卞博鈞 王文娟 徐黎峰 王森強(qiáng)

（桐鄉(xiāng)技師學(xué)院 浙江 嘉興 314500）

一、研究的緣由

（一）緣于應(yīng)用技術(shù)飛速發(fā)展下的新職業(yè)情境

可編程控制器（簡稱PLC，以下統(tǒng)稱PLC）應(yīng)用技術(shù)于上世紀(jì)90年代前后在自動化控制領(lǐng)域中尚屬前沿技術(shù)，隨著制造技術(shù)、電子技術(shù)的快速發(fā)展，PLC應(yīng)用技術(shù)也飛速發(fā)展，經(jīng)過短短的十年左右時間，PLC應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)成為21世紀(jì)工業(yè)自動化技術(shù)的主要支柱之一。PLC應(yīng)用技術(shù)廣泛應(yīng)用在自動化程度較高的加工設(shè)備和生產(chǎn)制造系統(tǒng)中，是維修電工、電氣技術(shù)類維護(hù)人員的維護(hù)和設(shè)計的核心技術(shù)，從而也成為各職業(yè)院校電類相關(guān)專業(yè)的核心專業(yè)課程。

（二）緣于學(xué)習(xí)情境滯后于技術(shù)發(fā)展的教學(xué)現(xiàn)狀

盡管PLC應(yīng)用技術(shù)迅速地從前沿技術(shù)變成了核心技術(shù)，但在中等職業(yè)學(xué)校電類專業(yè)的PLC教學(xué)中，從理念上仍舊未能讓其從“選修”地位向“必修”地位轉(zhuǎn)變，未能讓其引領(lǐng)機(jī)電專業(yè)主導(dǎo)發(fā)展，教學(xué)方法仍以學(xué)科主導(dǎo)體系為主，實訓(xùn)手段仍以實驗演示為主，導(dǎo)致學(xué)生難以在企業(yè)較快地適應(yīng)崗位工作。課題組專程調(diào)研了我校自2011年開設(shè)的校企合作機(jī)電專業(yè)的2屆、4組、223名頂崗實習(xí)學(xué)生，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在PLC相關(guān)設(shè)備維護(hù)、保全和檢修過程中集中反映出來的問題，如表1所示。

表1 學(xué)生頂崗實習(xí)一年后面臨問題調(diào)查表

學(xué)生在頂崗實習(xí)中出現(xiàn)上手較慢的問題，多是因為沒有在學(xué)習(xí)的主要場地盡最大可能地構(gòu)建最具普遍意義的準(zhǔn)職業(yè)情境，從而導(dǎo)致學(xué)習(xí)情境和學(xué)習(xí)內(nèi)容與企業(yè)職業(yè)情境相去甚遠(yuǎn)，企業(yè)所需和學(xué)校所學(xué)未能做到最佳接軌，從專業(yè)教學(xué)總體現(xiàn)狀來看，“病因”可以歸納如下頁表2所示。

表2 專業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀表

（三）基于學(xué)習(xí)情境與實際職業(yè)情境接軌的教學(xué)構(gòu)想

根據(jù)上述情況，中等職業(yè)學(xué)校學(xué)生未能有效地掌握運(yùn)用PLC控制典型工業(yè)控制對象及維護(hù)典型系統(tǒng)的能力，甚至可能學(xué)習(xí)過程一直徘徊在“入門”或“了解”層次。本課題意在充分考慮學(xué)生認(rèn)知規(guī)律及職業(yè)教育教學(xué)職業(yè)性突出的特點，從教學(xué)理念、操作方法入手，在教學(xué)內(nèi)容和實訓(xùn)平臺上做文章，實踐、總結(jié)出一條有效途徑，即在遵循入門訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，在校內(nèi)盡最大可能地營造專業(yè)技能學(xué)習(xí)情境，開拓接軌企業(yè)的教學(xué)思路，借此使學(xué)生在學(xué)校中所學(xué)的專業(yè)知識、所訓(xùn)練的專業(yè)技能能夠與企業(yè)運(yùn)用的技能平臺接軌，提高專業(yè)教學(xué)成效，使學(xué)生畢業(yè)后能快速趕上專業(yè)技術(shù)迅速發(fā)展的潮流。

二、問題的理性思考和解決對策

（一）分析產(chǎn)生問題的原因

根據(jù)職業(yè)院校行動體系教學(xué)理論，構(gòu)建“以情境為中心”的教學(xué)，主要建立在“建構(gòu)優(yōu)先”的教育哲學(xué)基礎(chǔ)之上，在現(xiàn)行職業(yè)教育背景下，大多數(shù)職業(yè)學(xué)校受普通學(xué)科體系教學(xué)的影響，情境模擬較少或者較薄弱，實訓(xùn)實習(xí)訓(xùn)練環(huán)節(jié)構(gòu)建在“實驗型”、“演示型”的層次上，學(xué)習(xí)情境與實際職業(yè)情境有較大差距，對于一門具體的專業(yè)技能課，缺少與企業(yè)實際職業(yè)情境接軌的項目化實訓(xùn)方案以及能仿真項目的“接軌型”實訓(xùn)平臺。職業(yè)學(xué)校是企業(yè)準(zhǔn)技工培養(yǎng)的主要場所，但是學(xué)校無法一一對應(yīng)配備與企業(yè)同樣數(shù)量、同樣職業(yè)環(huán)境的“工廠”或?qū)嶒炇?，但是，不同的專業(yè)根據(jù)企業(yè)相對應(yīng)的崗位需要的不同，盡最大努力以較少的投資模擬實訓(xùn)環(huán)境，或通過校企合作開發(fā)適用于對應(yīng)崗位的職業(yè)技能訓(xùn)練平臺，仍不失為突破傳統(tǒng)教學(xué)“瓶頸”的有效途徑。

（二）研究解決問題的措施

為解決專業(yè)教學(xué)過于理論化、傳統(tǒng)化、實驗化的問題，有效接軌企業(yè)與專業(yè)教學(xué)課堂，結(jié)合現(xiàn)有教學(xué)條件并充分考慮現(xiàn)在的具體學(xué)情，本課題從廣泛調(diào)研、查找原因、因材施教、試驗反饋等途徑展開研究，試圖借此打破傳統(tǒng)專業(yè)教學(xué)格局，解決職業(yè)學(xué)校專業(yè)課教學(xué)的困惑，其具體操作內(nèi)容和做法如圖1所示。

圖1 解決問題的總體思路圖

1.問問學(xué)生缺什么，看看企業(yè)用什么

根據(jù)課題組在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的問題（如表1所示），我們集中對學(xué)生進(jìn)行了調(diào)查了解，發(fā)現(xiàn)其在實際頂崗過程中的開始3～6個月內(nèi)，對企業(yè)中以可編程控制器為核心的工業(yè)控制系統(tǒng)感到陌生，通過幾個教師組走訪，學(xué)生集中反映有以下困惑：控制系統(tǒng)整體陌生；PLC工作過程陌生，控制柜中被控器件陌生；檢修思路陌生。從上世紀(jì)90年代開始，國內(nèi)生產(chǎn)制造企業(yè)對單臺設(shè)備控制、多機(jī)群控及自動化流水線均開始采用PLC應(yīng)用技術(shù)，在工業(yè)控制方面形成了以PLC為核心的多種技術(shù)體系和分支，企業(yè)要求工人能對這些大類控制系統(tǒng)進(jìn)行安裝、檢修、維護(hù)和保全工作。

2.明確“接軌型”技術(shù)主要方向——可編程控制器典型工業(yè)應(yīng)用模型

從上世紀(jì)90年代末開始，很多控制領(lǐng)域均在用可編程技術(shù)改造傳統(tǒng)控制系統(tǒng)。企業(yè)在工業(yè)控制技術(shù)應(yīng)用中碰到的各類具體需求項目，并不是樣樣均能適用于我們的學(xué)生和教學(xué)現(xiàn)場，企業(yè)的控制終端也不可能照搬到學(xué)校來，只能通過適當(dāng)選擇企業(yè)的小型項目，如以PLC技術(shù)改造普通機(jī)床，或調(diào)研中所見的將大型控制系統(tǒng)中某一典型控制單元的功能改進(jìn)、改造、觸摸屏技術(shù)運(yùn)用等作為可編程技術(shù)教學(xué)的案例，這些項目均是以可編程控制器應(yīng)用技術(shù)為核心的典型應(yīng)用。有些技術(shù)項目根本無法在現(xiàn)有條件下完整構(gòu)建學(xué)習(xí)和實訓(xùn)模型，如過程控制和數(shù)據(jù)處理以及模擬量控制三大個方向，涉及比較復(fù)雜、大型的系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)處理、過程控制等方面的內(nèi)容也不適合中等職業(yè)學(xué)校學(xué)生學(xué)習(xí)和實踐。而開關(guān)量的邏輯控制、模擬量控制、運(yùn)動控制、部分通信及聯(lián)網(wǎng)的領(lǐng)域均為PLC應(yīng)用最基本、最廣泛的領(lǐng)域，經(jīng)過學(xué)校和教師較為深入的了解、篩選、歸類，可確定為能適合學(xué)生和學(xué)校條件的、教學(xué)深度和廣度上能夠接軌企業(yè)的方向和內(nèi)容，從而形成“PLC應(yīng)用技術(shù)”課程技能教學(xué)的主要內(nèi)容，為接軌企業(yè)應(yīng)用的必要技能，有效地實現(xiàn)專業(yè)教學(xué)的有的放矢。

3.更新可編程控制器的“接軌型”工業(yè)控制對象——典型化、標(biāo)準(zhǔn)化

配備典型的外圍器件，指的是可編程控制器的控制對象，有執(zhí)行元件，如電磁閥驅(qū)動的氣缸等控制對象，在學(xué)?，F(xiàn)有實訓(xùn)項目中多為發(fā)光二極管組成的實驗?zāi)Ｐ?，僅限于PLC程序邏輯上正確與否的演示，甚至連接觸器也很少成為控制對象。傳統(tǒng)型的可編程控制器實訓(xùn)平臺控制對象單一化存在以下弊端，如表3所示。

表3 傳統(tǒng)型可編程控制器實訓(xùn)平臺控制對象單一化弊端表

在可編程控制器的典型工業(yè)控制中，類似發(fā)光二極管的控制是很少使用的，而接觸器、繼電器、驅(qū)動器等已經(jīng)從很少使用到廣泛使用，已經(jīng)成為控制系統(tǒng)中典型的外圍器件。這些器件價格不高，只相當(dāng)于繼電接觸課程中涉及的時間繼電器、接觸器的價格，相比昂貴的教學(xué)儀器，學(xué)校完全有能力配備，也有必要配備。這樣，學(xué)生通過歸類、建立課程教學(xué)所需的工業(yè)控制模型，對應(yīng)用技術(shù)的掌握和運(yùn)用具備了完整性，也使技能教學(xué)更具有針對性、時代性。

4.建立“接軌型”實訓(xùn)項目——選擇十大類企業(yè)項目

在企業(yè)所用項目中，學(xué)校經(jīng)過調(diào)查分析，可選擇性地學(xué)習(xí)一些企業(yè)小型項目，一方面，可以讓學(xué)生掌握工控技改中一些操作流程和技術(shù)規(guī)范，同時也能在簡單項目的學(xué)習(xí)中體會PLC應(yīng)用技術(shù)的實踐性與應(yīng)用性，提高學(xué)習(xí)興趣和動力；另一方面，選取PLC應(yīng)用技術(shù)在工業(yè)控制中的典型模型，充分依靠其控制系統(tǒng)模型進(jìn)行有條件的建模、訓(xùn)練，形成本課程的典型實訓(xùn)項目序列，可讓學(xué)生在典型項目中學(xué)習(xí)控制思路，了解控制過程、控制對象的操作，借此可以掌握關(guān)鍵技術(shù)，突顯學(xué)生所學(xué)技術(shù)的通用性、有效性、時代性，讓學(xué)生更好地服務(wù)于企業(yè)需要。

5.開發(fā)“接軌型”實訓(xùn)平臺——能夠?qū)Φ饶M企業(yè)項目

一般而言，多數(shù)學(xué)校均采用教學(xué)儀器廠的實驗設(shè)備，職校實訓(xùn)設(shè)備也是如此，很多中高等職業(yè)院校已經(jīng)發(fā)現(xiàn)理想的教學(xué)儀器實驗和實訓(xùn)平臺注重演示性和驗證性實驗的開展，特別是PLC技術(shù)實驗平臺，側(cè)重于程序功能通斷類的演示，忽略了PLC對控制外圍器件的實現(xiàn)過程——企業(yè)應(yīng)用，而這個過程可體現(xiàn)學(xué)生對PLC控制系統(tǒng)整體的把握。演示性和驗證性實驗側(cè)重于對“點”的認(rèn)識和驗證，而缺少獨(dú)立地對整套系統(tǒng)的運(yùn)用和維護(hù)能力的培養(yǎng)，凸顯了教學(xué)與企業(yè)實際之間的差距。如果學(xué)校能根據(jù)教學(xué)實踐，充分結(jié)合“企業(yè)應(yīng)用”的技術(shù)方向和項目，自主開發(fā)、構(gòu)建一定數(shù)量的接軌型PLC實訓(xùn)平臺，讓學(xué)生進(jìn)行一系列“企業(yè)項目”的仿真實訓(xùn)操作，既可以使學(xué)生擴(kuò)大對工業(yè)控制領(lǐng)域器件、控制模型的認(rèn)識，也能補(bǔ)償“實驗型”教學(xué)與企業(yè)之間的技術(shù)差距，進(jìn)而真正意義上推進(jìn)學(xué)生實操技能的提高。

6.推行“接軌型”實踐訓(xùn)練考評體系

該措施為最后一項措施，是學(xué)生走上工作崗位前最后的訓(xùn)練課題，也是課題研究的最后一項實質(zhì)性的措施?？梢宰屝乱粚脤W(xué)生在“接軌型”實訓(xùn)平臺上，用接軌型的、可以實施的企業(yè)控制模型，在對應(yīng)的、可以對等模擬的平臺上進(jìn)行“準(zhǔn)實戰(zhàn)”訓(xùn)練，訓(xùn)練中側(cè)重運(yùn)用企業(yè)的技術(shù)指標(biāo)要求進(jìn)行考核，根據(jù)企業(yè)設(shè)備維護(hù)的要求，在模擬控制系統(tǒng)中設(shè)置故障，對某一可編程控制器工業(yè)控制系統(tǒng)進(jìn)行檢修、排故和保全等技能訓(xùn)練。訓(xùn)練中的主要考核要求大類如表4所示。

表4 主要考核要求大類表

訓(xùn)練一個學(xué)期后，學(xué)生馬上走向校企合作的各個分廠，進(jìn)行為期一年的頂崗訓(xùn)練，在校學(xué)習(xí)的接軌型技術(shù)馬上得到了實際應(yīng)用。在企業(yè)的實際應(yīng)用中，除了學(xué)校見到過的控制系統(tǒng)控制柜、控制方法、檢修技能之外，添加了控制終端，成為完整的一線實際模型。通過企業(yè)的進(jìn)一步實踐，對學(xué)校的接軌型訓(xùn)練進(jìn)行了多次實質(zhì)性的感性體驗和升華。在學(xué)生進(jìn)行頂崗3個月之后，課題研究組成員對各個崗位（中控組、儀表組、電氣技改組等）的學(xué)生進(jìn)行了新一輪問卷調(diào)查，可以看出，在新訓(xùn)練方式下的學(xué)生與在傳統(tǒng)訓(xùn)練方式下的學(xué)生相比，適應(yīng)崗位的能力及對技術(shù)運(yùn)用的能力都有了很大的提高。

三、實施成效

（一）研究成果

1.探究了“可編程控制器應(yīng)用技術(shù)”教學(xué)接軌企業(yè)的五大路徑

課題研究開始，從問題的調(diào)研分析出發(fā)，分別從接軌企業(yè)需要的角度著手，通過確定主要技術(shù)方向、更新典型控制對象、建立“接軌型”實訓(xùn)項目、開發(fā)“接軌型”實訓(xùn)平臺、推動“接軌型”考評體系等五個路徑，在實踐中試驗了職業(yè)性突出的技能課程的有效教學(xué)途徑，解決了傳統(tǒng)專業(yè)課教法中的缺乏實際職業(yè)情境，學(xué)習(xí)情境滯后于職業(yè)情境的弊端。學(xué)生在企業(yè)中頂崗能力和平常技能比賽及技能測試中的成績，均反映了課題中所實施的五大路徑，適合類似可編程控制應(yīng)用技術(shù)這樣應(yīng)用性突出的專業(yè)課程的技能教學(xué)。

2.提高了學(xué)生技能水平和頂崗實習(xí)能力

近年來，通過逐步調(diào)整核心專業(yè)課——“可編程控制器應(yīng)用技術(shù)”的教學(xué)內(nèi)容，對專業(yè)技能課進(jìn)行了多樣化及符合一線需要的積極調(diào)整，將企業(yè)的技術(shù)要求和規(guī)范逐步地引入課堂，讓學(xué)生參與實踐項目，使得學(xué)生對核心專業(yè)技能的把握越來越深入，對職業(yè)技能的掌握和運(yùn)用也更接近于實戰(zhàn)化、高仿真化，我校機(jī)電專業(yè)學(xué)生多人次在嘉興市技能節(jié)，小發(fā)明小創(chuàng)造比賽中榮獲獎。在采用新的實訓(xùn)方案后，2012屆學(xué)生頂崗實習(xí)3個月之后，對電氣專業(yè)學(xué)生87人進(jìn)行了實習(xí)情況回訪，對實習(xí)學(xué)生（中控組，儀表組，電氣技改組，保全組）進(jìn)行了問卷調(diào)查，對原本存在的幾類問題進(jìn)行了逐一問詢，結(jié)果如表5所示。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，問題的存在率相比2010、2011屆有明顯下降，其中2011屆幾名頂崗實習(xí)學(xué)生在頂崗實習(xí)期間，由學(xué)校帶領(lǐng)學(xué)生與企業(yè)簽訂了技術(shù)開發(fā)協(xié)議，所開發(fā)的控制設(shè)備——可編程控制器實現(xiàn)的多路獨(dú)立鉆床系統(tǒng)，獲國家實用新型專利，企業(yè)對學(xué)校進(jìn)行了12萬元的資金回饋。

表5 新方案實施前后學(xué)生頂崗實習(xí)回訪調(diào)查情況表

3.企業(yè)加入投資聯(lián)合辦學(xué)，體現(xiàn)了專業(yè)教學(xué)接軌企業(yè)的有效性

通過兩屆學(xué)生與企業(yè)合作辦學(xué)的實踐，與我校合作辦機(jī)電專業(yè)的某大型企業(yè)，對我校機(jī)電專業(yè)的評價逐步上升，特別是最近的一屆（實施了新方案之后），評價大幅上升，學(xué)生的技能水平明顯增強(qiáng)，在企業(yè)頂崗實習(xí)的一年中，履崗能力提升，適應(yīng)崗位的時間顯著縮短，基于此，某大型企業(yè)與我校簽訂了合作聯(lián)辦機(jī)電專業(yè)的協(xié)議，并且每年提供2萬元的獎金，獎勵技能突出的機(jī)電專業(yè)學(xué)生，并對機(jī)電專業(yè)畢業(yè)生進(jìn)行訂單式培養(yǎng)和錄用。

4.實現(xiàn)了在學(xué)校構(gòu)建職業(yè)性突出的典型學(xué)習(xí)情境

機(jī)電核心專業(yè)課程的教學(xué)改革，變革了傳統(tǒng)教學(xué)方式，提高了技能教學(xué)成效，從課堂到企業(yè)，樹立了“引入實際職業(yè)情境”的理念，對實際職業(yè)情境加以處理，在職業(yè)技能主要學(xué)習(xí)場地——職業(yè)學(xué)校建立基于職業(yè)情境的、更具普遍意義的學(xué)習(xí)情境，具體表現(xiàn)為學(xué)習(xí)內(nèi)容符合一線需要和學(xué)生需要，對能夠移植的實際職業(yè)情境進(jìn)行有效處理，可使學(xué)生能夠在此學(xué)習(xí)情境下學(xué)習(xí)職業(yè)技能，在一線頂崗實習(xí)后，能夠得到企業(yè)和社會的認(rèn)可，使職業(yè)學(xué)校成為名副其實的職業(yè)技能學(xué)習(xí)場所。

5.推動了職業(yè)教育實訓(xùn)設(shè)備構(gòu)建和采購合理化

教學(xué)模式革新往往會帶動一系列教學(xué)變革，教學(xué)或?qū)嵱?xùn)設(shè)備也不例外。我校根據(jù)企業(yè)需要和技能培養(yǎng)需要，不斷更新改造教學(xué)設(shè)備，側(cè)重于任務(wù)開展、項目實施等校企一體化實驗實訓(xùn)設(shè)備的完善，借此提高了設(shè)備性價比，使學(xué)校的教學(xué)硬件投入大幅降低，基于實際使用需要，有針對性地改進(jìn)和采購教學(xué)設(shè)備，在一定程度上推動了教學(xué)變革和教學(xué)質(zhì)量的有效提高，學(xué)生的職業(yè)技能水平也隨之上了一個新臺階。

6.促進(jìn)了教師隊伍專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力和教科研能力的大幅提升

教師與企業(yè)交流增強(qiáng)，對專業(yè)技術(shù)應(yīng)用把握更準(zhǔn)確，對教學(xué)過程把握更到位，專業(yè)知識面和技能水平得以拓寬，專業(yè)技術(shù)認(rèn)識加深，教學(xué)能力、業(yè)務(wù)能力提高。

（二）研究成果推廣價值

1.職業(yè)技能背景突出的接軌創(chuàng)新模式推廣

在職業(yè)學(xué)校的專業(yè)教學(xué)中，核心專業(yè)技術(shù)教學(xué)應(yīng)用性強(qiáng)、發(fā)展速度快的特點普遍存在，能在學(xué)校教學(xué)與企業(yè)應(yīng)用之間建立一種合適的橋梁性訓(xùn)練方案至關(guān)重要。本課題通過調(diào)查剛畢業(yè)學(xué)生在企業(yè)中頂崗實習(xí)情況，了解他們在頂崗實習(xí)過程中對PLC應(yīng)用技術(shù)缺什么，與學(xué)校實訓(xùn)教學(xué)差距在哪里，然后了解企業(yè)對該專業(yè)畢業(yè)生所需要的基本專業(yè)知識要求和技術(shù)要求，在此基礎(chǔ)上，跨越傳統(tǒng)實驗裝置的設(shè)置，由學(xué)校自行（或者幾所學(xué)校）設(shè)計一套接軌于企業(yè)的實訓(xùn)裝置，選取一定數(shù)量的、可操作的且能夠接軌企業(yè)應(yīng)用的實訓(xùn)項目方案，讓學(xué)生隨著技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)行針對性的訓(xùn)練，以便更好地適應(yīng)崗位工作。

2.接軌型實踐訓(xùn)練平臺及考評體系推廣

該課題的借鑒意義在于，應(yīng)用技術(shù)學(xué)科的發(fā)展不同于基礎(chǔ)學(xué)科，跨度不同，發(fā)展速度不同。作為職業(yè)學(xué)校，專業(yè)技術(shù)的發(fā)展均以應(yīng)用性強(qiáng)為特點，以企業(yè)應(yīng)用技術(shù)為跟蹤方向。課題不僅僅在教學(xué)模式上具有較大的參考價值，同時，該課題提出的實驗平臺更新策略至關(guān)重要。實驗平臺的設(shè)計和提出，應(yīng)用方向、實施平臺和所采用的部件均具有應(yīng)用大背景下的針對性，所以適當(dāng)更新平臺，更新器件也是使學(xué)生的所學(xué)所用跟上企業(yè)發(fā)展、跟上技術(shù)潮流的必要措施，學(xué)生在“企業(yè)應(yīng)用”的平臺上，結(jié)合企業(yè)對控制系統(tǒng)的控制要求，進(jìn)行訓(xùn)練提高，然后再進(jìn)行校內(nèi)測試、企業(yè)實踐，體現(xiàn)了校企合作的優(yōu)越性。出于這種考慮，該思路在一定程度上也可以為相關(guān)學(xué)科所仿照采用，特別是技術(shù)發(fā)展比較快的，如嵌入式技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等專業(yè)技能門類學(xué)科。

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