| 标题 | PLC原理与应用基础课程研讨型教学探索 |
| 范文 | 吴迪 周渊深 [摘 要]可以结合工程教育理念和研讨型教学法，探讨PLC原理与应用基础的教学改革，并依据工程教育的教学目标、教学组织理念、教学评价理念，结合一线教学实践，从教学目标设定、教学组织设计、考核评价方式三方面入手，结合研讨型教学法，提出对PLC原理与应用基础课程的教学改革思路。 [关键词]工程教育；研讨型教学法；实践模式 [中图分类号] G642.3 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）06-0039-02 PLC作为工业生产的四大支柱之一，其相关课程已经成为各大高校电气工程及自动化专业的必修课程。PLC原理与应用基础包含了计算机控制、工厂电气控制、传感器及信息技术等多个领域，教师在教学过程中要突出其在工程实际中的应用。为此，很多教育工作者将CDIO理念中的“做中学”概念引入课程教学，利用大量的工程事例，引导学生在动手中学习相关的知识点。这种方式虽然增强了学生的实际应用能力，但由于教学总课时的限制，大量的项目操作压缩了学生基础知识的学习时间，学生的基础知识体系建构很不完善。与此同时，如果知识点的学习主要是通过项目来完成，那学生就必须跟着教师的思路来完成项目，这样学生会缺乏独立思考的時间，这也不利于学生创新性思维的培养。 为此，笔者将研讨型教学法与CDIO理念相结合，根据本专业对毕业生的能力要求和PLC课程的教学特点，重新分配学时，选择合适的教学模式和教学媒体对PLC原理与应用基础课程的教学改革进行了实践。 一、CDIO理念与研讨型教学模式的改革思路 CDIO理念是以社会需要为教育目的，以构思（Conceive）—设计（Design）—实现（Implement）—运行（Operate）四个阶段为培养蓝本的教育思想。它强调学生主体、一体化学习、团队协作、在实际工作环境中完成知识的学习。研讨型教学法是指学生在理解和掌握课程基本内容的基础上，通过教师的引导，以研讨的形式理解知识、发现问题、研究问题，最终学会独立解决问题。较之于其他的教学法，研讨型教学法可以更好地在课堂上实现和发挥学生的主体作用，强化对学生知识体系的建构和创新思维的培养。 基于CDIO理念的研讨型教学模式是在遵循CDIO基本思想的基础上，突出研讨型教学法在教学中的应用，借研讨型教学法强化学生知识框架的建立和创新性思维的培养，提升PLC课程的质量和水平，从基础知识、基本技能、职业素养三方面实现对从事PLC工作的高素质技能型人才的培养。 二、新理念下的教学组织过程 （一）基于CDIO课程理念的教学目标设定 作为电气工程专业的核心专业课程，PLC原理与应用基础课程的目标是培养能够胜任工业控制系统的基本设计、安装、调试与维修工作，而且能对系统进行优化改进，乃至提出新的研发思路的复合型高级工程技术人才。结合PLC原理与应用基础的课程需要，我们从知识、能力、素养三个层面设定教学目标，共同架构起课程的目标体系。 1.知识层面：掌握可编程序控制器的基本原理。2.能力层面：（1）学生能够掌握常用电气控制电路程序设计的方法；（2）学生能够完成简单应用型题目的程序设计；（3）学生能够建构起自己的PLC原理的知识体系。3.素养层面：（1）学会团队协作，能够通过团队协作完成PLC的设计任务，能够依据各自的角色分工完成各自的工作任务；（2）学会创新思维，可以有针对性地对PLC项目的构思、设计、实施与运行提出自己的见解与看法。 （二）基于CDIO课程组织理念的教学组织设计 在PLC原理与应用基础上，笔者将项目设计与学生创新能力培养融合到各章节的教学过程中，从教学过程和考核评价方式两方面实现PLC课程的教学组织改革。 1.教学方式。构建以学生为中心，以任务为驱动，以团队项目学习为载体，以研讨型教学法为路径的教学方式。研讨型教学法强调在师生在共同探讨中完成教学，它突出强化了学生的主体性和能动性，将主动学习与经验学习进行衔接，将思考与模拟进行结合，最终实现CDIO提倡的一体化教学。 PLC原理与应用基础课程教学的核心是让学生学会设计一个工程项目。在工程项目的设计和实践中，实现构思（Conceive）—设计（Design）—实现（Implement）—运行（Operate）全过程。可以将PLC原理与应用基础分为两个部分，设定基础知识与项目设计两大内容。首先，由教师完成PLC各类基础知识的讲解，帮助学生建构起专业知识体系；其次，由教师讲解项目设计的基本思路，对学生进行分组，引导学生自主完成项目设计。 （1）基础知识讲解与知识体系建构。教师在讲解硬软件基础知识及设计的基本流程中，突出知识体系的建构。（2）项目设计。①建构基于项目的团队学习模式。教师布置项目内容，依据真正企业的方式及实际工程需要对学生进行分组，每4人为一组，分别代表项目经理、设计师、安装、质检。分组后，教师再次强调基本设计流程，学生自主学习设计环节中的细节部分。②落实以研讨为主要形式的项目设计环节。学生以小组形式设计项目，组长对组内成员进行分工，学生按照C-D-I-O四个环节进行思考，完成设计。③学生分组陈述设计方案，教师引导班级讨论。分组设计完成后，选取3-4组在课堂上进行本组项目设计方案汇报。由项目负责人对项目进行陈述。教师根据陈述内容，依据CDIO四个环节提出问题，小组的4个成员按照不同的分工、不同的职能角度进行回答。小组陈述完毕后，教师组织全班进行设计方案讨论。讨论结束后，教师不做总结，请各小组课下对讨论的内容进行消化吸收，并对自己的设计方案进行修改。④学生改进方案。学生在项目讨论完成后，根据课堂讨论的内容，对自己的项目设计进行修改，在保留自己的设计特色的基础上根据课堂上讨论的知识对本组项目进行完善。⑤学生进行项目运行的实验室模拟实践。学生把修改过的项目设计方案上交，教师批改，给出建议；学生拿着修改后的设计方案去实验室完成实验。通过硬件组装、接线、程序运行等来模拟实现、运行环节。 2.考核评价方式。CDIO学习评价的重要标准是考核学生在知识、能力、素质方面的学习效果，以此改进教学过程。其“教学评价过程按照确定学习效果、保持评价方法和学习效果相一致、利用多元方法收集和分析数据以及运用数据分析结果改进教学四个循环往复的步骤进行”。[2]PLC课程的考核评价方式参照上述四个步骤进行。 （1）确定学习效果。在PLC的课程教学中，项目教学法和研讨型教学法贯穿始终。学生上一项目的完成效果可以作为下一项目考核时的参照依据。简单而言，就是教师重点关注学生在设计执行第一个项目时所普遍忽略的知识与共性的错误，看这些问题是否在第二个项目的设计过程中会继续出现。如果继续出现，可以再次组织学生通过讨论强化其对应的知识点。 （2）保持评价方法和学习效果相一致。落实到PLC课程中，就是评价的严格程度与学习效果进行挂钩，在设计项目的过程中，如果遇到前面项目多次提到的知识点、考核点时，则提高相应的考核标准，将考核点进一步细化，并且考核标准更为严格化。 （3）利用多元方法收集和分析数据，并运用数据分析的结果改进教学。在PLC课程的教学中，教师可以通过学生完成任务的表现、设计项目的效果等方式进行数据收集，综合利用教师评价、学生评价、过程评价、结果评价等多种教学评价方式，通过项目考核，实现培养学生严谨的知识框架与创新思维的教学目的。①突出过程评价与结果评价结合的评价理念。过程评价重点关注学生在自主设计、陈述过程中专业知识的运用、能力的培养与团队合作执行任务的情况。结果评价重点关注学生最终方案的专业程度与可执行程度。课堂陈述讨论结束后，学生以组为单位将修改后的设计方案上交，每个小组组长根据小组成员的工作评分，教师综合分组研讨、现场陈述答辩、小组长意见为设计方案打分。②课程整体考核。PLC课程整体考核依据CDIO大綱的内容执行。课程成绩由五部分组成：出勤、课堂表现、作业、实践教学、期末理论考试。 三、结语 CDIO理念在引入国内教育的过程中，必然需要与国内的实际情况相结合，唯有多元化的探索才能为教育改革实践提供新的路径。笔者将CDIO教育理念与研讨型教学相结合，在电气工程专业大三年级两个班级的PLC原理与应用基础课程中进行了实践。相比传统的教学法，学生参与的主动性明显提高，在项目设计、陈述、运作等环节，都表现出了比以往更为浓厚的兴趣。通过课程考核及反馈，学生在知识体系建构、实践能力培养上也有了明显的进步。 [ 参 考 文 献 ] [1] 任玲，张宁，岑红蕾.“数字电子技术”研讨型课程探索[J]. 电气电子教学学报，2013（4）：51-52. [2] 崔军，汪霞.国际高等工程教育课程改革案例研究——美国麻省理工学院课程模式[J].中国高等教育评论，2013（00）：194-207. [3] 埃德维尔德著，顾佩华，沈民奇，陆小华译.重新认识工程教育——国际培养模式与方法[M].北京：高等教育出版社，2009. [4] 尹锦明，李木泉，杜建文.基于CDIO教育理念的基础工程教学改革实践[J].大学教育，2013（4）：80. [责任编辑：陈 明] |
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