“岗课赛证”视域下高职PLC控制技术课程改革实践研究

高莉莉

(湖南石油化工职业技术学院,湖南 岳阳 414000)

0 引言

课堂的教学质量往往决定着培养对象的技能水平及就业力。2022年10月17日,习近平总书记在参加党的二十大广西代表团讨论时提到“不能瞧不起产业工人。我们建设现代化,就要抓制造业,搞实体经济。一定要转变观念,大力培养产业工人。”在《关于深化现代职业教育体系建设改革的意见》等一系列文件中也提出了深化产教融合,积极探索“岗课赛证”融合的课程改革方向[1]。PLC控制技术作为高职电气自动化技术专业的一门重要支撑课程,教师的教学理念及方式,很大程度上影响着专业人才的培养质量[2]。

1 现阶段课程教学痛点

虽然现阶段对PLC控制技术课程改革实施方案有较多的案例,但综合分析,大多实施课改后的课程仍然存在以下缺陷:

1)教学中采用的项目虽来自企业,但都是对企业真实案例经过加工得到的,与生产岗位的实际要求有一定的出入,并未真正做到“岗课直通”。

2)竞赛往往针对的是小部分精英团体,竞赛标准及内容也很少在日常课程教学实施中得到体现,大部分的课程教学没有真正达到“以赛促教”的目的,违背了竞赛开展的初衷[3]。

3)目前课程的教学内容大多与各类职业资格取证没有直接关联,并没有达到“课证融合”的效果,学生取证前仍需花大量的时间用于复习,不利于学生后续就业。

4)目前课程教学的内容及结构设置,对启发学生创新性思维及发散性思维作用不明显,不利于学生创新能力的培养。

5)考核形式单一,教学团队主要由专业组教师和实训教师组成,在教学过程、评价过程当中企业师傅参与的较少。

6)课程思政内容设计生硬,发挥价值引领的作用不强。

2 “岗课赛证”课程改革方案

2.1 课程教学内容

课程教学团队对本课程的改革,是依据“以岗定课、以赛促课、以证优课、以创提课”的思路来实施的。将原有学科性教学内容变更为炼化企业生产装置中用PLC与变频及监控技术,实现油品调和罐多种电气控制方式的岗位任务。按照专业人才培养方案中“电控系统及电气设备设计、安装、调试”的岗位要求及课程标准,对接全国职业院校技能竞赛“现代电气控制系统安装与调试”赛项标准,结合湖南石油化工职业技术学院的职业资格证书内容和“1+X”证书考核需求,融入大学生“互联网+”创新创业规划大赛内容,重构了“岗赛证创”融通的课程知识体系。根据电控系统功能的复杂程度,课程从易到难设计成4个教学模块。按照电控系统设计过程,每个模块由实现不同功能的若干个项目构成,每个项目又分解为若干个子任务。每个模块均为一个完整的设计系统,模块的设计均用实训设备进行装调验证。

思政课程结构设计如图1所示。团队教师通过引导学生从“乐学”“会学”到“善学”“活学”,思想上让学生从“敬业”“勤业”向“精业”“乐业”逐步升华,有效培养石化行业“三质”人才[4]。

图1 融入思政的课程结构设计

2.2 根据学生差异因材施教

教学团队依据不同学生的前期基础、学习态度及学习能力,构建学情分析模型。通过模型精准分析学生类型,个性化制定学习目标,做到“因材施教”。通过每个学生课前课后学习标签的动态变化,掌握每次课程的教学效果,通过大数据统计分析学生在每个阶段的成长度(知识、能力和创新思维)和学习状态的转变度,精准了解每个学生能力的提升情况及学习过程中的短板。

2.3 分析职业能力,确定目标及重难点

依据专业人才培养方案及课程标准,湖南石油化工职业技术学院电气自动化技术专业开展了关于自动控制系统生产、质检和技术管理岗位所对应的课程。本课程对应的职业能力为PLC、MCGS、变频器控制电路设计、生产、质量检测、技术改造与管理、发现—分析—解决问题、信息采集与处理能力和知识迁移,教师以此为标准,确定了本次课程素质、知识及技能三位一体的教学目标与重点,依据学情分析,确定课程难点。

2.4 创设“三六”策略,“四学”融入过程

本课程部分实训内容选取企业车间为教学培训基地,有效解决学生认知工作岗位不足等问题,以达成教学目标。

线上线下并行,聚焦师生互动。根据项目式教学的需要,每项任务实施均采用线上线下混合式教学方法,设计了课前、课中、课后三阶段,构建了“备、析、悟、练、评、拓”的六步教学法,引导学生从“乐学”“会学”到“善学”“活学”,有效提升了教学效果[5]。

完善信息建设,丰富数字资源。为有效支撑教学目标的实现,激发学生学习兴趣,团队教师设计了“一装置二资源三课堂”的课程教学资源。通过精选规划教材、活页式教材,运用云端课堂、仿真课堂和真实课堂结合,将GX WORKS2软件、课件PPT、油品调和罐工作过程视频、安全用电动画、易燃易爆生产现场安全事故动画、在线测试考核评价等用到教学中,学生不仅学到了理论技能知识,还能置身于真实的工作岗位环境。

3 课程改革实践研究

湖南石油化工职业技术学院电气自动化技术专业为石化装备技术专业群重点建设专业,教育部首批现代学徒制试点专业,中央财政支持重点建设专业。PLC控制技术为该专业核心课程。重构后的课程案例均来源于炼化企业实际工程案例,此课程依据“岗赛证创”融通的理念进行了重构[6]。

3.1 对标职业能力发展,实施“双师”共育

现代学徒制的教学模式即学生进校变为学徒与学生“双身份”,由校内专业教师与企业师傅共同培养。PLC控制技术课程按照“以岗定课”的思路,实现课程教学内容与岗位核心能力的无缝对接,结合车间岗位对学生素质、知识和能力的要求,课程教学团队与合作企业通过校企双方多次研讨,在教学设计上努力做到了“课岗对接”。

3.2 竞赛标准融入教学,实现了赛教融合

按照“以赛促课”的思路,教师在优化课程结构的同时,将全国职业院校技能竞赛“现代电气控制系统安装与调试”赛项标准融入课程教学。在电气自动化技术专业“赛教融合”人才培养体系的背景下,通过电气制图规范、用电操作安全性的考核,使用耗材节约型意识的培养,除重视学生的技能提升外,更注重将学生工匠精神培养、职业素养和技能的提高放到同等高度来实施。探索并实践基于“赛教融合”来提升学生拔尖创新能力的教学改革。

3.3 对标“X”证书内容,教学同步满足取证需求

按照“以证优课”的思路,通过对可编程控制器系统编程证书考核知识点在课程内容中的分解,在课程学习完成后,学生应具备技能证书考核中速度控制系统(变频器)的方案设计、设备选型、电气图绘制、参数配置、程序设计及综合联调等能力,从而为学生结课后取证搭建了良好平台。

3.4 对接岗位技术升级,创新驱动技术成果转化

按照“以创提课”的思路,整门课程划分为两个阶段:基础能力训练阶段通过“简单控制系统”“多模式控制系统”项目培养学生对PLC单机逻辑控制的能力。在授课过程中引入发散思维、逆向思维、头脑风暴等创新思维方法,引导学生采用多种方案设计,培养学生的创新思维能力;提高能力训练阶段依托“多模式节能控制系统”“多模式多台PLC控制系统”项目,使学生具备变频控制和PLC网络组建与通讯能力。尊重学生标新立异的想法,让学生从求异、多端、逆向、发散思维向创新思维推进,由此培养学生的技术创新能力。

3.5 “四业”分层递进,“匠心”铸魂育人

石化的“劳模精神”及“三老四严”的工作作风代代相传,深入人心。在深厚行业文化底蕴背景影响下,专业人才培养方案提出了培养具有“人文品质、石化特质、劳模潜质”石化行业“三质”人才的高素质技术技能人才要求。

本课程思政路线从石化工匠入手,根据教学内容确定了“敬业”“勤业”“精业”“乐业”思想提升路线。在PLC单机简单控制学习阶段,从入门便有敬业之心,掌握相关基础后再有勤业之行,学生只有通过勤奋好学,才有精业之能,对基本控制功能的油品调和罐进行变频节能设计,对多台PLC联合通讯控制。学生在学习难度不断加深的过程中,切身感受石化工匠成长路径,最终实现匠心圆梦,将乐业作为一生的追求。

3.6 课程与时俱进,紧跟行业步伐

石化生产具有高温、高压、高腐蚀的“三高”特点,设备流程处理复杂且分布较广。在岳阳市大力推进的“12+1”节能环保和石油化工装备产业链建设过程中,石化企业采用“人工智能+智慧运维”方式,提高设备监控的准确度和人员安全性的现代化监控手段已在产业链内逐步兴起。本课程将可视化监控和智能化的运维方式放在模块四的学习中,利用“仿真课堂”实现炼油生产装置现场数据采集与远程传送,通过系统模型构建与故障预判,集中实施控制与处理,解决因监控对象地理位置分布广产生监测运维困难的问题。通过新技术与课程内容的融合,实现教学与业态同步发展,较好的保证了教学内容与时俱进。

3.7 构建了多元评价,探索增值考核

课前,团队教师利用“学银在线”云端课堂,根据学生知识、实践技能和学习特点进行分析,对学生实施分层分类定级,对课前学生学习能力、态度预判;课中,教师将授课内容根据难易程度分为ABC三个等级,层层递进;课后,教师通过课前及课中的学习考核数据和云端平台记录的学习数据,对学生的学习情况进行大数据统计。通过与课前的对比,分析每个学生在每项学习任务中的成长度,总结出当次课程的教学策略是否适用于大多数学生,从而建立课后补充教学反馈机制。课前、课后多维度学习效果对比如图2所示。

图2 课前、课后多维度学习效果比对注:此部分数据通过“学银在线”平台数据统计计算后获得

4 实践效果评价

4.1 学生综合能力显著提高

与传统教学模式相比,云端课堂方便学生随时随地学习新知识,线上检测学习效果,有效增加学生学习灵活性;仿真课堂有效快速验证设计的科学性及可行性,有效提高学生学习效率;真实课堂将企业真实任务及工作环境呈现于学生面前,任务要求符合岗位实际工作标准,有效提升学生岗位适应性。

4.2 学生创新意识显著增强

通过岳阳市大力推进的节能环保和石油化工装备产业链中,将石化企业新兴的“智慧运维”新方式、新技术融入课程,保证了教学内容与时俱进。有效激发了学生在导师指导下参与企业技改,协助导师完成各类横向项目的热情和动力,也为学生参加各类创新创业比赛打下基础,通过“专创融合”,学生创新意识显著增强。

5 展望

5.1 进一步升级数字资源,引入VR沉浸式实训系统

本项目以炼化企业油品调和罐为载体,生产现场为易燃易爆危险环境,学生从事工种为特种作业。虽然目前教学可以使用虚拟仿真平台来进行设计成果验证,但虚拟仿真平台无法再现真实现场环境,化工生产现场又无法让学生直接动手调试。因此,团队教师下一步计划引进VR沉浸式实训系统,开发再现岗位内容理、虚、实一体化教学平台,采用三维视景仿真技术再现电控系统装调全过程。

5.2 进一步完善增值评价,充分发挥大数据平台作用

增值评价对于数据采集和统计方法有较高的要求,教师拟计划进一步细化课程增值评价指标,完善综合评价模型,充分发挥大数据平台在不同时期的数据存储及比对优势,在减少教师人工统计工作量的前提下,通过指标细化后的大数据统计及分析,达到科学诊断学生学业成绩的变化成因,反思并改进教学策略。