原理部分理論刪除，因?yàn)榍懊鎸?zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)相應(yīng)的知識(shí)，在這里不做過(guò)多的重復(fù)。將原來(lái)的PLC和變頻器原理刪除一部分過(guò)多的理論性?xún)?nèi)容和然后在現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)使用PLC和變頻器時(shí)再補(bǔ)充相關(guān)的知識(shí)，使學(xué)生有更加直觀的印象。本次《PLC及變頻器的使用與維護(hù)》課程改革的共分為10個(gè)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目都包括相關(guān)的理論和實(shí)踐知識(shí)，并且以循序漸進(jìn)由淺入深的方式完成整個(gè)課程標(biāo)準(zhǔn)要求的教學(xué)內(nèi)容。

（二）強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作

PLC及變頻器的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行改革，學(xué)生不再按著實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)做驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，而是在任務(wù)驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)上完成一個(gè)個(gè)實(shí)用型、綜合型、創(chuàng)新型實(shí)際操作的項(xiàng)目。這種現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的模式在組織形式上以學(xué)生為主，指導(dǎo)教師為輔助。教師首先按照授課計(jì)劃把相應(yīng)的項(xiàng)目分配給學(xué)生，并提供完成項(xiàng)目所需的理論知識(shí)，在實(shí)踐課時(shí)讓學(xué)生根據(jù)老師提供的理論知識(shí)自己動(dòng)手完成各個(gè)項(xiàng)目。

本次《PLC及變頻器的使用與維護(hù)》課程改革的共分為10個(gè)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目都包括相關(guān)的理論和實(shí)踐知識(shí)，并且以循序漸進(jìn)由淺入深的方式完成整個(gè)課程標(biāo)準(zhǔn)要求的教學(xué)內(nèi)容。PLC及變頻器控制系統(tǒng)的各個(gè)項(xiàng)目都包括系統(tǒng)主電路的設(shè)計(jì)與配線、控制電路的設(shè)計(jì)與接線、軟件的編制與仿真、系統(tǒng)故障排除和變頻器參數(shù)設(shè)定及修改等重要環(huán)節(jié)。與傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)相比項(xiàng)目化課程教學(xué)改革具有更強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用性和更強(qiáng)的綜合性。

表1 教學(xué)內(nèi)容及組織

在機(jī)電中心把學(xué)生分成十組每組配有實(shí)訓(xùn)臺(tái)、電腦、三菱FX2N-32MRPLC和西門(mén)子MM 440變頻器，每次根據(jù)實(shí)際操作項(xiàng)目的，讓給學(xué)生申請(qǐng)需要的耗材如繼電器，接觸器，按鈕，限位開(kāi)關(guān)，燈等。同時(shí)還提供了相關(guān)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范、PLC使用手冊(cè)、變頻器使用手冊(cè)、低壓電器資料等和先進(jìn)設(shè)備滿(mǎn)足學(xué)生的需要。

（三）改善教學(xué)方法

為了適應(yīng)高職復(fù)合型高素質(zhì)人才的培養(yǎng)，提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果在《PLC及變頻器的使用與維護(hù)》的理論教學(xué)和現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)以前的教學(xué)方法和教學(xué)手段進(jìn)行了改革和創(chuàng)新。

教學(xué)實(shí)施中靈活運(yùn)用六步法教學(xué)，通過(guò)資訊、計(jì)劃、決策、實(shí)施、檢查、評(píng)估完成所有教學(xué)過(guò)程。在這一過(guò)程中，教師主要發(fā)揮引導(dǎo)作用，指導(dǎo)學(xué)生采取以自學(xué)為主，小組討論學(xué)習(xí)和老師指導(dǎo)為輔的學(xué)習(xí)方式。通過(guò)這些方法逐漸培養(yǎng)學(xué)生的自己解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生的知識(shí)和能力水平，也讓學(xué)生在小組共同分工協(xié)作完成項(xiàng)目時(shí)提高團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力和與人溝通以及交往的能力。

（四）加強(qiáng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

教師在教學(xué)改革中作中占據(jù)著主導(dǎo)地位，師資的好壞是決定教學(xué)成效的最關(guān)鍵因素。因此，我系師資隊(duì)伍按“雙師型”要求進(jìn)行建設(shè)，同時(shí)教師利用寒暑假定期到企業(yè)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)研修和頂崗實(shí)踐。[2]我系先后邀請(qǐng)多位國(guó)內(nèi)高職院校課程開(kāi)發(fā)專(zhuān)家和校企合作的企業(yè)專(zhuān)家來(lái)校對(duì)專(zhuān)任教師結(jié)合課程改革做專(zhuān)題講座；并組織教師有計(jì)劃、分步驟地學(xué)習(xí)和交流；同時(shí)選派專(zhuān)業(yè)骨干教師赴國(guó)內(nèi)各大高職院校學(xué)習(xí)成功的課改經(jīng)驗(yàn)。還成立了課程改革研討小組，由教學(xué)主任牽頭帶領(lǐng)骨干教師具體負(fù)責(zé)課程改革、實(shí)施方案的設(shè)計(jì)。

我院作為國(guó)家示范高職院校同時(shí)還設(shè)立了院級(jí)課程改革項(xiàng)目，并設(shè)立專(zhuān)項(xiàng)基金，鼓勵(lì)教師積極參與課程的開(kāi)發(fā)和改革，增強(qiáng)教師的主動(dòng)性和課程的可監(jiān)控性。

二、項(xiàng)目化教學(xué)改革的組織與實(shí)施

（一）調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

在《PLC及變頻器的使用與維護(hù)》課程中,我們采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的項(xiàng)目化教學(xué)模式進(jìn)行改革。把整個(gè)學(xué)期的教學(xué)任務(wù)按照教學(xué)計(jì)劃分成十個(gè)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目包含兩到三個(gè)任務(wù)，學(xué)生在完成每個(gè)項(xiàng)目模塊時(shí)是以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)化的知識(shí)框架。十個(gè)項(xiàng)目都是由具有實(shí)際工程應(yīng)用背景的真實(shí)項(xiàng)目提煉而來(lái)，其中有三個(gè)項(xiàng)目是教師團(tuán)隊(duì)從我系的校企合作企業(yè)中現(xiàn)場(chǎng)總結(jié)來(lái)的，和實(shí)際結(jié)合非常緊密。

在本次課改中每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)不再是孤立的，而是以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的形式被整合，每一個(gè)項(xiàng)目都環(huán)環(huán)相扣，緊密銜接。這樣讓學(xué)生減少了理論學(xué)習(xí)時(shí)的枯燥，增多了動(dòng)手操作的樂(lè)趣，并使學(xué)生對(duì)這門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程有了整體的認(rèn)識(shí)。我們采用現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的方法，在實(shí)訓(xùn)室里邊學(xué)邊練，每個(gè)項(xiàng)目老師先引導(dǎo)學(xué)生對(duì)某個(gè)具體項(xiàng)目充分了解，并提供相關(guān)的理論知識(shí)；然后讓學(xué)生根據(jù)老師所提供的理論知識(shí)實(shí)踐完成相應(yīng)具體項(xiàng)目的任務(wù)；最后老師對(duì)每個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行總結(jié)，再一次的強(qiáng)化項(xiàng)目中的知識(shí)要點(diǎn)，起到鞏固的目的。

（二）以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的項(xiàng)目化教學(xué)

任務(wù)驅(qū)動(dòng)的項(xiàng)目化教學(xué)改革是以教師為引導(dǎo)，學(xué)生為主體，最大的發(fā)掘?qū)W生的能力，是一種理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合的教學(xué)方法。在整個(gè)教學(xué)中把知識(shí)結(jié)構(gòu)劃分為十個(gè)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目都由由淺入深的兩到三個(gè)任務(wù)組成，學(xué)生每完成一個(gè)任務(wù)都會(huì)學(xué)習(xí)并實(shí)際操作相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)。完成一個(gè)任務(wù)后學(xué)生在第一個(gè)任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下完成接下來(lái)的任務(wù)，每個(gè)任務(wù)都有機(jī)的銜接，整合成一個(gè)完整的任務(wù)。這種教學(xué)模式更注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手能力，分析能力，學(xué)習(xí)能力。

（三）團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成項(xiàng)目

在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)，我們把每個(gè)班的學(xué)生分成十組，每組2、3個(gè)人。在8學(xué)時(shí)的時(shí)間內(nèi)，要對(duì)于給定的項(xiàng)目需要系統(tǒng)主電路的設(shè)計(jì)與配線、控制電路的設(shè)計(jì)與接線、軟件的編制與仿真、系統(tǒng)故障排除和變頻器參數(shù)設(shè)定及修改。一個(gè)人是不可能完成的，這就需要小組合理的分工，每一個(gè)同學(xué)的積極性都被調(diào)動(dòng)了起來(lái)，大家團(tuán)結(jié)協(xié)作共同完成老師布置的項(xiàng)目。同時(shí)各組之間相互討論取長(zhǎng)補(bǔ)短，使學(xué)生不但動(dòng)手能力得到提高，與人溝通的能力和團(tuán)隊(duì)的協(xié)作能力也大大提高，為學(xué)生將來(lái)走向工作崗位奠定了良好地基礎(chǔ)。

（四）項(xiàng)目化教學(xué)報(bào)告

對(duì)應(yīng)用性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)核心課《PLC及變頻器的使用與維護(hù)》而言，一味地“填鴨式教學(xué)“，顯然無(wú)法將大量的實(shí)踐知識(shí)傳授給學(xué)生，學(xué)生創(chuàng)新能力也得不到提高。[3]傳統(tǒng)的課后作業(yè)也無(wú)法讓學(xué)生把自己在實(shí)踐課上學(xué)習(xí)的知識(shí)總結(jié)和深化。針對(duì)這一問(wèn)題，在這次教學(xué)改革過(guò)程中每完成一個(gè)項(xiàng)目，學(xué)生要撰寫(xiě)“項(xiàng)目教學(xué)報(bào)告”，從任務(wù)記錄、完成情況、知識(shí)點(diǎn)總結(jié)、學(xué)習(xí)建議等幾個(gè)方面對(duì)每一個(gè)項(xiàng)目直至每個(gè)具體的任務(wù)進(jìn)行總結(jié)。然后指導(dǎo)教師對(duì)相應(yīng)的知識(shí)、技能、態(tài)度等幾方面來(lái)對(duì)每一位同學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)的評(píng)價(jià)。讓學(xué)生在課后從理論和實(shí)踐兩方面把自己學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行總結(jié)和歸納，讓學(xué)生更具自主學(xué)習(xí)能力，知識(shí)的學(xué)習(xí)也更加的深刻。

（五）成績(jī)?cè)u(píng)定

《PLC及變頻器的使用與維護(hù)》這門(mén)課進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)改革后，以往的閉卷考核形式就不能全面的考察學(xué)生的分析能力、設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手操作能力，甚至?xí)寣W(xué)生死記硬背，盲目的應(yīng)付考試。因此對(duì)于這門(mén)理論與實(shí)踐結(jié)合如此緊密的專(zhuān)業(yè)核心課程，我們建立了新的考核模式。[4]

本課程在每個(gè)項(xiàng)目完成后都對(duì)學(xué)生進(jìn)行階段性考核，每個(gè)項(xiàng)目的考核內(nèi)容與項(xiàng)目所對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)和實(shí)際操作環(huán)節(jié)相對(duì)應(yīng)。共十個(gè)項(xiàng)目有十個(gè)階段性考核的成績(jī)作為平時(shí)成績(jī)。課程結(jié)束時(shí)，采用理論考試和實(shí)際操作考試相結(jié)合的方法。其中理論考試占總成績(jī)的50%，實(shí)際操作考試占總成績(jī)的50%。[5]理論考試會(huì)以試卷的形式考核整個(gè)課程中學(xué)到的知識(shí)，例如PLC的硬件結(jié)構(gòu)、工作原理、外部接線、軟件編程、變頻器的外部接線、工作原理、參數(shù)調(diào)節(jié)等知識(shí)點(diǎn)。實(shí)際操作考試會(huì)讓學(xué)生獨(dú)立完成一個(gè)項(xiàng)目，老師在學(xué)生的完成過(guò)程中從外部接線、程序編制、變頻器參數(shù)調(diào)節(jié)、排除故障等幾個(gè)方面根據(jù)學(xué)生的工作能力和職業(yè)素質(zhì)對(duì)學(xué)生進(jìn)行全方位的成績(jī)?cè)u(píng)定。

三、實(shí)訓(xùn)與校企結(jié)合實(shí)習(xí)

80學(xué)時(shí)結(jié)束后，安排學(xué)生有一周的《PLC及變頻器的使用與維護(hù)》實(shí)訓(xùn)，在實(shí)訓(xùn)中給學(xué)生一個(gè)完整的系統(tǒng)，學(xué)生需要查找資料，了解工藝及控制要求，同時(shí)要提交實(shí)訓(xùn)報(bào)告。實(shí)訓(xùn)報(bào)告中必須包括控制任務(wù)分析 （提煉出具體控制要求），使用的元器件，主電路圖，PLC外部接線圖，I/O分配，SFC流程圖（梯形圖），PLC-變頻器接線圖；變頻器參數(shù)設(shè)定表。讓他們對(duì)PLC與變頻器控制的整體系統(tǒng)有更全面的認(rèn)識(shí)，實(shí)訓(xùn)從實(shí)際操作、實(shí)訓(xùn)報(bào)告、答辯三方面考核學(xué)生的綜合能力。同時(shí)安排學(xué)生在我們的校企合作企業(yè)首鋼長(zhǎng)白和秦皇島煙機(jī)廠參加頂崗實(shí)習(xí)，讓學(xué)生提前感受企業(yè)的氛圍，并在本學(xué)科的實(shí)際操作中積累工作經(jīng)驗(yàn)。

四、結(jié)語(yǔ)

隨著教育部對(duì)高職教育的重視，我院教師不斷地對(duì)課程進(jìn)行改革和完善。對(duì)《PLC及變頻器的使用與維護(hù)》這類(lèi)理論與實(shí)踐結(jié)合非常緊密的課程，增設(shè)了現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)、實(shí)訓(xùn)等教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)此課程進(jìn)行了以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的項(xiàng)目化教學(xué)改革。第一輪課改結(jié)束后，學(xué)生的實(shí)際操作能力明顯提高，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性也更強(qiáng)了，團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和職業(yè)綜合素質(zhì)都有了顯著的提高。同時(shí)教師也走出教室去企業(yè)進(jìn)行實(shí)際操作的訓(xùn)練，教師的知識(shí)和動(dòng)手操作能力也在教學(xué)改革中有了更大的飛躍。

《PLC及變頻器的使用與維護(hù)》課程的項(xiàng)目化教學(xué)改革，整合了教學(xué)內(nèi)容，把教學(xué)內(nèi)容分為十個(gè)項(xiàng)目；強(qiáng)化了實(shí)踐教學(xué)，學(xué)生動(dòng)手實(shí)際操作能力得到了明顯提高。滿(mǎn)足了企業(yè)對(duì)畢業(yè)生各個(gè)方面能力的需求，給畢業(yè)生闖到了更多的就業(yè)機(jī)會(huì)。改革了教學(xué)方法，教學(xué)方法轉(zhuǎn)變?yōu)橐匀蝿?wù)驅(qū)動(dòng)的項(xiàng)目化教學(xué)，讓學(xué)生更加有學(xué)習(xí)的熱情，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和改善了學(xué)習(xí)效果；加強(qiáng)了師資隊(duì)伍建設(shè)，為高職教育的課程改革提供了人才基礎(chǔ)。

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[3]何弢，等.高職院校PLC一體化教學(xué)改革初探[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2010(08):116-118.

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