以智能制造產(chǎn)線為載體的可編程控制器應(yīng)用技術(shù)課程改革探索

摘? 要 以市場為導(dǎo)向，在“可編程控制器應(yīng)用技術(shù)”課程教學(xué)改革過程中堅持“科學(xué)定位、思維創(chuàng)新”的原則;緊跟行業(yè)技術(shù)發(fā)展動態(tài)，創(chuàng)新教育理念，修訂人才培養(yǎng)方案，調(diào)整教學(xué)任務(wù)，改進教學(xué)方法;將信息技術(shù)合理用于日常教學(xué)，在課程中融入創(chuàng)新訓(xùn)練和專業(yè)技術(shù)新知識，旨在培養(yǎng)適應(yīng)科技發(fā)展和市場需要的新型技能人才。

關(guān)鍵詞 智能制造;可編程控制器應(yīng)用技術(shù);教學(xué)改革;實訓(xùn);互聯(lián)網(wǎng)+教育

中圖分類號：G712? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）23-0095-03

1 前言

隨著新的科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的興起，世界各國紛紛出臺以智能制造為核心的發(fā)展戰(zhàn)略。智能制造不僅是全球制造業(yè)的發(fā)展方向，也是我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要支柱。隨著智能制造技術(shù)的推廣和普及，智能控制技術(shù)、可編程控制器、人機交互技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等在現(xiàn)代工業(yè)控制領(lǐng)域的主導(dǎo)性地位越來越突出。可編程控制器應(yīng)用技術(shù)是智能控制技術(shù)的重要支撐，其對應(yīng)專業(yè)課“可編程控制器應(yīng)用技術(shù)”是電氣自動化專業(yè)核心課程。為了滿足智能控制技術(shù)的專業(yè)需求，準確把握新技術(shù)發(fā)展動向，以寧夏職業(yè)技術(shù)學(xué)院最新引進的智能制造產(chǎn)線為載體，逐步推進課程改革。通過改進課程的教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段，開發(fā)新項目、新案例，推進課程體系建設(shè)，努力培養(yǎng)能適應(yīng)工業(yè)化社會高速發(fā)展，滿足各種智能控制系統(tǒng)技術(shù)需求的高素質(zhì)技能人才，探索符合智能制造發(fā)展趨勢的電氣自動化人才培養(yǎng)路徑[1]。

2 “技術(shù)驅(qū)動，證書引領(lǐng)”，修訂課程標準

隨著多媒體信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們越來越多地接觸到觸摸屏。在自動控制操作中，觸摸屏可以讓操作人員按照界面指示操作，使操作變得簡單生動，并且可以減少操作失誤，提高工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量，保障設(shè)備的安全。在很多大型自動控制設(shè)備中，可編程控制器（PLC）和觸摸屏幾乎是不可分割的一個整體。同時，通過分析近幾年國家“維修電工”職業(yè)技能鑒定試題庫發(fā)現(xiàn)，觸摸屏參與PLC控制系統(tǒng)的控制要求幾乎是每次實操考試的必考內(nèi)容。考慮到寧夏職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職學(xué)生采用2+1培養(yǎng)模式，學(xué)生在校學(xué)習(xí)時間只有兩年，學(xué)習(xí)壓力較大，專門開設(shè)課程學(xué)習(xí)觸摸屏技術(shù)，時間緊張，且課程和課程之間的銜接也存在很多不確定因素，達不到良好的學(xué)習(xí)效果。

因此，寧夏職業(yè)技術(shù)學(xué)院將“可編程控制器應(yīng)用技術(shù)”課程教學(xué)內(nèi)容中原有的八個工作項目，結(jié)合考工考證的知識需求，進行重新設(shè)計，增加了觸摸屏組態(tài)編寫技術(shù)知識要點。通過設(shè)定合理的學(xué)習(xí)項目如“電動機正反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的觸摸屏控制”“星三角降壓啟動控制系統(tǒng)的觸摸屏控制”“小車自動往返運動控制系統(tǒng)的觸摸屏控制”等，將觸摸屏技術(shù)和可編程控制器應(yīng)用技術(shù)合理地融合在一起，既完成可編程控制器控制技術(shù)典型知識點的學(xué)習(xí)，同時為實現(xiàn)控制系統(tǒng)升級又進一步學(xué)習(xí)了觸摸屏的硬件組態(tài)、窗口組態(tài)、腳本編寫等知識點。觸摸屏個性化的畫面設(shè)計和親切、富有科技感的人機交互功能，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)PLC編程和人機交互界面設(shè)計的熱情，具有更好的學(xué)習(xí)體驗[2]。

智能制造技術(shù)的飛速發(fā)展使得各種用途的智能制造生產(chǎn)線相繼誕生，智能制造產(chǎn)線運營維護、設(shè)備安裝調(diào)試等方向的人才需求越來越大。為了緊跟時代發(fā)展和社會對人才的需求，寧夏職業(yè)技術(shù)學(xué)院引進華中數(shù)控股份公司研制開發(fā)的“HNC-iFactory-m1r1智能制造生產(chǎn)線平臺”，該平臺由工業(yè)機器人HSR-JR612（含第七軸）、加工中心（含在線檢測）、數(shù)字化立體料倉、RFID物料識別系統(tǒng)、智能產(chǎn)線總控系統(tǒng)、云數(shù)控平臺、高速鉆攻中心等七大部分組成。其中高速鉆攻中心、工業(yè)機器人HSR-JR612的電氣控制部分及系統(tǒng)總控PLC均采用華中數(shù)控自主研發(fā)的PLC，該PLC是一款機床專用PLC，其特殊的控制要求使其與目前的通用PLC無論是從設(shè)備間的通信方式還是功能指令等方面，均有很多不同之處，但PLC的基本控制思想與通用PLC一致。

通過剖析“智能制造生產(chǎn)線平臺”的工作原理和結(jié)構(gòu)特點，將其電氣控制部分知識點進行分解，找出兩者之間的共同點和切入點，以案例的方式合理引入現(xiàn)行的教學(xué)過程，并在實訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)創(chuàng)設(shè)智能產(chǎn)線相關(guān)實訓(xùn)任務(wù)，讓學(xué)生以通用PLC知識為基礎(chǔ)，通過學(xué)習(xí)了解智能產(chǎn)線的基本工作原理;幫助學(xué)生在后續(xù)課程中更好地理解機床、機器

人、總控系統(tǒng)基本工作原理，通過短時間的學(xué)習(xí)掌握智能產(chǎn)線控制系統(tǒng)的專用PLC的控制程序，實施對智能產(chǎn)線的電氣維護，為企業(yè)培養(yǎng)智能產(chǎn)線維護和運營人員，以及為各類智能產(chǎn)線技能競賽選拔人才。

3 信息技術(shù)助力教學(xué)改革

大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的推廣和使用，推動了“互聯(lián)網(wǎng)+教育”模式下高職院校的課程改革，不僅促進了教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變、教學(xué)方法和手段的創(chuàng)新，而且直接為高職院校的課程改革工作指明了方向。將“互聯(lián)網(wǎng)+”等信息化的教學(xué)手段運用于課程教學(xué)，具有一定的先進性，為推進信息技術(shù)與課堂教學(xué)深度融合的線上、線下混合式教學(xué)模式改革，引導(dǎo)學(xué)生進行自主式、合作式、探究式學(xué)習(xí)，切實提高學(xué)生的計算機操作能力、數(shù)據(jù)采集處理能力及教師的教學(xué)水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量提供有力支撐[3]。

積極探索“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)新方式? 依托寧夏職業(yè)技術(shù)學(xué)院“闊知”“職教云”等專業(yè)數(shù)據(jù)平臺及豐富的互聯(lián)網(wǎng)資源，積極開展“可編程控制器應(yīng)用技術(shù)”混合式教學(xué)。通過合理規(guī)劃課程線上學(xué)習(xí)與課堂教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及手段，利用分組討論、深度講解、線上線下輔導(dǎo)答疑、隨堂測驗、活動參與等多種形式組織課堂教學(xué)活動。課程的開發(fā)與實施，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高課堂教學(xué)質(zhì)量、學(xué)生學(xué)習(xí)效率，強化學(xué)生計算機應(yīng)用能力及借助互聯(lián)網(wǎng)資源進行資料搜集和持續(xù)學(xué)習(xí)的能力[4]。

踴躍開發(fā)個性化數(shù)字教學(xué)資源? 為了滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)和個性化學(xué)習(xí)的需求，寧夏職業(yè)技術(shù)學(xué)院將教學(xué)過程中的重點、難點制作成精美的微課，把課本上的知識和實踐結(jié)合到一起，引導(dǎo)學(xué)生主動思考，將碎片化的知識點進行連接，保證知識點的連貫性、完整性。在教學(xué)過程引入微課、動畫、典型案例等信息化教學(xué)資源，使得教學(xué)過程生動直觀，既具典型性又具創(chuàng)新性，受到師生的歡迎，取得較好教學(xué)的效果。

4 創(chuàng)新思維促進教學(xué)發(fā)展

“創(chuàng)新驅(qū)動”是“中國制造2025”的基本方針之一，創(chuàng)新驅(qū)動需要大量具有創(chuàng)新意識的技術(shù)人才，創(chuàng)新性和可持續(xù)發(fā)展的職業(yè)能力備受關(guān)注。為了推動高等職業(yè)教育高質(zhì)量發(fā)展，課程改革將創(chuàng)新教育理念融入教學(xué)，并積極學(xué)習(xí)東部地區(qū)優(yōu)勢學(xué)校的專業(yè)發(fā)展思路，加強師資隊伍建設(shè)、實驗室的設(shè)置管理等措施促進教學(xué)發(fā)展，著重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，提升學(xué)生對知識和技術(shù)的理解與運用能力、可持續(xù)發(fā)展的能力。

以電氣自動化專業(yè)實驗室為依托，打破傳統(tǒng)布局，有效結(jié)合教學(xué)、研究及培訓(xùn)項目需求，整合現(xiàn)有的電氣控制、可編程控制實驗室資源，建設(shè)開放、規(guī)范、有利于發(fā)揮學(xué)生聰明才智的綜合創(chuàng)新環(huán)境。將智能產(chǎn)線劃分成不同的實踐模塊，選出符合課程要求的模塊，引導(dǎo)學(xué)生進行拓展學(xué)習(xí)，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和增強現(xiàn)代工程意識提供硬件保證。

定期舉辦“電氣技術(shù)設(shè)計競賽”，以“技術(shù)改造和小發(fā)明”為起點，將智能制造技術(shù)中應(yīng)用的新知識、新技術(shù)融入其中，循序漸進地加強學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在課程綜合實訓(xùn)項目中融合教師命題與學(xué)生設(shè)計，由教師制訂項目設(shè)計任務(wù)書，提出指標要求;學(xué)生自行完成整個制作過程，包括資料查閱、方案設(shè)計、器件選擇、軟件編程、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)及作品展示。該項目以創(chuàng)新設(shè)計能力為主要培養(yǎng)目標，綜合考察PLC各知識點及技能水平。同時，通過課程實驗選拔和鼓勵學(xué)生參加各類競賽，利用專業(yè)知識申報創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃，不斷提升學(xué)生的技能水平與創(chuàng)新能力，提高就業(yè)競爭力及團隊協(xié)作能力。

5 綜合考核評估體系，護航教學(xué)改革

首先，以“闊知”數(shù)字化平臺的強大數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計功能為基礎(chǔ)，建立“線上+線下”多樣化質(zhì)量考核評估體系，改變以往單一的課堂考試的考核模式。積極探索多種方法，通過筆試、操作、設(shè)計、討論、調(diào)研、答辯、制作等多種途徑的考核評估模式，考查學(xué)生的分析能力和應(yīng)用能力，加強對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的控制，督促學(xué)生學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率。根據(jù)“可編程控制器應(yīng)用技術(shù)”課程的知識要點，考試時采用筆試的方式;而工程實踐能力的考核則選擇在實驗室中進行，采用自選應(yīng)用系統(tǒng)編程、設(shè)計、調(diào)試或者系統(tǒng)故障判斷、排除等方式進行考核。

其次，學(xué)習(xí)借鑒職業(yè)技能鑒定的思路，對課程建立課程知識要點考試大綱，包含技能考試大綱，并且建立相對應(yīng)的開放式題庫，注重對學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力和職業(yè)技能的考核。與此同時，加強對畢業(yè)生的調(diào)查跟蹤，及時掌握用人單位對于畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量的認可程度，通過人才需求企業(yè)給予的反饋意見不斷調(diào)整教學(xué)策略、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，確保人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

6 結(jié)語

“可編程控制器應(yīng)用技術(shù)”是一門理論與實際緊密結(jié)合的應(yīng)用型和技能型課程，也是一門應(yīng)用廣泛的專業(yè)技術(shù)，只有充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力，將知識融會貫通，才能在各個應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用自如。基于“中國制造2025”國家戰(zhàn)略及智能制造技術(shù)大發(fā)展的趨勢，寧夏職業(yè)技術(shù)學(xué)院將以此為契機，不斷更新理念，緊跟電氣自動化技術(shù)發(fā)展動態(tài)，不斷調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化教學(xué)方法，真正做到教學(xué)發(fā)展緊隨技術(shù)進步，加強學(xué)生職業(yè)能力與綜合素質(zhì)雙重培養(yǎng)，有效提高學(xué)生的社會競爭力，實現(xiàn)學(xué)生學(xué)以致用、學(xué)有所用，設(shè)備物盡其能、物有所用[5]。

參考文獻

[1]包套圖.國內(nèi)一流高職院建設(shè)的探索與實踐：以渤海船舶職業(yè)學(xué)院“雙高”建設(shè)為例[J].船舶職業(yè)教育，2019（1）：

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[2]包峰，楊征，陳媛媛.高職院校《可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)》課程改革研究[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2013（3）：110-111，118.

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[3]李桃，趙偉.互聯(lián)網(wǎng)時代終身職業(yè)技能培訓(xùn)制度適應(yīng)性效率研究[J].中國遠程教育，2018（11）：70-78.

[5]王其.《可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)》課程教學(xué)改革探索[J].科技信息，2009（28）：377.

項目來源：2018年度寧夏回族自治區(qū)高等職業(yè)教育教學(xué)改革工程項目“以智能制造產(chǎn)線為載體的《可編程控制器應(yīng)用技術(shù)》課程改革”。

作者：馬曉莉，寧夏職業(yè)技術(shù)學(xué)院，講師，主要研究方向為電氣控制、電力電子技術(shù)及應(yīng)用（750021）。