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摘 要:根据社会对技能型人才的需求,一体化教学模式正越来越多地在各类技工院校课堂教学中推广应用。PLC控制项目技术作为自动化专业领域的一门核心课程,非常适合应用一体化教学模式。本文从可编程序控制器(PLC)课程的实践入手,对一体化教学模式的教与学,即课堂教学的组织方面,结合自身的教学实践经验,进行总结和探讨。
关键词:一体化教学 PLC控制项目技术 教学实践
随着社会对技能型人才的需求,职业技术教育不断深入发展,一体化教学模式逐步成为职教界普遍认可的教学模式,一体化教学模式越来越多地在课堂中推广与应用。笔者试图在一体化教学模式的教与学,即课堂教学的组织方面,结合自身的教学实践经验,进行总结和探讨。
一、一体化教学模式概述
社会对高技能型人才的需求,使得职业院校的人才培养目标与行业、岗位的结合越来越紧密。一体化教学模式主张理论教学与实践教学相结合,能够更好地满足行业、岗位的用人需求。
1.一体化教学的内涵
一体化教学的内涵主要是打破传统的学科体系和教学模式,以能力本位为出发点,根据职业教育培养目标的要求重新整合教学资源,将实践技能的培养和职业素养的灌输贯穿到各个教学环节中,而不是割裂开来。一体化教学的核心思想就是融会贯通,培养学生的综合职业能力;其实施的关键是理论授课与实习技能训练同步进行、紧密结合,技术应用及时落实,这对教师与学生的教学互动提出了更高的要求。
2.一体化教学的组织实施
(1)教师的一体化。一体化教学的改革首先对教师提出了更高的要求,传统的专业理论课与实习指导课合二为一,要求老师同时具备扎实的理论和实践功底、组织教学的能力。简单地说,一体化教学要求教师具备教学和技术“双师型”技能。
(2)学习任务的一体化。一体化教学的学习任务需要打破传统的教学思路,实现知识点、工作相关要素以及工作过程知识的连贯性。以教学知识点为基础,以课题模块为单元,以工程项目为主线,以学生参与为核心,通过设计不同的工程项目,建立职业学习与工作的直接联系,将理论与实践操作融为一体。
(3)学习环境一体化。学习环境的一体化,顾名思义,就是将理论教室、实习车间、实训基地等不同的学习功能区域融为一体,为学生创设尽量真实的学习与工作一体化的教学环境。笔者将这样的一体化教学区称为学习工作站,基本包括:集中(理论教学与实践教学)教学区、分组教学(讨论)区、成果展示区、信息检索区、工具设备存放区。在学习工作站中,学生使用工具、操作设备,通过与工作人员合作与沟通,完成一个具体的学习任务,取得特定的工作成果,并学习到相应的专业知识和专业技能,获得必要的工作经验。
(4)教学过程一体化。教学过程是贯穿一体化教学的主线,涉及到教学组织、教学思路、方法、手段等等的改造,将“教、学、做”融为一体。以学生为中心的教学理念是一体化教学过程的中心,改变学生单纯地被动接受知识的局面,激发学生自主学习的兴趣与潜能,实现知识接受与主动探索实践的统一。
二、可编程序控制器(PLC)的教学特点及与一体化教学的适应性
可编程序控制器(PLC)是专为在工业环境应用而设计的一种数字运算操作的电子装置,是带有存储器、可以编制程序的控制器。PLC控制项目技术作为自动化专业领域的一门核心课程,在一体化教学的改革中具有先天的优势。
首先,PLC的应用学习主要集中在原理结构的掌握和指令编程设计,是一项逻辑能力和熟练程度要求较高的技术学习,也是较易进行实操训练的课程。
其次,PLC设备装置比较集中,配套的电脑、调试设备体积较小,使一体化教室的改造布局较易实施。
再次,PLC控制技术的讲授能够使用项目串联,与实际工作衔接紧密,易于开展一体化教学。PLC作为职业教育教学改革的重要课程,通过对生产中若干个典型性的PLC控制项目的学习,讲解了PLC的主要指令功能和主要控制应用。其以职业活动为导向、以职业能力为核心,根据理论知识完备、技能训练强化的原则,走出了一条理实一体化的教学新路。
三、一體化教学在可编程序控制器(PLC)课程中的应用
一体化教学在可编程序控制器(PLC)课程中的应用——以PLC控制系统项目教学中两台电动机顺序启动控制为例。
1.一体化教学的实施
(1)教学内容和目标分析。PLC控制系统项目是通过对生产中若干个典型性的PLC控制项目的学习,讲解了PLC的主要指令功能和主要控制应用。本课程共分为5个模块,主要内容包括:PLC的结构与工作原理、应用基本逻辑指令对控制线路的改造、使用步进顺控指令对顺序控制系统的设计、使用功能指令对自动化系统的设计、PLC设计的综合应用。
该任务隶属于课程的第二个模块——应用基本逻辑指令对控制线路的改造(包含三个任务:电动机的接触器联锁正反转控制、两台电动机顺序启动控制和Y-Δ降压启动的控制)。该模块要求学生通过完成典型任务,学习PLC基本逻辑指令的应用和PLC改造流程。该任务是此模块的第二个任务,起到承前启后的重要作用。在第一个任务熟悉了PLC改造流程方法的基础上,该任务起到对改造方法的强化记忆和熟练应用的提升作用。同时,继续学习积累新的逻辑指令,为下一节更高难度任务的学习打下基础。
该任务的教学目标:一是学生能在规定的时间内,通过实践操作、小组讨论、查询资料等方法,完成两台电动机顺序启动控制PLC改造的系统设计、安装接线和程序调试。二是学生能在分工得当、积极配合的情况下,多快好省地完成任务,从而具备积极进取精神,参与意识和竞争意识;具备与他人分工合作,和谐协作的能力。
(2)教学策略选择与设计。PLC控制系统项目的知识和技能的传授,以两台电动机顺序启动控制线路的PLC改造为例,以完成典型工作任务为主,在教学思路上与生产实践流程的组织严格对接:传统电气控制原理图分析→交流接触器通电顺序分析→确定I/O接口图→接线图的设计及电路板接线→梯形图及指令表的设计→程序输入、调试、运行。 教师在明确目标任务的前提下,以小组研讨方式为主,激发学生的积极性,充分发挥学生的主体作用,引导学生在小组完成任务的过程中,主动发现问题、分析问题、解决问题。学生在完成任务的过程中,通过课堂讨论、相互合作、实际操作等方式自主探索、自主学习,对几个连贯的小任务进行分析解决。这样学生就能够不知不觉地实现知识的传递、迁移和融合,达到较好的融会贯通的学习效果。
(3)教学环境及资源准备。在PLC课程中,学习工作站的布局设计分为五个功能区域,分别是知识准备区、任务实施区、资料查询区、工具存放区及材料设备存放区,如下图所示。
图 一体化教室布置
知识准备区的桌椅环形摆放,打破教师为上的传统教学观念,营造出“教(师)学(生)平等”、共同探讨的学术研究氛围,减小学生对老师的距离感,让课堂气氛更加融洽。任务实施区的工作台摆放设计亦为环形,穿插摆放,让教师对学生工作情况具有更清晰的视野,而在传统的横竖式摆放中,教师的视线容易被前排学生阻挡。工作台上的电脑为PLC编程专用,不连接外网。资料查询区配置相关书籍、连接外网和学校数据库的电脑,以及打印机,学生可以自主查询完成任务所需要的信息。工具存放区及材料设备存放区存放有完成任务所需要的工具和材料,学生按需取用,用后归还。既有利于资源节约,又方便设备管理。教室前后方各设一块白色画板和电子屏幕,用以展示各小组的工作方案和PLC改造设计图和播放教师多媒体课件。基于安全因素考虑,教室两端应设两个出入口并放置消防急救设备。
(4)教学过程。PLC课程运用一体化教学的基本流程,包括5个环节:复习导入-布置课题-学生分组完成任务-评价与总结-布置课后作业。以任务驱动教学法为主导,每个环节的教法设计都充分开发了学生的自主学习能力。
复习导入环节,小组归纳复习上节学习的任务,教师对各小组写出的流程进行点评归纳,引导学生评选出最优流程,并通过PPT公布标准流程进行比较,可以强化记忆,并归纳出传统电气控制线路的PLC改造设计流程,达到温故而知新的效果。布置课题环节,教师不仅布置任务,更要指导各组独立制作工作方案。学生分组完成任务环节是锻炼实操能力和协作能力的重要阶段,教师只需从旁给予适当点拨。评价与总结环节强调师生互动的共同总结,先由各组叙述本组分析和完成任务的过程,再由各小组间互相评价,最后由教师对整个任务进行讲解,并对这些问题进行分析总结和强调。这样有利于培养学生纠错能力,发挥学生的主体作用。
2.一体化教学的效果
可编程序控制器(PLC)的一体化教学,紧紧把握 “学以致用”的教学目标,运用“任务驱动教学法”,强调“温故知新”和思维方法的教学,融合“工学结合”的评价标准,对学生的实践能力进行了很好的训练。在实际教学中,学生学习的主动性有了明显的提高,对PLC改造方法掌握的熟练程度显著上升,对学习中“举一反三”的重要性也有了更为深刻的认识。同时,他们的分析能力、协作能力、团队交往和配合的能力也都得到了很好的锻炼。在不断贯彻任务驱动教学法的过程中,学生的团队情感、团队凝聚力和荣誉感、社会责任也都得到有效的提升,從而赋予他们正确的社会责任感和人生观。
参考文献:
[1]郭利霞.高职PLC原理及控制技术课程一体化教学模式探讨[J].教育与职业,2008(6).
[2]田晓娟.PLC应用技术一体化教学探究[J].机械管理开发,2011(4).
[3]周爱珍,王和平,金辉,程斌.中药炮制技术课程一体化教学的探索与实践[J].中医药导报,2011(4).
[4]张雁平,昊雄彪,花有清.高职院校理论、实践一体化教学的实施与思考[J].实验技术与管理,2007(11).
[5]邓慧君.利用任务驱动法 促进PLC课程的一体化教学[J].安徽冶金科技职业学院学报,2009(10).
[6]于佳丽.浅谈汽车类《电工与电子技术基础》课程的一体化教学[J].齐齐哈尔师范高等专科学校学报,2010(6).
[7]张艳,王庆海.一体化教学在《电器与PLC控制技术》课程中的应用[J].河南机电高等专科学校学报,2007(05).
(作者单位:广州市公用事业技师学院)
关键词:一体化教学 PLC控制项目技术 教学实践
随着社会对技能型人才的需求,职业技术教育不断深入发展,一体化教学模式逐步成为职教界普遍认可的教学模式,一体化教学模式越来越多地在课堂中推广与应用。笔者试图在一体化教学模式的教与学,即课堂教学的组织方面,结合自身的教学实践经验,进行总结和探讨。
一、一体化教学模式概述
社会对高技能型人才的需求,使得职业院校的人才培养目标与行业、岗位的结合越来越紧密。一体化教学模式主张理论教学与实践教学相结合,能够更好地满足行业、岗位的用人需求。
1.一体化教学的内涵
一体化教学的内涵主要是打破传统的学科体系和教学模式,以能力本位为出发点,根据职业教育培养目标的要求重新整合教学资源,将实践技能的培养和职业素养的灌输贯穿到各个教学环节中,而不是割裂开来。一体化教学的核心思想就是融会贯通,培养学生的综合职业能力;其实施的关键是理论授课与实习技能训练同步进行、紧密结合,技术应用及时落实,这对教师与学生的教学互动提出了更高的要求。
2.一体化教学的组织实施
(1)教师的一体化。一体化教学的改革首先对教师提出了更高的要求,传统的专业理论课与实习指导课合二为一,要求老师同时具备扎实的理论和实践功底、组织教学的能力。简单地说,一体化教学要求教师具备教学和技术“双师型”技能。
(2)学习任务的一体化。一体化教学的学习任务需要打破传统的教学思路,实现知识点、工作相关要素以及工作过程知识的连贯性。以教学知识点为基础,以课题模块为单元,以工程项目为主线,以学生参与为核心,通过设计不同的工程项目,建立职业学习与工作的直接联系,将理论与实践操作融为一体。
(3)学习环境一体化。学习环境的一体化,顾名思义,就是将理论教室、实习车间、实训基地等不同的学习功能区域融为一体,为学生创设尽量真实的学习与工作一体化的教学环境。笔者将这样的一体化教学区称为学习工作站,基本包括:集中(理论教学与实践教学)教学区、分组教学(讨论)区、成果展示区、信息检索区、工具设备存放区。在学习工作站中,学生使用工具、操作设备,通过与工作人员合作与沟通,完成一个具体的学习任务,取得特定的工作成果,并学习到相应的专业知识和专业技能,获得必要的工作经验。
(4)教学过程一体化。教学过程是贯穿一体化教学的主线,涉及到教学组织、教学思路、方法、手段等等的改造,将“教、学、做”融为一体。以学生为中心的教学理念是一体化教学过程的中心,改变学生单纯地被动接受知识的局面,激发学生自主学习的兴趣与潜能,实现知识接受与主动探索实践的统一。
二、可编程序控制器(PLC)的教学特点及与一体化教学的适应性
可编程序控制器(PLC)是专为在工业环境应用而设计的一种数字运算操作的电子装置,是带有存储器、可以编制程序的控制器。PLC控制项目技术作为自动化专业领域的一门核心课程,在一体化教学的改革中具有先天的优势。
首先,PLC的应用学习主要集中在原理结构的掌握和指令编程设计,是一项逻辑能力和熟练程度要求较高的技术学习,也是较易进行实操训练的课程。
其次,PLC设备装置比较集中,配套的电脑、调试设备体积较小,使一体化教室的改造布局较易实施。
再次,PLC控制技术的讲授能够使用项目串联,与实际工作衔接紧密,易于开展一体化教学。PLC作为职业教育教学改革的重要课程,通过对生产中若干个典型性的PLC控制项目的学习,讲解了PLC的主要指令功能和主要控制应用。其以职业活动为导向、以职业能力为核心,根据理论知识完备、技能训练强化的原则,走出了一条理实一体化的教学新路。
三、一體化教学在可编程序控制器(PLC)课程中的应用
一体化教学在可编程序控制器(PLC)课程中的应用——以PLC控制系统项目教学中两台电动机顺序启动控制为例。
1.一体化教学的实施
(1)教学内容和目标分析。PLC控制系统项目是通过对生产中若干个典型性的PLC控制项目的学习,讲解了PLC的主要指令功能和主要控制应用。本课程共分为5个模块,主要内容包括:PLC的结构与工作原理、应用基本逻辑指令对控制线路的改造、使用步进顺控指令对顺序控制系统的设计、使用功能指令对自动化系统的设计、PLC设计的综合应用。
该任务隶属于课程的第二个模块——应用基本逻辑指令对控制线路的改造(包含三个任务:电动机的接触器联锁正反转控制、两台电动机顺序启动控制和Y-Δ降压启动的控制)。该模块要求学生通过完成典型任务,学习PLC基本逻辑指令的应用和PLC改造流程。该任务是此模块的第二个任务,起到承前启后的重要作用。在第一个任务熟悉了PLC改造流程方法的基础上,该任务起到对改造方法的强化记忆和熟练应用的提升作用。同时,继续学习积累新的逻辑指令,为下一节更高难度任务的学习打下基础。
该任务的教学目标:一是学生能在规定的时间内,通过实践操作、小组讨论、查询资料等方法,完成两台电动机顺序启动控制PLC改造的系统设计、安装接线和程序调试。二是学生能在分工得当、积极配合的情况下,多快好省地完成任务,从而具备积极进取精神,参与意识和竞争意识;具备与他人分工合作,和谐协作的能力。
(2)教学策略选择与设计。PLC控制系统项目的知识和技能的传授,以两台电动机顺序启动控制线路的PLC改造为例,以完成典型工作任务为主,在教学思路上与生产实践流程的组织严格对接:传统电气控制原理图分析→交流接触器通电顺序分析→确定I/O接口图→接线图的设计及电路板接线→梯形图及指令表的设计→程序输入、调试、运行。 教师在明确目标任务的前提下,以小组研讨方式为主,激发学生的积极性,充分发挥学生的主体作用,引导学生在小组完成任务的过程中,主动发现问题、分析问题、解决问题。学生在完成任务的过程中,通过课堂讨论、相互合作、实际操作等方式自主探索、自主学习,对几个连贯的小任务进行分析解决。这样学生就能够不知不觉地实现知识的传递、迁移和融合,达到较好的融会贯通的学习效果。
(3)教学环境及资源准备。在PLC课程中,学习工作站的布局设计分为五个功能区域,分别是知识准备区、任务实施区、资料查询区、工具存放区及材料设备存放区,如下图所示。
图 一体化教室布置
知识准备区的桌椅环形摆放,打破教师为上的传统教学观念,营造出“教(师)学(生)平等”、共同探讨的学术研究氛围,减小学生对老师的距离感,让课堂气氛更加融洽。任务实施区的工作台摆放设计亦为环形,穿插摆放,让教师对学生工作情况具有更清晰的视野,而在传统的横竖式摆放中,教师的视线容易被前排学生阻挡。工作台上的电脑为PLC编程专用,不连接外网。资料查询区配置相关书籍、连接外网和学校数据库的电脑,以及打印机,学生可以自主查询完成任务所需要的信息。工具存放区及材料设备存放区存放有完成任务所需要的工具和材料,学生按需取用,用后归还。既有利于资源节约,又方便设备管理。教室前后方各设一块白色画板和电子屏幕,用以展示各小组的工作方案和PLC改造设计图和播放教师多媒体课件。基于安全因素考虑,教室两端应设两个出入口并放置消防急救设备。
(4)教学过程。PLC课程运用一体化教学的基本流程,包括5个环节:复习导入-布置课题-学生分组完成任务-评价与总结-布置课后作业。以任务驱动教学法为主导,每个环节的教法设计都充分开发了学生的自主学习能力。
复习导入环节,小组归纳复习上节学习的任务,教师对各小组写出的流程进行点评归纳,引导学生评选出最优流程,并通过PPT公布标准流程进行比较,可以强化记忆,并归纳出传统电气控制线路的PLC改造设计流程,达到温故而知新的效果。布置课题环节,教师不仅布置任务,更要指导各组独立制作工作方案。学生分组完成任务环节是锻炼实操能力和协作能力的重要阶段,教师只需从旁给予适当点拨。评价与总结环节强调师生互动的共同总结,先由各组叙述本组分析和完成任务的过程,再由各小组间互相评价,最后由教师对整个任务进行讲解,并对这些问题进行分析总结和强调。这样有利于培养学生纠错能力,发挥学生的主体作用。
2.一体化教学的效果
可编程序控制器(PLC)的一体化教学,紧紧把握 “学以致用”的教学目标,运用“任务驱动教学法”,强调“温故知新”和思维方法的教学,融合“工学结合”的评价标准,对学生的实践能力进行了很好的训练。在实际教学中,学生学习的主动性有了明显的提高,对PLC改造方法掌握的熟练程度显著上升,对学习中“举一反三”的重要性也有了更为深刻的认识。同时,他们的分析能力、协作能力、团队交往和配合的能力也都得到了很好的锻炼。在不断贯彻任务驱动教学法的过程中,学生的团队情感、团队凝聚力和荣誉感、社会责任也都得到有效的提升,從而赋予他们正确的社会责任感和人生观。
参考文献:
[1]郭利霞.高职PLC原理及控制技术课程一体化教学模式探讨[J].教育与职业,2008(6).
[2]田晓娟.PLC应用技术一体化教学探究[J].机械管理开发,2011(4).
[3]周爱珍,王和平,金辉,程斌.中药炮制技术课程一体化教学的探索与实践[J].中医药导报,2011(4).
[4]张雁平,昊雄彪,花有清.高职院校理论、实践一体化教学的实施与思考[J].实验技术与管理,2007(11).
[5]邓慧君.利用任务驱动法 促进PLC课程的一体化教学[J].安徽冶金科技职业学院学报,2009(10).
[6]于佳丽.浅谈汽车类《电工与电子技术基础》课程的一体化教学[J].齐齐哈尔师范高等专科学校学报,2010(6).
[7]张艳,王庆海.一体化教学在《电器与PLC控制技术》课程中的应用[J].河南机电高等专科学校学报,2007(05).
(作者单位:广州市公用事业技师学院)