论文部分内容阅读
[摘要]文章首先就项目驱动教学法在“PLC应用技术”课程教学的适用性进行了分析,进而探讨了教学项目的设计原则,并结合课程阐述了项目驱动教学法的教学环节设计及实施时的注意事项,最后,简单评价实施项目驱动法取得的教学效果。
[关键词]PLC应用技术 课程教学改革 项目驱动
[作者简介]贾宝会(1970- ),女,天津人,天津开发区职业技术学院,副教授、工程师 ,硕士,主要从事计算机自动控制技术方面的教学和科研工作;张文(1980- ),女,天津人,天津开发区职业技术学院,副教授,硕士,主要从事控制理论与控制工程方面的教学和科研工作;范智勇(1984- ),男,江西临川人,天津开发区职业技术学院,讲师,主要从事汽车技术服务、汽车营销方面的教学和科研工作。(天津 300457)
[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2013)18-0150-02
高职院校是培养高素质技能型人才的重要基地,教学中必须依据职业岗位标准,结合高职学生的特点,处理好理论教学与培养学生动手能力之间的关系。工业自动控制中的可编程控制器(以下简称PLC),在中国制造业由制造向“智造”的转变过程中将得到更加广泛应用,“PLC应用技术”课程是机电类专业开设的重要职业技术课程。现代企业对PLC技术人员的需求量日益增大,对于高职院校机电类学生来说,学好PLC课程,将会在很大程度上提高技术应用能力及就业能力。因此,在该课程的教学过程中,必须采取有效的教学方法,达到预期的教学目标。在近几年的“PLC应用技术”课程教学实践中应用了项目驱动教学法,取得很好的效果。
一、项目驱动教学法对于“PLC应用技术”课程的适用性分析
项目驱动教学法是基于行动导向的探究式教学的一种教学方法,它是将真实的或模拟的工程项目转化为教学项目,结合课程内容将项目分解为若干个工作任务,创设工作情境,引领学生完成任务,进而实现项目教学目标的教学活动①。以设计的多个典型项目为主线展开教学,把相关的知识点融入项目的各个任务中,层层推进项目。通常采用协作学习的方式开展教学,通过完成教学项目实现课程知识体系的建构。项目实施过程中,学生以相关任务的必备资料为载体,通过完成任务的具体实践获得相关知识与实践技能。
“PLC应用技术”课程主要包括继电接触控制、PLC组成与原理、PLC基本指令、功能指令、编程软件、PLC应用系统设计等几部分内容。该课程是机电类专业学生的必修主干课程,具有较强的实用性和可操作性,适于采用项目驱动教学法进行教学。因此,在该课程的教学过程中,树立“理实一体”的教学理念,以职业能力培养为核心,“以项目为驱动,以工作任务为引领”开展教学,充分调动学生的学习积极性和主动性。
二、项目驱动教学法的教学项目设计原则
在教学中实施项目驱动教学法,教学项目的设计最为关键②,它将直接影响到教学效果。因此,从职业岗位标准出发,整合课程内容,结合高职学生的特点,设计可行的具有生产实际意义的典型项目。教学项目既要涵盖课程的主要知识点和基本的技能要领,又要注意提升学生的学习兴趣,师生的教与学都要紧紧围绕项目的实施展开,并且要在工作情境上引入企业化的背景,使得整个教学活动最终模拟成“在企业中完成的工程项目”。教师将设计好的项目,由浅入深地分解为若干个工作任务,并将相关知识点合理地放置到各个任务中,在实施任务的基础上,实现项目的教学目标。在进行项目设计时,注意把握以下几个原则:
1.项目的设计必须遵循科学实用的原则。教师根据生产实际中典型工程项目结合学生已有的知识、经验、水平和兴趣来设计适合他们的教学项目,引导学生置身于探索知识、乐于动手实践的工作情境之中,“以学生为主体,以教师为主导”共同完成与生产实际任务相关联的教学活动。教学过程中所采用的教学项目,由课程组教师群策群力共同讨论确定,确保教学项目的科学性、实用性、可行性、典型性、综合应用性、创新性,并将其纳入到课程资源库中规范化管理。
2.项目设计的可行性。设计的项目应该尽可能只使用PLC控制技术,而不过多地涉及其他技术领域。项目设计的难度要适中,一般从学生的日常生活及易于理解的企业生产实际出发,设计出学生较为熟悉、易理解、感兴趣、能仿真实现的项目,如电机的正反转控制、运料小车的模拟控制、交通信号灯的模拟控制、自动化生产线的产品统计③等,激发学生的学习兴趣,引导学生自主学习。整个教学过程中,项目的实施要按照由简到繁,由易到难的原则进行。在教学中充分利用微机控制综合实训室展开既定项目的实践教学环节,将实现任务的方案转化为PLC控制系统设计,置入模拟情境中仿真实现,一方面使学生熟练PLC编程、硬件连接与调试;另一方面培养学生的观察能力,分析问题、解决问题能力,使学生得到的不再是单纯的理论分析,而是亲自动手实践后看到的直观运行状态和控制效果,进一步激发学生的学习兴趣。
3.项目设计的典型性。在“PLC应用技术”课程的教学中,首先,使用学生熟悉且易于理解的两个基本典型项目引导学生进入角色:(1)三相异步电动机正反转控制,学习PLC最基本的位操作指令,如逻辑与、或、非指令,体会逻辑控制思路,编写控制程序并在实训室模拟实现;(2)十字路口交通信号灯模拟控制,首先复习基本逻辑指令,再进一步学习基本逻辑功能指令中的定时器、计数器、比较指令,并在实训室模拟实现。然后,在完成基本项目的基础上实现PLC典型综合控制项目如基于电机正反转的运料小车模拟控制、工作台的自动往返控制,基于计数指令、比较指令应用的自动生产线产品统计、仓库进出货物统计等。
4.项目的设计要充分体现综合应用性与创新性。在学生较好地完成基本项目,熟悉PLC基本控制思路的基础上,实施综合项目,把学生已掌握的知识和即将学习的知识交融结合,不仅使学生把新旧知识融会贯通,而且提高了综合应用能力,逐渐靠近生产实际工程项目。教师要积极深入到现代化生产企业,了解先进生产工艺,熟悉PLC新的控制技术,并在项目实施过程中不断完善、更新项目,使之更加满足当前技术市场发展的需求。 三、项目驱动教学法在“PLC应用技术”课程中的实践
项目驱动教学法是学生在教师的指导下,以典型项目驱动,工作任务引领,通过合作学习形式,共同完成各相关工作任务,进而实现一个完整的教学项目而进行的教学活动④。下面结合“PLC应用技术”课程阐述实施项目驱动教学法过程中教学环节的设计及注意事项。
1.创设项目情境,明确工作任务。教师使用多媒体教学手段播放工业现场PLC控制技术应用的工程项目场景(如自动生产线传送带控制、交通灯自动控制、机械手臂自动焊接车架等),或者带学生参观一些自动化生产车间,使学生了解PLC控制系统的应用领域,感受其控制的能力,产生进入工作场景的真实感。教师将工程项目转化为教学项目,根据课程内容把教学项目分解为几个相关的工作任务,通过任务描述引导学生进入到工作情境中,学习相关的理论知识点,突出重点、剖析难点,结合任务进行分析、细化和深耕,推荐完成任务的方案,指引完成任务的途径,调动学生主动地参与到实现任务方案的分析讨论中。
2.教学过程要充分体现项目驱动,任务引领。以项目驱动学生的行动导向,教师将一个教学项目划分为几个相互独立又相互关联的工作任务,每个工作任务涵盖一定的知识点、教学重点、难点和相关的实践技能。然后,通过创设工作情境引出工作任务,学习相关理论知识,利用实训室实施工作任务。采用这种化整为零的策略,将复杂问题简单化,通过完成若干个工作任务来支撑项目的实现。
3.独立探索,团结协作完成任务。考虑学生的知识、能力、性别等相关因素,将学生分为若干个学习小组完成工作任务。两至三个学生为一组,其中一名为组长负责项目中各个任务的实施。首先进行任务实施方案设计,再利用上位机装载的编程软件进行编程、编译、下载,最后利用下位机PLC及其挂接实验箱上相应模块实现模拟控制。一组内的学生团结协作,完成软硬件设计、编程、接线、调试、运行、监控,使学生在实训室内完成PLC控制系统仿真。成员间相互合作,互相激励,积极主动地参与学习,不仅实现个人绩效,提高学习效果,也培养团队协作精神,共同完成教学目标。在完成工作任务期间,学生可以依据教学目标,独立寻找相关资料,阅读与分析后,通过成员间的互动、分析讨论,建构出该课程的知识体系。
4.以学生为主体、教师为主导。实施项目驱动教学法,教师必须根据职业岗位需求及课程教学内容预先设计一个或多个教学项目,并以项目中各个任务的实施为引领,组织学生进行讨论并开展实践性教学活动;学生熟悉工作任务情境,在工作任务的引领下,学习相关知识点,并采用小组形式亲自动手实践,完成项目下的相关工作任务,进而完成教学项目来实现课程知识体系建构。项目实施的过程中要注意引导学生的创新性思维,教师一定要从“前台”退到“后台”,使学生在学习过程中的地位变被动为主动,不要过多地干涉他们的行为,让他们充分地发挥。这样,学生不仅掌握了课程知识点,还通过项目将这些知识点连成一条线,在实践中构建课程知识体系,促进面向职业岗位的人才培养目标的实现。
5.项目展示与赏析,加强过程考核。为锻炼学生的表达能力、总结能力,培养学生的团队协作精神,每完成一个项目后,以小组为单位展示项目并汇报成果。各组根据项目的完成情况,阐述在项目实施中所遇到困难和问题、解决问题的方法、心得和体会。同学汇报完项目后,教师和同学们进行点评,给予激励和进一步提高的建议。这不仅使学生更加了解自己,而且能相互学习,取长补短。教师要和学生一起融入项目实践的过程中,指导他们分析问题、解决问题,和他们一起分享成功的喜悦。根据每位学生的学习态度、表现和成果及时地分析点评,并做好记录。在点评分析过程中,既要肯定学生的表现和成绩,也要针对其不足提出改进意见,以促使学生获得更大的提高。通过“学习—实践—反馈”的教学实践,不仅可以使学生快速深入地理解和掌握课程的内容,而且也培养了学生的职业能力。
四、实施项目驱动教学法的教学效果评价
项目驱动教学法以一个或几个典型项目为主线,把零散的知识与实践技能锻炼串在一起,增强了课程的系统性、完整性。项目实施过程中,以企业化背景创设工作情境,激发起学生的学习兴趣和求知欲,调动了学生的学习积极性和主动性,培养了学生自主学习能力、协同工作能力、职业能力,为日后的求职就业奠定基础。学生在教师的引导下亲身实践教学项目,他们会倍加珍惜自己的成果,也会不断地通过学习改进控制策略使之更加完善。如教师如何把握好自己是组织者而不是项目实施者的身份,如何全面调动全体学生积极性的问题等都有待进一步探索。项目驱动教学法是对传统教学方法的一种改革和创新,是实现高职院校高素质技能型人才培养的切实可行的教学方法,具有一定的推广价值。
[注释]
①罗恒辉.高职《JAVA程序设计》课程与项目驱动教学法[J].新课程研究,2008(7):108.
②刘春萍.项目教学法在高职“基础会计”课程中的应用[J].教育与职业,2011(26):142.
③贾宝会.技能实训课程的教学实践与研究[J].职业技术教育,2006(5):79.
④霍芳.论项目驱动教学模式的应用[J].中国校外教育,2008(14):216.
[关键词]PLC应用技术 课程教学改革 项目驱动
[作者简介]贾宝会(1970- ),女,天津人,天津开发区职业技术学院,副教授、工程师 ,硕士,主要从事计算机自动控制技术方面的教学和科研工作;张文(1980- ),女,天津人,天津开发区职业技术学院,副教授,硕士,主要从事控制理论与控制工程方面的教学和科研工作;范智勇(1984- ),男,江西临川人,天津开发区职业技术学院,讲师,主要从事汽车技术服务、汽车营销方面的教学和科研工作。(天津 300457)
[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2013)18-0150-02
高职院校是培养高素质技能型人才的重要基地,教学中必须依据职业岗位标准,结合高职学生的特点,处理好理论教学与培养学生动手能力之间的关系。工业自动控制中的可编程控制器(以下简称PLC),在中国制造业由制造向“智造”的转变过程中将得到更加广泛应用,“PLC应用技术”课程是机电类专业开设的重要职业技术课程。现代企业对PLC技术人员的需求量日益增大,对于高职院校机电类学生来说,学好PLC课程,将会在很大程度上提高技术应用能力及就业能力。因此,在该课程的教学过程中,必须采取有效的教学方法,达到预期的教学目标。在近几年的“PLC应用技术”课程教学实践中应用了项目驱动教学法,取得很好的效果。
一、项目驱动教学法对于“PLC应用技术”课程的适用性分析
项目驱动教学法是基于行动导向的探究式教学的一种教学方法,它是将真实的或模拟的工程项目转化为教学项目,结合课程内容将项目分解为若干个工作任务,创设工作情境,引领学生完成任务,进而实现项目教学目标的教学活动①。以设计的多个典型项目为主线展开教学,把相关的知识点融入项目的各个任务中,层层推进项目。通常采用协作学习的方式开展教学,通过完成教学项目实现课程知识体系的建构。项目实施过程中,学生以相关任务的必备资料为载体,通过完成任务的具体实践获得相关知识与实践技能。
“PLC应用技术”课程主要包括继电接触控制、PLC组成与原理、PLC基本指令、功能指令、编程软件、PLC应用系统设计等几部分内容。该课程是机电类专业学生的必修主干课程,具有较强的实用性和可操作性,适于采用项目驱动教学法进行教学。因此,在该课程的教学过程中,树立“理实一体”的教学理念,以职业能力培养为核心,“以项目为驱动,以工作任务为引领”开展教学,充分调动学生的学习积极性和主动性。
二、项目驱动教学法的教学项目设计原则
在教学中实施项目驱动教学法,教学项目的设计最为关键②,它将直接影响到教学效果。因此,从职业岗位标准出发,整合课程内容,结合高职学生的特点,设计可行的具有生产实际意义的典型项目。教学项目既要涵盖课程的主要知识点和基本的技能要领,又要注意提升学生的学习兴趣,师生的教与学都要紧紧围绕项目的实施展开,并且要在工作情境上引入企业化的背景,使得整个教学活动最终模拟成“在企业中完成的工程项目”。教师将设计好的项目,由浅入深地分解为若干个工作任务,并将相关知识点合理地放置到各个任务中,在实施任务的基础上,实现项目的教学目标。在进行项目设计时,注意把握以下几个原则:
1.项目的设计必须遵循科学实用的原则。教师根据生产实际中典型工程项目结合学生已有的知识、经验、水平和兴趣来设计适合他们的教学项目,引导学生置身于探索知识、乐于动手实践的工作情境之中,“以学生为主体,以教师为主导”共同完成与生产实际任务相关联的教学活动。教学过程中所采用的教学项目,由课程组教师群策群力共同讨论确定,确保教学项目的科学性、实用性、可行性、典型性、综合应用性、创新性,并将其纳入到课程资源库中规范化管理。
2.项目设计的可行性。设计的项目应该尽可能只使用PLC控制技术,而不过多地涉及其他技术领域。项目设计的难度要适中,一般从学生的日常生活及易于理解的企业生产实际出发,设计出学生较为熟悉、易理解、感兴趣、能仿真实现的项目,如电机的正反转控制、运料小车的模拟控制、交通信号灯的模拟控制、自动化生产线的产品统计③等,激发学生的学习兴趣,引导学生自主学习。整个教学过程中,项目的实施要按照由简到繁,由易到难的原则进行。在教学中充分利用微机控制综合实训室展开既定项目的实践教学环节,将实现任务的方案转化为PLC控制系统设计,置入模拟情境中仿真实现,一方面使学生熟练PLC编程、硬件连接与调试;另一方面培养学生的观察能力,分析问题、解决问题能力,使学生得到的不再是单纯的理论分析,而是亲自动手实践后看到的直观运行状态和控制效果,进一步激发学生的学习兴趣。
3.项目设计的典型性。在“PLC应用技术”课程的教学中,首先,使用学生熟悉且易于理解的两个基本典型项目引导学生进入角色:(1)三相异步电动机正反转控制,学习PLC最基本的位操作指令,如逻辑与、或、非指令,体会逻辑控制思路,编写控制程序并在实训室模拟实现;(2)十字路口交通信号灯模拟控制,首先复习基本逻辑指令,再进一步学习基本逻辑功能指令中的定时器、计数器、比较指令,并在实训室模拟实现。然后,在完成基本项目的基础上实现PLC典型综合控制项目如基于电机正反转的运料小车模拟控制、工作台的自动往返控制,基于计数指令、比较指令应用的自动生产线产品统计、仓库进出货物统计等。
4.项目的设计要充分体现综合应用性与创新性。在学生较好地完成基本项目,熟悉PLC基本控制思路的基础上,实施综合项目,把学生已掌握的知识和即将学习的知识交融结合,不仅使学生把新旧知识融会贯通,而且提高了综合应用能力,逐渐靠近生产实际工程项目。教师要积极深入到现代化生产企业,了解先进生产工艺,熟悉PLC新的控制技术,并在项目实施过程中不断完善、更新项目,使之更加满足当前技术市场发展的需求。 三、项目驱动教学法在“PLC应用技术”课程中的实践
项目驱动教学法是学生在教师的指导下,以典型项目驱动,工作任务引领,通过合作学习形式,共同完成各相关工作任务,进而实现一个完整的教学项目而进行的教学活动④。下面结合“PLC应用技术”课程阐述实施项目驱动教学法过程中教学环节的设计及注意事项。
1.创设项目情境,明确工作任务。教师使用多媒体教学手段播放工业现场PLC控制技术应用的工程项目场景(如自动生产线传送带控制、交通灯自动控制、机械手臂自动焊接车架等),或者带学生参观一些自动化生产车间,使学生了解PLC控制系统的应用领域,感受其控制的能力,产生进入工作场景的真实感。教师将工程项目转化为教学项目,根据课程内容把教学项目分解为几个相关的工作任务,通过任务描述引导学生进入到工作情境中,学习相关的理论知识点,突出重点、剖析难点,结合任务进行分析、细化和深耕,推荐完成任务的方案,指引完成任务的途径,调动学生主动地参与到实现任务方案的分析讨论中。
2.教学过程要充分体现项目驱动,任务引领。以项目驱动学生的行动导向,教师将一个教学项目划分为几个相互独立又相互关联的工作任务,每个工作任务涵盖一定的知识点、教学重点、难点和相关的实践技能。然后,通过创设工作情境引出工作任务,学习相关理论知识,利用实训室实施工作任务。采用这种化整为零的策略,将复杂问题简单化,通过完成若干个工作任务来支撑项目的实现。
3.独立探索,团结协作完成任务。考虑学生的知识、能力、性别等相关因素,将学生分为若干个学习小组完成工作任务。两至三个学生为一组,其中一名为组长负责项目中各个任务的实施。首先进行任务实施方案设计,再利用上位机装载的编程软件进行编程、编译、下载,最后利用下位机PLC及其挂接实验箱上相应模块实现模拟控制。一组内的学生团结协作,完成软硬件设计、编程、接线、调试、运行、监控,使学生在实训室内完成PLC控制系统仿真。成员间相互合作,互相激励,积极主动地参与学习,不仅实现个人绩效,提高学习效果,也培养团队协作精神,共同完成教学目标。在完成工作任务期间,学生可以依据教学目标,独立寻找相关资料,阅读与分析后,通过成员间的互动、分析讨论,建构出该课程的知识体系。
4.以学生为主体、教师为主导。实施项目驱动教学法,教师必须根据职业岗位需求及课程教学内容预先设计一个或多个教学项目,并以项目中各个任务的实施为引领,组织学生进行讨论并开展实践性教学活动;学生熟悉工作任务情境,在工作任务的引领下,学习相关知识点,并采用小组形式亲自动手实践,完成项目下的相关工作任务,进而完成教学项目来实现课程知识体系建构。项目实施的过程中要注意引导学生的创新性思维,教师一定要从“前台”退到“后台”,使学生在学习过程中的地位变被动为主动,不要过多地干涉他们的行为,让他们充分地发挥。这样,学生不仅掌握了课程知识点,还通过项目将这些知识点连成一条线,在实践中构建课程知识体系,促进面向职业岗位的人才培养目标的实现。
5.项目展示与赏析,加强过程考核。为锻炼学生的表达能力、总结能力,培养学生的团队协作精神,每完成一个项目后,以小组为单位展示项目并汇报成果。各组根据项目的完成情况,阐述在项目实施中所遇到困难和问题、解决问题的方法、心得和体会。同学汇报完项目后,教师和同学们进行点评,给予激励和进一步提高的建议。这不仅使学生更加了解自己,而且能相互学习,取长补短。教师要和学生一起融入项目实践的过程中,指导他们分析问题、解决问题,和他们一起分享成功的喜悦。根据每位学生的学习态度、表现和成果及时地分析点评,并做好记录。在点评分析过程中,既要肯定学生的表现和成绩,也要针对其不足提出改进意见,以促使学生获得更大的提高。通过“学习—实践—反馈”的教学实践,不仅可以使学生快速深入地理解和掌握课程的内容,而且也培养了学生的职业能力。
四、实施项目驱动教学法的教学效果评价
项目驱动教学法以一个或几个典型项目为主线,把零散的知识与实践技能锻炼串在一起,增强了课程的系统性、完整性。项目实施过程中,以企业化背景创设工作情境,激发起学生的学习兴趣和求知欲,调动了学生的学习积极性和主动性,培养了学生自主学习能力、协同工作能力、职业能力,为日后的求职就业奠定基础。学生在教师的引导下亲身实践教学项目,他们会倍加珍惜自己的成果,也会不断地通过学习改进控制策略使之更加完善。如教师如何把握好自己是组织者而不是项目实施者的身份,如何全面调动全体学生积极性的问题等都有待进一步探索。项目驱动教学法是对传统教学方法的一种改革和创新,是实现高职院校高素质技能型人才培养的切实可行的教学方法,具有一定的推广价值。
[注释]
①罗恒辉.高职《JAVA程序设计》课程与项目驱动教学法[J].新课程研究,2008(7):108.
②刘春萍.项目教学法在高职“基础会计”课程中的应用[J].教育与职业,2011(26):142.
③贾宝会.技能实训课程的教学实践与研究[J].职业技术教育,2006(5):79.
④霍芳.论项目驱动教学模式的应用[J].中国校外教育,2008(14):216.