電氣控制與PLC課程教學改革措施

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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”成為了機械類專業必修的主干核心課程，本課程基于培養能夠解決機械工程系統中自動化控制問題的能力、培養智能制造技術應用型人才的目的，面向應用型本科高校“電氣控制與PLC”課程，基于CDIO-OBE教學設計理念模式，從教學理念、教學組織實施、教學結果評價體系等方面提出教學改革方向及實施措施，提高畢業生質量的同時也為畢業生的后繼發展提供依仗。

關鍵詞：“電氣控制與PLC”；教學設計理念；教學方法設計；教學評價體系

隨著人工智能、大數據等前沿科技逐步取得技術性突破，以智能產業牽引的新一輪科技革命和產業革命正如火如荼地進行。中國經濟發展正處于結構調整、轉型升級的攻堅期，新一輪科技和產業革命蓄勢待發，技術與產業變革趨勢下的工程“新業態”已初露端倪[1-2]。面向未來技術和產業發展的新趨勢和新需求，中國高等工程教育的改革發展也已經站在新的歷史起點?；趪覒鹇园l展新需求，中國教育部提出了“新工科”計劃：以實踐、設計為核心，從技術進步和產業發展角度分析，指出中國工程教育改革方向[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，是課程教學改革要解決的重點問題?，F行“電氣控制與PLC”教學體系主要存的幾個問題及要重點解決的問題如圖1所示。

2教學設計理念

CDIO工程教育模式是以培養學生個人能力、團隊協作能力及系統適應能力為目標，開展了專業培養標準、一體化課程體系、基于項目/問題教學、探究式教學等的研究與實踐工作[5]。OBE（OutcomeBasedEducation）是一種基于學習產出的教學模式，核心理念是“以學生為中心”“以成果為導向”和“持續改進”[6]。采用“反向設計，正向實施“的理念，重構整個教學體系，以使教學質量更具可操作性?！半姎饪刂婆cPLC”課程瞄準國家高等教育發展方向，以“新工科”內涵為導向，著眼于“新業態”下傳統產業和老專業的升級轉型問題，CDIO-OBE模式下的教學設計如圖2所示。

3教改措施

3.1課程內容建設

“電器控制與PLC”課程以學生發展為中心作為教學理念，根據學校辦學定位和人才培養目標，注重專業知識、實踐能力、綜合素質培養，基于CDIO-OBE教育模式，制定課程主要內容；同時將最新工程實際案例、團隊成員教科研項目成果、現代設計方法、企業招聘等作為擴展課程內容，加深學生對本門課程學習重視程度，同時也為學生對本行業及行業的職業任職要求奠定基礎。教學內容建設如表1所示。

3.2課程組織實施

課程組織實施包括理論教學和實踐教學2大部分，教學質量管理包括課上管理和課下管理2大部分，教學資源利用包括線下教學和線上教學2大部分。理論教學實施采用“兩個結合”，即課上課下相結合和線上線下相結合。課上教學，通過課程前段學生分享知識背景、項目案例，課程后段學生梳理總結知識點來提高學生的參教度；課堂授課采用課堂討論、啟發式問答等多種方法進行思維引導；同時采用視頻、動畫、圖片等各種豐富教學素材提升課堂效率，提高學生學習的積極性。成立學生學習小組，建立健全的小組活動制度，通過小組討論、集體自習等方式進行課下學習，教師定期對活動小組進行檢查督導，促進學習小組活動健康有效進行。建立組長負責制的學習小組，讓學生全方位參與到教學活動中。同時建立學習互助伙伴，教師負責制定組織制度和工作流程，并定期對活動小組及互助學習伙伴進行檢查督導，促進學習小組活動有效進行。充分利用線上優質平臺，開展釘釘直播課后輔導等教學內容，學生可反復觀看，最大化提升教學效果；同時利用線上平臺定期開展問卷調查、知識測驗，隨時掌握學生學習發展情況。實踐教學實施以“工程項目”為載體，做中學，學中做，突出學生創新能力的培養。實踐采取二級答辯制度，由指導教師先給學生組長答辯，再由學生組長給學生答辯，發揮學生的主觀能動性，有效提升課程質量.

3.3構建教學結果評價體系

課程考核對學生的學習具有積極的導向作用，基于CDIO工程教育模式對標“兩性一度”設計過程評價標準，首先注重學生學習到什么知識、具備什么樣的能力，其次注重過程考核，注重學習過程性評價，加強過程控制，建立過程控制體系?；贑DIO工程教育模式對標“兩性一度”設計過程評價標準如表2所示。過程控制體系如圖3所示。

4結束語

通過教改實施措施，學生對本課程的學習熱情有所提高，學習成績穩步提升，學風改善明顯。對“電氣控制與PLC”的知識、技能的掌握基本符合新工科形勢下相關行業領域的崗位需求，教學效果初現。指導學生參加西門子杯智能制造挑戰賽、河南省機器人大賽等學科競賽獲得多項獎勵。同時依據畢業生及相關企業反饋，畢業生在工作中在能夠很快勝任企業安排的工程項目，學生和企業的滿意度較高。由此來看，“電氣控制與PLC”的教改已初見成效，基本可以實現應用型工程教育的理論性、實踐性的統一，保證教學質量和畢業證質量雙優。

作者：陳天聰 趙亞利 葉娟 單位：中原科技學院