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摘要：通过分析“可编程控制器技术”（PLC）课程教学中存在的问题和现状，依循CDIO理念对该课程进行改革。提出课程建设的大体思路，并对课程内容、教学方法、学习评价等方面的改革创新进行了分析。实践证明，这些改革既有利于学生对PLC课程基本理论的理解和掌握，又提高了学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，培养了学生的工程应用能力。
关键词：PLC；CDIO；职业能力培养
作者简介：宋国庆（1963-），男，江苏灌南人，江苏城市职业学院机电工程系，副教授；陈杰（1957-），男，安徽蚌埠人，江苏城市职业学院机电工程系，副教授。（江苏 徐州 221006）
基金项目：本文系江苏城市职业学院科研基金资助项目（11-ZD-05）的研究成果。
中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）31-0061-02
近年来，随着企业对机电类毕业生整体素质要求的不断提高，PLC课程教学体系中存在的与工程实践相脱离的一些问题渐渐凸显，如，课程目标定位偏离岗位工作要求、教学内容重点不够突出且教材老套、忽视学生创新能力和团队意识的培养等。针对存在的问题，以CDIO工程教育模式应用为切入点，通过改革教学方法，加强过程管理，实施考核方式的多样化，探索出一套较为完善的课程教学体系。
一、课程建设的总体思路
CDIO是由美国麻省理工学院、瑞典查尔姆斯技术学院等四所世界一流大学合作开发的新型工程教育项目。CDIO是构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、运作（Operate）四个英文单词的缩写，它是以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以课程内容与工作之间的有机联系方式进行学习的过程。CDIO工程教育模式是“做中学”和“基于项目教育和学习”的集中概括和抽象表达。
CDIO提出，优秀的工程人才是以“丰富的技术知识和推理能力、优秀的个人与职业技能、优良的人际交往和沟通能力”为基础的。显然，CDIO倡导的是通过应用项目的全过程来培养学生的工程能力。由此提出PLC课程建设的大体思路：
1.调整教学内容，改进教学方法
在所选教材的基础上，精选教学内容，并增加新知识、新技术的讲解。在优化现有课堂教学的基础上，采用案例教学法，突出实用性和可操作性。
2.加强品质、意志和团队整体意识的培养
在教学过程中，精讲多练，用任务驱动学习过程，以强化学生对相关知识的理解和运用，尽力使学生体验到团队协作的意义，培养系统思考能力和初步的工程意识。
3.强化教学活动的过程管理，改革学习评价方式
让学生通过自评、互评等方式改变学习和生活态度，彰显学生在教学过程中的实际体验和感受。
二、课程体系建设的具体方案
课程建设小组以CDIO工程教育大纲的12条标准为引领，在教学过程中采用了一体化教学方法。
1.课程目标
鉴于PLC应用主要面向开发设计岗位、装配调试岗位和技术服务岗位，结合PLC程序设计师或高级维修电工的职业资格要求，重在培养学生三方面的能力，即：PLC控制系统设计、安装、调试能力，程序设计与编制能力；PLC 控制系统整体运行与调试能力；PLC 控制系统技术维护与维修能力。
2.教学内容
按工作过程系统化的要求，精选与组织教学内容。整合后的课程内容将分为三大功能模块，即：PLC编程软件FXGPWIN、STEP_7-Micro/WIN_V4.0的使用模块；基本编程指令模块；控制系统程序设计模块。围绕这三大功能模块，按照由简单到复杂的顺序再依次进行案例驱动教学。
3.教学方法
采用理论实践一体化教学。理论教学采用课堂讲授、课堂讨论、方案阐述等方式；实践教学采用问题、任务和小型案例来驱动，把80%的课时放在实训中心进行，4节课连上，边讲边练。
通过以上途径，力争从根本上突破理论与实践脱节、知识传授与能力培养割裂的瓶颈，使高职学生掌握过硬的PLC技术能力和工程应用能力。
三、课程教学体系的具体实施
1.建立基于任务驱动的课程内容并按流程实施
教研小组在整合教学内容时，先排出PLC的典型工作任务（共14项）：电子识图绘图、电子元器件选择与质检、电机装配、电气识图绘图、基本继电控制电路的设计、机床电气原理图接线图、机床电气系统的运行维护、PLC的选型、PLC工程工艺流程介绍、PLC程序的阅读、PLC程序的编制与调试、PLC输入输出接口电路的连接、PLC电气控制系统的运行维护与检修、交直流电机的运行与维护、变频器的使用与维护等。根据以上工作任务，结合现有实训条件再选择和确定教学项目。目前，共开发并实施了8个项目案例：电机基本运行控制项目；装配生产线控制项目；交通信号灯控制项目；运料小车控制项目；车库自动门控制项目；液体混合装置的控制项目；步进电机控制项目；恒压供水控制项目。每个项目均按“任务下达、描述、计划及任务决策、实施、评价”等流程展开，有详细的项目实施方案（教案）。力争使学生通过本课程的学习，具有电器及PLC系统的安装、调试与维修的能力，具有设计、改造、革新一般生产机械电器与PLC控制系统的初步能力。
具体教学程序：一是教师在课前选编典型案例，拟定讨论题目和学习要求，事先印发给学生，学生再按小组去解读案例并互相启迪；二是课堂上教师通过多媒体和网络手段阐述资讯，精讲课程内容，学生则充分利用实训中心每人一个操作台，且有联网电脑及各自的PLC实训箱、数据线、各种元器件等学习条件，实时研讨实时操作；三是由小组长在项目开始前、项目完成后分别代表各小组阐述设计方案、总结实施情况，同组其他同学给予补充，特别是对各自所编程序进行评析，其他小组同学可现场答辩。
2.将单向的知识传授扩展为师生基于项目完成的互动式“教”与“学”，形成“教、学、做”一体化的教学方法 （1）项目设施主要以学生个人或小组（团队合作）方式进行。每组学生保持相对固定，教师在接线工艺、控制系统联机调试等实操方面进行演示，学生结合自身的工作任务进行操作，使理论知识得到加深，提高自己的动手能力。项目驱动案例教学对提升学生的参与性、高职教学的实践性以及教师专业能力和教学水平，都起到了无可替代的作用。
（2）课堂上将理论实践融为一体，讲练结合，使知识的学习和应用之间形成了良性互动。以往的理论教学在课堂，实验教学在实验室，实践教学在企业，各有教师任教。教师之间彼此联系不紧，教学内容不能合理统筹，知识的内在联系不能协调，且学生的参与度较低。现在把理论课、实践课融为一体，统一放在实训中心实时进行，学生就能通过实践去体验、再现和深化PLC的理论知识。
（3）在教学实施过程中采用启发、讨论方式，不应直接给出PLC程序、地址分配结果或I/O接线方式，鼓励学生自己编程，自己动手，启发学生开阔思路，激发学生思维潜力，培养学生创新能力。
3.抓住课程设计环节，让学生真实体验CDIO“构思-设计-执行-运作”工程教育的魅力
以往的教学中，往往忽视通过课程设计中的实习见习环节来使学生对企业的生产现场、生产过程、工艺流程等进行现场体验；忽视在生产一线发现选题的过程中对产业园区、企业车间的职场氛围和企业文化的触及和了解。显然，旧有的课程设计必须注入新的内涵与活力，才能发挥其应有的作用。
按CDIO工程教育模式，专业技术人员及工程师的培养，必须有体验工程项目的研发全过程的经验，有感受真刀真枪的企业生产现场的体会。因此，拟采用项目教学法完成课程设计，从分组、选题与评审、项目设计，到验收、答辩、提交结题报告，实行“指导教师负责、学习过程管理”的方式，并单独计算教师的课时工作量和管理工作量。一方面，学生的设计兴趣极大提高，另一方面，也极大地调动了教师投入教学改革的积极性，激励了教师在课程设计教学中的精力投入。从改革后的设计报告看，大部分含有将课程知识与企业生产相关联的并富有创新精神的选题内容，大大减少了以往报告中出现的空洞、枯燥的理论阐述现象。
4.改革学习评价方式，变终极考核为学习过程跟踪考核
传统的PLC理论课考核方式是“平时30%+期末70%”，基本上是期末一张试卷定结果；传统的PLC实验或实训考核是，根据学生的实验或设计报告给出成绩，学生往往只重视报告的撰写，不重视对知识的理解和动手能力的培养。现在，理论实践一体化教学的考核，变单一试卷或报告的考核为对学习全过程的跟踪考核评价，实行个人评价、小组评价、教师评价和期末考试相结合的综合评价方案，各个评价方式都制定了详细的评价表，形成“学生自评20%+小组互评20%+教师评价30%+期末考试30%”的评价比例，力争做到考核结果客观公正。
总之，以CDIO工程教育模式为指导，以提高学生工程应用能力为核心的PLC课程建设和改革，为高职学生的职业能力培养奠定了基础。当然，课程教学中还存在一些问题，比如，教学案例的选择和使用如何与教学内容及实验条件的指向相一致；如何在单科课程教学中利用好校外实训基地，形成和企业的良性互动等等。教学中应及时发现、研究和解决相关问题，以有效监控教学过程，不断提高教学质量。
参考文献：
[1]机电一体化职业技能培训发展研究课题组.我国机电一体化技能人才供求关系的分析[J].中国培训，2011，（2）.
[2]何致远，郑玉珍.卓越“现场电气工程师”培养的思考与探索[J].中国大学教学，2011，（3）.
[3]查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究，
2008，（3）.
[4]张慧平，戴波，刘娜，等.基于CDIO教育理念的自动化课程的改革与实践[J].电气电子教学学报，2009，（S2）：138-141.
[5]王华荣.以案例教学推动大学课堂教学模式改革的实践与探索[J].中国大学教学，2011，（4）.
[6]龙宝新.教师学习：当代教师教育变革的第三条路[J].教育科学研究，2010，（5）.
（责任编辑：刘辉）
关键词：PLC；CDIO；职业能力培养
作者简介：宋国庆（1963-），男，江苏灌南人，江苏城市职业学院机电工程系，副教授；陈杰（1957-），男，安徽蚌埠人，江苏城市职业学院机电工程系，副教授。（江苏 徐州 221006）
基金项目：本文系江苏城市职业学院科研基金资助项目（11-ZD-05）的研究成果。
中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）31-0061-02
近年来，随着企业对机电类毕业生整体素质要求的不断提高，PLC课程教学体系中存在的与工程实践相脱离的一些问题渐渐凸显，如，课程目标定位偏离岗位工作要求、教学内容重点不够突出且教材老套、忽视学生创新能力和团队意识的培养等。针对存在的问题，以CDIO工程教育模式应用为切入点，通过改革教学方法，加强过程管理，实施考核方式的多样化，探索出一套较为完善的课程教学体系。
一、课程建设的总体思路
CDIO是由美国麻省理工学院、瑞典查尔姆斯技术学院等四所世界一流大学合作开发的新型工程教育项目。CDIO是构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、运作（Operate）四个英文单词的缩写，它是以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以课程内容与工作之间的有机联系方式进行学习的过程。CDIO工程教育模式是“做中学”和“基于项目教育和学习”的集中概括和抽象表达。
CDIO提出，优秀的工程人才是以“丰富的技术知识和推理能力、优秀的个人与职业技能、优良的人际交往和沟通能力”为基础的。显然，CDIO倡导的是通过应用项目的全过程来培养学生的工程能力。由此提出PLC课程建设的大体思路：
1.调整教学内容，改进教学方法
在所选教材的基础上，精选教学内容，并增加新知识、新技术的讲解。在优化现有课堂教学的基础上，采用案例教学法，突出实用性和可操作性。
2.加强品质、意志和团队整体意识的培养
在教学过程中，精讲多练，用任务驱动学习过程，以强化学生对相关知识的理解和运用，尽力使学生体验到团队协作的意义，培养系统思考能力和初步的工程意识。
3.强化教学活动的过程管理，改革学习评价方式
让学生通过自评、互评等方式改变学习和生活态度，彰显学生在教学过程中的实际体验和感受。
二、课程体系建设的具体方案
课程建设小组以CDIO工程教育大纲的12条标准为引领，在教学过程中采用了一体化教学方法。
1.课程目标
鉴于PLC应用主要面向开发设计岗位、装配调试岗位和技术服务岗位，结合PLC程序设计师或高级维修电工的职业资格要求，重在培养学生三方面的能力，即：PLC控制系统设计、安装、调试能力，程序设计与编制能力；PLC 控制系统整体运行与调试能力；PLC 控制系统技术维护与维修能力。
2.教学内容
按工作过程系统化的要求，精选与组织教学内容。整合后的课程内容将分为三大功能模块，即：PLC编程软件FXGPWIN、STEP_7-Micro/WIN_V4.0的使用模块；基本编程指令模块；控制系统程序设计模块。围绕这三大功能模块，按照由简单到复杂的顺序再依次进行案例驱动教学。
3.教学方法
采用理论实践一体化教学。理论教学采用课堂讲授、课堂讨论、方案阐述等方式；实践教学采用问题、任务和小型案例来驱动，把80%的课时放在实训中心进行，4节课连上，边讲边练。
通过以上途径，力争从根本上突破理论与实践脱节、知识传授与能力培养割裂的瓶颈，使高职学生掌握过硬的PLC技术能力和工程应用能力。
三、课程教学体系的具体实施
1.建立基于任务驱动的课程内容并按流程实施
教研小组在整合教学内容时，先排出PLC的典型工作任务（共14项）：电子识图绘图、电子元器件选择与质检、电机装配、电气识图绘图、基本继电控制电路的设计、机床电气原理图接线图、机床电气系统的运行维护、PLC的选型、PLC工程工艺流程介绍、PLC程序的阅读、PLC程序的编制与调试、PLC输入输出接口电路的连接、PLC电气控制系统的运行维护与检修、交直流电机的运行与维护、变频器的使用与维护等。根据以上工作任务，结合现有实训条件再选择和确定教学项目。目前，共开发并实施了8个项目案例：电机基本运行控制项目；装配生产线控制项目；交通信号灯控制项目；运料小车控制项目；车库自动门控制项目；液体混合装置的控制项目；步进电机控制项目；恒压供水控制项目。每个项目均按“任务下达、描述、计划及任务决策、实施、评价”等流程展开，有详细的项目实施方案（教案）。力争使学生通过本课程的学习，具有电器及PLC系统的安装、调试与维修的能力，具有设计、改造、革新一般生产机械电器与PLC控制系统的初步能力。
具体教学程序：一是教师在课前选编典型案例，拟定讨论题目和学习要求，事先印发给学生，学生再按小组去解读案例并互相启迪；二是课堂上教师通过多媒体和网络手段阐述资讯，精讲课程内容，学生则充分利用实训中心每人一个操作台，且有联网电脑及各自的PLC实训箱、数据线、各种元器件等学习条件，实时研讨实时操作；三是由小组长在项目开始前、项目完成后分别代表各小组阐述设计方案、总结实施情况，同组其他同学给予补充，特别是对各自所编程序进行评析，其他小组同学可现场答辩。
2.将单向的知识传授扩展为师生基于项目完成的互动式“教”与“学”，形成“教、学、做”一体化的教学方法 （1）项目设施主要以学生个人或小组（团队合作）方式进行。每组学生保持相对固定，教师在接线工艺、控制系统联机调试等实操方面进行演示，学生结合自身的工作任务进行操作，使理论知识得到加深，提高自己的动手能力。项目驱动案例教学对提升学生的参与性、高职教学的实践性以及教师专业能力和教学水平，都起到了无可替代的作用。
（2）课堂上将理论实践融为一体，讲练结合，使知识的学习和应用之间形成了良性互动。以往的理论教学在课堂，实验教学在实验室，实践教学在企业，各有教师任教。教师之间彼此联系不紧，教学内容不能合理统筹，知识的内在联系不能协调，且学生的参与度较低。现在把理论课、实践课融为一体，统一放在实训中心实时进行，学生就能通过实践去体验、再现和深化PLC的理论知识。
（3）在教学实施过程中采用启发、讨论方式，不应直接给出PLC程序、地址分配结果或I/O接线方式，鼓励学生自己编程，自己动手，启发学生开阔思路，激发学生思维潜力，培养学生创新能力。
3.抓住课程设计环节，让学生真实体验CDIO“构思-设计-执行-运作”工程教育的魅力
以往的教学中，往往忽视通过课程设计中的实习见习环节来使学生对企业的生产现场、生产过程、工艺流程等进行现场体验；忽视在生产一线发现选题的过程中对产业园区、企业车间的职场氛围和企业文化的触及和了解。显然，旧有的课程设计必须注入新的内涵与活力，才能发挥其应有的作用。
按CDIO工程教育模式，专业技术人员及工程师的培养，必须有体验工程项目的研发全过程的经验，有感受真刀真枪的企业生产现场的体会。因此，拟采用项目教学法完成课程设计，从分组、选题与评审、项目设计，到验收、答辩、提交结题报告，实行“指导教师负责、学习过程管理”的方式，并单独计算教师的课时工作量和管理工作量。一方面，学生的设计兴趣极大提高，另一方面，也极大地调动了教师投入教学改革的积极性，激励了教师在课程设计教学中的精力投入。从改革后的设计报告看，大部分含有将课程知识与企业生产相关联的并富有创新精神的选题内容，大大减少了以往报告中出现的空洞、枯燥的理论阐述现象。
4.改革学习评价方式，变终极考核为学习过程跟踪考核
传统的PLC理论课考核方式是“平时30%+期末70%”，基本上是期末一张试卷定结果；传统的PLC实验或实训考核是，根据学生的实验或设计报告给出成绩，学生往往只重视报告的撰写，不重视对知识的理解和动手能力的培养。现在，理论实践一体化教学的考核，变单一试卷或报告的考核为对学习全过程的跟踪考核评价，实行个人评价、小组评价、教师评价和期末考试相结合的综合评价方案，各个评价方式都制定了详细的评价表，形成“学生自评20%+小组互评20%+教师评价30%+期末考试30%”的评价比例，力争做到考核结果客观公正。
总之，以CDIO工程教育模式为指导，以提高学生工程应用能力为核心的PLC课程建设和改革，为高职学生的职业能力培养奠定了基础。当然，课程教学中还存在一些问题，比如，教学案例的选择和使用如何与教学内容及实验条件的指向相一致；如何在单科课程教学中利用好校外实训基地，形成和企业的良性互动等等。教学中应及时发现、研究和解决相关问题，以有效监控教学过程，不断提高教学质量。
参考文献：
[1]机电一体化职业技能培训发展研究课题组.我国机电一体化技能人才供求关系的分析[J].中国培训，2011，（2）.
[2]何致远，郑玉珍.卓越“现场电气工程师”培养的思考与探索[J].中国大学教学，2011，（3）.
[3]查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究，
2008，（3）.
[4]张慧平，戴波，刘娜，等.基于CDIO教育理念的自动化课程的改革与实践[J].电气电子教学学报，2009，（S2）：138-141.
[5]王华荣.以案例教学推动大学课堂教学模式改革的实践与探索[J].中国大学教学，2011，（4）.
[6]龙宝新.教师学习：当代教师教育变革的第三条路[J].教育科学研究，2010，（5）.
（责任编辑：刘辉）