中职电器及PLC控制技术课程模块化设计探讨

   【摘要】针对电气控制的现状，结合中职技术教育和我校课程建设的实际，提出了实施模块化课程设计的构想。

   【关键词】电器及PLC控制技术；岗位工作过程；模块化设计；技能训练。

   1.引言 《电器及PLC控制技术》是一门专业性、技术性、实践性很强的课程。也是职业中学电类、机械类学生必修的一门专业课程。我们在教学实践中和企业的实际工作也体会到，实施模块化教学是解决理论的应用性和操作性，实现教学工作的专业性和针对性，实现专业技能人才培养目标的有效途径。模块化思想起源于工业生产，其目的在于简化设计和制造工作，缩短产品和设备研制时间。例如加工零件时使用的夹具大都是由夹紧零件、定位零件等不同功能零件组装而成。可将这些功能零件事先设计和制造成各种结构和规格的模块零件，然后按专用夹具的结构需要，选择模块零件进行组装。中职一个专业类中常有多个专业（或称专门化）方向，因而在课程体系结构上适合于专业分枝型结构。在各专门化教学计划中，课程种类基本相同，这就为课程模块化提供了用武之地。从现代课程改革不断深化的进程看，学生越来越成为教育的主体。课程模块化的设置，使学生既可以根据自己的兴趣、需要和基础对教学内容进行选择，也可以根据自己的具体条件安排学习时间、掌握学习进度。以电气控制与PLC课程为例，我们从以下几个方面作一些模块化设计的探讨。

    2.电器及PLC控制技术模块化教学的设计原则及方法

    2.1. 要针对学生未来的职业工作任务的过程设定模块 中职教育的特点是以就业为导向,培养的学生应符合企业岗位的需要。这就要求针对未来学生的职业工作任务来设计模块。这和传统教学具有本质的不同。传统教学中,课程的开设是学科型的,各个学科又各自强调自己的完整性和系统性,不同的课程对应不同的学科目标; 电器及PLC控制技术课程模块设置应该是岗位能力型的,针对未来从事电气及自动控制等岗位工作任务确定课程模块,课程模块针对同一岗位能力群。

    2.2 .模块的划分要具有层次性 电器及PLC控制技术模块的划分要具有层次性。学生经过电气及继电接触器电路基础的较低层次模块的学习后,应具有相应的工作能力,可以学校安排到相应的单位实习工作。允许学生经过一段时间的实习后,再回来继续PLC及其指令教学内容的模块的较高层次模块的学习,进一步提升技术水平。例如,学生经过初步学习可以获得维修电工初级工,以后继续学习以可以相继获得维修电工中级工、高级工以及技师。

    2.3.要注重理论的教授,更要重视实践操作 工学结合是当前中职教学发展的必然方向,也是中职院校教育与普通中学教育的本质区别。因此,按专业培养方向在整体教学内容中选择有关模块，组构电器及PLC控制技术理论及与之配套的教学内容。在选定理论教学内容中把理论教学与基于岗位的操作过程的教学演示结合起来，使理论讲授与实际工作不再脱节。比如在教师在给理论做演示的同时，遇到简单雷同的问题，也可以请学生上台，尽可能多叫一些学生上来。让他们近距离观察，或亲自动手拆分安装操作，指出问题和注意事项。以便提高学习兴趣，加强对原理理解、记忆。对目前尚无条件进行演示的实验项目，教师可以借助多媒体课件在教室间接演示或者利用计算机模拟软件进行虚拟操作。争取让学生容易理解掌握。

    2.4.对电器及PLC控制技术理论的实训方法的改革 实训是综合运用所学知识和技能开展实际工作培训教学方法。要保障学生实践操作的学习,要充分发展实训基地;充分与企业联系进行合作教学,以增加学生的上岗操作;充分利用上机模拟,以使学生彻底领会并掌握理论与操作。它可以在学校实验室、教学工厂或地方相关企业进行。PLC模块化教学改革在选择实训模块时要充分考虑培养目标及教学条件。尽可能利用学校条件满足培养目标的需求。如在校实验室或校办工厂，利用1周到2周时间开展岗位实训。给学生一张较为复杂的电气图纸，要求学生在读懂电气控制系统图纸的基础上，亲自动手或和工人一起设计、安装、调试控制柜(配电柜)，包括其中的主电路和控制电路。可以重点指导学生接线及布线工艺和方法等技能，考核其掌握程度。在实训中培养学生的综合能力。为了拓宽视野。使学生所学的理论知识与技能和企业的实际需要紧密联系，电气控制与PLC理论实训方法改革要适当安排时间和经费组织学生到工厂开展实训。组织带领学生到有一定现代化控制水平的工厂进行实训，参观了解工厂整体技术控制情况，细致学习工厂使用PLC及应用，让学生亲自参与有关安装与调试。提高学生综合应用技能，为更好地适应将来的社会岗位打下基础。

    2.5.对学生的考核要全面化多样化 电器及PLC控制技术理论模块化教学中对学生的考核,即要注重对结果的考核,更要注重对过程的考核;即要注重对理论的考核,更要注重对实践操作的考核,体现工学结合的精神和中职的特色。

    3.教学内容的模块化设计

    根据职业教育模块化教学理念，中职可以把目前《电器及PLC控制技术》课教材七章内容根据劳动力市场需求分析,明确劳动力市场的现实需求和潜在需求，然后依据岗位职业能力分析,明确综合职业能力,确定对应的专业操作技能;根据岗位职业操作技能的需要,进行教学分析和教学设计在保持现有基本内容的前提下，整合为三个基本知识模块：低压电器及继电接触器电路基础、可编程控制器(PLC)及其指令和PLC控制系统设计及应用三大模块组成。为了避免理论和技能训练的脱节，保证技能训练的有效性．在模块化教学中，教学目标要围绕岗位工作过程开展，设置“基于岗位工作过程教学演示”环节，让理论教学完全服务于“岗位工作过程的技能训练”，打破原有理论教学的内容和要求，走出长期形成的忽视专业培养目标按教科书施教的简单化教学模式。模块化教学也能与其他相关专业资源共享。有关专业在制订新的教学大纲时．结合专业特点，充分利用模块灵活易变的优势，对教学内容进行有针对性地选择重组。

    3.1.低压电器及继电接触器电路基础教学内容的模块设计 低压电器及继电接触器电路基础教学内容的模块把它分为两个子功能模块：一是“常用的低压电器元件与基本控制电路子模块”。二是“继电接触器控制系统分析与维修子模块” 。每个功能模块既有基础知识的讲解，又有“岗位工作过程的技能演示”环节。低压电气控制教学中增加的基于岗位工作过程的课堂教学演示内容。包括从电器元件展示、安装、选线、下线(剪成合适的长度)、压线、接线，到电器元件动作演示、电气控制线路接线演示等过程。通过低压电器元件实物展示、电动机基本控制电路接线及动作的讲解和演示，使学生掌握其原理及应用；通过各种典型控制电路的安装调试及运行。使学生学会基于岗位工作过程的电气控制柜的设计制作安装调试及运行的原理及方法。改革后的教学内容可以使中学生的理论和岗位技能水平同时得到提高，另一方面，可以实现教学内容因地制宜地自由选择。

   3.2.可编程控制器(PLC)及其指令教学内容的模块设计 可编程控制器(PLC)及其指令模块将它分为三个子模块：一是“PLC初级子模块”。包括：“PLC基础知识、PLC基本指令、基本功能指令、编程方法及实用程序”；二是“PLC中级子模块”．包括：“PLC基本控制指令、PLC比较指令、PLC跳转指令、PLC顺序控制指令等得编程技巧及实用程序”；三是“PLC高级子模块”．包括：“PLC高速计数机脉冲输出指令、A／D、D／A转换模块的应用、PLC的通讯指令与应用”等。三个子模块及其由浅入深的内容。反映了深浅不同的PLC的工作原理，性能指标及编程方法。在教学中根据不同的专业、不同的岗位教学目标选择不同子模块，对于有机组合理论教学与演示实践。合理安排教学内容，使学生尽快掌握相应水平的知识和技能具有积极的意义。在加强课堂理论教学的基础上，所增加的工业生产过程应用实例讲解、电脑的虚拟验证性演示及基于岗位工作过程的应用实例演示，发挥了案例教学的优势，对于提高学生的学习兴趣，增强理解记忆、培养临场工作应变能力都有十分突出的作用。

    3.3.PLC控制系统设计及应用教学内容的模块设计 教材中的“可编程控制器(PLC)设计及应用”一般讲述电气及PLC控制系统的设计及电气及PLC控制系统的应用实例，如PLC在生产机械电气控制中的应用等。内容较多，比较复杂，面对如此的教科书。经验不丰富的教师难于按教学时数安排教学内容，在教学中易出现顾此失彼的情况，而学生对大量的教学内容也无所适从，不易掌握。为解决这一问题，模块化教学改革设置“PLC控制系统设计及应用功能模块”。此模块分为五个子模块，包括：用可编程控制器控制交流异步电动机子模块，自动化生产线控制子模块，电梯的PLC控制子模块，机床动力头控制子模块和机械手自动控制子模块。PLC控制系统设计及应用模块不但讲解了PLC控制系统构成、工作原理和使用等内容，相应增加了“基于工作过程的课堂教学演示”。“实验和实训”等教学内容与环节。在具体教学大纲设计中，教师可以根据不同的专业、不同的岗位选择所需的子模块进行教学。也可根据专业及岗位的需求对各子模块中的内容、深浅度加以调整，以适应人才培养的需求。

    4.模块化教改教学大纲的设计

    中职教育的特点是以就业为导向,培养的学生应符合就业岗位的需要。这就要求教学大纲一定要根据专业培养目标和岗位工作要求的知识与技能去设计制定教学大纲，要选择适当的教学模块构成模块群。大纲应做到每一节课每一个实验每一次实训从内容到方法都具有针对性、适应性和严格的规定性。所制定的课程教学大纲是开展教学的制度性文件，不论谁讲，不论选何种教科书，授课内容与方法都应相对一致，而不应该因为教师、教科书或教学场所的变化而改变。科学合理的教学大纲，是实现模块化教学改革的基础和第一步。基于岗位工作过程的教学大纲要体现理论教学与技能教学并重的原则，让理论教学和岗位技能训练一比一进行．实践教学应占到课程总时数的50％以上；或者一节理论教学一节技能训练，让每一节课的理论知识，都能在岗位工作中得到落实应用，都能在实验室或实训室变成相应的技能。在精心设计教学和岗位技能训练内容的同时，教学大纲要在形式方面创新环节要素，其中应包括章节标题、内容摘要、模块性质、授课时数、所用媒体、授课场所、作业与考核方法等要素。 

   5.结语 《电器及PLC控制技术》课程教学改革探索的特色在于：第一，要求教学大纲按照模块集成的方式设计编制，因而内容与形式都可灵活组织并有所突破。第二，所增加的基于岗位工作过程的课堂教学演示，可以调动学生学习的积极性、主动性，增加学习兴趣。第三．采用模块化教学有利于教学资源的合理整合，便于剔除交叉重复的教学内容，节约教学时间。第四，强化了学生技能训练，使学生的知识转化为实际动手能力得以大幅提高。并为将来的就业做好准备，学生毕业后能很快的适应岗位要求。电器及PLC控制技术课程中进行的初步教改实验，基本体现出基于岗位工作过程的模块化教学改革在上述共同特色。既有利于教师的“教”，又有利于学生的“学”。大大提高了教学效率和质量。进一步强化了学生岗位工作过程的体验，增加了就业适应性。

   总之, 电器及PLC控制技术的模块化教学设计,作为一种新的教学模式,应该体现教学内容模块化、能力培养项目化、实践指导个性化;教学方法应围绕项目或工作任务展开。有计划地在某些专业所涉课程中加以广泛推广，那么，模块化教学、基于岗位工作过程的课堂教学演示和岗位技能训练等观念将会被更多的人知晓，并在使用中取得更成熟的理论意义和更有价值的社会意义。