工学结合的课程模式与教学改革研究
——基于《PLC控制技术》
李忠生1白崇彪1刘培勇2
工学结合作为职业教育的重要特征已经逐渐被大家所认识。在传统的教学过程中，很难激发学生学习的主观能动性，而工学结合的课程模式很好地解决了这个问题，本文以《PLC控制技术》教学为例，就工学结合的课程模式与教学融合进行探讨。
工学结合 教学改革 PLC控制技术
工学结合作为职业教育的重要特征已经逐渐被大家所认识。在工学结合职业教育模式的探索和实践中，除了校企合作机制和实习基地建设等宏观管理层面的问题外，在中观和微观层面上，也有必要积极探索建立适合中国国情的、符合工学结合要求的新型课程模式。工学结合课程基本内涵是：“学习的内容是工作，通过工作实现学习”。这里蕴含着丰富的现代职业教育理念、思想与方法。建立工学结合课程模式需要付出巨大的努力去系统解决课程领域的诸多问题。
职业教育学习领域是以一个职业的典型工作任务为基础的专业教学单元。它与学科知识领域没有一一对应关系，而是从具体的“工作领域”转化而来，常表现为理论与实践一体化的综合性学习任务。通过一个学习领域的学习，学生可完成某职业的一个典型工作任务(有用职业行动领域描述)，处理一种典型的“问题情境”；通过若干系统化的学习领域的学习，学生可以获得某一职业的职业资格。学习领域课程的特点是：（1）课程目标是综合职业能力和素质培养，在发展专业能力的同时，促进关键能力的发展；（2）学习的主体是学生，在满足企业岗位要求的同时，获得职业生涯发展潜力；（3）学习内容的基础是来源于工作实践的、某一职业的典型工作任务；（4）学习过程具有工作过程的整体性，学生在综合的行动中思考和学习，完成从明确任务、制订计划、实施检查到评价反馈整个过程。
学习领域与目前很多院校实施的项目课程既有联系又有区别，主要表现在：（1）学习领域常常以教学项目的形式出现，但不完全是教学项目，有时只是一些工作过程结构不完整的学习情境；（2）项目课程的随意性较大，而学习领域是经过整体化的职业分析得到的一个课程系统。学习领域课程更加关注课程之间的关系，关注课程的系统化结构，是项目课程的升华。
学习领域的一个基本特征是“学习过程具有工作过程的整体性”，即学生在综合的行动中思考和学习，完成从明确任务、制订计划、实施检查到评价反馈整个过程。实践证明，有效的职业学习只能通过实际工作来实现，即“做中学”。工学结合课程的主要教学形式，是让学生亲自经历结构完整的工作过程，并完成一些在所学专业(职业)中最具典型意义的综合性的工作任务。因此，工学结合课程的重要特点是工作过程系统化，亦称“基于工作过程”，这已经成为我国职业教育课程改革实践的热点。
工作过程是对人的“职业行动”这一复杂系统进行科学分析的工具，是工作人员在工作情境中为完成一件工作任务并获得工作成果而进行的一个完整的工作行动的程序。目前，对工作过程的一些不准确的理解。直接影响了对基于工作过程课程的探索。
可编程控制器(PLC)已广泛应用于各行各业，具有结构精美，硬件配置灵活方便，可靠性高，抗干扰能力强，易学易用，同时PLC既强调理论又偏重实践，与实际生产和应用紧密结合。当前，可编程控制器(PLC)已广泛应用于各行各业，北京地区的制造业对电气技术专业技能型人才的需求日见迫切，因此《PLC控制技术》课程已成为职业学校电控专业重要主干课程之一，可是目前的教学和实践存在诸多的问题，严重影响了PLC教学效果。如何上好这门课程，提高课堂教学的质量，成为摆在职业学校教师面前的重要问题。
一、PLC的教学现状及存在的问题
可编程控制器的教学包括理论教学和实验教学环节，理沦教学和实验教学往往是分开进行讲授，在讲授理论课程的过程中，有些概念光靠黑板板书和多媒体课件并不能使学生掌握。理论课与实践课分开教学的方式，使感性认识与理性认识不能有机的结合，制约了教学质量的提高。对于实验教学，以前PLC实验室虽然已经购置了12套日本三菱公司FX1N系列可编程控制器及12套欧姆龙公司c系列PLC，但大部分都是以验证性实验为主，学生每次做实验只需要按照指导书上的要求进行结果性验证，学生最多学会了编程器的使用和程序的输入方法，不利于学生创新意识的培养以及综合素质的提高，而且设备的使用率也很低。
理论教学与技能训练相互脱离，教学整体效率低下，学生就业不能适应企业的实际需要。使我们中职学校的毕业生所获得的知识和技能是一种相对独立的、单一的知识和技能，缺乏形成综合的知识和技能，同时缺乏从事电类专业相应岗位群的工作经验和职业性技能，也就是工作过程知识。为了解决这一问题，我校开展了《PLC控制技术》的课程改革。
二、改革目的
这项研究的目的有二个，一是将《PLC控制技术》课程构建成为一门通过理论与实践相结合的教学，培养电气技术专业学生的基本操作技能的课程。这门课程将把教学与实际工作情境相结合，通过PLC控制系统的安装、调试、排故等工作项目的实际训练，使学习者的专业知识与实操技能有机地结合起来，以培养学生的职业能力，从而获得就业所必备的工作过程知识。二是通过这门课程的构建，努力探索电控专业理论与实践一体化课程构建的方法。三、改革内容
（一）建设《PLC控制技术》课程，将实际的工作项目转化成为相应可实施的教学项目我们根据可编程序控制器的实际应用案例首先搭建了课程框架，把相应的指令学习和程序设计方法融入到具体的工作项目中。
（二）按照理论实践一体化的思想，围绕典型职业活动，编写科学、实用、规范的教材
教材内容融入职业道德和企业文化，融入职业资格标准，突出岗位核心能力，实施理论与实践一体化，教材内容与工作岗位内容的一致性。
整本教材以现场实际使用的一个个项目为载体，按照项目目标、项目分析、项目实施、相关知识、项目评估等结构进行编写，通过学生完成实际项目的程序编制、程序的上传下载、外部硬件电路的连接、检查、仿真运行、通电测试、项目评价的过程，培养学生简单程序设计、电路连接、调试及故障排查的职业能力。
（三）课程教学方法的改革
1、充分利用实物教具，激发学生兴趣
建构主义认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。《PLC控制技术》课程是与日常生活关系不太密切的专业课，学生在接触这门课程时，对课程中涉及到的PLC没有任何的认识，如果教师仍然采用传统的课堂讲授法，通过抽象的说教来让学生建构PLC硬件及其基本控制线路，容易引起学生厌烦，从而导致学生失去学习兴趣。
在进行常PLC认识教学时，我们从直观认识真实的可编程序控制器入手，首先带领学生到实训室，真实的体验PLC的实际应用，对PLC的应用有一个初步的直观的感性认识，然后针对PLC实训室的PLC从外部硬件上认识其硬件的结构部分及其作用，在学生的头脑中建构起PLC的硬件系统。然后在此基础之进一步学习PLC的软件系统及其工作原理，改变以往学生对PLC没有任何认识的基础上空讲结构原理的方式。把学生分编成不同的小组，每个小组围坐在一个实训台前，老师首先让学生以小组为单位，观察、识别PLC，然后教师利用实物和多媒体课件整体介绍PLC，同时让学生讨论其结构部件。在观察讨论的同时，指导学生接通PLC工作电源，观察PLC的工作状态，接着把事先编写好的简单的点动控制的程序传送到PLC中，指导学生连接好其外围硬件电路，通过输入端加入信号，观察PLC输入指示及其输出指示。这样通过实践，首先帮助学生在头脑中建构起PLC的真实实物，通过简单线路的连接，进一步认识输入及输出接口电路，这样从实践到认识，学生头脑中建构起来PLC的概念，然后再进一步学习就不再感觉枯燥和抽象，相反产生了兴趣，更乐于学习。从感性认识到理性认识之后，再让学生尝试搭建PLC简单应用的电路，从应用层面上进一步体会PLC的应用用，这样从实践、认识、再实践、再认识，逐步使学生掌握了PLC的结构、工作原理和使用方法。
针对《PLC控制技术》课程实践性、专业性强的特点，在教学过程中把现代教育技术、实践教学和理论教学的方法融合在一起，帮助学生建构起专业知识，通过教师的引导、学生的合作学习、自主学习，掌握学习的方法，同时培养了学生的职业核心能力。
2、以任务为引领，以实践为导向，培养学生综合职业能力的培养
为了体现任务引领、实践导向的课程思想，我将课程的教学内容分解设计成PLC的认识、编程软件的使用；PLC控制异步电动机典型控制系统安装、调试；PLC控制数码管、七彩雨伞、天塔灯、交通信号灯控制系统安装、调试及故障处理；PLC控制立体车库控制系统安装、调试及故障处理等项目，每个项目再分成若干个任务，以任务引领使学生在完成项目训练的过程中培养学生的综合职业能力。
为了逐步培养学生在异步电动机控制系统安装、调试及故障处理方面的职业能力，我们由浅入深设计了PLC控制电动机单向连续控制电路的安装、调试、PLC控制电动机正反转控制电路的安装、调试任务等。通过以典型控制系统为载体，创设工作环境，开展现场教学，教师示范和学生分组操作训练互动，学生提问与教师解答指导相结合，让学生在多个工作任务中不断强化识别电气控制器件、图纸，熟练使用电工工具、测量工具，学会安装、调试PLC电气控制系统和设备。
3、采用多元化的考核评价方式，以考促学
（1）改革传统的学生评价手段和方法，采用阶段评价、项目评价、目标评价。学生每完成一个项目后给与及时评价，最后进行综合评价。
（2）关注评价的多元性，结合课堂提问、学生作业、平时测验、项目实训、技能竞赛及考试情况综合评定学生成绩。
（3）注重学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力的考核，鼓励学习和应用上有创新的学生，综合评价学生的能力。
四、结论和建议
在整个教学改革与探索的过程中，通过任务的引领，理论教学和实践教学相结合，渗透职业理想教育，以学生为主体，以教师为主导，注重对学生探究能力、实践能力、自主学习意识、合作意识和学生综合职业能力的培养。学生在许多方面都有了进步：在理论知识的理解和掌握上取得了一些的效果，在电路实践操作技能方面有了较大提高；学生在学习兴趣、自信心等方面也有增强；通过小组协作使学生学会倾听、交流和分享，学生之间的协作意识，团队意识得到提高。通过本门课程的改革，在电路实践操作技能方面有了较大提高，程序设计和编写方面仍然偏弱。同时我们发现，学生前期《电子》课程学习还不到位也影响到其对程序指令的学习及理解，再有学生英语程度也制约了学生对英文版编程软件的使用。
[1]刘邦祥．试论职业教育中的行动导向教学[J]．职教论坛,2006(01x)．
[2]姜大源．“学习领域”课程：概念、特征与问题——关于德国职业学校课程重大改革的思考[J]．外国教育研究,2003(01)．
[3]邓泽民,王宽．现代四大职教模式[M]．北京：中国铁道出版社,2006．
（作者单位：1.北京铁路电气化学校；2.山东省食品发酵工业研究设计院）
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