電氣控制與PLC課程教學改革措施
時間:2022-09-30 09:09:03
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摘要:在新工科背景下,隨著智能制造技術的發展,傳統機械專業課程體系進行了很大的變革,“電氣控制與plc”成為了機械類專業(ye)必修的(de)主(zhu)干核心課程(cheng),本課程(cheng)基(ji)于(yu)培(pei)養(yang)能(neng)夠解(jie)決(jue)機械工程(cheng)系統中自動化控制問題的(de)能(neng)力(li)、培(pei)養(yang)智能(neng)制造技術應(ying)(ying)用(yong)型人(ren)才的(de)目的(de),面向應(ying)(ying)用(yong)型本科(ke)高校“電氣控制與PLC”課程(cheng),基(ji)于(yu)CDIO-OBE教(jiao)(jiao)學(xue)設計理念(nian)模式,從教(jiao)(jiao)學(xue)理念(nian)、教(jiao)(jiao)學(xue)組織實施、教(jiao)(jiao)學(xue)結果(guo)評價體系等方面提出教(jiao)(jiao)學(xue)改革方向及實施措施,提高畢業(ye)生質(zhi)量的(de)同時也為畢業(ye)生的(de)后繼(ji)發展提供依仗。
關鍵詞:“電氣(qi)控制與PLC”;教(jiao)(jiao)學設計理念;教(jiao)(jiao)學方法設計;教(jiao)(jiao)學評價(jia)體系
隨著人工(gong)(gong)智(zhi)能(neng)、大數據等(deng)前(qian)沿科(ke)技(ji)(ji)逐步取得技(ji)(ji)術(shu)性突破,以(yi)智(zhi)能(neng)產業牽引的(de)新一輪科(ke)技(ji)(ji)革(ge)(ge)命(ming)和(he)產業革(ge)(ge)命(ming)正如火如荼地進行。中(zhong)國(guo)經濟(ji)發(fa)展(zhan)(zhan)正處于結構調整、轉(zhuan)型升級的(de)攻堅期,新一輪科(ke)技(ji)(ji)和(he)產業革(ge)(ge)命(ming)蓄勢(shi)待(dai)發(fa),技(ji)(ji)術(shu)與產業變(bian)革(ge)(ge)趨(qu)勢(shi)下(xia)的(de)工(gong)(gong)程“新業態”已初露端倪[1-2]。面向未來技(ji)(ji)術(shu)和(he)產業發(fa)展(zhan)(zhan)的(de)新趨(qu)勢(shi)和(he)新需(xu)(xu)求,中(zhong)國(guo)高等(deng)工(gong)(gong)程教育(yu)的(de)改(gai)革(ge)(ge)發(fa)展(zhan)(zhan)也已經站(zhan)在(zai)新的(de)歷史起(qi)點。基于國(guo)家戰略發(fa)展(zhan)(zhan)新需(xu)(xu)求,中(zhong)國(guo)教育(yu)部提出了(le)“新工(gong)(gong)科(ke)”計(ji)劃:以(yi)實踐、設計(ji)為(wei)核心(xin),從技(ji)(ji)術(shu)進步和(he)產業發(fa)展(zhan)(zhan)角度分析,指出中(zhong)國(guo)工(gong)(gong)程教育(yu)改(gai)革(ge)(ge)方向[3]。
1課程現狀
“電氣控制與PLC”內容涵蓋電工電子技術、控制技術、計算機技術等技術,是制造業實現柔性化、自動化、集成化及智能化的基礎,是現代制造業中的關鍵技術之一,是自動化類專業的核心課程,包含理論教學和實踐教學2大部分[4]。理論知識涉及范圍廣、邏輯性強,實踐教學與工程實際結合緊密,對于缺乏工程實踐經驗的學生而言,學習難度大,學生有恐學心理。同時由于培養大綱課時縮減,如何在有限的課時內,重構教學內容,豐富教學資源,改革教學方式和學生考核方案,激發學生的學習興趣和學習主動性,培養具有扎實理論基礎、解決工程實際能力的創新人才,是課程教學改革要(yao)解(jie)(jie)決的(de)(de)重(zhong)點問題。現行(xing)“電(dian)氣控(kong)制(zhi)與PLC”教學(xue)體系主要(yao)存的(de)(de)幾個(ge)問題及要(yao)重(zhong)點解(jie)(jie)決的(de)(de)問題如圖1所示。
2教學設計理念
CDIO工程(cheng)(cheng)(cheng)教(jiao)(jiao)育模(mo)(mo)式(shi)是以培(pei)(pei)養(yang)(yang)學生(sheng)個人能力、團(tuan)隊協作(zuo)能力及(ji)系統適應能力為目標(biao)(biao),開展了專(zhuan)業培(pei)(pei)養(yang)(yang)標(biao)(biao)準、一體(ti)化課程(cheng)(cheng)(cheng)體(ti)系、基(ji)于項目/問(wen)題教(jiao)(jiao)學、探究式(shi)教(jiao)(jiao)學等的研究與實踐工作(zuo)[5]。OBE(OutcomeBasedEducation)是一種基(ji)于學習產出的教(jiao)(jiao)學模(mo)(mo)式(shi),核心(xin)理念(nian)是“以學生(sheng)為中(zhong)心(xin)”“以成果為導(dao)向(xiang)”和(he)“持續改(gai)進”[6]。采(cai)用“反向(xiang)設計,正向(xiang)實施“的理念(nian),重構整個教(jiao)(jiao)學體(ti)系,以使教(jiao)(jiao)學質量更(geng)具可操(cao)作(zuo)性。“電氣控(kong)制與PLC”課程(cheng)(cheng)(cheng)瞄準國(guo)家(jia)高(gao)等教(jiao)(jiao)育發展方(fang)向(xiang),以“新工科(ke)”內涵為導(dao)向(xiang),著眼于“新業態”下傳統產業和(he)老專(zhuan)業的升級轉型問(wen)題,CDIO-OBE模(mo)(mo)式(shi)下的教(jiao)(jiao)學設計如圖2所示(shi)。
3教改措施
3.1課(ke)程內容(rong)建(jian)設
“電(dian)器控制與PLC”課程以學(xue)生(sheng)(sheng)發(fa)展為中心作為教(jiao)學(xue)理念,根據學(xue)校辦學(xue)定(ding)位和(he)人(ren)才培養(yang)目(mu)標,注重(zhong)專業(ye)(ye)知識、實踐能力、綜合(he)素質培養(yang),基于CDIO-OBE教(jiao)育模式,制定(ding)課程主要(yao)內容(rong);同(tong)時(shi)將最新工程實際案例、團隊(dui)成員(yuan)教(jiao)科研(yan)項目(mu)成果(guo)、現代設計(ji)方法、企業(ye)(ye)招聘等作為擴展課程內容(rong),加深學(xue)生(sheng)(sheng)對本門課程學(xue)習重(zhong)視程度,同(tong)時(shi)也為學(xue)生(sheng)(sheng)對本行(xing)業(ye)(ye)及行(xing)業(ye)(ye)的職業(ye)(ye)任職要(yao)求(qiu)奠定(ding)基礎。教(jiao)學(xue)內容(rong)建設如(ru)表(biao)1所示。
3.2課程組織實施
課(ke)(ke)(ke)(ke)程組(zu)(zu)(zu)織實施(shi)包括理(li)(li)論(lun)(lun)教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)和實踐(jian)教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)2大部(bu)(bu)分(fen),教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)質量管(guan)(guan)理(li)(li)包括課(ke)(ke)(ke)(ke)上管(guan)(guan)理(li)(li)和課(ke)(ke)(ke)(ke)下(xia)管(guan)(guan)理(li)(li)2大部(bu)(bu)分(fen),教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)資源利(li)用包括線(xian)下(xia)教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)和線(xian)上教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)2大部(bu)(bu)分(fen)。理(li)(li)論(lun)(lun)教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)實施(shi)采(cai)用“兩(liang)個結合”,即課(ke)(ke)(ke)(ke)上課(ke)(ke)(ke)(ke)下(xia)相結合和線(xian)上線(xian)下(xia)相結合。課(ke)(ke)(ke)(ke)上教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue),通(tong)過(guo)課(ke)(ke)(ke)(ke)程前段學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)分(fen)享知(zhi)識(shi)(shi)背景、項目(mu)案例,課(ke)(ke)(ke)(ke)程后(hou)(hou)段學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)梳理(li)(li)總(zong)結知(zhi)識(shi)(shi)點來提高(gao)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)的(de)參教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)度;課(ke)(ke)(ke)(ke)堂(tang)授課(ke)(ke)(ke)(ke)采(cai)用課(ke)(ke)(ke)(ke)堂(tang)討論(lun)(lun)、啟發(fa)(fa)式問(wen)(wen)答(da)等(deng)多種方法(fa)進(jin)(jin)行(xing)(xing)思維引導(dao)(dao);同時(shi)(shi)采(cai)用視頻、動(dong)(dong)畫(hua)、圖片(pian)等(deng)各(ge)種豐富教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)素材提升(sheng)(sheng)(sheng)課(ke)(ke)(ke)(ke)堂(tang)效(xiao)(xiao)率,提高(gao)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)習(xi)的(de)積極性(xing)。成(cheng)立(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)習(xi)小(xiao)組(zu)(zu)(zu),建立(li)健(jian)全的(de)小(xiao)組(zu)(zu)(zu)活(huo)(huo)(huo)動(dong)(dong)制度,通(tong)過(guo)小(xiao)組(zu)(zu)(zu)討論(lun)(lun)、集體自習(xi)等(deng)方式進(jin)(jin)行(xing)(xing)課(ke)(ke)(ke)(ke)下(xia)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)習(xi),教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)師定期(qi)對(dui)活(huo)(huo)(huo)動(dong)(dong)小(xiao)組(zu)(zu)(zu)進(jin)(jin)行(xing)(xing)檢(jian)查(cha)督(du)導(dao)(dao),促進(jin)(jin)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)習(xi)小(xiao)組(zu)(zu)(zu)活(huo)(huo)(huo)動(dong)(dong)健(jian)康有效(xiao)(xiao)進(jin)(jin)行(xing)(xing)。建立(li)組(zu)(zu)(zu)長(chang)負責制的(de)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)習(xi)小(xiao)組(zu)(zu)(zu),讓學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)全方位參與到教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)活(huo)(huo)(huo)動(dong)(dong)中。同時(shi)(shi)建立(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)習(xi)互(hu)助(zhu)伙伴(ban),教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)師負責制定組(zu)(zu)(zu)織制度和工作流程,并定期(qi)對(dui)活(huo)(huo)(huo)動(dong)(dong)小(xiao)組(zu)(zu)(zu)及(ji)互(hu)助(zhu)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)習(xi)伙伴(ban)進(jin)(jin)行(xing)(xing)檢(jian)查(cha)督(du)導(dao)(dao),促進(jin)(jin)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)習(xi)小(xiao)組(zu)(zu)(zu)活(huo)(huo)(huo)動(dong)(dong)有效(xiao)(xiao)進(jin)(jin)行(xing)(xing)。充分(fen)利(li)用線(xian)上優質平(ping)臺(tai),開展(zhan)釘釘直播(bo)課(ke)(ke)(ke)(ke)后(hou)(hou)輔(fu)導(dao)(dao)等(deng)教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)內容(rong),學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)可反復(fu)觀(guan)看,最(zui)大化提升(sheng)(sheng)(sheng)教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)效(xiao)(xiao)果;同時(shi)(shi)利(li)用線(xian)上平(ping)臺(tai)定期(qi)開展(zhan)問(wen)(wen)卷調查(cha)、知(zhi)識(shi)(shi)測驗,隨(sui)時(shi)(shi)掌(zhang)握學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)習(xi)發(fa)(fa)展(zhan)情況。實踐(jian)教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)實施(shi)以“工程項目(mu)”為(wei)載體,做中學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue),學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)中做,突出學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)創新能力的(de)培養。實踐(jian)采(cai)取二級答(da)辯制度,由指導(dao)(dao)教(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)師先給學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)組(zu)(zu)(zu)長(chang)答(da)辯,再由學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)組(zu)(zu)(zu)長(chang)給學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)答(da)辯,發(fa)(fa)揮(hui)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)生(sheng)的(de)主觀(guan)能動(dong)(dong)性(xing),有效(xiao)(xiao)提升(sheng)(sheng)(sheng)課(ke)(ke)(ke)(ke)程質量.
3.3構建教學結果(guo)評價體系
課程(cheng)(cheng)(cheng)考核(he)對(dui)(dui)學(xue)(xue)生的學(xue)(xue)習具(ju)有(you)積極(ji)的導向作(zuo)用(yong),基于CDIO工程(cheng)(cheng)(cheng)教育模(mo)式對(dui)(dui)標(biao)“兩(liang)性(xing)一(yi)度”設計(ji)(ji)過程(cheng)(cheng)(cheng)評(ping)價標(biao)準,首先注(zhu)重(zhong)(zhong)學(xue)(xue)生學(xue)(xue)習到什么(me)知識、具(ju)備什么(me)樣的能力,其(qi)次(ci)注(zhu)重(zhong)(zhong)過程(cheng)(cheng)(cheng)考核(he),注(zhu)重(zhong)(zhong)學(xue)(xue)習過程(cheng)(cheng)(cheng)性(xing)評(ping)價,加強(qiang)過程(cheng)(cheng)(cheng)控(kong)制(zhi)(zhi),建立(li)過程(cheng)(cheng)(cheng)控(kong)制(zhi)(zhi)體系。基于CDIO工程(cheng)(cheng)(cheng)教育模(mo)式對(dui)(dui)標(biao)“兩(liang)性(xing)一(yi)度”設計(ji)(ji)過程(cheng)(cheng)(cheng)評(ping)價標(biao)準如(ru)(ru)表(biao)2所(suo)示。過程(cheng)(cheng)(cheng)控(kong)制(zhi)(zhi)體系如(ru)(ru)圖3所(suo)示。
4結束語
通過教改(gai)實施(shi)措(cuo)施(shi),學(xue)生(sheng)對本課程(cheng)的(de)學(xue)習熱情有所提高,學(xue)習成績(ji)穩步提升(sheng),學(xue)風改(gai)善(shan)明顯。對“電氣控(kong)制(zhi)與PLC”的(de)知識、技(ji)能的(de)掌握基本符合新工(gong)科形勢下相(xiang)關行業(ye)(ye)領域的(de)崗位需求,教學(xue)效(xiao)果初現。指(zhi)導學(xue)生(sheng)參加西門子杯智能制(zhi)造挑戰(zhan)賽(sai)、河南(nan)省機器人大賽(sai)等(deng)學(xue)科競賽(sai)獲得多項獎勵(li)。同時依(yi)據畢業(ye)(ye)生(sheng)及相(xiang)關企業(ye)(ye)反饋(kui),畢業(ye)(ye)生(sheng)在工(gong)作中在能夠很快勝任企業(ye)(ye)安排的(de)工(gong)程(cheng)項目(mu),學(xue)生(sheng)和(he)企業(ye)(ye)的(de)滿意度較高。由(you)此來看,“電氣控(kong)制(zhi)與PLC”的(de)教改(gai)已初見成效(xiao),基本可以實現應用型工(gong)程(cheng)教育的(de)理論(lun)性、實踐(jian)性的(de)統(tong)一,保證教學(xue)質量和(he)畢業(ye)(ye)證質量雙優。
作者:陳天(tian)聰 趙亞(ya)利 葉娟 單位:中原科技學院