梁棟，張陳，巢淵，張衛(wèi)平

（江蘇理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，江蘇常州 213000）

1 研究背景

隨著工業(yè)4.0 進(jìn)程的逐漸推進(jìn)，工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的需求日益旺盛，但產(chǎn)業(yè)人才缺口巨大。PLC 作為典型的工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品，對(duì)專業(yè)人才的能力要求、職業(yè)素養(yǎng)要求更高[1]。改革“PLC 應(yīng)用綜合實(shí)踐”課程以及實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容是推進(jìn)機(jī)械電子工程專業(yè)教學(xué)水平提高的重要手段，有助于充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手水平。當(dāng)前，各個(gè)開設(shè)有機(jī)械電子工程專業(yè)的院校正在積極探索適合“PLC 應(yīng)用綜合實(shí)踐”教學(xué)的新模式，力爭找到“PLC 應(yīng)用綜合實(shí)踐”教學(xué)的新途徑，解決阻礙學(xué)院實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革的困惑。為了提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生在機(jī)電行業(yè)里的科研精神，本次課程改革依據(jù)成果導(dǎo)向理念，并結(jié)合專業(yè)特色，以機(jī)電技術(shù)能力培養(yǎng)為主線，同時(shí)開展對(duì)于應(yīng)用型本科機(jī)械電子工程專業(yè)教學(xué)模式改革的探討，建設(shè)包含課程教學(xué)、課內(nèi)實(shí)訓(xùn)、綜合訓(xùn)練等內(nèi)容，既與理論教學(xué)有機(jī)結(jié)合又相對(duì)獨(dú)立的實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式[2-3]。

2 “PLC 應(yīng)用綜合實(shí)踐”教學(xué)改革必要性

現(xiàn)開設(shè)有機(jī)械電子工程專業(yè)的院校，由于實(shí)訓(xùn)設(shè)備、教學(xué)時(shí)間、學(xué)生能力等問題，正在積極探索適合“PLC 應(yīng)用綜合實(shí)踐”課程教學(xué)的新模式，力爭找到“PLC 應(yīng)用綜合實(shí)踐”課程教學(xué)的新途徑。

“PLC 應(yīng)用綜合實(shí)踐”課程以及實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式改革是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及到教師、學(xué)生、教材、教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容等的變化[4]。學(xué)院本著求真務(wù)實(shí)的態(tài)度，著眼于課程的整體優(yōu)化，構(gòu)建科學(xué)合理的課程以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，擬從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改革。

2.1 應(yīng)用型本科院?！癙LC 應(yīng)用綜合實(shí)踐”課程性質(zhì)及定位改革

“PLC 應(yīng)用綜合實(shí)踐”教學(xué)應(yīng)突出行業(yè)特色，結(jié)合學(xué)院和機(jī)電行業(yè)人才培養(yǎng)方向，立足生源的個(gè)性發(fā)展的特點(diǎn)[5]，找準(zhǔn)定位，改革實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容。在相關(guān)學(xué)科專業(yè)和課程建立包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等，針對(duì)不同能力層次的學(xué)生既做到與理論教學(xué)有機(jī)結(jié)合又相對(duì)獨(dú)立的PLC 應(yīng)用實(shí)踐教學(xué)體系，真正做到因材施教，分層培養(yǎng)適用于本地區(qū)實(shí)際情況的專門人才[6]。

2.2 應(yīng)用型本科院校電氣控制與PLC 特色教材改革

電氣控制與PLC 相關(guān)教材已有十余種，但市面上的教材內(nèi)容良莠不齊。應(yīng)用型本科院校要加強(qiáng)教材建設(shè)，組織力量編寫適合于應(yīng)用型本科院校的教學(xué)體系的教材，體現(xiàn)出應(yīng)用型本科院校教學(xué)對(duì)象和所在行業(yè)的特色。

2.3 加強(qiáng)應(yīng)用型本科院校行業(yè)特色的教學(xué)內(nèi)容

針對(duì)本專業(yè)側(cè)重實(shí)踐能力和實(shí)際操作能力的特點(diǎn)，加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的安排，采用與學(xué)生訪談的方式，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)需要和特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析，同時(shí)結(jié)合本專業(yè)的工程實(shí)踐和企業(yè)工作需求，制定出具體的教學(xué)方案。后續(xù)教學(xué)實(shí)施中也要針對(duì)學(xué)生不同的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和接受能力適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，保證教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

2.4 建立課外學(xué)習(xí)小組，鼓勵(lì)學(xué)生參與科研活動(dòng)

培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的拼搏精神和團(tuán)隊(duì)合作精神。高校教師有責(zé)任引導(dǎo)學(xué)生參加教師的科研課題以及相關(guān)的國賽省賽，這些科研項(xiàng)目也是實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的后續(xù)研究和拓展，參與的學(xué)生不僅可以培養(yǎng)和提高創(chuàng)新能力，而且也為后續(xù)的科學(xué)研究做能力儲(chǔ)備。

2.5 改革考試方式

改革傳統(tǒng)的“期末試卷決定考試成績”的考核方式?？己说膬?nèi)容以理論的提升為主導(dǎo)、應(yīng)用與設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)為目的來調(diào)整考核內(nèi)容。將過程考核部分的分值提高到不低于期末考試成績值的程度。通過程序調(diào)試、改錯(cuò)能力、完成性、邏輯性和大作業(yè)報(bào)告等方面進(jìn)行考查。

3 “PLC 應(yīng)用綜合實(shí)踐”教學(xué)措施

每一課程的教學(xué)改革都不是突擊任務(wù)，不可能一蹴而就?！癙LC 應(yīng)用綜合實(shí)踐”課程教學(xué)的重點(diǎn)在于改變現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，以便增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，體現(xiàn)出機(jī)電行業(yè)的需求[7]。課程改革是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，為使學(xué)生能在實(shí)訓(xùn)中提高其自身的主觀能動(dòng)性、自學(xué)能力和創(chuàng)新能力，教師須合理選擇教學(xué)內(nèi)容，打破傳統(tǒng)教學(xué)模式，變“教”為“學(xué)”。實(shí)踐教學(xué)改革的措施如圖1 所示。

圖1 實(shí)踐教學(xué)改革措施

針對(duì)“PLC 應(yīng)用綜合實(shí)踐”教學(xué)不再適應(yīng)行業(yè)的發(fā)展，本文擬從3 個(gè)方面提出具體的教學(xué)措施。首先對(duì)現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容不符合工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展提出問題，結(jié)合機(jī)電專業(yè)與PLC 的融合特點(diǎn)，分別從PLC 發(fā)展背景、PLC 在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的重要性、現(xiàn)有的國家工業(yè)4.0 發(fā)展戰(zhàn)略文件確定本課程的教學(xué)框架和實(shí)施方法。其次根據(jù)現(xiàn)有的“PLC 應(yīng)用綜合實(shí)踐”教學(xué)所反映的一些關(guān)鍵問題，如教材缺少規(guī)劃、PLC 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與理論內(nèi)容結(jié)合的特色不明顯、部分實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的配套器材設(shè)備臺(tái)套數(shù)不足、教學(xué)中的自主性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較少、課程的最后的考核方式需完善等5 個(gè)方面。最后從借鑒成熟經(jīng)驗(yàn)和改革現(xiàn)有的教學(xué)活動(dòng)2 個(gè)方面提出解決問題的具體措施。

通過與企業(yè)需求的對(duì)接，以企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)制定教學(xué)任務(wù)。課堂的教學(xué)目標(biāo)以工程問題分解做引例，讓學(xué)生接觸前沿的技術(shù)要點(diǎn)，做到培養(yǎng)目標(biāo)動(dòng)態(tài)化、時(shí)效化、實(shí)用化的特點(diǎn)。根據(jù)教育部應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)規(guī)劃的要求，實(shí)踐教學(xué)改革措施擬從以下方面展開。

鼓勵(lì)學(xué)生參與教師的科研項(xiàng)目，并以項(xiàng)目內(nèi)容為研究重點(diǎn)成立課外學(xué)習(xí)小組，以培養(yǎng)學(xué)生的科研熱情和創(chuàng)新精神為最終目標(biāo)。

創(chuàng)建對(duì)學(xué)生完全開放的實(shí)驗(yàn)室，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程不受時(shí)間和題目的限制，可以自主進(jìn)行與個(gè)人興趣相投的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

改變現(xiàn)有的考核方式，使實(shí)訓(xùn)考核與理論考核的分值相當(dāng)，堅(jiān)決摒棄“重理論，輕實(shí)踐”的考核方式。

通過與機(jī)械自動(dòng)化企業(yè)間相互溝通，共同探討教學(xué)資源的建設(shè)、管理與應(yīng)用，探索應(yīng)用型本科院校與對(duì)口支持企業(yè)之間實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享、節(jié)省教學(xué)建設(shè)資源建設(shè)費(fèi)用和建設(shè)周期之路。

4 實(shí)踐教學(xué)的改革內(nèi)容

為進(jìn)一步提高學(xué)生在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中的動(dòng)手的能力和創(chuàng)造性，本次教學(xué)改革提出將工業(yè)場(chǎng)景應(yīng)用與“PLC應(yīng)用綜合實(shí)踐”教學(xué)進(jìn)行融合，發(fā)揮企業(yè)的時(shí)效性、新穎性對(duì)課堂教學(xué)活動(dòng)內(nèi)容的作用，讓課堂的教學(xué)形成協(xié)同效應(yīng)，確保將價(jià)值引領(lǐng)與知識(shí)傳授相結(jié)合的教學(xué)理念融入人才培養(yǎng)全過程，提升教學(xué)效果。筆者以“PLC 應(yīng)用綜合實(shí)踐”課程為例，從以下2 個(gè)方面闡述實(shí)踐性課程的改革內(nèi)容。

一方面在講授教學(xué)內(nèi)容AD、DA 模塊編程與接線時(shí)，以工業(yè)中典型的安全事故為切入點(diǎn)，圍繞“安全高于一切，效益就是生命”這一主題展開教學(xué)設(shè)計(jì)。通過展示違規(guī)用電、私自亂拉電線等圖片，說明觸電后產(chǎn)生的危害，以此規(guī)范學(xué)生們的操作行為。然后將事例升華，從大國工匠精神激勵(lì)學(xué)生的奉獻(xiàn)精神，從“復(fù)興號(hào)動(dòng)車”和“國產(chǎn)大型客機(jī)的成功研制”的2個(gè)案例引導(dǎo)學(xué)生樹立良好的職業(yè)素養(yǎng)。

另一方面，在實(shí)踐訓(xùn)練中引導(dǎo)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。課程設(shè)計(jì)了一個(gè)綜合性的訓(xùn)練，讓學(xué)生們能根據(jù)各自所長在團(tuán)隊(duì)中發(fā)揮自己的能力，積極承擔(dān)責(zé)任。本任務(wù)一般由3～4 人組成一組，學(xué)生們可自由組合，為了任務(wù)能按時(shí)按量完成，一般要求一個(gè)綜合素質(zhì)能力較好的同學(xué)擔(dān)任Product Owner。Product Owner 作為小組的核心，分配領(lǐng)取的任務(wù)以及協(xié)調(diào)小組之間的合作。領(lǐng)取任務(wù)后組長負(fù)責(zé)與成員討論，根據(jù)個(gè)人所長共同完成，過程中及時(shí)向老師匯報(bào)進(jìn)度，老師及時(shí)指導(dǎo)、反饋給小組意見。任務(wù)完成后由小組成員一起匯報(bào)他們最近的系統(tǒng)設(shè)計(jì)程序、遇到的問題、解決方案等，具體的評(píng)分老師占30%，班級(jí)的其他成員占40%，小組成員互評(píng)占30%。

5 結(jié)語

應(yīng)用型本科院校“PLC 應(yīng)用綜合實(shí)踐”課程以及實(shí)訓(xùn)研究就目前而言還不多，文章立足于校企合作這一新的辦學(xué)體制與辦學(xué)特色、立足于普通應(yīng)用型本科院校學(xué)生群體特征與應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案，來探討課程以及實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的定位、教材建設(shè)以及教學(xué)法的改革，使所學(xué)課程和學(xué)生的實(shí)際所需相聯(lián)系，真正做到因材施教。

首先針對(duì)現(xiàn)有教材側(cè)重理論的現(xiàn)象，編訂出符合應(yīng)用型本科機(jī)械電子工程專業(yè)實(shí)際需求，且能將課程理論和實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合的特色教材；通過教學(xué)實(shí)踐，探索出能體現(xiàn)機(jī)電專業(yè)特色的PLC 綜合實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與培養(yǎng)方案，倡導(dǎo)以學(xué)生為主導(dǎo)的創(chuàng)新學(xué)習(xí)過程和改革訓(xùn)練機(jī)制，強(qiáng)調(diào)教師在引導(dǎo)和激勵(lì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；通過對(duì)本地區(qū)自動(dòng)化制造業(yè)所需人才素質(zhì)要求、專業(yè)素養(yǎng)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查、分析、論證的基礎(chǔ)上，完善優(yōu)化課程體系，實(shí)現(xiàn)了培養(yǎng)實(shí)用新型專門人才。其次根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和接受能力，適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和訓(xùn)練大綱，對(duì)“PLC 應(yīng)用綜合實(shí)踐”課程中的教學(xué)模式和方法、訓(xùn)練類型的設(shè)置、訓(xùn)練評(píng)價(jià)方式等進(jìn)行改革，確保教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。再者實(shí)行學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃，引導(dǎo)學(xué)生在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行三菱PLC 外圍硬件技術(shù)相關(guān)的科研訓(xùn)練；實(shí)行學(xué)生科研立項(xiàng)制度，學(xué)院通過科研促進(jìn)教學(xué)，用以提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。最后通過對(duì)訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行改革與創(chuàng)新，可以使課程的訓(xùn)練教學(xué)與理論教學(xué)更好地結(jié)合，教學(xué)效果得到顯著增強(qiáng)。學(xué)生在學(xué)習(xí)完該門課程后，能夠?qū)C(jī)電一體化控制產(chǎn)品的硬件選型和程序設(shè)計(jì)有較為深入的認(rèn)識(shí)，為學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和參加社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。