基于OBE模式的PLC课程改革实践

发表时间:2021/6/23   来源:《教育学文摘》2021年第6期   作者:李剑晶
[导读] 在当前中职学校中,为了提升PLC应用性人才质量,需要融入OBE教学理念,根据实际教学需要培养学生工程应用能力,以此推动PLC控制技术课程改革。
        李剑晶
        厦门信息学校,福建 厦门 361000
        摘要:在当前中职学校中,为了提升PLC应用性人才质量,需要融入OBE教学理念,根据实际教学需要培养学生工程应用能力,以此推动PLC控制技术课程改革。OBE是一种先进的教育理念,整个人才培养包括修订教学目标、更新教学模式、创新考核方法,有效推进了学校课程改革。本文从PLC教学课程存在问题入手,讨论OBE课程目标修订,最后提出PLC课程教学改革措施,希望对相关研究带来帮助。
关键词:OBE模式;PLC课程改革;实践

        PLC是可编程序控制器,也是一种自动化控制装置,目前已经成为我国农业工业自动化生产的重要技术。随着我国职业教育改革的深化,如何培养出高素质应用型人才是目前职业教育的主要教学任务。在实施应用型人才建设计划后,PLC应用技术成为学校机电专业的热门课程。为了进一步提升PLC应用性,需要学校围绕OBE教学理念全面提升学生自主学习能力和实践能力,进而在经济结构转化以及产业结构升级的背景下,满足各行业对PLC技术人才的需要。
一、PLC教学课程存在的问题
        PLC作为多数机电类专业的核心课程,具有显著的应用性和实践性特征,经过几十年发展,PLC成为应用领域较为广泛的技术,而教学环节也更加重视技术利用和生产实践。针对当前部分学校PLC课程重视理论讲解,缺少实践操作,大量利用编程和仿真消化理论知识,并且后期也以笔试考试为主要测评的教学模式,容易导致教学效果和工程应用相脱节,部分学生缺乏工程意识,难以利用PLC系统进行工程设计,无法达到人才培养需求。融入OBE教学理念,可以推动学校教学改革,根据项目完成情况对学生进行系统评价,然后根据评价结果,对项目实施过程进行调节[1]。
二、OBE课程目标修订
        OBE是一种以学习效果为导向的教学方法,其中涵盖教学过程、组织实施以及评价,相较于传统教学模式,更加重视培养学生的学习能力,真正实现内容驱动转变为成果驱动,要求引导学生独立思考,培养其自主学习能力。在科学技术飞速发展的今天,各行业对PLC技术人才需求越来越大,传统的教育模式已无法满足用人需求,融入OBE教学模式后,可以根据市场需求设定培养目标,确保教育目标和结果具有一致性。比如传统的PLC控制技术课程,要求学生掌握常用电气知识,了解可编程序控制器的基本结构与原理,在此基础上应用自动控制系统,最终让学生具备设计能力、维护能力和应用能力。传统教学模式以书本为核心,课堂教学过程中主要采取灌输式教学模式,学生缺乏主动参与性,难以达到良好教学效果,随着OBE理念的融入,真正以培养学生工程应用能力为出发点,在PLC控制技术课程教学后,学生可具备PLC控制系统设计安装和调试能力。在实际工作中,实践能力和创新思维得到充分展示,能够自我学习,重视团队配合,真正满足了用人单位需求,确保了教学目标和结果的一致性[2]。
三、PLC课程教学改革措施
(一)项目设计和平台搭建
        PLC作为机电类专业的主要课程,要求学生具有实践性和创新精神,为满足人才需求,需要对教学设计内容、授课方式进行全面改革,融入OBE教育理念。本文利用西门子S7-200PLC机型,对多个接近工程的实践项目加以开发,实践学时从16学时上调到24学时,主要教学内容包括理论讲解、课堂组织与指导、结合实践任务制定方案、现场调试、学生交流,使教师从原有的课堂主导者变为引导者,最终以实践项目为平台,激发学生的课堂参与热情,培养学生的知识迁移能力和推理能力,教师整个课堂教学内容具体包括任务讲解、课堂组织、思路引导、评价考核。学生需要设计方案、实施项目、现场调试,教师需要根据学生发展水平打造阶梯式实验,实践教学项目。

教学期间不统一要求学生学习成果,这是由于较为简单的实践项目不能达到能力强的学生的学习需要,潜能激发效果较差,而复杂的实践项目会导致学习能力偏弱的学生出现恐惧心理,所以教师需要分析学生学习水平,循序渐进地开展教学,为此要求教师融入四个级别的教学实践项目。具体说来:
1基础性实验
        为了确保实践教学质量,教师,需要采取小班教学形式,两人一组、相互配合,确保学生有充分的实践机会,能够得到教师指导。在该教学模式下有利于帮助学生及时掌握梯形图编程方法,计数器、定时器、移位存储器等基本操作指令和使用方法[3]。
2综合性实验
        在综合性实验中涵盖现实生活中常见艺术灯控制以及交通灯控制,以上两个实践项目需要在实验室进行,由于学生对使用场景有一定了解,有利于保证学生学习热情,进一步理解PLC课程内容,掌握理论知识,了解梯形图语言编程和调试方法,让学生创新思维和动手能力得到培养。
3提高性实验
        这一环节主要涵盖步进电机控制以及三层电梯控制,其中步进电梯控制要求学生利用指令操作,而三层电梯控制更为复杂,要求学生进行逻辑训练,根据设计控制方案完成梯形图程序设计,在反复调试过程中让学生实践能力和主观能动性得到培养[4]。
4实践三级项目
        完成之前三个等级实践教学无法充分满足学生的实际操作需要,为了进一步提升学生编程能力和复杂问题处理能力,教师需要重新分组,让三名学生共同完成三级实践项目,由于学生通常无法在课内时间完成,所以教师可以预约开放实验室,有效提升实验室利用效率,让学生在更好的环境中配合与实践。
5教学效果
        通过以上实践项目学生都可以进行基础性实验,还能根据学情选择实验内容,教师需要在学生实践期间进行个性化指导,帮助学习能力强的学生参与更为复杂的实验项目,同时教师需要对学生实践成果以及实验报告完成情况进行评价,评价内容包括网上预习、小组讨论、课后测验,之后结合期末考试成绩按百分制评定,在培养学生实践能力的同时形成良好教学氛围。
(二)创新实践模式
        在OBE教学模式下,为了推动教学改革培养学生的创新能力,需要利用学科竞赛,打造以课程为中心,融入实训室和技能竞赛的实践模式,这种教学模式最初由教师对竞赛小组成员培训指导。如今学校已组建机电一体化社团,学生可以自我进行专业知识培训,开展科技活动,促进了社团成员间的经验交流,同时也扩大了影响力,激发学生自我学习和科技创新。随着学科竞赛项目的开展也让开放实验室利用率进一步提升,通过实训室预约可以让学生充分利用课余时间进行实践项目设计,将技能竞赛项目与课程实践项目融合,在实训教学中促进学生分工与合作,调动学生的学习热情,实现了教学做相统一。此外,还能和其它课程衔接,拓展学生的视野,所以学科竞赛可以作为检验教学改革成果的重要途径,利用学科竞赛促进实验室建设,实现课内课外教学互动[5]。
结束语:
        综上所述,OBE不同于传统的内容驱动教学方法,主要是结合学生专业培养方案和毕业要求确定学习结果,可以推动PLC课程改革,需要教师进行项目设计和平台搭建,创新实践模式,让学生有更好的发展空间。
参考文献:
[1]刘彬,周敏,佟春生.OBE视角下的PLC纵向课程群建设[J].实验技术与管理,2016,33(3):197-201.
[2]徐海英.基于成果导向的PLC技术与应用课程教学优化与实践[J].现代职业教育,2019,12(21):108-109.
[3]刘忠超,盖晓华.基于CDIO和OBE的PLC课程教学改革与实践[J].科技视界,2020,14(34):32-34.
[4]陈琼,吕原君,丁长涛.OBE教育理念下机电设备PLC控制与调试课程的教学改革实践[J].中国现代教育装备,2019,16(15):93-96,101.
[5]刘魏宏,向礼丹.基于OBE的PLC实践课程教学设计研究[J].教育教学论坛,2020,22(17):281-282.
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