杨嘉鹏 胡 兵 魏成伟 段友莲

新疆工程学院 新疆乌鲁木齐 830023

“十三五”是我国经济转型升级的关键时期，我国工业面临着结构的升级与优化布局，需要大量具备创新意识和实践能力的应用型技术人才，地方应用型本科院校作为高等教育的重要组成部分，只有坚持内涵建设，准确地把握人才培养目标，进行课程改革[1]，才能为社会输送具有社会责任感、法制意识、创新意识的应用型工程技术人员，服务国家和区域经济社会发展，提高我国人才参与国际竞争的能力[2]。课程体系改革是应用型本科内涵建设的核心，而专业课程的重建与整合是课程体系建设的关键[3]，本文以新疆工程学院自动化专业为例，探讨了工厂电气控制及PLC课程重建的理论和方法。

1 课程体系的重建

随着我国“双一流”大学建设的启动，“专业”走在了“学校”前面，我国越来越重视特色专业的建设，而开设自动化专业的学校有很多，有原“985”“211”院校，还有很多地方应用型本科院校，如何搞好内涵建设，突显自身优势，走出一条具有区域特色的道路，是学校发展的关键。通过对自动化专业的人才培养方案进行改革，提出了总体思路：“以任务为导向，工程应用能力为主线，构建任务化教学体系，融入创新创业教育，服务新疆经济发展建设。”围绕人才培养目标，根据自动化专业的职业核心能力，打破传统的文化基础课、专业基础课、专业课的三段式教育模式[4]，重点建设工厂电气控制及PLC课程群。如图1所示，工厂电气控制及PLC涵盖了电气制图及AutoCAD、工厂电气控制、PLC、组态控制课程内容，这几门课程在知识的学习及技能实践方面有一定的衔接性和相关性，具备较强的工程技术实践性和应用性特征，将上述几门课程的知识“打烂、揉碎”，改革原有课程体系和教学内容，以工程应用能力和专业知识的应用为主要目标，实现模块化、项目式的课程内容、方法及手段。

图1 工厂电气控制及PLC课程群的重建

2 教学内容的创新设计

2.1 能力渐进的任务化教学模块设计

重建后的工厂电气控制及PLC课程群内容多、工程应用性强，为了让学生能扎实地掌握理论知识及实践技能[5]，提炼出典型工作任务，在教学内容及教学过程中采用模块化、项目式的教学设计[6]，以工程现场常用的电机控制线路、PLC控制线路、典型生产线自动流程控制为载体，融入知识能力、工程技术能力、职业综合素质内容[7]。课程模块按照职业能力养成的规律循序渐进地进行设置：基础线路控制→较复杂线路控制→复杂线路控制→综合项目应用。例如对于电机的控制线路，通过对三相异步电动机的直接启动、正反转、顺序启动、生产线卸料仓的控制等典型模块的学习，使学生在学习理论知识的同时，熟练掌握低压电器元件的选型与使用、导线的正确选型、三相异步电动机控制线路的设计、安装与排除故障等应用技能，同时按照工程现场的要求，学会使用CAD软件进行电气线路图纸的设计绘制，并进行图表资料的整理归纳。学生在学习了接触器、继电器等元件对电动机进行控制技术后，具备了电气控制线路的设计、安装、调试的基础，再通过PLC对电动机的启停控制、调速控制以及PLC在工业系统中的定时控制、温度控制等典型模块的学习，掌握使用PLC及变频器在工业系统中进行自动控制线路的设计、安装、调试技能，最后再通过综合模块的训练，将传统电气控制线路、PLC控制等内容综合到一起，使用组态软件进行典型生产流程电气控制系统的设计[8]。在课程模块的设计中，通过创建职业工作环境，进行典型工作任务的课程化、教学任务的工作化、工作过程的系统化，让学生在“教中学，学中做，做中创新”，掌握自动化专业学生具备的专业核心能力、职业素养和创新能力。

2.2 典型工作任务的课程化设计

在进行课程内容设计时，为了让学生在课堂上“真学、真做、掌握真本领”，模块内容依据“学习规律”设置，每个模块就是一个典型工作任务。以往在工厂电气控制内容讲授时，先把所有用到或用不到的低压电器都学习一遍，这样导致学生学习完所有元件后，依然不知道学的是什么，学了有什么用，完全建立在纯理论的概念学习上。而采用典型工作任务课程化设计后(见表1)，学生学习完模块1，具备相关的工器具及工作间安全操作规程后，在模块2的学习中，对电动机进行直接启动控制时，需要用到刀开关及低压断路器，那么在这个任务中，只学习刀开关和低压断路器，其他不用的元件不需要学习，学生在任务中有清晰的学习目标，教师在教学中有明确的教学目标。在模块设计时，每个模块之间又存在着知识及能力递进的关系，例如在模块3中，第一次使用接触器，只需要初步认识接触器，掌握接触器结构、图文符号，简单会使用即可。在模块4中，第二次用到接触器，就要了解接触器的主辅触点、线圈等详细技术参数，需要熟练使用接触器；在模块7中，要学会在具体线路中进行电气参数计算，学会接触器的选型，对接触器进行了更深入的学习。在进行课程内容设计时，每个任务模块又模拟着工程应用场景，如表2所示模块17，通过“发布任务→提出改进方法→学习新的知识点、技能点→进行线路的改进设计，并进行安装调试→验收材料的绘制、整理→考核验收”这一系列过程的学习，模拟了真实职业环境，让学生在课堂上“真学、真做、掌握真本领”。

表1 部分模块的内容及教学目标

表2 模块17的组织方式

3 教学方法与手段的创新

3.1 教学模式的设计与创新

课程践行“产学结合，融入双创”的人才培养理念，采用一体化的教学模式。在进行教学时，每个模块如果只设置2学时，学习时间不够，因此课程设置了每次课4个学时，对于任务较多的模块可安排2次课进行学习，同时课程群融入了多门课程，课程内容较多，因此可分2学期进行课程教学。由于模拟了真实工程应用环境，任务场景有所变化，如机房、实训室、工业流程控制现场(模拟)等，上课地点不同，学生不再局限于教室听课，可在模拟的职业环境中进行知识的学习、技能的训练。另外，课程不同的模块会由擅长这一领域的企业专家或工程经验丰富的教师进行授课，学生可以在课程的学习中感受到不同教师的风格与思路[9]。

3.2 多种教学方法的运用

在课程教学中，根据教学目的和任务、内容特点以及学生的实际学习水平等因素，灵活运用多种先进的教学方法[10]。以学生为主体、以工程应用能力为中心的原则，采用适合应用型本科特色的教学方法，如项目教学法、案例教学法、讲练结合式教学法、现场体验式教学法等，将知识点与实际应用结合起来增强学生的学习兴趣，并以学生为主体，教师加以适当的引导，从“要我学”变为“我要学”，将抽象的设备和工艺变成亲身体验，让学生掌握现场生产工艺、流程，掌握现场调试方法和仪器设备的使用，为今后进入工作岗位打下扎实的理论基础和应用技能。

3.3 现代教学手段的应用

通过多媒体手段，对于课程中不具备条件购买的元器件设备，可通过播放图像、视频资料来帮助学生学习。灵活运用网络自主学习系统，远程教学及学生自主学习，网上师生自主交流及辅导答疑、灵活的在线学习等手段对学生进行全方位的教学[11]。

4 课程的考核模式

课程考核内容采用“3+6+1”模式(见表3)，依据现场工程师需具备的职业能力设置考核内容，不仅考核理论知识点，同时考核学生的工程应用能力，并兼顾创新、创业能力的培养。在一个课程阶段的学习后，进行一次考核，考核通过后方可进行下一阶段学习，否则，利用课外时间进行重修，直到通过考核为止[12]。

表3 课程考核内容

5 融入“双创”教育

在教学过程中，及时介绍本课程的相关先进知识、前沿技术；聘请企业的专家，对学生开展讲座；积极创建校外实习基地，为学生提供一个真实的职业环境，营造“双创教育”的氛围，不仅有利于增强学生对课程的学习兴趣，提高学习的积极性，还有利于培养其创新思维和创业精神。

6 结语

应用型本科教育的特色内涵建设之一就是课程建设，针对应用型本科自动化专业工程师的培养目标，对工厂电气控制及PLC课程群进行改革，将职业核心能力融入人才培养过程中，创建以任务为导向的真实的职业环境，提高了学生学习的主动性、积极性，使其具有明确的学习目标，可为地方经济的发展建设培养具备工程意识、工程应用能力、创新能力等综合素质的一线应用型人才，提供强有力的人才保障。