邵國平等

摘要：本文以美國通用電氣智能平臺與黑龍江工程學(xué)院共建的校企合作GE自動化系統(tǒng)實驗室為教改項目研究背景，分析了可編程自動化控制器（PAC）工程技術(shù)專業(yè)領(lǐng)域人才的現(xiàn)狀，圍繞學(xué)校立足服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的定位，突出自動化專業(yè)的辦學(xué)特色，以“培養(yǎng)適應(yīng)信息化需要，具備應(yīng)用型自動化GE-PAC工程技術(shù)專業(yè)人才所需應(yīng)用型人才”為目標(biāo)，在培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、教學(xué)方法與手段以及管理和評價制度建設(shè)等方面進(jìn)行積極探索與實踐，在依托可行性基礎(chǔ)上提出了具體的培養(yǎng)模式。

關(guān)鍵詞：可編程控制器；培養(yǎng)模式；應(yīng)用型人才

所謂“可編程控制技術(shù)（PAC）工程技術(shù)人才”是指：具備電氣自動化專業(yè)基礎(chǔ)知識技能外，同時又能勝任本專業(yè)領(lǐng)域相關(guān)的可編程控制技術(shù)設(shè)備的設(shè)計、安裝、調(diào)試等工作能力的高級技術(shù)人才。研究工程技術(shù)人才培養(yǎng)模式目的是將教育可行性目標(biāo)與實際用人實際需求統(tǒng)一起來，讓學(xué)生學(xué)習(xí)知識、掌握技能的過程更加高效。

一、可編程控制器技術(shù)人才需求分析

隨著可編程控制器（PAC）在自動化控制領(lǐng)域中的大量應(yīng)用，PAC設(shè)計工程師已成為全國緊缺人才之一。據(jù)國家緊急人才辦公室的調(diào)研數(shù)據(jù)顯示：2010～2015年，我國PLC設(shè)計師需求量約為120～150萬。作為服務(wù)社會的高等學(xué)校須要在可編程控制器工程技術(shù)人才培養(yǎng)方面加以重視，并努力提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量。高校的教育教學(xué)改革的核心目的是讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，并且圍繞著如何讓學(xué)生能夠有效地獲得與專業(yè)相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)知識和能力，鍛煉工程思維和素質(zhì)，圍繞這個目標(biāo)宗旨，根據(jù)多年以來從事與可編程控制器教學(xué)和實踐的理解，逐步感悟到可編程控制器人才的一種培養(yǎng)模式和總結(jié)一些教育教學(xué)的經(jīng)驗方法，希望總結(jié)出來能夠?qū)窈笤诳删幊炭刂破鹘逃龑嵺`工作起到一定的幫助作用。

二、關(guān)于人才培養(yǎng)模式的探求

可編程控制器技術(shù)人才“人才培養(yǎng)模式”是教育的目標(biāo)、教學(xué)的過程和教學(xué)的方式三方面的密切聯(lián)系、高度協(xié)調(diào)的有機(jī)體系。在教學(xué)的過程中須要對教學(xué)進(jìn)行合理的評價，并且不斷地修正教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式方法，直至培養(yǎng)目標(biāo)的最終實現(xiàn)。

（一）可編程控制器技術(shù)人才培養(yǎng)的目標(biāo)和規(guī)格

PAC應(yīng)用人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位可以依據(jù)就業(yè)市場對工程技術(shù)人才的崗位招聘條件確定，大體可以分為工程維護(hù)、技術(shù)支持和項目研發(fā)3個層次。工程維護(hù)屬于日常設(shè)備運(yùn)行的監(jiān)管與操作，崗位具體要求是熟悉設(shè)備結(jié)構(gòu)和工藝技術(shù)，熟悉設(shè)備說明書和技術(shù)檔案，遵守操作安全和正確使用工量具，文明生產(chǎn)。技術(shù)支持工程師的崗位要求是熟悉某個品牌的自動化控制設(shè)備，提供必要的產(chǎn)品選型和應(yīng)用方案達(dá)到技術(shù)要求，并且能夠設(shè)計PLC外部接線和程序，以及進(jìn)行在線安裝調(diào)試。項目研發(fā)工程師的崗位要求是熟悉頂層的系統(tǒng)設(shè)計，包括項目管理和施工、工藝設(shè)計、可靠性設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)通信DCS和PLC系統(tǒng)設(shè)計等。應(yīng)用型地方高等學(xué)校可以將本科生工程技術(shù)人才培養(yǎng)定位在的中、高級應(yīng)用人才，即技術(shù)支持和項目研發(fā)。畢業(yè)后的學(xué)生通過自身的學(xué)習(xí)和實踐過程可以不斷地發(fā)展，實現(xiàn)技術(shù)能力的提高。

（二）在人才培養(yǎng)計劃中側(cè)重相應(yīng)的課程設(shè)置與建設(shè)

1.根據(jù)人才需求進(jìn)行專業(yè)課程設(shè)置和建設(shè)。

人才培養(yǎng)過程是知識和能力的綜合教育教學(xué)過程，系統(tǒng)學(xué)習(xí)的重點是要制定相關(guān)課程的群，才能提高可編程控制器技術(shù)專長人才的教學(xué)質(zhì)量。專業(yè)課程體系采用多層級漸進(jìn)教學(xué)，包括認(rèn)識實習(xí)、GE- PAC技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)、PLC實習(xí)、組態(tài)軟件實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)實習(xí)、校外自動化設(shè)計競賽與課外開放項目設(shè)計。開始GE-PAC技術(shù)課程的課程基礎(chǔ)前，須要設(shè)置機(jī)械制圖、工藝基礎(chǔ)和傳感器與電氣控制線路以及控制理論基礎(chǔ)等課程。在能夠保持專業(yè)特色和人才培養(yǎng)優(yōu)勢的情況下，對設(shè)置了以可編程控制器技術(shù)作為電氣和自動化專業(yè)的為培養(yǎng)目標(biāo)的人才培養(yǎng)計劃中，可以偏重于這一方面的配套相關(guān)課程設(shè)置和建設(shè)。如果設(shè)置了的相應(yīng)的課程和充足的學(xué)時數(shù)，不但能讓學(xué)生跨入專業(yè)技術(shù)的門檻，還會以點帶面地擴(kuò)展學(xué)生的專業(yè)知識，培養(yǎng)出學(xué)生的專業(yè)思考和設(shè)計實踐能力。可以在可編程控制器教學(xué)學(xué)期中，分別設(shè)置兩種不同的廠家的可編程控制器課程，比如西門子和通用電氣，讓學(xué)生在比較中學(xué)習(xí)，可以讓學(xué)生的學(xué)習(xí)效果得到更好的提高。在可編程理論教學(xué)后，增加實習(xí)實訓(xùn)教學(xué)，提高應(yīng)用技術(shù)能力。在可編程控制器教學(xué)完成之后的學(xué)期，可以進(jìn)行相關(guān)的控制系統(tǒng)設(shè)計課程，如過程控制系統(tǒng)、運(yùn)動控制系統(tǒng)等專業(yè)課程，讓學(xué)生能夠進(jìn)一步獲取解決專業(yè)問題的實踐能力。

2.重視實踐教學(xué)環(huán)節(jié)和基地建設(shè)。

實踐教學(xué)是學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生各種技能的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，實踐教學(xué)在教學(xué)計劃中所占比重較大，學(xué)校確立以校內(nèi)實訓(xùn)基地為主體、以企業(yè)行業(yè)為依托的實踐模式教學(xué)，突出職業(yè)崗位技能模擬訓(xùn)練，重點培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)運(yùn)用能力。減少演示性、驗證性實驗，增加工藝性、設(shè)計性、綜合性實驗，逐步形成基本實踐能力與操作技能、專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力與專業(yè)技能、綜合實踐能力與綜合技能有機(jī)結(jié)合的實踐教學(xué)體系，形成教學(xué)、科研、應(yīng)用技術(shù)服務(wù)與生產(chǎn)相結(jié)合的多功能實驗室和實習(xí)實訓(xùn)基地。學(xué)校根據(jù)自身條件和專業(yè)特點制定考試和考核的內(nèi)容、方式、測評標(biāo)準(zhǔn)，真正做到既考知識，又考技能和素質(zhì)，除必要的筆試外（包括開卷），要根據(jù)課程的性質(zhì)采取口試和操作測試相結(jié)合、答辯和現(xiàn)場測試相結(jié)合、設(shè)計和制作測試相結(jié)合、邊學(xué)邊做的過程測試等多種多樣的方式，突出考核學(xué)生綜合運(yùn)用知識和解決問題的能力。制定實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的不同層級的基礎(chǔ)教材，綜合教材，編程技術(shù)教材等。

3.加強(qiáng)師資隊伍的建設(shè)。

目前大部分學(xué)校師資隊伍中，教師的現(xiàn)代教育理念須要更新，教學(xué)的技巧和工具須要提高，師資的理論水平和實踐能力須要加強(qiáng)。同樣，專業(yè)特色及教學(xué)特色的形成、充實與鞏固，也必須依靠一支有特色的高素質(zhì)教師隊伍。其師資隊伍建設(shè)應(yīng)包括主要方面：首先，制定和實施有效的教師培養(yǎng)培訓(xùn)計劃，學(xué)習(xí)先進(jìn)的可編程技術(shù)軟硬件產(chǎn)品；另外，加強(qiáng)對現(xiàn)有專任教師的實踐能力鍛煉，通過一定的競賽活動，實驗室設(shè)備建設(shè)和技術(shù)改進(jìn)，落實經(jīng)費，鼓勵創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計，不斷更新根據(jù)應(yīng)用型本科院校的實際資源環(huán)境條件，依托實施“卓越工程師培養(yǎng)”和“應(yīng)用型本科試點”的有利時機(jī)，通過校企合作的方式建立培訓(xùn)中心，引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)產(chǎn)品和開展定期的技術(shù)交流，還有通過掛職鍛煉的方式到技術(shù)領(lǐng)先的企業(yè)中學(xué)習(xí)，掌握實際的工程能力和創(chuàng)新思維。師資水平經(jīng)過鍛煉提高后，熟悉企業(yè)崗位的素質(zhì)和要求，就能夠培養(yǎng)真正企業(yè)單位所需的應(yīng)用型技術(shù)人才。

（三）為實現(xiàn)這一過程的一整套管理和評估制度

高等教育的價值在于職業(yè)教育，學(xué)生入學(xué)的目的也是為了能夠?qū)W有所成，為今后的職業(yè)生涯打下好的基礎(chǔ)。對學(xué)生知識評價固然重要，然而能力評價更重要。建立管理和評估教學(xué)效果的制度，根本目的在于能夠指導(dǎo)和增強(qiáng)高等學(xué)校在教育技術(shù)裝備和信息化管理方面作出更成熟的管理和建設(shè)，服務(wù)于教育的事業(yè)。同時，根據(jù)實際崗位人才的要求去改善我們的教學(xué)方法和內(nèi)容，更好地育人。人才在培養(yǎng)過程中，處于學(xué)習(xí)和成長階段，因此，教師在教學(xué)過程中保持理性和關(guān)愛。對處于不同學(xué)習(xí)進(jìn)程（基礎(chǔ)知識、綜合訓(xùn)練和項目設(shè)計）中的學(xué)生，提出與之知識和能力水平相應(yīng)的要求，使學(xué)生產(chǎn)生只要努力一下就能成功的感覺，教學(xué)過程中鼓勵加引導(dǎo)，保持學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。學(xué)校必須通過與用人單位定期交流，細(xì)致調(diào)查研究來掌握職業(yè)崗位的實際技能項，決定哪些課程知識是必選的、可選的和不必要的。對于必修的技能項目要對學(xué)生進(jìn)行嚴(yán)格考核，準(zhǔn)確熟練地掌握技能，縮短畢業(yè)生技能與崗位技能要求之間的差距，增強(qiáng)他們工作的能力和素質(zhì)。合理的管理和評估制度須要針對不同教學(xué)定位目標(biāo)的高校的辦學(xué)條件進(jìn)行仔細(xì)的研究，不能照搬照抄，挖掘潛力，增強(qiáng)優(yōu)勢方面，去除不合理的部分，才能充分體現(xiàn)不同學(xué)校在應(yīng)用型人才技能培養(yǎng)上的優(yōu)勢。學(xué)校在培養(yǎng)可編程控制器人才時，要與職業(yè)準(zhǔn)入證（資格證）和技能證（水平證）進(jìn)行合理的教學(xué)結(jié)合，實現(xiàn)促進(jìn)學(xué)生的就業(yè)競爭力提高的目的。

（四）與之相匹配的科學(xué)的教學(xué)方式、方法和手段

采取講練結(jié)合教學(xué)方式和手段，增加學(xué)生的實踐能力。由于可編程控制器的課堂教學(xué)主要內(nèi)容包括可編程控制器的硬件配置和軟件編程，因此，可以在減少學(xué)時課堂理論教學(xué)情況下，進(jìn)行增加大量的實踐操作訓(xùn)練。除正常的課堂教學(xué)外，同時進(jìn)行開放式教學(xué)，例如建立學(xué)習(xí)可編程控制器活動協(xié)會定期舉辦編程技術(shù)競賽鍛煉學(xué)生的能力、利用互聯(lián)網(wǎng)即時通信客戶端進(jìn)行技術(shù)討論讓學(xué)生主動尋找答案以及利用網(wǎng)盤發(fā)布共享技術(shù)的理論和實踐專題教程保持學(xué)生不間斷教育（初學(xué)教程、高級教程以及案例設(shè)計等）。這些方式須要以更多學(xué)生參與為目標(biāo)，具有行業(yè)背景的教師和工程技術(shù)人員進(jìn)行方向引導(dǎo)和內(nèi)容規(guī)劃，讓更多的學(xué)生參與到開放式教學(xué)平臺來，更快地將最新的產(chǎn)品應(yīng)用知識傳授給學(xué)生。注重鍛煉學(xué)生的項目組織與實施的管理能力，鍛煉團(tuán)隊精神和創(chuàng)新思維。我們必須用互聯(lián)網(wǎng)的思維來應(yīng)對我們的高等教學(xué)，轉(zhuǎn)變學(xué)生應(yīng)試教育的學(xué)習(xí)方式。優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，突出基礎(chǔ)重點內(nèi)容講授，可編程控制器自動化應(yīng)用主要包括，可編程自動化控制器產(chǎn)品、現(xiàn)場總線控制產(chǎn)品、運(yùn)動控制伺服產(chǎn)品以及人機(jī)接口等其他自動化軟硬件產(chǎn)品。在教學(xué)過程中，讓學(xué)生學(xué)習(xí)到在順序控制、過程控制和運(yùn)動控制3個方面的可編程自動化控制器的程序編寫，根據(jù)從淺入深分階段地講授典型工程實例，穿插講解特殊指令和編程方法。讓學(xué)生直接學(xué)習(xí)典型的梯形圖程序后，由淺入深，由單項到綜合，不斷積累。最終實現(xiàn)讓學(xué)生自主設(shè)計相近的工程項目程序。在梯形圖程序編寫方面，既要注重指令的應(yīng)用，又要結(jié)合程序設(shè)計的編程思維培養(yǎng)。在順序控制梯形圖程序編寫方面，例如可以注重以時間為轉(zhuǎn)換條件的交通燈控制程序、以事件為轉(zhuǎn)換條件的自動軋鋼機(jī)等典型應(yīng)用程序的講解以及具有優(yōu)先級順控的三層電梯控制程序為典型應(yīng)用進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生盡快獲得梯形圖程序的編程技巧和方法。

三、結(jié)論

GE-PAC人才培養(yǎng)模式要與本校的辦學(xué)方向、辦學(xué)規(guī)模與辦學(xué)條件相適應(yīng)。同時，學(xué)校要主動掌握社會對GE-PAC工程技術(shù)人才需求信息，適當(dāng)充實辦學(xué)條件，發(fā)揮學(xué)校的校企合作共建實驗室的優(yōu)勢；積極改善辦學(xué)環(huán)境，開展師資再續(xù)培訓(xùn)；研究地方經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，開展相適的具有行業(yè)特色背景課程，以及其他影響可編程工程技術(shù)人才培養(yǎng)的各個因素的都要協(xié)同提高。GE-PAC培養(yǎng)模式需要科學(xué)規(guī)劃課程體系和專業(yè)課程設(shè)置與建設(shè)工作，是人才培養(yǎng)教學(xué)活動的起點，在教學(xué)活動過程中，堅持以知識傳授為載體，以能力培養(yǎng)為主線，以技術(shù)應(yīng)用為歸宿，以一長之技為目標(biāo)四個基本原則，以及開展互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)方式的可行性探索，以適應(yīng)社會對日益增長的應(yīng)用型工程技術(shù)人才的需求。以上是在進(jìn)行2013年“GE-PAC工程技術(shù)人才培養(yǎng)模式的研究與實踐”教育改革研究項目中的幾點經(jīng)驗總結(jié)，希望能夠?qū)υ谶M(jìn)行可編程控制器人才培養(yǎng)方面從事教育教學(xué)的老師們引發(fā)進(jìn)一步的探索實踐。

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