“崗課賽證”視域下高職PLC控制技術課程改革實踐研究

高莉莉

(湖南石油化工職業技術學院,湖南 岳陽 414000)

0 引言

課堂的教學質量往往決定著培養對象的技能水平及就業力。2022年10月17日,習近平總書記在參加黨的二十大廣西代表團討論時提到“不能瞧不起產業工人。我們建設現代化,就要抓制造業,搞實體經濟。一定要轉變觀念,大力培養產業工人。”在《關于深化現代職業教育體系建設改革的意見》等一系列文件中也提出了深化產教融合,積極探索“崗課賽證”融合的課程改革方向[1]。PLC控制技術作為高職電氣自動化技術專業的一門重要支撐課程,教師的教學理念及方式,很大程度上影響著專業人才的培養質量[2]。

1 現階段課程教學痛點

雖然現階段對PLC控制技術課程改革實施方案有較多的案例,但綜合分析,大多實施課改后的課程仍然存在以下缺陷:

1)教學中采用的項目雖來自企業,但都是對企業真實案例經過加工得到的,與生產崗位的實際要求有一定的出入,并未真正做到“崗課直通”。

2)競賽往往針對的是小部分精英團體,競賽標準及內容也很少在日常課程教學實施中得到體現,大部分的課程教學沒有真正達到“以賽促教”的目的,違背了競賽開展的初衷[3]。

3)目前課程的教學內容大多與各類職業資格取證沒有直接關聯,并沒有達到“課證融合”的效果,學生取證前仍需花大量的時間用于復習,不利于學生后續就業。

4)目前課程教學的內容及結構設置,對啟發學生創新性思維及發散性思維作用不明顯,不利于學生創新能力的培養。

5)考核形式單一,教學團隊主要由專業組教師和實訓教師組成,在教學過程、評價過程當中企業師傅參與的較少。

6)課程思政內容設計生硬,發揮價值引領的作用不強。

2 “崗課賽證”課程改革方案

2.1 課程教學內容

課程教學團隊對本課程的改革,是依據“以崗定課、以賽促課、以證優課、以創提課”的思路來實施的。將原有學科性教學內容變更為煉化企業生產裝置中用PLC與變頻及監控技術,實現油品調和罐多種電氣控制方式的崗位任務。按照專業人才培養方案中“電控系統及電氣設備設計、安裝、調試”的崗位要求及課程標準,對接全國職業院校技能競賽“現代電氣控制系統安裝與調試”賽項標準,結合湖南石油化工職業技術學院的職業資格證書內容和“1+X”證書考核需求,融入大學生“互聯網+”創新創業規劃大賽內容,重構了“崗賽證創”融通的課程知識體系。根據電控系統功能的復雜程度,課程從易到難設計成4個教學模塊。按照電控系統設計過程,每個模塊由實現不同功能的若干個項目構成,每個項目又分解為若干個子任務。每個模塊均為一個完整的設計系統,模塊的設計均用實訓設備進行裝調驗證。

思政課程結構設計如圖1所示。團隊教師通過引導學生從“樂學”“會學”到“善學”“活學”,思想上讓學生從“敬業”“勤業”向“精業”“樂業”逐步升華,有效培養石化行業“三質”人才[4]。

圖1 融入思政的課程結構設計

2.2 根據學生差異因材施教

教學團隊依據不同學生的前期基礎、學習態度及學習能力,構建學情分析模型。通過模型精準分析學生類型,個性化制定學習目標,做到“因材施教”。通過每個學生課前課后學習標簽的動態變化,掌握每次課程的教學效果,通過大數據統計分析學生在每個階段的成長度(知識、能力和創新思維)和學習狀態的轉變度,精準了解每個學生能力的提升情況及學習過程中的短板。

2.3 分析職業能力,確定目標及重難點

依據專業人才培養方案及課程標準,湖南石油化工職業技術學院電氣自動化技術專業開展了關于自動控制系統生產、質檢和技術管理崗位所對應的課程。本課程對應的職業能力為PLC、MCGS、變頻器控制電路設計、生產、質量檢測、技術改造與管理、發現—分析—解決問題、信息采集與處理能力和知識遷移,教師以此為標準,確定了本次課程素質、知識及技能三位一體的教學目標與重點,依據學情分析,確定課程難點。

2.4 創設“三六”策略,“四學”融入過程

本課程部分實訓內容選取企業車間為教學培訓基地,有效解決學生認知工作崗位不足等問題,以達成教學目標。

線上線下并行,聚焦師生互動。根據項目式教學的需要,每項任務實施均采用線上線下混合式教學方法,設計了課前、課中、課后三階段,構建了“備、析、悟、練、評、拓”的六步教學法,引導學生從“樂學”“會學”到“善學”“活學”,有效提升了教學效果[5]。

完善信息建設,豐富數字資源。為有效支撐教學目標的實現,激發學生學習興趣,團隊教師設計了“一裝置二資源三課堂”的課程教學資源。通過精選規劃教材、活頁式教材,運用云端課堂、仿真課堂和真實課堂結合,將GX WORKS2軟件、課件PPT、油品調和罐工作過程視頻、安全用電動畫、易燃易爆生產現場安全事故動畫、在線測試考核評價等用到教學中,學生不僅學到了理論技能知識,還能置身于真實的工作崗位環境。

3 課程改革實踐研究

湖南石油化工職業技術學院電氣自動化技術專業為石化裝備技術專業群重點建設專業,教育部首批現代學徒制試點專業,中央財政支持重點建設專業。PLC控制技術為該專業核心課程。重構后的課程案例均來源于煉化企業實際工程案例,此課程依據“崗賽證創”融通的理念進行了重構[6]。

3.1 對標職業能力發展,實施“雙師”共育

現代學徒制的教學模式即學生進校變為學徒與學生“雙身份”,由校內專業教師與企業師傅共同培養。PLC控制技術課程按照“以崗定課”的思路,實現課程教學內容與崗位核心能力的無縫對接,結合車間崗位對學生素質、知識和能力的要求,課程教學團隊與合作企業通過校企雙方多次研討,在教學設計上努力做到了“課崗對接”。

3.2 競賽標準融入教學,實現了賽教融合

按照“以賽促課”的思路,教師在優化課程結構的同時,將全國職業院校技能競賽“現代電氣控制系統安裝與調試”賽項標準融入課程教學。在電氣自動化技術專業“賽教融合”人才培養體系的背景下,通過電氣制圖規范、用電操作安全性的考核,使用耗材節約型意識的培養,除重視學生的技能提升外,更注重將學生工匠精神培養、職業素養和技能的提高放到同等高度來實施。探索并實踐基于“賽教融合”來提升學生拔尖創新能力的教學改革。

3.3 對標“X”證書內容,教學同步滿足取證需求

按照“以證優課”的思路,通過對可編程控制器系統編程證書考核知識點在課程內容中的分解,在課程學習完成后,學生應具備技能證書考核中速度控制系統(變頻器)的方案設計、設備選型、電氣圖繪制、參數配置、程序設計及綜合聯調等能力,從而為學生結課后取證搭建了良好平臺。

3.4 對接崗位技術升級,創新驅動技術成果轉化

按照“以創提課”的思路,整門課程劃分為兩個階段:基礎能力訓練階段通過“簡單控制系統”“多模式控制系統”項目培養學生對PLC單機邏輯控制的能力。在授課過程中引入發散思維、逆向思維、頭腦風暴等創新思維方法,引導學生采用多種方案設計,培養學生的創新思維能力;提高能力訓練階段依托“多模式節能控制系統”“多模式多臺PLC控制系統”項目,使學生具備變頻控制和PLC網絡組建與通訊能力。尊重學生標新立異的想法,讓學生從求異、多端、逆向、發散思維向創新思維推進,由此培養學生的技術創新能力。

3.5 “四業”分層遞進,“匠心”鑄魂育人

石化的“勞模精神”及“三老四嚴”的工作作風代代相傳,深入人心。在深厚行業文化底蘊背景影響下,專業人才培養方案提出了培養具有“人文品質、石化特質、勞模潛質”石化行業“三質”人才的高素質技術技能人才要求。

本課程思政路線從石化工匠入手,根據教學內容確定了“敬業”“勤業”“精業”“樂業”思想提升路線。在PLC單機簡單控制學習階段,從入門便有敬業之心,掌握相關基礎后再有勤業之行,學生只有通過勤奮好學,才有精業之能,對基本控制功能的油品調和罐進行變頻節能設計,對多臺PLC聯合通訊控制。學生在學習難度不斷加深的過程中,切身感受石化工匠成長路徑,最終實現匠心圓夢,將樂業作為一生的追求。

3.6 課程與時俱進,緊跟行業步伐

石化生產具有高溫、高壓、高腐蝕的“三高”特點,設備流程處理復雜且分布較廣。在岳陽市大力推進的“12+1”節能環保和石油化工裝備產業鏈建設過程中,石化企業采用“人工智能+智慧運維”方式,提高設備監控的準確度和人員安全性的現代化監控手段已在產業鏈內逐步興起。本課程將可視化監控和智能化的運維方式放在模塊四的學習中,利用“仿真課堂”實現煉油生產裝置現場數據采集與遠程傳送,通過系統模型構建與故障預判,集中實施控制與處理,解決因監控對象地理位置分布廣產生監測運維困難的問題。通過新技術與課程內容的融合,實現教學與業態同步發展,較好的保證了教學內容與時俱進。

3.7 構建了多元評價,探索增值考核

課前,團隊教師利用“學銀在線”云端課堂,根據學生知識、實踐技能和學習特點進行分析,對學生實施分層分類定級,對課前學生學習能力、態度預判;課中,教師將授課內容根據難易程度分為ABC三個等級,層層遞進;課后,教師通過課前及課中的學習考核數據和云端平臺記錄的學習數據,對學生的學習情況進行大數據統計。通過與課前的對比,分析每個學生在每項學習任務中的成長度,總結出當次課程的教學策略是否適用于大多數學生,從而建立課后補充教學反饋機制。課前、課后多維度學習效果對比如圖2所示。

圖2 課前、課后多維度學習效果比對注:此部分數據通過“學銀在線”平臺數據統計計算后獲得

4 實踐效果評價

4.1 學生綜合能力顯著提高

與傳統教學模式相比,云端課堂方便學生隨時隨地學習新知識,線上檢測學習效果,有效增加學生學習靈活性;仿真課堂有效快速驗證設計的科學性及可行性,有效提高學生學習效率;真實課堂將企業真實任務及工作環境呈現于學生面前,任務要求符合崗位實際工作標準,有效提升學生崗位適應性。

4.2 學生創新意識顯著增強

通過岳陽市大力推進的節能環保和石油化工裝備產業鏈中,將石化企業新興的“智慧運維”新方式、新技術融入課程,保證了教學內容與時俱進。有效激發了學生在導師指導下參與企業技改,協助導師完成各類橫向項目的熱情和動力,也為學生參加各類創新創業比賽打下基礎,通過“專創融合”,學生創新意識顯著增強。

5 展望

5.1 進一步升級數字資源,引入VR沉浸式實訓系統

本項目以煉化企業油品調和罐為載體,生產現場為易燃易爆危險環境,學生從事工種為特種作業。雖然目前教學可以使用虛擬仿真平臺來進行設計成果驗證,但虛擬仿真平臺無法再現真實現場環境,化工生產現場又無法讓學生直接動手調試。因此,團隊教師下一步計劃引進VR沉浸式實訓系統,開發再現崗位內容理、虛、實一體化教學平臺,采用三維視景仿真技術再現電控系統裝調全過程。

5.2 進一步完善增值評價,充分發揮大數據平臺作用

增值評價對于數據采集和統計方法有較高的要求,教師擬計劃進一步細化課程增值評價指標,完善綜合評價模型,充分發揮大數據平臺在不同時期的數據存儲及比對優勢,在減少教師人工統計工作量的前提下,通過指標細化后的大數據統計及分析,達到科學診斷學生學業成績的變化成因,反思并改進教學策略。