工學結合的課程模式與教學改革研究
——基于《PLC控制技術》

李忠生白崇彪劉培勇

工學結合的課程模式與教學改革研究
——基于《PLC控制技術》

李忠生1白崇彪1劉培勇2

工學結合作為職業教育的重要特征已經逐漸被大家所認識。在傳統的教學過程中，很難激發學生學習的主觀能動性，而工學結合的課程模式很好地解決了這個問題，本文以《PLC控制技術》教學為例，就工學結合的課程模式與教學融合進行探討。

工學結合 教學改革 PLC控制技術

工學結合作為職業教育的重要特征已經逐漸被大家所認識。在工學結合職業教育模式的探索和實踐中，除了校企合作機制和實習基地建設等宏觀管理層面的問題外，在中觀和微觀層面上，也有必要積極探索建立適合中國國情的、符合工學結合要求的新型課程模式。工學結合課程基本內涵是：“學習的內容是工作，通過工作實現學習”。這里蘊含著豐富的現代職業教育理念、思想與方法。建立工學結合課程模式需要付出巨大的努力去系統解決課程領域的諸多問題。

職業教育學習領域是以一個職業的典型工作任務為基礎的專業教學單元。它與學科知識領域沒有一一對應關系，而是從具體的“工作領域”轉化而來，常表現為理論與實踐一體化的綜合性學習任務。通過一個學習領域的學習，學生可完成某職業的一個典型工作任務(有用職業行動領域描述)，處理一種典型的“問題情境”；通過若干系統化的學習領域的學習，學生可以獲得某一職業的職業資格。學習領域課程的特點是：（1）課程目標是綜合職業能力和素質培養，在發展專業能力的同時，促進關鍵能力的發展；（2）學習的主體是學生，在滿足企業崗位要求的同時，獲得職業生涯發展潛力；（3）學習內容的基礎是來源于工作實踐的、某一職業的典型工作任務；（4）學習過程具有工作過程的整體性，學生在綜合的行動中思考和學習，完成從明確任務、制訂計劃、實施檢查到評價反饋整個過程。

學習領域與目前很多院校實施的項目課程既有聯系又有區別，主要表現在：（1）學習領域常常以教學項目的形式出現，但不完全是教學項目，有時只是一些工作過程結構不完整的學習情境；（2）項目課程的隨意性較大，而學習領域是經過整體化的職業分析得到的一個課程系統。學習領域課程更加關注課程之間的關系，關注課程的系統化結構，是項目課程的升華。

學習領域的一個基本特征是“學習過程具有工作過程的整體性”，即學生在綜合的行動中思考和學習，完成從明確任務、制訂計劃、實施檢查到評價反饋整個過程。實踐證明，有效的職業學習只能通過實際工作來實現，即“做中學”。工學結合課程的主要教學形式，是讓學生親自經歷結構完整的工作過程，并完成一些在所學專業(職業)中最具典型意義的綜合性的工作任務。因此，工學結合課程的重要特點是工作過程系統化，亦稱“基于工作過程”，這已經成為我國職業教育課程改革實踐的熱點。

工作過程是對人的“職業行動”這一復雜系統進行科學分析的工具，是工作人員在工作情境中為完成一件工作任務并獲得工作成果而進行的一個完整的工作行動的程序。目前，對工作過程的一些不準確的理解。直接影響了對基于工作過程課程的探索。

可編程控制器(PLC)已廣泛應用于各行各業，具有結構精美，硬件配置靈活方便，可靠性高，抗干擾能力強，易學易用，同時PLC既強調理論又偏重實踐，與實際生產和應用緊密結合。當前，可編程控制器(PLC)已廣泛應用于各行各業，北京地區的制造業對電氣技術專業技能型人才的需求日見迫切，因此《PLC控制技術》課程已成為職業學校電控專業重要主干課程之一，可是目前的教學和實踐存在諸多的問題，嚴重影響了PLC教學效果。如何上好這門課程，提高課堂教學的質量，成為擺在職業學校教師面前的重要問題。

一、PLC的教學現狀及存在的問題

可編程控制器的教學包括理論教學和實驗教學環節，理淪教學和實驗教學往往是分開進行講授，在講授理論課程的過程中，有些概念光靠黑板板書和多媒體課件并不能使學生掌握。理論課與實踐課分開教學的方式，使感性認識與理性認識不能有機的結合，制約了教學質量的提高。

對于實驗教學，以前PLC實驗室雖然已經購置了12套日本三菱公司FX1N系列可編程控制器及12套歐姆龍公司c系列PLC，但大部分都是以驗證性實驗為主，學生每次做實驗只需要按照指導書上的要求進行結果性驗證，學生最多學會了編程器的使用和程序的輸入方法，不利于學生創新意識的培養以及綜合素質的提高，而且設備的使用率也很低。

理論教學與技能訓練相互脫離，教學整體效率低下，學生就業不能適應企業的實際需要。使我們中職學校的畢業生所獲得的知識和技能是一種相對獨立的、單一的知識和技能，缺乏形成綜合的知識和技能，同時缺乏從事電類專業相應崗位群的工作經驗和職業性技能，也就是工作過程知識。為了解決這一問題，我校開展了《PLC控制技術》的課程改革。

二、改革目的

這項研究的目的有二個，一是將《PLC控制技術》課程構建成為一門通過理論與實踐相結合的教學，培養電氣技術專業學生的基本操作技能的課程。這門課程將把教學與實際工作情境相結合，通過PLC控制系統的安裝、調試、排故等工作項目的實際訓練，使學習者的專業知識與實操技能有機地結合起來，以培養學生的職業能力，從而獲得就業所必備的工作過程知識。二是通過這門課程的構建，努力探索電控專業理論與實踐一體化課程構建的方法。

三、改革內容

（一）建設《PLC控制技術》課程，將實際的工作項目轉化成為相應可實施的教學項目

我們根據可編程序控制器的實際應用案例首先搭建了課程框架，把相應的指令學習和程序設計方法融入到具體的工作項目中。

（二）按照理論實踐一體化的思想，圍繞典型職業活動，編寫科學、實用、規范的教材

教材內容融入職業道德和企業文化，融入職業資格標準，突出崗位核心能力，實施理論與實踐一體化，教材內容與工作崗位內容的一致性。

整本教材以現場實際使用的一個個項目為載體，按照項目目標、項目分析、項目實施、相關知識、項目評估等結構進行編寫，通過學生完成實際項目的程序編制、程序的上傳下載、外部硬件電路的連接、檢查、仿真運行、通電測試、項目評價的過程，培養學生簡單程序設計、電路連接、調試及故障排查的職業能力。

（三）課程教學方法的改革

1、充分利用實物教具，激發學生興趣

建構主義認為，知識不是通過教師傳授得到，而是學習者在一定的情境即社會文化背景下，借助其他人（包括教師和學習伙伴）的幫助，利用必要的學習資料，通過意義建構的方式而獲得。《PLC控制技術》課程是與日常生活關系不太密切的專業課，學生在接觸這門課程時，對課程中涉及到的PLC沒有任何的認識，如果教師仍然采用傳統的課堂講授法，通過抽象的說教來讓學生建構PLC硬件及其基本控制線路，容易引起學生厭煩，從而導致學生失去學習興趣。

在進行常PLC認識教學時，我們從直觀認識真實的可編程序控制器入手，首先帶領學生到實訓室，真實的體驗PLC的實際應用，對PLC的應用有一個初步的直觀的感性認識，然后針對PLC實訓室的PLC從外部硬件上認識其硬件的結構部分及其作用，在學生的頭腦中建構起PLC的硬件系統。然后在此基礎之進一步學習PLC的軟件系統及其工作原理，改變以往學生對PLC沒有任何認識的基礎上空講結構原理的方式。把學生分編成不同的小組，每個小組圍坐在一個實訓臺前，老師首先讓學生以小組為單位，觀察、識別PLC，然后教師利用實物和多媒體課件整體介紹PLC，同時讓學生討論其結構部件。在觀察討論的同時，指導學生接通PLC工作電源，觀察PLC的工作狀態，接著把事先編寫好的簡單的點動控制的程序傳送到PLC中，指導學生連接好其外圍硬件電路，通過輸入端加入信號，觀察PLC輸入指示及其輸出指示。這樣通過實踐，首先幫助學生在頭腦中建構起PLC的真實實物，通過簡單線路的連接，進一步認識輸入及輸出接口電路，這樣從實踐到認識，學生頭腦中建構起來PLC的概念，然后再進一步學習就不再感覺枯燥和抽象，相反產生了興趣，更樂于學習。從感性認識到理性認識之后，再讓學生嘗試搭建PLC簡單應用的電路，從應用層面上進一步體會PLC的應用用，這樣從實踐、認識、再實踐、再認識，逐步使學生掌握了PLC的結構、工作原理和使用方法。

針對《PLC控制技術》課程實踐性、專業性強的特點，在教學過程中把現代教育技術、實踐教學和理論教學的方法融合在一起，幫助學生建構起專業知識，通過教師的引導、學生的合作學習、自主學習，掌握學習的方法，同時培養了學生的職業核心能力。

2、以任務為引領，以實踐為導向，培養學生綜合職業能力的培養

為了體現任務引領、實踐導向的課程思想，我將課程的教學內容分解設計成PLC的認識、編程軟件的使用；PLC控制異步電動機典型控制系統安裝、調試；PLC控制數碼管、七彩雨傘、天塔燈、交通信號燈控制系統安裝、調試及故障處理；PLC控制立體車庫控制系統安裝、調試及故障處理等項目，每個項目再分成若干個任務，以任務引領使學生在完成項目訓練的過程中培養學生的綜合職業能力。

為了逐步培養學生在異步電動機控制系統安裝、調試及故障處理方面的職業能力，我們由淺入深設計了PLC控制電動機單向連續控制電路的安裝、調試、PLC控制電動機正反轉控制電路的安裝、調試任務等。通過以典型控制系統為載體，創設工作環境，開展現場教學，教師示范和學生分組操作訓練互動，學生提問與教師解答指導相結合，讓學生在多個工作任務中不斷強化識別電氣控制器件、圖紙，熟練使用電工工具、測量工具，學會安裝、調試PLC電氣控制系統和設備。

3、采用多元化的考核評價方式，以考促學

（1）改革傳統的學生評價手段和方法，采用階段評價、項目評價、目標評價。學生每完成一個項目后給與及時評價，最后進行綜合評價。

（2）關注評價的多元性，結合課堂提問、學生作業、平時測驗、項目實訓、技能競賽及考試情況綜合評定學生成績。

（3）注重學生動手能力和實踐中分析問題、解決問題能力的考核，鼓勵學習和應用上有創新的學生，綜合評價學生的能力。

四、結論和建議

在整個教學改革與探索的過程中，通過任務的引領，理論教學和實踐教學相結合，滲透職業理想教育，以學生為主體，以教師為主導，注重對學生探究能力、實踐能力、自主學習意識、合作意識和學生綜合職業能力的培養。學生在許多方面都有了進步：在理論知識的理解和掌握上取得了一些的效果，在電路實踐操作技能方面有了較大提高；學生在學習興趣、自信心等方面也有增強；通過小組協作使學生學會傾聽、交流和分享，學生之間的協作意識，團隊意識得到提高。

通過本門課程的改革，在電路實踐操作技能方面有了較大提高，程序設計和編寫方面仍然偏弱。同時我們發現，學生前期《電子》課程學習還不到位也影響到其對程序指令的學習及理解，再有學生英語程度也制約了學生對英文版編程軟件的使用。

[1]劉邦祥．試論職業教育中的行動導向教學[J]．職教論壇,2006(01x)．

[2]姜大源．“學習領域”課程：概念、特征與問題——關于德國職業學校課程重大改革的思考[J]．外國教育研究,2003(01)．

[3]鄧澤民,王寬．現代四大職教模式[M]．北京：中國鐵道出版社,2006．

（作者單位：1.北京鐵路電氣化學校；2.山東省食品發酵工業研究設計院）