張 爽，王 華，高金剛，王利濤

(長(zhǎng)春工程學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，長(zhǎng)春 130012)

2018年6月教育部部長(zhǎng)陳寶生在四川成都召開(kāi)新時(shí)代全國(guó)高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議時(shí)指出，高教大計(jì)、本科為本，本科不牢、地動(dòng)山搖。陳寶生強(qiáng)調(diào)，要推進(jìn)“四個(gè)回歸”，即回歸常識(shí)、回歸本分、回歸初心、回歸夢(mèng)想，把人才培養(yǎng)的質(zhì)量和效果作為檢驗(yàn)一切工作的根本標(biāo)準(zhǔn)。鑒于當(dāng)前OBE教學(xué)模式已成為我國(guó)工程本科專業(yè)的一種主要教學(xué)手段，對(duì)本科教學(xué)的規(guī)范性和質(zhì)量起到了重要的保障和推動(dòng)作用，長(zhǎng)春工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)遵循OBE教學(xué)理念，開(kāi)展了PLC控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考核評(píng)價(jià)方法的改革，突出了知識(shí)課堂向能力課堂轉(zhuǎn)變、灌輸課堂向?qū)υ捳n堂轉(zhuǎn)變、封閉課堂向能力課堂轉(zhuǎn)變、重知輕行向知行合一轉(zhuǎn)變、重學(xué)輕思向?qū)W思結(jié)合轉(zhuǎn)變、輕學(xué)向教主于學(xué)轉(zhuǎn)變的六大轉(zhuǎn)變。2019年5月，相關(guān)改革成果得到了中國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證專家的認(rèn)可與好評(píng)，同時(shí)專業(yè)通過(guò)了專家現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證。

一、課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容的改革

面向產(chǎn)出的OBE教育理念與體系邏輯是反向設(shè)計(jì)，正向?qū)嵤?。操作的關(guān)鍵點(diǎn)主要為下面三點(diǎn)，一是培養(yǎng)方案設(shè)計(jì)：從培養(yǎng)目標(biāo)到畢業(yè)要求再到課程體系；二是畢業(yè)要求落實(shí)的方面：從課程目標(biāo)到教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法；三是考核評(píng)價(jià)的方式，持續(xù)改進(jìn)的措施等如何保證課程目標(biāo)達(dá)成、畢業(yè)要求達(dá)成、培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成，其中保證畢業(yè)要求達(dá)成是核心。

PLC控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)要求支撐以下6個(gè)畢業(yè)要求指標(biāo)：詳見(jiàn)表1。在課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容上，除了傳統(tǒng)的控制程序設(shè)計(jì)和電氣設(shè)計(jì)內(nèi)容，在設(shè)計(jì)控制要求過(guò)程中更注重學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)、個(gè)人與團(tuán)隊(duì)的分工協(xié)作問(wèn)題，項(xiàng)目管理和成本分析，并從原有的手工繪圖和手寫說(shuō)明書轉(zhuǎn)變成電子方式。在PLC控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，將學(xué)生作為一個(gè)準(zhǔn)工程師，帶入企業(yè)的實(shí)際控制要求場(chǎng)景，嚴(yán)格遵從PLC電氣工程師的崗位要求、行業(yè)規(guī)范和需要完成的設(shè)計(jì)工作進(jìn)度要求。

二、“五步式”課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)教學(xué)方法改革

開(kāi)展了以工程應(yīng)用為導(dǎo)向，加強(qiáng)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目及內(nèi)容的工程化建設(shè)，形成逐次遞升的層次化課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)訓(xùn)練模式。并且采取“五步式”教學(xué)方法改革，注重學(xué)生能力的培養(yǎng)。

(一)第一步：PLC控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目的設(shè)計(jì)

PLC控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)隸屬于實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，更注重能力點(diǎn)的培養(yǎng)，做到知行合一和學(xué)思結(jié)合。因此在課程設(shè)計(jì)的題目設(shè)計(jì)上，要考慮培養(yǎng)學(xué)生的能力點(diǎn)，設(shè)計(jì)題目及相應(yīng)的能力點(diǎn)詳見(jiàn)表2。

(二)第二步：控制要求設(shè)計(jì)

學(xué)生可以自主形成3—5人小組，并進(jìn)行任務(wù)分工。確定課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和預(yù)計(jì)完成的進(jìn)度和要求。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，完成PLC控制系統(tǒng)的常用低壓電器設(shè)備選型和硬件設(shè)計(jì)，包括電動(dòng)機(jī)選擇、PLC選型、I/O分配、主電路硬件設(shè)計(jì)和控制電路硬件設(shè)計(jì)等，并能進(jìn)行成本分析，進(jìn)行成本預(yù)算。每個(gè)小組能與團(tuán)隊(duì)其他成員互相協(xié)作、信息共享，推進(jìn)設(shè)計(jì)工作順利進(jìn)行，培養(yǎng)學(xué)生項(xiàng)目管理、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、互相協(xié)調(diào)的能力。

表1 課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐

表2 課程設(shè)計(jì)題目的設(shè)計(jì)

(三)第三步：編程、接線、調(diào)試

學(xué)生將所提出的設(shè)計(jì)方案，編寫順序功能圖、梯形圖，并在PLC控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)通過(guò)接線完成控制程序的調(diào)試。調(diào)試的過(guò)程反映了真實(shí)的控制環(huán)境，較好地培養(yǎng)了學(xué)生的工程意識(shí)，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力。

(四)第四步：課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書編制

學(xué)生對(duì)所設(shè)計(jì)的控制方案進(jìn)行歸納總結(jié)，撰寫課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書。課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書包括系統(tǒng)控制要求及分析、I/O分配表、硬件接線圖、順序功能圖、梯形圖、控制系統(tǒng)中所用到的元件及具體型號(hào)、經(jīng)濟(jì)成本分析、控制程序設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)、調(diào)試過(guò)程和結(jié)果、課程設(shè)計(jì)總結(jié)、參考文獻(xiàn)等。鍛煉學(xué)生撰寫技術(shù)文件及繪制專業(yè)圖件的能力。

(五)第五步：答辯、提交課程設(shè)計(jì)成果

學(xué)生提供任務(wù)書要求的課程設(shè)計(jì)全部成果。答辯按組進(jìn)行，并要求每個(gè)學(xué)生參加答辯，采用提問(wèn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的方式答辯，答辯時(shí)學(xué)生首先調(diào)試程序展示控制要求的實(shí)現(xiàn)情況，指導(dǎo)教師就相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行質(zhì)疑，學(xué)生就質(zhì)疑內(nèi)容回答問(wèn)題。教師根據(jù)學(xué)生的分工、調(diào)試熟練程度、編程的準(zhǔn)確性、回答問(wèn)題的情況進(jìn)行評(píng)分。PLC控制技術(shù)程設(shè)計(jì)還結(jié)合大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目和學(xué)科競(jìng)賽開(kāi)展，例如學(xué)生連續(xù)參加了2屆“西門子杯”中國(guó)智能制造挑戰(zhàn)賽，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力。

三、課程設(shè)計(jì)考核評(píng)價(jià)方法的改革

為了保證合理準(zhǔn)確地對(duì)課程設(shè)計(jì)的達(dá)成度進(jìn)行評(píng)價(jià)，課程的考核以考核課程目標(biāo)的達(dá)成情況為主要目的，考核項(xiàng)目包括過(guò)程考核、成果考核和答辯考核三部分。在總評(píng)成績(jī)中，過(guò)程考核、成果考核和答辯考核所占權(quán)重分別為0.2、0.4和0.4。過(guò)程考核評(píng)價(jià)由團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、設(shè)計(jì)進(jìn)度與質(zhì)量和軟硬件驗(yàn)收構(gòu)成。成果考核由設(shè)計(jì)說(shuō)明書質(zhì)量(包括總體完成情況)、方案合理性和圖紙規(guī)范性構(gòu)成。答辯考核由陳述及回答問(wèn)題構(gòu)成。評(píng)價(jià)表詳見(jiàn)表3。

表3 PLC控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)表

按照畢業(yè)要求達(dá)成評(píng)價(jià)方法規(guī)定，課程評(píng)價(jià)結(jié)果為0.7，該課程為達(dá)成。采用成績(jī)考核法得到最終結(jié)果，作為后續(xù)教學(xué)改革和持續(xù)改進(jìn)的關(guān)注項(xiàng)。這樣通過(guò)評(píng)價(jià)結(jié)果的反饋不斷持續(xù)改進(jìn)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段等各個(gè)方面不斷改進(jìn)，持續(xù)提高教學(xué)質(zhì)量和提高學(xué)生的綜合能力。將近3學(xué)期PLC控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)的各項(xiàng)成績(jī)做成達(dá)成度分析，分析的結(jié)果詳見(jiàn)表4，各目標(biāo)達(dá)成度數(shù)值均大于0.75，達(dá)成度較好。可根據(jù)不同課程目標(biāo)下學(xué)生完成的情況更好地進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)的措施。

表4 近3學(xué)期PLC控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)達(dá)成度數(shù)據(jù)