江德松

【摘 要】本文基于CDIO工程教育模式對高職院?？删幊绦蚩刂破鲬眉夹g課程的實踐教學系統(tǒng)進行了研究。闡述了目前高職可編程序控制器實踐教學存在的主要問題，提出了基于CDIO模式實踐教學體系的構建、采用的方法，以及設計出以“構思-設計-實施-運作”為一體的實踐教學。

【關鍵詞】CDIO模式；可編程控制器；教學研究

0 引言

PLC應用技術課程是高職院校一門實用性和綜合性很強的專業(yè)課，與工程實際聯(lián)系緊密，因此強化實踐教學環(huán)節(jié)至關重要，不僅可以讓學生更加深刻地理解和掌握PLC原理和應用，培養(yǎng)學生的動手能力和實際操作能力，還可以培養(yǎng)學生良好的工程意識、較強的實踐能力、敏銳的創(chuàng)新能力[1]。

CDIO工程教育模式代表構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Implement）和運作（Operate）[2]。構思階段——明確任務和任務的準備，即要學生明白自己做什么；設計階段——項目實施的方案設計，即要學生自己設計項目實施方案；實施階段——項目實施，即要學生自己動手完成項目；運作階段——項目的評價，根據(jù)任務要求，對學生完成情況進行評價和反饋。在PLC應用技術課程實驗教學中引入CDIO模式，打破傳統(tǒng)實驗教學模式，不再以教師為中心和做驗證型實驗，而是要求學生自主設計和完成實驗內容，實現(xiàn)被動接受教育到學生自主創(chuàng)新、設計和實施的轉變[3]。

1 實踐教學存在的主要問題

1.1 重理論、輕實踐的觀念根深蒂固

長期以來，由于受傳統(tǒng)教育觀念的影響，一些高職院校重理論知識傳授、輕動手能力培養(yǎng)，忽略了實驗教學在高職院校中的地位和作用。認為實驗教學是理論教學的附屬物，是專門為理論教學服務的或者是可有可無的。

1.2 驗證型實驗多，創(chuàng)新型實驗少

傳統(tǒng)的實驗教學偏重于對所學知識的驗證，注重對理論知識的復習和一般實驗操作技能的訓練，一般操作性實驗較多，而綜合設計性實驗較少。在實驗方法上仍然是實驗室人員將有關儀器設備準備好，學生只需按照教師的講課要求和實驗指導書規(guī)定的程序和步驟進行實驗，在整個實驗過程中學生是被動地學習，缺乏獨立思考和創(chuàng)造性思維，因此造成學生學習興趣和積極性不高[4]。

2 基于CDIO模式實踐教學體系的構建

實踐教學體系的構建是實踐課程教學的重要組成部分，如何充分利用實訓室的硬件資源，構建科學合理的實踐教學體系，是實踐課程教學所面臨的問題。本文提出以基于CDIO模式的PLC應用系統(tǒng)開發(fā)的工作過程為導向，建立分層次的實踐教學體系。

2.1 基礎型實驗

該實驗以培養(yǎng)學生基本能力為主，目的是鞏固和加深對本課程的理論知識的理解和掌握，重點培養(yǎng)學生掌握實驗基本方法和技能。

2.2 綜合型實驗

實驗內容側重綜合應用所學知識。以典型的產品或工程項目為載體，提出實驗實訓任務與要求，給定PLC控制系統(tǒng)實現(xiàn)的功能和技術指標，由學生自己擬定實驗實訓實施方案，并完成實驗任務，從而培養(yǎng)學生分析問題，解決問題的能力。

2.3 創(chuàng)新型實驗

培養(yǎng)學生參加各種創(chuàng)新、生產實踐方面的科研和PLC項目的競賽等活動。通過科研項目或大學生自主創(chuàng)新項目，讓學生通過查閱資料、設計實施方案、設計硬件、編寫程序、組織實驗、撰寫總結報告等過程，獲取新的知識和經(jīng)驗，鍛煉科研創(chuàng)新能力，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神[5]。

三層次實踐教學過程由易到難、逐漸深入，符合職業(yè)成長規(guī)律。以項目為載體，結合工程實際，以實用性、典型性和綜合性等精選設計實驗實訓項目，其教學過程是“從完成簡單任務到完成復雜任務”的能力發(fā)展。PLC應用系統(tǒng)項目在選擇時，應注意以下幾點：

具有典型性：PLC在工業(yè)控制中應用非常廣泛，選擇在工業(yè)控制中最具代表性、普遍性的控制系統(tǒng)，讓學生能夠完成知識目標的學習；

具有完整性：每一個項目都是一個完整的PLC應用控制系統(tǒng)，學生能夠通過該項目的學習實現(xiàn)學習過程與工作過程相結合；具有可設計空間：能讓學生舉一反三，巧妙的“真實再現(xiàn)”并能夠實現(xiàn)遷移；

具有創(chuàng)新性：能緊貼新技術、新工藝的發(fā)展，項目的選擇與時俱進。

3 基于CDIO模式實踐教學的實施

如何讓學生理解構思—設計—實施—運作，就要讓學生融入到圍繞C-D-I-O而組織的實踐場所來。利用該實踐場所，以項目為載體，進行教、學、做一體化的實驗實訓[6]。因此實訓室的設計要滿足構思—設計—實施—運作這四個階段的條件。

3.1 實訓室規(guī)劃

基于CDIO模式PLC實訓室建設與傳統(tǒng)的PLC實訓室不同，PLC實訓室在建設中引入企業(yè)真實的工作場景、文化氛圍，按照PLC應用系統(tǒng)開發(fā)流程來布置。要滿足為學生提供操作和主動學習的空間，還要能夠提供學生查閱資料、討論、設計和創(chuàng)新工作空間。因此PLC實訓室設計平面布置如圖1所示。

圖1 PLC實訓室設計平面布置

3.1.1 學習討論區(qū)

主要是教師布置項目，對項目要求和完成本項目需要的知識進行簡要的講解，以及對學生進行分組，確定組長，實行組長負責制。學生根據(jù)對項目要求的理解，討論項目實施方案的制定。這個過程是查閱資料，對已有典型電路和簡單控制系統(tǒng)的理解、學習的過程。

3.1.2 設計區(qū)

主要進行項目實施的方案設計，學生對項目的要求進行分析和理解，完成電路原理圖的繪制、元器件選型和PLC程序設計等工作，從而培養(yǎng)學生對電氣元器件的選型能力、電氣繪圖能力和程序設計能力等。

3.1.3 實施（操作）區(qū)

要學生自己動手完成項目，將自己選擇元器件安裝在電氣柜中，再根據(jù)原理圖進行硬件接線，然后將編寫好的程序下載到PLC中去，并進行程序調試，實現(xiàn)可運行的PLC控制系統(tǒng)。

3.1.4 運作區(qū)

該區(qū)主要完成項目的評價，每小組將自己完成控制系統(tǒng)進行運行展示和答辯，教師對學生完成情況進行點評以及小組互評，在此要制定教師和小組評價標準，合理的考核制度和標準既是督促又是點評和評判[7]。

3.1.5 圖書資料室

學生在完成項目實施方案設計時，需要查閱資料可以到圖書資料室進行查閱，配有電腦并且能夠上網(wǎng)，方便學生查閱資料。

3.2 實踐教學采用的方法

采用項目驅動，任務引領一體化教學，教師通過實踐調研，設計出典型的項目，然后將項目劃分若干任務，在進行PLC實踐教學時，將任務布置給學生，讓學生根據(jù)任務的要求進行任務的分析，制定實施方案，選擇完成任務所需元器件，然后將選擇元器件在實驗臺或電氣柜中進行安裝、接線，程序設計，并運行調試，最后老師對學生完成任務進行檢查和評價。

4 結束語

基于CDIO模式“可編程控制器”實踐教學改革，通過在我校PLC實驗實訓課程教學實施過程中，無論教師還是學生都感受到了新的教學模式帶來的沖擊，調動學生學習的積極性和主動性，激發(fā)學生的學習興趣和實踐操作觀念。提高實踐教學質量，改善實驗室的教學功能。培養(yǎng)學生實踐動手能力、創(chuàng)新能力和工程實踐能力。

【參考文獻】

[1]何文廣，李偉，劉桂波，國紹文.基于CDIO模式的高校實踐教學改革探索[J].價值工程，2013（05）.

[2]張福貴，張斌兵，何建新，楊玲.CDIO教育模式下學生科技創(chuàng)新實驗室的建設[J].經(jīng)濟研究導刊，2011，6（28）.

[3]易明.基于CDIO模式下“PLC應用技術”課程改革[J].職教通訊，2012（15）.

[4]杜文娟.強化實驗室建設培養(yǎng)高職應用型人才[J].河北北方學院學報：自然學報，2007，10（5）.

[5]齊蓉，林輝，劉衛(wèi)國.“可編程控制器”創(chuàng)新型、設計型實驗教學改革與實踐[J].第五屆全國高校電氣工程及其自動化專業(yè)教學改革研討會.

[6]李芳麗.基于CDIO工程教育理念下的數(shù)控實訓教改探索[J].裝備制造技術2012，2（05）.

[7]趙林.基于CDIO理念的高職院校單片機實驗實訓室建設[J].教育研究，2012.

[責任編輯：楊玉潔]