1、1高职“电气控制与 PLC”课程实践教学模式改革与实践陶亦亦 陆春元 吴 倩 1摘 要：本文根据社会对控制技术人才的能力要求入手，提出了以掌握现代设备控制技术的应用能力为目的，融理论和实践为一体，突出技术应用能力培养为思路的电气控制与 PLC 课程实践教学模式，在课程教学中改革教学内容、教学方法、考核方法，实施以校企结合为特色的实训基地建设，以双师型教学团队为支撑，以技能证书为拓展的教学实践，取得了良好实效。关键词：电气控制；课程教学；实践教学模式高等职业教育是以服务为宗旨、以就业为导向、以学生为中心、以能力为本位，为社会主义现代化建设培养了大量高素质技能型专门人才为目标。提高教学质量是实现高
2、等职业教育培养目标的关键，课程改革与建设是提高教学质量的核心，实践教学模式是课程改革与建设核心内涵。在一定意义上可以说，课程实践模式决定了提高教学质量的特征，决定了高等职业教育培养目标的实现。因此，构建课程实践教学模式是高职院校提高教学质量的重点。课程实践教学模式改革必须以服务地方经济社会发展、培养高素质技能型人才为目标，强化“质量为本、科学发展”的理念，形成了“能力为主线、应用为目的、创新为核心”的高素质技能型人才培养特色，与当地经济发展和企业需求相接轨。一、以就业为导向，以综合能力内涵为目标确定改革思路苏州作为最大的世界制造业基地之一，云集了西门子、阿尔卡特、松下、三星等世界 500 强企
3、业 80 多家。这些顶级外资企业的入住，在给苏州带来大量经济产值的同时也给苏州带来了最先进的生产力。数控机床、机器人、电路板封装线、MPS 柔性生产系统等自动化程度极高的先进设备得到了大量应用，而这些先进设备绝大部分使用了现代控制技术，控制系统已成为苏州先进生产设备的大脑，对企业的生产能力有着不可忽视的作用。近年来，苏州在努力提高本地人才培养能力的同时大量引进国内1作者简介：陶亦亦（1963），男，江苏苏州人，工程 硕士，副教授，研究方向：机电控制技术及高职教育。陆春元（1979），男，江苏苏州人，在 读硕士研究生，教师，研究方向：机电控制工程;吴倩（1975），女，江苏苏州人，讲师，研究方向
4、：电气自动化。基金项目：苏州市科学技术协会 2005 年软科学项目2外高层次人才。即使这样，人才瓶颈的问题也日益突出，尤其是机电行业。现代控制技术应用人才作为机电行业人才的重要一员，已成为各大公司追逐的紧缺人才。作为高等职业技术教育，培养的学生能急社会之需、满足地区对现代控制技术应用人才的需求，为企业集团提供技术支持。因此，对控制应用技术相关课程教学模式的改革已刻不容缓。多年来，我系把控制应用技术中的重要课程之一“电气控制与 PLC”作为重点课程进行建设。通过十多年的改革与建设，该课程成为实用性最强、最受企业欢迎的专业技术课程之一。“电气控制与 PLC”课程实践教学模式改革的指导思想是：更新高
5、等职业教育课程教学观念，坚持以就业为导向，以职业岗位为依据，以培养技术应用能力为主线，促进理论与实践整合，构建具有地方特色和时代特征的、技术应用为核心的课程实践教学模式，以满足苏州制造业对生产第一线高素质技能型人才的需求。改革的思路是以“强化实践，重在应用”为目标，以精品课程建设为抓手，以掌握现代设备控制技术的应用能力为目的，构建技术应用能力相适应的实践教学模式。通过改革教学内容、教学方法、考核方法，实施以校企结合为特色的实训基地建设，技术应用与实践为特征的教材建设，以双师型教师队伍建设为支撑，以技能证书为拓展的实践教学模式。二、融理论和实践为一体，突出技术应用能力培养为思路深化课程实践教学改
6、革（一）整合课程教学内容，突出技术能力培养，提高实践教学质量课程教学内容的整合是实践教学模式改革的核心，我们坚持以技术应用能力和综合素质培养的角度出发，实现“知识本位”向“应用能力本位”的转变。精简、整合理论教学内容，强化实践能力训练。通过市场调研，分析和归纳出了本课程需解决的技术能力是：电气控制技术应用能力、PLC 基本原理与应用技术、SFC 编程能力、功能指令应用能力、系统设计与维护能力。按这些应用能力，重新构建了实践教学内容体系，将实践教学比重提高到了60%，达到学生掌握现代设备控制的技术与维护的能力，为以后从事现代市设备的使用与维修等方面岗位奠定基础。因此在课程内容教学安排上，注重相关
7、课程（如电机及拖动、电子技术、单片机控制基本知识基本技能综合实训拓展实训电气控制P L C 技术电气控制实训P L C 实训课程设计机电一体化考证电气控制基本概念基本电气控制回路典型控制系统分析P L C 基本定义与工作原理P L C 基本指令及应用P L C 功能指令P L C 程序设计方法三相异步电机控制编程软件应用基本控制线路设计与调试P L C 硬件接线与维护小型控制系统设计与调试现场教学案例教学案例教学现场教学图 1 电气控制与 PLC 课程教学内容体系3技术、传感器与测试技术系统等）在本课程中的融会贯通，采用循序渐进的方式，从现代设备的结构分析，到电气控制原理分析，从电气控制主回路
8、到控制回路、由局部电路到整体分析，由原理设计到工艺设计，由实习实验到实训，由易及难，逐步建立起现代设备电气控制原理分析和故障诊断的方法。重新构建的电气控制与 PLC 课程教学内容体系由基本知识、基本技能、综合实训、拓展实训四部分组成（见图 1） ，基本知识采用案例引入的教学方法，基本技能采用现场学练的教学方法，综合训练以课题设计与调试为主，拓展训练结合机电一体化考证进行实施，围绕现代典型机电一体化设备控制系统贯穿整个课程教学。（二）立足自主开发，引入社会参与，共同打造实验实训基地实验实训基地建设是加强学生应用能力培养的关键。根据高职教育的特征和高职院校的培养特色，将实验室和校内实训基地相结合，
9、做到一室三用，既作为课程教学的实验室，又作为综合能力训练的实训室，同时还可作为机电一体化证书职业技能培训点。为适应教学模式改革的需要，从自主研制、企业共建、争取捐赠三个方面加大了实验室的建设力度。以教师带领学生进行研究开发，自主研制了用计算机编程面板式电气控制综合实训装置，利用组态软件完成电动机控制、PLC 基本指令编程、步进状态指令编程、功能指令编程、人机界面控制等实验，同时可以完成课程的综合训练。以校企共同投入建设的博世力士乐控制技术实验室，具有 MPS 模块化的机电控制系统为对象，以接近实际的包括工业机械手、抓工件手、气动装置等多种组合式控制对象，为学生实验实训以及以 PLC 为主要内容
10、的机电一体化考证项目提供了充分的保障。以学校争取到的爱国人士生捐赠项目为基础，建设的光机电一体化创业实训中心已开始启动，有 SL 光机电一体化集成仿真实训室和 CMS 光机电一体化集成系统实训室组成，SL 仿真实训可以使学生在实际操作前进行控制技术的模拟训练，为学生的自主创新设计提供仿真平台。CMS 集成实训使学生进行电气技术基本技能、电机驱动技术及故障检测技术技能、组态监控技术等现代控制系统的综合训练，作为学生提升应用能力和师生开展科研课题研究的平台使用。（三）改进实践教学方式，建立递进式技能训练，强化实践教学效果教学方法的得当是课程实践教学模式改革的具体实现。实施以企业参观实习、自主学习、
11、课堂讨论、基本训练、基本训练课程设计综合实训系统设计通用设备的控制线路与控制程序小型控制系统设计与调试机电一体化综合实训（ 电液动 、 电气动控制 ）机电一体化考证（ 机电设备安装 、 调试 、 测试与控制 ）校内课题校外课题综合实训设备设计与研制企业实际控制系统设计图 2 递进式技能力训练4综合训练、拓展训练等相结合的教学环节，使学生由感性认识 理性思维 实践应用，逐步提升，既可以让学生牢固掌握本课程的理论知识，同时也培养了学生实际动手能力的锻炼和提高解决实际问题的能力。在开课初，组织学生到校外实习基地参观实习，使学生对本课程所要学的内容有一定的感性认识。在教学理念与教学设计上，以工程实际案
12、例为切入点，以任务驱动为导向，贯穿到课程教学的全过程。课堂教学采用采用多媒体课件教学加板书教学方法。课程的实践教学按递进方式进行安排实践环节（图 2） ，基本训练结合理论教学的案例和普通设备的控制进行，着重训练设备控制技术的基本能力。综合训练（课程设计）是强化实训环节，着重训练学生掌握现代设备的控制技术的应用能力。综合实训，通过对学生进行电液动、电气动的综合技术的拓展训练。对于学习能力较强的学生，可以组织参加研究性课程的学习，以提升学生的综合能力。毕业设计是综合运用所学知识的大型实训环节，要求部分专业的学生必须运用电气控制与 PLC 技术在实际系统中的应用进行毕业设计。以校内外实训基地为依托，
13、进行实际设备的控制系统的设计与应用。通过实际项目的训练，可以使学生掌握控制技术的应用技巧和实际能力。课堂教学形式也进行了改革，由原的教室上课改在实训室上课，授课方式以项目导向、任务驱动的方式进行，即把课程内容的五部分结合五个实际工程项目来讲授，教学过程以项目教学形式实施“五步”教学法，即提出项目任务、分析项目任务、讲解相关知识、完成解决方案、进行归纳总结。学生的学习过程是以要解决什么问题、用什么知识来解决、怎么解决问题的思路进行的，并且在边学边上机验证的过程实施，教师最后以组太模拟演示画面进行总结，达到对课程内容的综合理解。学生通过项目驱动、感性认识，理性思维，最终达到真正弄懂弄会，同时也培养
14、了学生实际动手能力的锻炼和提高解决实际问题的能力。（四）加强技能训练，开发职业技能证书，提升学生综合能力高等职业技术教育的教学目标是使学生获得相应职业岗位的职业能力。包括知识、技能、经验、态度等为完成职业任务所需要的一切内容。为增强学生的从业能力，引入了职业技能培训，要求学生获得以电气控制技术综合应用能力为主的机电一体化职业技能证书，把职业技能训练内容作为综合实训项目。我校在国家劳动和社会保障部中国就业培训技术指导中心指导下，以自主研制的实训设备和校企共建的控制技术实验室为基本条件，以取得教师资格证书为必要条件，取得了机电一体化培训点，具备考核认证机电一体化技能的资格。目前培训三期学生共 30
15、0 人，获证书比例达 95%。（五）改革评价机制，鼓励学生创新，培养综合素质教学质量，是一个学校生存和发展的生命线。建立科学的、创新的评价机制是提高教学质量的重要的手段。在评价方式上，摒弃以前重理论轻实践的考核方式，强调5理论与实践并重，既要考核学生掌握知识的情况，更要考核学生的动手能力、创新能力、掌握新知识的能力等企业所需要的综合素质。同时让学生参与评价，培养综合素质。课程成绩的考核可以分成三个方面测试：一方面是笔试成绩，侧重于 PLC 的基本知识的考查；第二方面是基本实验的考核，让学生从所做过的实验中，随即抽取一个进行单独考核，侧重学生对 PLC 基本操作能力的考核；第三方面布置给学生一次
16、综合大作业，让学生以团队合作形式完成硬件配置，软件设计，到最后调试的全过程。为培养学生公平竞争精神和公正评价能力，让各项目组相互评价，项目组成员相互评价。公正评价能力也作为教师综合评价学生的依据。教师以质疑形式给出成绩，侧重于综合应用能力考核。最后三个方面的总和作为课程的最后总成绩。三、重教改实践，教师学生均获益，改革成果显著通过几年的改革实践，形成了教师、学生双赢的局面，取得了令人瞩目的成效。从学生的角度来看，以技术应用能力和综合素质培养构建的实践教学模式，以校企合作为途径，以校内外实训基地为平台，强调学练结合，利于学生能力提升，不仅为学生的成长创造了良好的条件，而且为学生展示才华提供了舞台
17、。毕业生在企业生产的第一线，以熟练的实际操作能力和较高的技术应用水平得到了一致的好评。学生对本课程改革的评价是：教师以工程案例为核心实例，教和练有机结合，使本课程学起来生动有趣，采用适合高职学生易于接受的学习方法，调动学生的学习积极性，使学生感到本课程容易学，而且实用性强学生。学生对本课程教师教学情况评价也很高。从教师的角度来看，首先，形成了良好校企合作关系。在与一些小型高科技企业的合作过程中，青年教师进企业进行访问工程师培训，担任企业技术顾问，为企业出谋划策，共同研制实训设备的开发，锻炼了教师的实践能力。其二，加强了教学团队建设，课程的教师队伍形成了以业务造诣精湛、教学经验丰富、实践经验扎实
18、的中年教师为骨干，以年富力强、思想活跃、掌握现代专业理论的青年教师为支撑，以聘请在生产第一线的技术专家来校兼教为补充的专兼职结合的“双师型”教师团队。其三，锻炼了教师的开发创新能力，激发了教师教学改革和教学研究的积极性，积累了改革经验，活跃了学术气氛，发表了一批教学研究论文，取得了科研成果。四、结语从一条主线，三项改革、加强三个建设的教改思路出发，对实践性教学模式的进行改革，经过课程教学团队的多年课程建设和教学实践，取得了较好的成绩。教学改革是一项长期而艰巨的任务，任重而道远，只有不断积极地探索新的改革思路，构建和实施科学的、完整的课程体系，才能打造成省级、国家级精品课程，才能适应培养高素质技
19、能型人才的需要。6参考文献：1 教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见2 黄永红，朱烧秋，杨东.探索PLC原理及应用课程建设新思路努力打造精品课程J.电气电子教学学报，2006， （28）2:19213 裴有为.对构建以能力培养为核心的教学模式的研究与实践J.当代教育论坛2006(1)4 孔垂谦、穆学玲.情境认知学习理论与高职人才培养模式的变革J.教育与职业，2004，265 江剑.可编程控制器实验工程化的探索和实践J.实验技术与管理，2005（22） ，4High Vocational “Electric control curriculum teaching; practice teaching model
