中職電器及PLC控制技術(shù)課程模塊化設(shè)計(jì)探討

   【摘要】針對(duì)電氣控制的現(xiàn)狀，結(jié)合中職技術(shù)教育和我校課程建設(shè)的實(shí)際，提出了實(shí)施模塊化課程設(shè)計(jì)的構(gòu)想。

   【關(guān)鍵詞】電器及PLC控制技術(shù)；崗位工作過程；模塊化設(shè)計(jì)；技能訓(xùn)練。

   1.引言 《電器及PLC控制技術(shù)》是一門專業(yè)性、技術(shù)性、實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。也是職業(yè)中學(xué)電類、機(jī)械類學(xué)生必修的一門專業(yè)課程。我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中和企業(yè)的實(shí)際工作也體會(huì)到，實(shí)施模塊化教學(xué)是解決理論的應(yīng)用性和操作性，實(shí)現(xiàn)教學(xué)工作的專業(yè)性和針對(duì)性，實(shí)現(xiàn)專業(yè)技能人才培養(yǎng)目標(biāo)的有效途徑。模塊化思想起源于工業(yè)生產(chǎn)，其目的在于簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和制造工作，縮短產(chǎn)品和設(shè)備研制時(shí)間。例如加工零件時(shí)使用的夾具大都是由夾緊零件、定位零件等不同功能零件組裝而成?？蓪⑦@些功能零件事先設(shè)計(jì)和制造成各種結(jié)構(gòu)和規(guī)格的模塊零件，然后按專用夾具的結(jié)構(gòu)需要，選擇模塊零件進(jìn)行組裝。中職一個(gè)專業(yè)類中常有多個(gè)專業(yè)（或稱專門化）方向，因而在課程體系結(jié)構(gòu)上適合于專業(yè)分枝型結(jié)構(gòu)。在各專門化教學(xué)計(jì)劃中，課程種類基本相同，這就為課程模塊化提供了用武之地。從現(xiàn)代課程改革不斷深化的進(jìn)程看，學(xué)生越來越成為教育的主體。課程模塊化的設(shè)置，使學(xué)生既可以根據(jù)自己的興趣、需要和基礎(chǔ)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行選擇，也可以根據(jù)自己的具體條件安排學(xué)習(xí)時(shí)間、掌握學(xué)習(xí)進(jìn)度。以電氣控制與PLC課程為例，我們從以下幾個(gè)方面作一些模塊化設(shè)計(jì)的探討。

    2.電器及PLC控制技術(shù)模塊化教學(xué)的設(shè)計(jì)原則及方法

    2.1. 要針對(duì)學(xué)生未來的職業(yè)工作任務(wù)的過程設(shè)定模塊 中職教育的特點(diǎn)是以就業(yè)為導(dǎo)向,培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)符合企業(yè)崗位的需要。這就要求針對(duì)未來學(xué)生的職業(yè)工作任務(wù)來設(shè)計(jì)模塊。這和傳統(tǒng)教學(xué)具有本質(zhì)的不同。傳統(tǒng)教學(xué)中,課程的開設(shè)是學(xué)科型的,各個(gè)學(xué)科又各自強(qiáng)調(diào)自己的完整性和系統(tǒng)性,不同的課程對(duì)應(yīng)不同的學(xué)科目標(biāo); 電器及PLC控制技術(shù)課程模塊設(shè)置應(yīng)該是崗位能力型的,針對(duì)未來從事電氣及自動(dòng)控制等崗位工作任務(wù)確定課程模塊,課程模塊針對(duì)同一崗位能力群。

    2.2 .模塊的劃分要具有層次性 電器及PLC控制技術(shù)模塊的劃分要具有層次性。學(xué)生經(jīng)過電氣及繼電接觸器電路基礎(chǔ)的較低層次模塊的學(xué)習(xí)后,應(yīng)具有相應(yīng)的工作能力,可以學(xué)校安排到相應(yīng)的單位實(shí)習(xí)工作。允許學(xué)生經(jīng)過一段時(shí)間的實(shí)習(xí)后,再回來繼續(xù)PLC及其指令教學(xué)內(nèi)容的模塊的較高層次模塊的學(xué)習(xí),進(jìn)一步提升技術(shù)水平。例如,學(xué)生經(jīng)過初步學(xué)習(xí)可以獲得維修電工初級(jí)工,以后繼續(xù)學(xué)習(xí)以可以相繼獲得維修電工中級(jí)工、高級(jí)工以及技師。

    2.3.要注重理論的教授,更要重視實(shí)踐操作 工學(xué)結(jié)合是當(dāng)前中職教學(xué)發(fā)展的必然方向,也是中職院校教育與普通中學(xué)教育的本質(zhì)區(qū)別。因此,按專業(yè)培養(yǎng)方向在整體教學(xué)內(nèi)容中選擇有關(guān)模塊，組構(gòu)電器及PLC控制技術(shù)理論及與之配套的教學(xué)內(nèi)容。在選定理論教學(xué)內(nèi)容中把理論教學(xué)與基于崗位的操作過程的教學(xué)演示結(jié)合起來，使理論講授與實(shí)際工作不再脫節(jié)。比如在教師在給理論做演示的同時(shí)，遇到簡(jiǎn)單雷同的問題，也可以請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)，盡可能多叫一些學(xué)生上來。讓他們近距離觀察，或親自動(dòng)手拆分安裝操作，指出問題和注意事項(xiàng)。以便提高學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)對(duì)原理理解、記憶。對(duì)目前尚無條件進(jìn)行演示的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，教師可以借助多媒體課件在教室間接演示或者利用計(jì)算機(jī)模擬軟件進(jìn)行虛擬操作。爭(zhēng)取讓學(xué)生容易理解掌握。

    2.4.對(duì)電器及PLC控制技術(shù)理論的實(shí)訓(xùn)方法的改革 實(shí)訓(xùn)是綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能開展實(shí)際工作培訓(xùn)教學(xué)方法。要保障學(xué)生實(shí)踐操作的學(xué)習(xí),要充分發(fā)展實(shí)訓(xùn)基地;充分與企業(yè)聯(lián)系進(jìn)行合作教學(xué),以增加學(xué)生的上崗操作;充分利用上機(jī)模擬,以使學(xué)生徹底領(lǐng)會(huì)并掌握理論與操作。它可以在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室、教學(xué)工廠或地方相關(guān)企業(yè)進(jìn)行。PLC模塊化教學(xué)改革在選擇實(shí)訓(xùn)模塊時(shí)要充分考慮培養(yǎng)目標(biāo)及教學(xué)條件。盡可能利用學(xué)校條件滿足培養(yǎng)目標(biāo)的需求。如在校實(shí)驗(yàn)室或校辦工廠，利用1周到2周時(shí)間開展崗位實(shí)訓(xùn)。給學(xué)生一張較為復(fù)雜的電氣圖紙，要求學(xué)生在讀懂電氣控制系統(tǒng)圖紙的基礎(chǔ)上，親自動(dòng)手或和工人一起設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試控制柜(配電柜)，包括其中的主電路和控制電路?？梢灾攸c(diǎn)指導(dǎo)學(xué)生接線及布線工藝和方法等技能，考核其掌握程度。在實(shí)訓(xùn)中培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。為了拓寬視野。使學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)與技能和企業(yè)的實(shí)際需要緊密聯(lián)系，電氣控制與PLC理論實(shí)訓(xùn)方法改革要適當(dāng)安排時(shí)間和經(jīng)費(fèi)組織學(xué)生到工廠開展實(shí)訓(xùn)。組織帶領(lǐng)學(xué)生到有一定現(xiàn)代化控制水平的工廠進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，參觀了解工廠整體技術(shù)控制情況，細(xì)致學(xué)習(xí)工廠使用PLC及應(yīng)用，讓學(xué)生親自參與有關(guān)安裝與調(diào)試。提高學(xué)生綜合應(yīng)用技能，為更好地適應(yīng)將來的社會(huì)崗位打下基礎(chǔ)。

    2.5.對(duì)學(xué)生的考核要全面化多樣化 電器及PLC控制技術(shù)理論模塊化教學(xué)中對(duì)學(xué)生的考核,即要注重對(duì)結(jié)果的考核,更要注重對(duì)過程的考核;即要注重對(duì)理論的考核,更要注重對(duì)實(shí)踐操作的考核,體現(xiàn)工學(xué)結(jié)合的精神和中職的特色。

    3.教學(xué)內(nèi)容的模塊化設(shè)計(jì)

    根據(jù)職業(yè)教育模塊化教學(xué)理念，中職可以把目前《電器及PLC控制技術(shù)》課教材七章內(nèi)容根據(jù)勞動(dòng)力市場(chǎng)需求分析,明確勞動(dòng)力市場(chǎng)的現(xiàn)實(shí)需求和潛在需求，然后依據(jù)崗位職業(yè)能力分析,明確綜合職業(yè)能力,確定對(duì)應(yīng)的專業(yè)操作技能;根據(jù)崗位職業(yè)操作技能的需要,進(jìn)行教學(xué)分析和教學(xué)設(shè)計(jì)在保持現(xiàn)有基本內(nèi)容的前提下，整合為三個(gè)基本知識(shí)模塊：低壓電器及繼電接觸器電路基礎(chǔ)、可編程控制器(PLC)及其指令和PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用三大模塊組成。為了避免理論和技能訓(xùn)練的脫節(jié)，保證技能訓(xùn)練的有效性．在模塊化教學(xué)中，教學(xué)目標(biāo)要圍繞崗位工作過程開展，設(shè)置“基于崗位工作過程教學(xué)演示”環(huán)節(jié)，讓理論教學(xué)完全服務(wù)于“崗位工作過程的技能訓(xùn)練”，打破原有理論教學(xué)的內(nèi)容和要求，走出長(zhǎng)期形成的忽視專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)按教科書施教的簡(jiǎn)單化教學(xué)模式。模塊化教學(xué)也能與其他相關(guān)專業(yè)資源共享。有關(guān)專業(yè)在制訂新的教學(xué)大綱時(shí)．結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，充分利用模塊靈活易變的優(yōu)勢(shì)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有針對(duì)性地選擇重組。

    3.1.低壓電器及繼電接觸器電路基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容的模塊設(shè)計(jì) 低壓電器及繼電接觸器電路基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容的模塊把它分為兩個(gè)子功能模塊：一是“常用的低壓電器元件與基本控制電路子模塊”。二是“繼電接觸器控制系統(tǒng)分析與維修子模塊” 。每個(gè)功能模塊既有基礎(chǔ)知識(shí)的講解，又有“崗位工作過程的技能演示”環(huán)節(jié)。低壓電氣控制教學(xué)中增加的基于崗位工作過程的課堂教學(xué)演示內(nèi)容。包括從電器元件展示、安裝、選線、下線(剪成合適的長(zhǎng)度)、壓線、接線，到電器元件動(dòng)作演示、電氣控制線路接線演示等過程。通過低壓電器元件實(shí)物展示、電動(dòng)機(jī)基本控制電路接線及動(dòng)作的講解和演示，使學(xué)生掌握其原理及應(yīng)用；通過各種典型控制電路的安裝調(diào)試及運(yùn)行。使學(xué)生學(xué)會(huì)基于崗位工作過程的電氣控制柜的設(shè)計(jì)制作安裝調(diào)試及運(yùn)行的原理及方法。改革后的教學(xué)內(nèi)容可以使中學(xué)生的理論和崗位技能水平同時(shí)得到提高，另一方面，可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容因地制宜地自由選擇。

   3.2.可編程控制器(PLC)及其指令教學(xué)內(nèi)容的模塊設(shè)計(jì) 可編程控制器(PLC)及其指令模塊將它分為三個(gè)子模塊：一是“PLC初級(jí)子模塊”。包括：“PLC基礎(chǔ)知識(shí)、PLC基本指令、基本功能指令、編程方法及實(shí)用程序”；二是“PLC中級(jí)子模塊”．包括：“PLC基本控制指令、PLC比較指令、PLC跳轉(zhuǎn)指令、PLC順序控制指令等得編程技巧及實(shí)用程序”；三是“PLC高級(jí)子模塊”．包括：“PLC高速計(jì)數(shù)機(jī)脈沖輸出指令、A／D、D／A轉(zhuǎn)換模塊的應(yīng)用、PLC的通訊指令與應(yīng)用”等。三個(gè)子模塊及其由淺入深的內(nèi)容。反映了深淺不同的PLC的工作原理，性能指標(biāo)及編程方法。在教學(xué)中根據(jù)不同的專業(yè)、不同的崗位教學(xué)目標(biāo)選擇不同子模塊，對(duì)于有機(jī)組合理論教學(xué)與演示實(shí)踐。合理安排教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生盡快掌握相應(yīng)水平的知識(shí)和技能具有積極的意義。在加強(qiáng)課堂理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，所增加的工業(yè)生產(chǎn)過程應(yīng)用實(shí)例講解、電腦的虛擬驗(yàn)證性演示及基于崗位工作過程的應(yīng)用實(shí)例演示，發(fā)揮了案例教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)理解記憶、培養(yǎng)臨場(chǎng)工作應(yīng)變能力都有十分突出的作用。

    3.3.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容的模塊設(shè)計(jì) 教材中的“可編程控制器(PLC)設(shè)計(jì)及應(yīng)用”一般講述電氣及PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及電氣及PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例，如PLC在生產(chǎn)機(jī)械電氣控制中的應(yīng)用等。內(nèi)容較多，比較復(fù)雜，面對(duì)如此的教科書。經(jīng)驗(yàn)不豐富的教師難于按教學(xué)時(shí)數(shù)安排教學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)中易出現(xiàn)顧此失彼的情況，而學(xué)生對(duì)大量的教學(xué)內(nèi)容也無所適從，不易掌握。為解決這一問題，模塊化教學(xué)改革設(shè)置“PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用功能模塊”。此模塊分為五個(gè)子模塊，包括：用可編程控制器控制交流異步電動(dòng)機(jī)子模塊，自動(dòng)化生產(chǎn)線控制子模塊，電梯的PLC控制子模塊，機(jī)床動(dòng)力頭控制子模塊和機(jī)械手自動(dòng)控制子模塊。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用模塊不但講解了PLC控制系統(tǒng)構(gòu)成、工作原理和使用等內(nèi)容，相應(yīng)增加了“基于工作過程的課堂教學(xué)演示”?！皩?shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)”等教學(xué)內(nèi)容與環(huán)節(jié)。在具體教學(xué)大綱設(shè)計(jì)中，教師可以根據(jù)不同的專業(yè)、不同的崗位選擇所需的子模塊進(jìn)行教學(xué)。也可根據(jù)專業(yè)及崗位的需求對(duì)各子模塊中的內(nèi)容、深淺度加以調(diào)整，以適應(yīng)人才培養(yǎng)的需求。

    4.模塊化教改教學(xué)大綱的設(shè)計(jì)

    中職教育的特點(diǎn)是以就業(yè)為導(dǎo)向,培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)符合就業(yè)崗位的需要。這就要求教學(xué)大綱一定要根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和崗位工作要求的知識(shí)與技能去設(shè)計(jì)制定教學(xué)大綱，要選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)模塊構(gòu)成模塊群。大綱應(yīng)做到每一節(jié)課每一個(gè)實(shí)驗(yàn)每一次實(shí)訓(xùn)從內(nèi)容到方法都具有針對(duì)性、適應(yīng)性和嚴(yán)格的規(guī)定性。所制定的課程教學(xué)大綱是開展教學(xué)的制度性文件，不論誰講，不論選何種教科書，授課內(nèi)容與方法都應(yīng)相對(duì)一致，而不應(yīng)該因?yàn)榻處?、教科書或教學(xué)場(chǎng)所的變化而改變。科學(xué)合理的教學(xué)大綱，是實(shí)現(xiàn)模塊化教學(xué)改革的基礎(chǔ)和第一步?；趰徫还ぷ鬟^程的教學(xué)大綱要體現(xiàn)理論教學(xué)與技能教學(xué)并重的原則，讓理論教學(xué)和崗位技能訓(xùn)練一比一進(jìn)行．實(shí)踐教學(xué)應(yīng)占到課程總時(shí)數(shù)的50％以上；或者一節(jié)理論教學(xué)一節(jié)技能訓(xùn)練，讓每一節(jié)課的理論知識(shí)，都能在崗位工作中得到落實(shí)應(yīng)用，都能在實(shí)驗(yàn)室或?qū)嵱?xùn)室變成相應(yīng)的技能。在精心設(shè)計(jì)教學(xué)和崗位技能訓(xùn)練內(nèi)容的同時(shí)，教學(xué)大綱要在形式方面創(chuàng)新環(huán)節(jié)要素，其中應(yīng)包括章節(jié)標(biāo)題、內(nèi)容摘要、模塊性質(zhì)、授課時(shí)數(shù)、所用媒體、授課場(chǎng)所、作業(yè)與考核方法等要素。 

   5.結(jié)語 《電器及PLC控制技術(shù)》課程教學(xué)改革探索的特色在于：第一，要求教學(xué)大綱按照模塊集成的方式設(shè)計(jì)編制，因而內(nèi)容與形式都可靈活組織并有所突破。第二，所增加的基于崗位工作過程的課堂教學(xué)演示，可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，增加學(xué)習(xí)興趣。第三．采用模塊化教學(xué)有利于教學(xué)資源的合理整合，便于剔除交叉重復(fù)的教學(xué)內(nèi)容，節(jié)約教學(xué)時(shí)間。第四，強(qiáng)化了學(xué)生技能訓(xùn)練，使學(xué)生的知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際動(dòng)手能力得以大幅提高。并為將來的就業(yè)做好準(zhǔn)備，學(xué)生畢業(yè)后能很快的適應(yīng)崗位要求。電器及PLC控制技術(shù)課程中進(jìn)行的初步教改實(shí)驗(yàn)，基本體現(xiàn)出基于崗位工作過程的模塊化教學(xué)改革在上述共同特色。既有利于教師的“教”，又有利于學(xué)生的“學(xué)”。大大提高了教學(xué)效率和質(zhì)量。進(jìn)一步強(qiáng)化了學(xué)生崗位工作過程的體驗(yàn)，增加了就業(yè)適應(yīng)性。

   總之, 電器及PLC控制技術(shù)的模塊化教學(xué)設(shè)計(jì),作為一種新的教學(xué)模式,應(yīng)該體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容模塊化、能力培養(yǎng)項(xiàng)目化、實(shí)踐指導(dǎo)個(gè)性化;教學(xué)方法應(yīng)圍繞項(xiàng)目或工作任務(wù)展開。有計(jì)劃地在某些專業(yè)所涉課程中加以廣泛推廣，那么，模塊化教學(xué)、基于崗位工作過程的課堂教學(xué)演示和崗位技能訓(xùn)練等觀念將會(huì)被更多的人知曉，并在使用中取得更成熟的理論意義和更有價(jià)值的社會(huì)意義。