電氣控制與PLC課程教學改革措施

時間:2022-09-30 09:09:03

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電氣控制與PLC課程教學改革措施

摘要:在新工科背景下,隨著智能制造技術的發(fā)展,傳統(tǒng)機械專業(yè)課程體系進行了很大的變革,“電氣控制plc”成為了機械類專業(yè)必修的主干核心課程,本課程基于培養(yǎng)能夠解決機械工程系統(tǒng)中自動化控制問題的能力、培養(yǎng)智能制造技術應用型人才的目的,面向應用型本科高?!半姎饪刂婆cPLC”課程,基于CDIO-OBE教學設計理念模式,從教學理念、教學組織實施、教學結果評價體系等方面提出教學改革方向及實施措施,提高畢業(yè)生質量的同時也為畢業(yè)生的后繼發(fā)展提供依仗。

關鍵詞:“電氣控制與PLC”;教學設計理念;教學方法設計;教學評價體系

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等前沿科技逐步取得技術性突破,以智能產業(yè)牽引的新一輪科技革命和產業(yè)革命正如火如荼地進行。中國經(jīng)濟發(fā)展正處于結構調整、轉型升級的攻堅期,新一輪科技和產業(yè)革命蓄勢待發(fā),技術與產業(yè)變革趨勢下的工程“新業(yè)態(tài)”已初露端倪[1-2]。面向未來技術和產業(yè)發(fā)展的新趨勢和新需求,中國高等工程教育的改革發(fā)展也已經(jīng)站在新的歷史起點?;趪覒?zhàn)略發(fā)展新需求,中國教育部提出了“新工科”計劃:以實踐、設計為核心,從技術進步和產業(yè)發(fā)展角度分析,指出中國工程教育改革方向[3]。

1課程現(xiàn)狀

“電氣控制與PLC”內容涵蓋電工電子技術、控制技術、計算機技術等技術,是制造業(yè)實現(xiàn)柔性化、自動化、集成化及智能化的基礎,是現(xiàn)代制造業(yè)中的關鍵技術之一,是自動化類專業(yè)的核心課程,包含理論教學和實踐教學2大部分[4]。理論知識涉及范圍廣、邏輯性強,實踐教學與工程實際結合緊密,對于缺乏工程實踐經(jīng)驗的學生而言,學習難度大,學生有恐學心理。同時由于培養(yǎng)大綱課時縮減,如何在有限的課時內,重構教學內容,豐富教學資源,改革教學方式和學生考核方案,激發(fā)學生的學習興趣和學習主動性,培養(yǎng)具有扎實理論基礎、解決工程實際能力的創(chuàng)新人才,是課程教學改革要解決的重點問題?,F(xiàn)行“電氣控制與PLC”教學體系主要存的幾個問題及要重點解決的問題如圖1所示。

2教學設計理念

CDIO工程教育模式是以培養(yǎng)學生個人能力、團隊協(xié)作能力及系統(tǒng)適應能力為目標,開展了專業(yè)培養(yǎng)標準、一體化課程體系、基于項目/問題教學、探究式教學等的研究與實踐工作[5]。OBE(OutcomeBasedEducation)是一種基于學習產出的教學模式,核心理念是“以學生為中心”“以成果為導向”和“持續(xù)改進”[6]。采用“反向設計,正向實施“的理念,重構整個教學體系,以使教學質量更具可操作性?!半姎饪刂婆cPLC”課程瞄準國家高等教育發(fā)展方向,以“新工科”內涵為導向,著眼于“新業(yè)態(tài)”下傳統(tǒng)產業(yè)和老專業(yè)的升級轉型問題,CDIO-OBE模式下的教學設計如圖2所示。

3教改措施

3.1課程內容建設

“電器控制與PLC”課程以學生發(fā)展為中心作為教學理念,根據(jù)學校辦學定位和人才培養(yǎng)目標,注重專業(yè)知識、實踐能力、綜合素質培養(yǎng),基于CDIO-OBE教育模式,制定課程主要內容;同時將最新工程實際案例、團隊成員教科研項目成果、現(xiàn)代設計方法、企業(yè)招聘等作為擴展課程內容,加深學生對本門課程學習重視程度,同時也為學生對本行業(yè)及行業(yè)的職業(yè)任職要求奠定基礎。教學內容建設如表1所示。

3.2課程組織實施

課程組織實施包括理論教學和實踐教學2大部分,教學質量管理包括課上管理和課下管理2大部分,教學資源利用包括線下教學和線上教學2大部分。理論教學實施采用“兩個結合”,即課上課下相結合和線上線下相結合。課上教學,通過課程前段學生分享知識背景、項目案例,課程后段學生梳理總結知識點來提高學生的參教度;課堂授課采用課堂討論、啟發(fā)式問答等多種方法進行思維引導;同時采用視頻、動畫、圖片等各種豐富教學素材提升課堂效率,提高學生學習的積極性。成立學生學習小組,建立健全的小組活動制度,通過小組討論、集體自習等方式進行課下學習,教師定期對活動小組進行檢查督導,促進學習小組活動健康有效進行。建立組長負責制的學習小組,讓學生全方位參與到教學活動中。同時建立學習互助伙伴,教師負責制定組織制度和工作流程,并定期對活動小組及互助學習伙伴進行檢查督導,促進學習小組活動有效進行。充分利用線上優(yōu)質平臺,開展釘釘直播課后輔導等教學內容,學生可反復觀看,最大化提升教學效果;同時利用線上平臺定期開展問卷調查、知識測驗,隨時掌握學生學習發(fā)展情況。實踐教學實施以“工程項目”為載體,做中學,學中做,突出學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。實踐采取二級答辯制度,由指導教師先給學生組長答辯,再由學生組長給學生答辯,發(fā)揮學生的主觀能動性,有效提升課程質量.

3.3構建教學結果評價體系

課程考核對學生的學習具有積極的導向作用,基于CDIO工程教育模式對標“兩性一度”設計過程評價標準,首先注重學生學習到什么知識、具備什么樣的能力,其次注重過程考核,注重學習過程性評價,加強過程控制,建立過程控制體系?;贑DIO工程教育模式對標“兩性一度”設計過程評價標準如表2所示。過程控制體系如圖3所示。

4結束語

通過教改實施措施,學生對本課程的學習熱情有所提高,學習成績穩(wěn)步提升,學風改善明顯。對“電氣控制與PLC”的知識、技能的掌握基本符合新工科形勢下相關行業(yè)領域的崗位需求,教學效果初現(xiàn)。指導學生參加西門子杯智能制造挑戰(zhàn)賽、河南省機器人大賽等學科競賽獲得多項獎勵。同時依據(jù)畢業(yè)生及相關企業(yè)反饋,畢業(yè)生在工作中在能夠很快勝任企業(yè)安排的工程項目,學生和企業(yè)的滿意度較高。由此來看,“電氣控制與PLC”的教改已初見成效,基本可以實現(xiàn)應用型工程教育的理論性、實踐性的統(tǒng)一,保證教學質量和畢業(yè)證質量雙優(yōu)。

作者:陳天聰 趙亞利 葉娟 單位:中原科技學院