以智能制造产线为载体的可编程控制器应用技术课程改革探索

    摘? 要 以市场为导向，在“可编程控制器应用技术”课程教学改革过程中坚持“科学定位、思维创新”的原则;紧跟行业技术发展动态，创新教育理念，修订人才培养方案，调整教学任务，改进教学方法;将信息技术合理用于日常教学，在课程中融入创新训练和专业技术新知识，旨在培养适应科技发展和市场需要的新型技能人才。

    关键词 智能制造;可编程控制器应用技术;教学改革;实训;互联网+教育

    中图分类号：G712? ? 文献标识码：B

    文章编号：1671-489X（2019）23-0095-03

    1 前言

    随着新的科技革命和产业革命的兴起，世界各国纷纷出台以智能制造为核心的发展战略。智能制造不仅是全球制造业的发展方向，也是我国战略性新兴产业的重要支柱。随着智能制造技术的推广和普及，智能控制技术、可编程控制器、人机交互技术、物联网技术等在现代工业控制领域的主导性地位越来越突出。可编程控制器应用技术是智能控制技术的重要支撑，其对应专业课“可编程控制器应用技术”是电气自动化专业核心课程。为了满足智能控制技术的专业需求，准确把握新技术发展动向，以宁夏职业技术学院最新引进的智能制造产线为载体，逐步推进课程改革。通过改进课程的教学方法、教学内容和教学手段，开发新项目、新案例，推进课程体系建设，努力培养能适应工业化社会高速发展，满足各种智能控制系统技术需求的高素质技能人才，探索符合智能制造发展趋势的电气自动化人才培养路径[1]。

    2 “技术驱动，证书引领”，修订课程标准

    随着多媒体信息技术的广泛应用，人们越来越多地接触到触摸屏。在自动控制操作中，触摸屏可以让操作人员按照界面指示操作，使操作变得简单生动，并且可以减少操作失误，提高工作效率和产品质量，保障设备的安全。在很多大型自动控制设备中，可编程控制器（PLC）和触摸屏几乎是不可分割的一个整体。同时，通过分析近几年国家“维修电工”职业技能鉴定试题库发现，触摸屏参与PLC控制系统的控制要求几乎是每次实操考试的必考内容。考虑到宁夏职业技术学院高职学生采用2+1培养模式，学生在校学习时间只有两年，学习压力较大，专门开设课程学习触摸屏技术，时间紧张，且课程和课程之间的衔接也存在很多不确定因素，达不到良好的学习效果。

    因此，宁夏职业技术学院将“可编程控制器应用技术”课程教学内容中原有的八个工作项目，结合考工考证的知识需求，进行重新设计，增加了触摸屏组态编写技术知识要点。通过设定合理的学习项目如“电动机正反转控制系统的触摸屏控制”“星三角降压启动控制系统的触摸屏控制”“小车自动往返运动控制系统的触摸屏控制”等，将触摸屏技术和可编程控制器应用技术合理地融合在一起，既完成可编程控制器控制技术典型知识点的学习，同时为实现控制系统升级又进一步学习了触摸屏的硬件组态、窗口组态、脚本编写等知识点。触摸屏个性化的画面设计和亲切、富有科技感的人机交互功能，激发了学生学习PLC编程和人机交互界面设计的热情，具有更好的学习体验[2]。

    智能制造技术的飞速发展使得各种用途的智能制造生产线相继诞生，智能制造产线运营维护、设备安装调试等方向的人才需求越来越大。为了紧跟时代发展和社会对人才的需求，宁夏职业技术学院引进华中数控股份公司研制开发的“HNC-iFactory-m1r1智能制造生产线平台”，该平台由工业机器人HSR-JR612（含第七轴）、加工中心（含在线检测）、数字化立体料仓、RFID物料识别系统、智能产线总控系统、云数控平台、高速钻攻中心等七大部分组成。其中高速钻攻中心、工业机器人HSR-JR612的电气控制部分及系统总控PLC均采用华中数控自主研发的PLC，该PLC是一款机床专用PLC，其特殊的控制要求使其与目前的通用PLC无论是从设备间的通信方式还是功能指令等方面，均有很多不同之处，但PLC的基本控制思想与通用PLC一致。

    通过剖析“智能制造生产线平台”的工作原理和结构特点，将其电气控制部分知识点进行分解，找出两者之间的共同点和切入点，以案例的方式合理引入现行的教学过程，并在实训教学环节创设智能产线相关实训任务，让学生以通用PLC知识为基础，通过学习了解智能产线的基本工作原理;帮助学生在后续课程中更好地理解机床、机器

    人、总控系统基本工作原理，通过短时间的学习掌握智能产线控制系统的专用PLC的控制程序，实施对智能产线的电气维护，为企业培养智能产线维护和运营人员，以及为各类智能产线技能竞赛选拔人才。

    3 信息技术助力教学改革

    大数据、互联网等新兴技术的推广和使用，推动了“互联网+教育”模式下高职院校的课程改革，不仅促进了教学理念的转变、教学方法和手段的创新，而且直接为高职院校的课程改革工作指明了方向。将“互联网+”等信息化的教学手段运用于课程教学，具有一定的先进性，为推进信息技术与课堂教学深度融合的线上、线下混合式教学模式改革，引导学生进行自主式、合作式、探究式学习，切实提高学生的计算机操作能力、数据采集处理能力及教师的教学水平和人才培养质量提供有力支撑[3]。

    积极探索“互联网+”教学新方式? 依托宁夏职业技术学院“阔知”“职教云”等专业数据平台及丰富的互联网资源，积极开展“可编程控制器应用技术”混合式教学。通过合理规划课程线上学习与课堂教学的教学内容、教学方法及手段，利用分组讨论、深度讲解、线上线下辅导答疑、随堂测验、活动参与等多种形式组织课堂教学活动。课程的开发与实施，充分调动学生的学习积极性，提高课堂教学质量、学生学习效率，强化学生计算机应用能力及借助互联网资源进行资料搜集和持续学习的能力[4]。

    踊跃开发个性化数字教学资源? 为了满足学生自主学习和个性化学习的需求，宁夏职业技术学院将教学过程中的重点、难点制作成精美的微课，把课本上的知识和实践结合到一起，引导学生主动思考，将碎片化的知识点进行连接，保证知识点的连贯性、完整性。在教学过程引入微课、动画、典型案例等信息化教学资源，使得教学过程生动直观，既具典型性又具創新性，受到师生的欢迎，取得较好教学的效果。

    4 创新思维促进教学发展

    “创新驱动”是“中国制造2025”的基本方针之一，创新驱动需要大量具有创新意识的技术人才，创新性和可持续发展的职业能力备受关注。为了推动高等职业教育高质量发展，课程改革将创新教育理念融入教学，并积极学习东部地区优势学校的专业发展思路，加强师资队伍建设、实验室的设置管理等措施促进教学发展，着重培养学生创新思维，提升学生对知识和技术的理解与运用能力、可持续发展的能力。

    以电气自动化专业实验室为依托，打破传统布局，有效结合教学、研究及培训项目需求，整合现有的电气控制、可编程控制实验室资源，建设开放、规范、有利于发挥学生聪明才智的综合创新环境。将智能产线划分成不同的实践模块，选出符合课程要求的模块，引导学生进行拓展学习，为培养学生的创新能力和增强现代工程意识提供硬件保证。

    定期举办“电气技术设计竞赛”，以“技术改造和小发明”为起点，将智能制造技术中应用的新知识、新技术融入其中，循序渐进地加强学生创新能力的培养。在课程综合实训项目中融合教师命题与学生设计，由教师制订项目设计任务书，提出指标要求;学生自行完成整个制作过程，包括资料查阅、方案设计、器件选择、软件编程、系统联调及作品展示。该项目以创新设计能力为主要培养目标，综合考察PLC各知识点及技能水平。同时，通过课程实验选拔和鼓励学生参加各类竞赛，利用专业知识申报创新创业项目、大学生创新性实验计划，不断提升学生的技能水平与创新能力，提高就业竞争力及团队协作能力。

    5 综合考核评估体系，护航教学改革

    首先，以“阔知”数字化平台的强大数据分析和统计功能为基础，建立“线上+线下”多样化质量考核评估体系，改变以往单一的课堂考试的考核模式。积极探索多种方法，通过笔试、操作、设计、讨论、调研、答辩、制作等多种途径的考核评估模式，考查学生的分析能力和应用能力，加强对学生学习过程的控制，督促学生学习，提高学习效率。根据“可编程控制器应用技术”课程的知识要点，考试时采用笔试的方式;而工程实践能力的考核则选择在实验室中进行，采用自选应用系统编程、设计、调试或者系统故障判断、排除等方式进行考核。

    其次，学习借鉴职业技能鉴定的思路，对课程建立课程知识要点考试大纲，包含技能考试大纲，并且建立相对应的开放式题库，注重对学生实践能力、创新能力和职业技能的考核。与此同时，加强对毕业生的调查跟踪，及时掌握用人单位对于毕业生就业质量的认可程度，通过人才需求企业给予的反馈意见不断调整教学策略、优化教学内容，确保人才的培养质量。

    6 结语

    “可编程控制器应用技术”是一门理论与实际紧密结合的应用型和技能型课程，也是一门应用广泛的专业技术，只有充分激發学生学习的兴趣和发挥学生的创造力，将知识融会贯通，才能在各个应用领域应用自如。基于“中国制造2025”国家战略及智能制造技术大发展的趋势，宁夏职业技术学院将以此为契机，不断更新理念，紧跟电气自动化技术发展动态，不断调整教学内容、优化教学方法，真正做到教学发展紧随技术进步，加强学生职业能力与综合素质双重培养，有效提高学生的社会竞争力，实现学生学以致用、学有所用，设备物尽其能、物有所用[5]。

    参考文献

    [1]包套图.国内一流高职院建设的探索与实践：以渤海船舶职业学院“双高”建设为例[J].船舶职业教育，2019（1）：

    66-67，70.

    [2]包峰，杨征，陈媛媛.高职院校《可编程序控制器应用技术》课程改革研究[J].农业网络信息，2013（3）：110-111，118.

    [4]李健，李智，彭韵陶.数字电子技术的混合式教学[J].教育教学论坛，2018（4）：175-176.

    [3]李桃，赵伟.互联网时代终身职业技能培训制度适应性效率研究[J].中国远程教育，2018（11）：70-78.

    [5]王其.《可编程序控制器应用技术》课程教学改革探索[J].科技信息，2009（28）：377.

    项目来源：2018年度宁夏回族自治区高等职业教育教学改革工程项目“以智能制造产线为载体的《可编程控制器应用技术》课程改革”。

    作者：马晓莉，宁夏职业技术学院，讲师，主要研究方向为电气控制、电力电子技术及应用（750021）。