论文部分内容阅读
摘要：目前“电厂化学自动控制”课程教学中存在教学内容与实际生产实践脱离、教学观念落后等问题。为此，提出了采用工学结合的一体化教学方式，在典型任务的基础上确立了教学内容，授课方式以学生为主体，锻炼了学生专业技能、社会能力等，取得了良好的效果。
关键词：电厂化学；工学结合；PLC
作者简介：李娟（1978-），女，陕西西安人，西安电力高等专科学校动力系，讲师；曾兴柱（1973-），男，陕西西安人，西安电力高等专科学校动力系，讲师。（陕西 西安 710032）
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）20-0058-02
一、传统电厂化学自动控制教学的困惑
“电厂化学自动控制”是电厂化学专业的一门专业核心课程。传统“电厂化学自动控制”注重理论教学，学生动手很少，造成学生往往书本知识掌握得很好，但是实践能力和创造精神比較缺乏。也就是说，在过去相当长的一段时间里比较重视认知教育和应试的教学方法，而相对忽视对学生独立思考和创造能力的培养，随之导致学生不能零距离上岗，就业困难。同时随着社会的发展，学科和行业间的界限逐渐被打破，复合型职业岗位不断出现，越来越需要宽专多能的复合型“灰领人才”。同时课程部分内容知识陈旧，课程结构、教学内容、培养模式不合理，“电厂化学自动控制”课程迫切需要改革，迫切地需要运用工学结合的授课方式来提高学生的实践操作能力及创造能力。工学结合的本质是使教育通过企业与社会需求紧密结合起来，强调学生主体。实行“工学结合”，能够帮助高职学生获得实际的工作经验和工作能力，使学生更好地适应岗位要求。
二、课程改革开发流程
在设计整个课程时，主要按照以下步骤来进行课程开发。
1.电厂化学专业职业调研
在整个课程设计过程中，首先对电厂化学工作过程进行分析，电厂化水处理主要通过原水澄清、过滤、软化、除盐等过程为热力系统供给合格的补充水。
2.电厂化水典型工作任务分析
电厂化水从业人员主要完成的工作包括电厂化学水处理系统的维护、检修、运行等工作。从电厂化水工作岗位出发对其进行工作任务分析，在此基础上确定典型工作任务。
3.电厂化学学习领域划分
在对电厂化水典型工作任务作进一步分析的基础上，通过能力整合，包括同类项合并等措施，将典型工作加以归纳形成电厂化学学习领域。电厂化学的水处理系统主要采取PLC进行控制，监控画面主要依赖一些组态软件实现。从事电厂化学工作的运行、检修人员必须具备PLC控制系统的应用能力。
4.学习情境的设计
所谓学习情境，是在工作任务及其工作过程的背景下，将学习领域中的能力目标及其学习内容进行基于教学论和方法论的转换之后，在学习领域框架内构成多个“小型”的主题单元。总共设计了6个学习情境，这些学习情境都来自于现实生活，整个过程从简单到复杂，最后过渡到一个比较复杂的电厂化水的实际项目的设计。
5.教学实施、优化
整个课程改革方案已在电厂化学专业两届实施，通过两次的实践，总结了成功的经验和失败的教训，在此基础上对一些过程进行了优化。
三、教学内容设计情境化
根据《电厂化学专业人才培养方案》要求及“电厂化学自动控制“课程目标要求，同时综合现有的硬件及软件条件，总共设计了6个学习情境。这6个学习情境主要包括三个部分内容，具体情况如图1所示。
第一部分，继电器控制。该块的硬件条件为8套自制开关量实验板。从硬件继电器接线开始，让学生先动手，有了一定的认识之后，再过渡到PLC的学习。因为PLC的编程方式梯形图的工作过程类似于常规的继电器控制线路，如果直接进入PLC的学习，学生理解起来比较抽象。
第二部分，THSMS-A控制。这里从前面的硬件继电器控制过渡到PLC的控制。此过程的硬件条件是12套天煌THSMS-A型PLC试验台，此部分共有四个学习情境，学习情境的安排是按照一般人掌握知识的难易程度及知识的连贯性设计的，每个项目的载体都来自于生活中或者专业中常见的实例。最终让学生在此平台上完成PLC的I/O地址分配、外围硬件接线、通信、程序下载、在线调试程序，最终实现所需功能。
第三部分，通过S7-200 PLCSIM2.0实现。结合电厂化水的实际情况最终过渡到复杂的控制系统：电厂化水阳床的自动控制主要采用S7-200 PLC SIM2.0软件进行仿真实现。
整个课程最终被细化为6个学习情境，每个学习情境又由相应的任务组成。这些学习情境都是来源于日常生活中常见的例子，这样做使学生在熟悉的认知环境中激发学习的热情和主动性。学习情境由日常生活到专业应用，任务由简单项目到复杂项目。具体学习情境及任务如表1所示。
四、教学组织特点
1.教学资料多样化
按照新的授课方式，教学资料也显示出跟寻常课程的不同，主要的教学资料有授课教案、授课PPT、学习材料、任务单、作业单和评价单。授课教案主要是指导教师对整个学习任务时间和内容的把握，教师结合教案和PPT来完成教学任务；学习材料是教师在建设课程时总结出来的与学习任务相关的知识点，通过教学资料的整理缩短了学生对相关书籍查阅的时间；任务单主要是针对此任务对学生提出的要求，学生结合任务单完成作业单上的相关题目；最后就是评价部分，教师借助评价单来评价，评价单上列出了对此任务评价方式和给分扣分点，这种方式标准化了整个评价体系。
2.教学方式六步法
本课程的课堂教学组织以六步法为主，即“资讯—决策—计划—实施—检查—评价”。每个任务开始之前，由教师下发任务单并对基本知识点进行讲解，学生分组进行资料准备及方案制定，小组分工合作进行任务实施，每个任务结束之后，教师通过随机选择一名小组成员对本小组的任务成果进行展示，小组之间进行互评打分，对排名前三的小组进行奖励，最后教师进行任务总结，归纳相关知识点。具体实施过程如下所示。 （1）任务布置。教师根据教学任务书布置本次教学的任务及完成时间，借助教学课件讲解本次任务中相关的理论知识。
（2）小组讨论自主完成任务。教师将作业单发给八个小组，小组讨论自主完成作业单上的题目，在教学过程中，创新使用教学媒体——白板，通过小白板及0#图纸的方式展示小组成果。
（3）答疑。教师在学生完成任务的过程中可以对学生的一些学习过程进行答疑解惑，让学生更容易完成任务。
（4）成果展示。任务完成时间到时，所有组的学生都应该停止对作业单和白板上展示成果的修改，八个小组要展示自己的成果，讲解的次序通过现场抓阄的方式决定。
（5）点评。学生讲解完后，教师对整个讲解进行点评，点评主要从优缺点两方面来说。
（6）完善任务。通过教师点评以及学生之间的讨论，各个小组认识到自己组中存在的问题和优缺点，完善自己小组成果，最终呈现在白板上或者0#图纸上，教师通过拍照或者收集这些图纸的方式将结果保存。
3.考核方式注重过程和实操考核
课程考核（见图2）很注重学习的过程考核。学生的最终成绩由三部分组成：6S管理、项目考核和期末的理论考核三部分组成。6S管理主要是考核学生平时出勤率、课堂表现及物品的整理等；项目考核部分的比例比较大，而且考核的成绩分为小组打分和教师打分，此过程很重视学生的评比结果，对学生不评定具体成绩，只是将相对的名次排出来；最后就是期末的理论考试部分，考核学生对常规理论的掌握程度。
五、教学特点与效果
“电厂化学自动控制”采用新的教学方式，实现了知识传授、能力培养、素质养成的一体化，充分发挥学生主体作用，激发学生的创新意识和独立思考能力。考核方式由考查理论知识转变为考查素质与能力，整个过程注重方法能力培养，为学生可持续发展奠定良好的基础。综合整个课程的实践过程，有下列优点：
第一，以电厂化学自动控制的相关项目为基础，通过学生做中学、学中做培养能力。
第二，通过多种方式进行反馈，实现教学方式的改革与创新。学生与教师通过周记的方式进行深層次的沟通，师生之间通过这样的方式达到换位思考；任务书中的“意见或建议”栏提供了学生和教师之间沟通的另一种方式；学校还通过学生座谈会的方式进行课程教学效果反馈；质量管理工作部通过听课、检查等方式对教学质量进行反馈。
第三，虚实结合，开拓实践空间。学生不仅可以在实际的硬件线路板上接线，同时可以在天煌的实验教学仪器上实践自己的任务，也可以通过电脑仿真的方式进行功能的实现，开拓了实践空间。
在一体化的过程中，把理论知识和技能训练很好地融合在一起，逐渐实现了“以教师的教为主”向“以学生的学为主”的转变，学生的感觉是原来不想学、不愿学，现在喜欢学了，有兴趣学了，学习效率提高了。通过6个学习情境的历练，教师的主导位置显著下降，学生的任务难度虽然在增加，但是学生态度积极、学习动力充足，学习能力得到了培养，自主学习的组织能力得到增强，分析能力得到增强，能够借助网络自行收集相关材料，并进行分析。同时学生有了较为强烈的社会责任感与良好的团队协作能力和积极参与的意识，有较强的适应新学习环境的能力，有一定的敬业意识，勇于承担责任。同时教师感到压力大了，对自己的业务能力要求更高了，激发了提升专业水平和专业技能的动力。通过这个学期两个专业的试点实施，取得良好效果。课程小组对课程进行了周期性完善。伴随新技术新装置的发展，我们将进一步深化课程改革、提升教学效果。
参考文献：
[1]陈福恒.“教、学、做”一体化教材建设探索与实践[J].中国成人教育，2011，（10）.
[2]姜大源.中国职业教育改革与发展的认识基础与课程体系[J].中国职业教育，2009，（5）.
[3]姜大源.论高等教育工作过程系统化课程开发[J].徐州建筑职业技术学院学报，2010，（3）.
[4]赵志群.职业教育与培训学习新概念[M].北京：科学出版社，2003.
（责任编辑：刘辉）
关键词：电厂化学；工学结合；PLC
作者简介：李娟（1978-），女，陕西西安人，西安电力高等专科学校动力系，讲师；曾兴柱（1973-），男，陕西西安人，西安电力高等专科学校动力系，讲师。（陕西 西安 710032）
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）20-0058-02
一、传统电厂化学自动控制教学的困惑
“电厂化学自动控制”是电厂化学专业的一门专业核心课程。传统“电厂化学自动控制”注重理论教学，学生动手很少，造成学生往往书本知识掌握得很好，但是实践能力和创造精神比較缺乏。也就是说，在过去相当长的一段时间里比较重视认知教育和应试的教学方法，而相对忽视对学生独立思考和创造能力的培养，随之导致学生不能零距离上岗，就业困难。同时随着社会的发展，学科和行业间的界限逐渐被打破，复合型职业岗位不断出现，越来越需要宽专多能的复合型“灰领人才”。同时课程部分内容知识陈旧，课程结构、教学内容、培养模式不合理，“电厂化学自动控制”课程迫切需要改革，迫切地需要运用工学结合的授课方式来提高学生的实践操作能力及创造能力。工学结合的本质是使教育通过企业与社会需求紧密结合起来，强调学生主体。实行“工学结合”，能够帮助高职学生获得实际的工作经验和工作能力，使学生更好地适应岗位要求。
二、课程改革开发流程
在设计整个课程时，主要按照以下步骤来进行课程开发。
1.电厂化学专业职业调研
在整个课程设计过程中，首先对电厂化学工作过程进行分析，电厂化水处理主要通过原水澄清、过滤、软化、除盐等过程为热力系统供给合格的补充水。
2.电厂化水典型工作任务分析
电厂化水从业人员主要完成的工作包括电厂化学水处理系统的维护、检修、运行等工作。从电厂化水工作岗位出发对其进行工作任务分析，在此基础上确定典型工作任务。
3.电厂化学学习领域划分
在对电厂化水典型工作任务作进一步分析的基础上，通过能力整合，包括同类项合并等措施，将典型工作加以归纳形成电厂化学学习领域。电厂化学的水处理系统主要采取PLC进行控制，监控画面主要依赖一些组态软件实现。从事电厂化学工作的运行、检修人员必须具备PLC控制系统的应用能力。
4.学习情境的设计
所谓学习情境，是在工作任务及其工作过程的背景下，将学习领域中的能力目标及其学习内容进行基于教学论和方法论的转换之后，在学习领域框架内构成多个“小型”的主题单元。总共设计了6个学习情境，这些学习情境都来自于现实生活，整个过程从简单到复杂，最后过渡到一个比较复杂的电厂化水的实际项目的设计。
5.教学实施、优化
整个课程改革方案已在电厂化学专业两届实施，通过两次的实践，总结了成功的经验和失败的教训，在此基础上对一些过程进行了优化。
三、教学内容设计情境化
根据《电厂化学专业人才培养方案》要求及“电厂化学自动控制“课程目标要求，同时综合现有的硬件及软件条件，总共设计了6个学习情境。这6个学习情境主要包括三个部分内容，具体情况如图1所示。
第一部分，继电器控制。该块的硬件条件为8套自制开关量实验板。从硬件继电器接线开始，让学生先动手，有了一定的认识之后，再过渡到PLC的学习。因为PLC的编程方式梯形图的工作过程类似于常规的继电器控制线路，如果直接进入PLC的学习，学生理解起来比较抽象。
第二部分，THSMS-A控制。这里从前面的硬件继电器控制过渡到PLC的控制。此过程的硬件条件是12套天煌THSMS-A型PLC试验台，此部分共有四个学习情境，学习情境的安排是按照一般人掌握知识的难易程度及知识的连贯性设计的，每个项目的载体都来自于生活中或者专业中常见的实例。最终让学生在此平台上完成PLC的I/O地址分配、外围硬件接线、通信、程序下载、在线调试程序，最终实现所需功能。
第三部分，通过S7-200 PLCSIM2.0实现。结合电厂化水的实际情况最终过渡到复杂的控制系统：电厂化水阳床的自动控制主要采用S7-200 PLC SIM2.0软件进行仿真实现。
整个课程最终被细化为6个学习情境，每个学习情境又由相应的任务组成。这些学习情境都是来源于日常生活中常见的例子，这样做使学生在熟悉的认知环境中激发学习的热情和主动性。学习情境由日常生活到专业应用，任务由简单项目到复杂项目。具体学习情境及任务如表1所示。
四、教学组织特点
1.教学资料多样化
按照新的授课方式，教学资料也显示出跟寻常课程的不同，主要的教学资料有授课教案、授课PPT、学习材料、任务单、作业单和评价单。授课教案主要是指导教师对整个学习任务时间和内容的把握，教师结合教案和PPT来完成教学任务；学习材料是教师在建设课程时总结出来的与学习任务相关的知识点，通过教学资料的整理缩短了学生对相关书籍查阅的时间；任务单主要是针对此任务对学生提出的要求，学生结合任务单完成作业单上的相关题目；最后就是评价部分，教师借助评价单来评价，评价单上列出了对此任务评价方式和给分扣分点，这种方式标准化了整个评价体系。
2.教学方式六步法
本课程的课堂教学组织以六步法为主，即“资讯—决策—计划—实施—检查—评价”。每个任务开始之前，由教师下发任务单并对基本知识点进行讲解，学生分组进行资料准备及方案制定，小组分工合作进行任务实施，每个任务结束之后，教师通过随机选择一名小组成员对本小组的任务成果进行展示，小组之间进行互评打分，对排名前三的小组进行奖励，最后教师进行任务总结，归纳相关知识点。具体实施过程如下所示。 （1）任务布置。教师根据教学任务书布置本次教学的任务及完成时间，借助教学课件讲解本次任务中相关的理论知识。
（2）小组讨论自主完成任务。教师将作业单发给八个小组，小组讨论自主完成作业单上的题目，在教学过程中，创新使用教学媒体——白板，通过小白板及0#图纸的方式展示小组成果。
（3）答疑。教师在学生完成任务的过程中可以对学生的一些学习过程进行答疑解惑，让学生更容易完成任务。
（4）成果展示。任务完成时间到时，所有组的学生都应该停止对作业单和白板上展示成果的修改，八个小组要展示自己的成果，讲解的次序通过现场抓阄的方式决定。
（5）点评。学生讲解完后，教师对整个讲解进行点评，点评主要从优缺点两方面来说。
（6）完善任务。通过教师点评以及学生之间的讨论，各个小组认识到自己组中存在的问题和优缺点，完善自己小组成果，最终呈现在白板上或者0#图纸上，教师通过拍照或者收集这些图纸的方式将结果保存。
3.考核方式注重过程和实操考核
课程考核（见图2）很注重学习的过程考核。学生的最终成绩由三部分组成：6S管理、项目考核和期末的理论考核三部分组成。6S管理主要是考核学生平时出勤率、课堂表现及物品的整理等；项目考核部分的比例比较大，而且考核的成绩分为小组打分和教师打分，此过程很重视学生的评比结果，对学生不评定具体成绩，只是将相对的名次排出来；最后就是期末的理论考试部分，考核学生对常规理论的掌握程度。
五、教学特点与效果
“电厂化学自动控制”采用新的教学方式，实现了知识传授、能力培养、素质养成的一体化，充分发挥学生主体作用，激发学生的创新意识和独立思考能力。考核方式由考查理论知识转变为考查素质与能力，整个过程注重方法能力培养，为学生可持续发展奠定良好的基础。综合整个课程的实践过程，有下列优点：
第一，以电厂化学自动控制的相关项目为基础，通过学生做中学、学中做培养能力。
第二，通过多种方式进行反馈，实现教学方式的改革与创新。学生与教师通过周记的方式进行深層次的沟通，师生之间通过这样的方式达到换位思考；任务书中的“意见或建议”栏提供了学生和教师之间沟通的另一种方式；学校还通过学生座谈会的方式进行课程教学效果反馈；质量管理工作部通过听课、检查等方式对教学质量进行反馈。
第三，虚实结合，开拓实践空间。学生不仅可以在实际的硬件线路板上接线，同时可以在天煌的实验教学仪器上实践自己的任务，也可以通过电脑仿真的方式进行功能的实现，开拓了实践空间。
在一体化的过程中，把理论知识和技能训练很好地融合在一起，逐渐实现了“以教师的教为主”向“以学生的学为主”的转变，学生的感觉是原来不想学、不愿学，现在喜欢学了，有兴趣学了，学习效率提高了。通过6个学习情境的历练，教师的主导位置显著下降，学生的任务难度虽然在增加，但是学生态度积极、学习动力充足，学习能力得到了培养，自主学习的组织能力得到增强，分析能力得到增强，能够借助网络自行收集相关材料，并进行分析。同时学生有了较为强烈的社会责任感与良好的团队协作能力和积极参与的意识，有较强的适应新学习环境的能力，有一定的敬业意识，勇于承担责任。同时教师感到压力大了，对自己的业务能力要求更高了，激发了提升专业水平和专业技能的动力。通过这个学期两个专业的试点实施，取得良好效果。课程小组对课程进行了周期性完善。伴随新技术新装置的发展，我们将进一步深化课程改革、提升教学效果。
参考文献：
[1]陈福恒.“教、学、做”一体化教材建设探索与实践[J].中国成人教育，2011，（10）.
[2]姜大源.中国职业教育改革与发展的认识基础与课程体系[J].中国职业教育，2009，（5）.
[3]姜大源.论高等教育工作过程系统化课程开发[J].徐州建筑职业技术学院学报，2010，（3）.
[4]赵志群.职业教育与培训学习新概念[M].北京：科学出版社，2003.
（责任编辑：刘辉）