PAC工程技術(shù)人才培養(yǎng)模式的研究與實(shí)踐

邵國(guó)平等

摘要：本文以美國(guó)通用電氣智能平臺(tái)與黑龍江工程學(xué)院共建的校企合作GE自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室為教改項(xiàng)目研究背景，分析了可編程自動(dòng)化控制器（PAC）工程技術(shù)專業(yè)領(lǐng)域人才的現(xiàn)狀，圍繞學(xué)校立足服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的定位，突出自動(dòng)化專業(yè)的辦學(xué)特色，以“培養(yǎng)適應(yīng)信息化需要，具備應(yīng)用型自動(dòng)化GE-PAC工程技術(shù)專業(yè)人才所需應(yīng)用型人才”為目標(biāo)，在培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、教學(xué)方法與手段以及管理和評(píng)價(jià)制度建設(shè)等方面進(jìn)行積極探索與實(shí)踐，在依托可行性基礎(chǔ)上提出了具體的培養(yǎng)模式。

關(guān)鍵詞：可編程控制器；培養(yǎng)模式；應(yīng)用型人才

所謂“可編程控制技術(shù)（PAC）工程技術(shù)人才”是指：具備電氣自動(dòng)化專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)技能外，同時(shí)又能勝任本專業(yè)領(lǐng)域相關(guān)的可編程控制技術(shù)設(shè)備的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試等工作能力的高級(jí)技術(shù)人才。研究工程技術(shù)人才培養(yǎng)模式目的是將教育可行性目標(biāo)與實(shí)際用人實(shí)際需求統(tǒng)一起來，讓學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)、掌握技能的過程更加高效。

一、可編程控制器技術(shù)人才需求分析

隨著可編程控制器（PAC）在自動(dòng)化控制領(lǐng)域中的大量應(yīng)用，PAC設(shè)計(jì)工程師已成為全國(guó)緊缺人才之一。據(jù)國(guó)家緊急人才辦公室的調(diào)研數(shù)據(jù)顯示：2010～2015年，我國(guó)PLC設(shè)計(jì)師需求量約為120～150萬。作為服務(wù)社會(huì)的高等學(xué)校須要在可編程控制器工程技術(shù)人才培養(yǎng)方面加以重視，并努力提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量。高校的教育教學(xué)改革的核心目的是讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，并且圍繞著如何讓學(xué)生能夠有效地獲得與專業(yè)相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和能力，鍛煉工程思維和素質(zhì)，圍繞這個(gè)目標(biāo)宗旨，根據(jù)多年以來從事與可編程控制器教學(xué)和實(shí)踐的理解，逐步感悟到可編程控制器人才的一種培養(yǎng)模式和總結(jié)一些教育教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)方法，希望總結(jié)出來能夠?qū)窈笤诳删幊炭刂破鹘逃龑?shí)踐工作起到一定的幫助作用。

二、關(guān)于人才培養(yǎng)模式的探求

可編程控制器技術(shù)人才“人才培養(yǎng)模式”是教育的目標(biāo)、教學(xué)的過程和教學(xué)的方式三方面的密切聯(lián)系、高度協(xié)調(diào)的有機(jī)體系。在教學(xué)的過程中須要對(duì)教學(xué)進(jìn)行合理的評(píng)價(jià)，并且不斷地修正教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式方法，直至培養(yǎng)目標(biāo)的最終實(shí)現(xiàn)。

（一）可編程控制器技術(shù)人才培養(yǎng)的目標(biāo)和規(guī)格

PAC應(yīng)用人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位可以依據(jù)就業(yè)市場(chǎng)對(duì)工程技術(shù)人才的崗位招聘條件確定，大體可以分為工程維護(hù)、技術(shù)支持和項(xiàng)目研發(fā)3個(gè)層次。工程維護(hù)屬于日常設(shè)備運(yùn)行的監(jiān)管與操作，崗位具體要求是熟悉設(shè)備結(jié)構(gòu)和工藝技術(shù)，熟悉設(shè)備說明書和技術(shù)檔案，遵守操作安全和正確使用工量具，文明生產(chǎn)。技術(shù)支持工程師的崗位要求是熟悉某個(gè)品牌的自動(dòng)化控制設(shè)備，提供必要的產(chǎn)品選型和應(yīng)用方案達(dá)到技術(shù)要求，并且能夠設(shè)計(jì)PLC外部接線和程序，以及進(jìn)行在線安裝調(diào)試。項(xiàng)目研發(fā)工程師的崗位要求是熟悉頂層的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括項(xiàng)目管理和施工、工藝設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)通信DCS和PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。應(yīng)用型地方高等學(xué)?？梢詫⒈究粕こ碳夹g(shù)人才培養(yǎng)定位在的中、高級(jí)應(yīng)用人才，即技術(shù)支持和項(xiàng)目研發(fā)。畢業(yè)后的學(xué)生通過自身的學(xué)習(xí)和實(shí)踐過程可以不斷地發(fā)展，實(shí)現(xiàn)技術(shù)能力的提高。

（二）在人才培養(yǎng)計(jì)劃中側(cè)重相應(yīng)的課程設(shè)置與建設(shè)

1.根據(jù)人才需求進(jìn)行專業(yè)課程設(shè)置和建設(shè)。

人才培養(yǎng)過程是知識(shí)和能力的綜合教育教學(xué)過程，系統(tǒng)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是要制定相關(guān)課程的群，才能提高可編程控制器技術(shù)專長(zhǎng)人才的教學(xué)質(zhì)量。專業(yè)課程體系采用多層級(jí)漸進(jìn)教學(xué)，包括認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、GE- PAC技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)、PLC實(shí)習(xí)、組態(tài)軟件實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)實(shí)習(xí)、校外自動(dòng)化設(shè)計(jì)競(jìng)賽與課外開放項(xiàng)目設(shè)計(jì)。開始GE-PAC技術(shù)課程的課程基礎(chǔ)前，須要設(shè)置機(jī)械制圖、工藝基礎(chǔ)和傳感器與電氣控制線路以及控制理論基礎(chǔ)等課程。在能夠保持專業(yè)特色和人才培養(yǎng)優(yōu)勢(shì)的情況下，對(duì)設(shè)置了以可編程控制器技術(shù)作為電氣和自動(dòng)化專業(yè)的為培養(yǎng)目標(biāo)的人才培養(yǎng)計(jì)劃中，可以偏重于這一方面的配套相關(guān)課程設(shè)置和建設(shè)。如果設(shè)置了的相應(yīng)的課程和充足的學(xué)時(shí)數(shù)，不但能讓學(xué)生跨入專業(yè)技術(shù)的門檻，還會(huì)以點(diǎn)帶面地?cái)U(kuò)展學(xué)生的專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)出學(xué)生的專業(yè)思考和設(shè)計(jì)實(shí)踐能力?？梢栽诳删幊炭刂破鹘虒W(xué)學(xué)期中，分別設(shè)置兩種不同的廠家的可編程控制器課程，比如西門子和通用電氣，讓學(xué)生在比較中學(xué)習(xí)，可以讓學(xué)生的學(xué)習(xí)效果得到更好的提高。在可編程理論教學(xué)后，增加實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，提高應(yīng)用技術(shù)能力。在可編程控制器教學(xué)完成之后的學(xué)期，可以進(jìn)行相關(guān)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程，如過程控制系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)等專業(yè)課程，讓學(xué)生能夠進(jìn)一步獲取解決專業(yè)問題的實(shí)踐能力。

2.重視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)和基地建設(shè)。

實(shí)踐教學(xué)是學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生各種技能的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，實(shí)踐教學(xué)在教學(xué)計(jì)劃中所占比重較大，學(xué)校確立以校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地為主體、以企業(yè)行業(yè)為依托的實(shí)踐模式教學(xué)，突出職業(yè)崗位技能模擬訓(xùn)練，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)運(yùn)用能力。減少演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加工藝性、設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)，逐步形成基本實(shí)踐能力與操作技能、專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力與專業(yè)技能、綜合實(shí)踐能力與綜合技能有機(jī)結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)體系，形成教學(xué)、科研、應(yīng)用技術(shù)服務(wù)與生產(chǎn)相結(jié)合的多功能實(shí)驗(yàn)室和實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地。學(xué)校根據(jù)自身?xiàng)l件和專業(yè)特點(diǎn)制定考試和考核的內(nèi)容、方式、測(cè)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)，真正做到既考知識(shí)，又考技能和素質(zhì)，除必要的筆試外（包括開卷），要根據(jù)課程的性質(zhì)采取口試和操作測(cè)試相結(jié)合、答辯和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試相結(jié)合、設(shè)計(jì)和制作測(cè)試相結(jié)合、邊學(xué)邊做的過程測(cè)試等多種多樣的方式，突出考核學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)和解決問題的能力。制定實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的不同層級(jí)的基礎(chǔ)教材，綜合教材，編程技術(shù)教材等。

3.加強(qiáng)師資隊(duì)伍的建設(shè)。

目前大部分學(xué)校師資隊(duì)伍中，教師的現(xiàn)代教育理念須要更新，教學(xué)的技巧和工具須要提高，師資的理論水平和實(shí)踐能力須要加強(qiáng)。同樣，專業(yè)特色及教學(xué)特色的形成、充實(shí)與鞏固，也必須依靠一支有特色的高素質(zhì)教師隊(duì)伍。其師資隊(duì)伍建設(shè)應(yīng)包括主要方面：首先，制定和實(shí)施有效的教師培養(yǎng)培訓(xùn)計(jì)劃，學(xué)習(xí)先進(jìn)的可編程技術(shù)軟硬件產(chǎn)品；另外，加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有專任教師的實(shí)踐能力鍛煉，通過一定的競(jìng)賽活動(dòng)，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備建設(shè)和技術(shù)改進(jìn)，落實(shí)經(jīng)費(fèi)，鼓勵(lì)創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì)，不斷更新根據(jù)應(yīng)用型本科院校的實(shí)際資源環(huán)境條件，依托實(shí)施“卓越工程師培養(yǎng)”和“應(yīng)用型本科試點(diǎn)”的有利時(shí)機(jī)，通過校企合作的方式建立培訓(xùn)中心，引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)產(chǎn)品和開展定期的技術(shù)交流，還有通過掛職鍛煉的方式到技術(shù)領(lǐng)先的企業(yè)中學(xué)習(xí)，掌握實(shí)際的工程能力和創(chuàng)新思維。師資水平經(jīng)過鍛煉提高后，熟悉企業(yè)崗位的素質(zhì)和要求，就能夠培養(yǎng)真正企業(yè)單位所需的應(yīng)用型技術(shù)人才。

（三）為實(shí)現(xiàn)這一過程的一整套管理和評(píng)估制度

高等教育的價(jià)值在于職業(yè)教育，學(xué)生入學(xué)的目的也是為了能夠?qū)W有所成，為今后的職業(yè)生涯打下好的基礎(chǔ)。對(duì)學(xué)生知識(shí)評(píng)價(jià)固然重要，然而能力評(píng)價(jià)更重要。建立管理和評(píng)估教學(xué)效果的制度，根本目的在于能夠指導(dǎo)和增強(qiáng)高等學(xué)校在教育技術(shù)裝備和信息化管理方面作出更成熟的管理和建設(shè)，服務(wù)于教育的事業(yè)。同時(shí)，根據(jù)實(shí)際崗位人才的要求去改善我們的教學(xué)方法和內(nèi)容，更好地育人。人才在培養(yǎng)過程中，處于學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)階段，因此，教師在教學(xué)過程中保持理性和關(guān)愛。對(duì)處于不同學(xué)習(xí)進(jìn)程（基礎(chǔ)知識(shí)、綜合訓(xùn)練和項(xiàng)目設(shè)計(jì)）中的學(xué)生，提出與之知識(shí)和能力水平相應(yīng)的要求，使學(xué)生產(chǎn)生只要努力一下就能成功的感覺，教學(xué)過程中鼓勵(lì)加引導(dǎo)，保持學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。學(xué)校必須通過與用人單位定期交流，細(xì)致調(diào)查研究來掌握職業(yè)崗位的實(shí)際技能項(xiàng)，決定哪些課程知識(shí)是必選的、可選的和不必要的。對(duì)于必修的技能項(xiàng)目要對(duì)學(xué)生進(jìn)行嚴(yán)格考核，準(zhǔn)確熟練地掌握技能，縮短畢業(yè)生技能與崗位技能要求之間的差距，增強(qiáng)他們工作的能力和素質(zhì)。合理的管理和評(píng)估制度須要針對(duì)不同教學(xué)定位目標(biāo)的高校的辦學(xué)條件進(jìn)行仔細(xì)的研究，不能照搬照抄，挖掘潛力，增強(qiáng)優(yōu)勢(shì)方面，去除不合理的部分，才能充分體現(xiàn)不同學(xué)校在應(yīng)用型人才技能培養(yǎng)上的優(yōu)勢(shì)。學(xué)校在培養(yǎng)可編程控制器人才時(shí)，要與職業(yè)準(zhǔn)入證（資格證）和技能證（水平證）進(jìn)行合理的教學(xué)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)促進(jìn)學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力提高的目的。

（四）與之相匹配的科學(xué)的教學(xué)方式、方法和手段

采取講練結(jié)合教學(xué)方式和手段，增加學(xué)生的實(shí)踐能力。由于可編程控制器的課堂教學(xué)主要內(nèi)容包括可編程控制器的硬件配置和軟件編程，因此，可以在減少學(xué)時(shí)課堂理論教學(xué)情況下，進(jìn)行增加大量的實(shí)踐操作訓(xùn)練。除正常的課堂教學(xué)外，同時(shí)進(jìn)行開放式教學(xué)，例如建立學(xué)習(xí)可編程控制器活動(dòng)協(xié)會(huì)定期舉辦編程技術(shù)競(jìng)賽鍛煉學(xué)生的能力、利用互聯(lián)網(wǎng)即時(shí)通信客戶端進(jìn)行技術(shù)討論讓學(xué)生主動(dòng)尋找答案以及利用網(wǎng)盤發(fā)布共享技術(shù)的理論和實(shí)踐專題教程保持學(xué)生不間斷教育（初學(xué)教程、高級(jí)教程以及案例設(shè)計(jì)等）。這些方式須要以更多學(xué)生參與為目標(biāo)，具有行業(yè)背景的教師和工程技術(shù)人員進(jìn)行方向引導(dǎo)和內(nèi)容規(guī)劃，讓更多的學(xué)生參與到開放式教學(xué)平臺(tái)來，更快地將最新的產(chǎn)品應(yīng)用知識(shí)傳授給學(xué)生。注重鍛煉學(xué)生的項(xiàng)目組織與實(shí)施的管理能力，鍛煉團(tuán)隊(duì)精神和創(chuàng)新思維。我們必須用互聯(lián)網(wǎng)的思維來應(yīng)對(duì)我們的高等教學(xué)，轉(zhuǎn)變學(xué)生應(yīng)試教育的學(xué)習(xí)方式。優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，突出基礎(chǔ)重點(diǎn)內(nèi)容講授，可編程控制器自動(dòng)化應(yīng)用主要包括，可編程自動(dòng)化控制器產(chǎn)品、現(xiàn)場(chǎng)總線控制產(chǎn)品、運(yùn)動(dòng)控制伺服產(chǎn)品以及人機(jī)接口等其他自動(dòng)化軟硬件產(chǎn)品。在教學(xué)過程中，讓學(xué)生學(xué)習(xí)到在順序控制、過程控制和運(yùn)動(dòng)控制3個(gè)方面的可編程自動(dòng)化控制器的程序編寫，根據(jù)從淺入深分階段地講授典型工程實(shí)例，穿插講解特殊指令和編程方法。讓學(xué)生直接學(xué)習(xí)典型的梯形圖程序后，由淺入深，由單項(xiàng)到綜合，不斷積累。最終實(shí)現(xiàn)讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)相近的工程項(xiàng)目程序。在梯形圖程序編寫方面，既要注重指令的應(yīng)用，又要結(jié)合程序設(shè)計(jì)的編程思維培養(yǎng)。在順序控制梯形圖程序編寫方面，例如可以注重以時(shí)間為轉(zhuǎn)換條件的交通燈控制程序、以事件為轉(zhuǎn)換條件的自動(dòng)軋鋼機(jī)等典型應(yīng)用程序的講解以及具有優(yōu)先級(jí)順控的三層電梯控制程序?yàn)榈湫蛻?yīng)用進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生盡快獲得梯形圖程序的編程技巧和方法。

三、結(jié)論

GE-PAC人才培養(yǎng)模式要與本校的辦學(xué)方向、辦學(xué)規(guī)模與辦學(xué)條件相適應(yīng)。同時(shí)，學(xué)校要主動(dòng)掌握社會(huì)對(duì)GE-PAC工程技術(shù)人才需求信息，適當(dāng)充實(shí)辦學(xué)條件，發(fā)揮學(xué)校的校企合作共建實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)勢(shì)；積極改善辦學(xué)環(huán)境，開展師資再續(xù)培訓(xùn)；研究地方經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，開展相適的具有行業(yè)特色背景課程，以及其他影響可編程工程技術(shù)人才培養(yǎng)的各個(gè)因素的都要協(xié)同提高。GE-PAC培養(yǎng)模式需要科學(xué)規(guī)劃課程體系和專業(yè)課程設(shè)置與建設(shè)工作，是人才培養(yǎng)教學(xué)活動(dòng)的起點(diǎn)，在教學(xué)活動(dòng)過程中，堅(jiān)持以知識(shí)傳授為載體，以能力培養(yǎng)為主線，以技術(shù)應(yīng)用為歸宿，以一長(zhǎng)之技為目標(biāo)四個(gè)基本原則，以及開展互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)方式的可行性探索，以適應(yīng)社會(huì)對(duì)日益增長(zhǎng)的應(yīng)用型工程技術(shù)人才的需求。以上是在進(jìn)行2013年“GE-PAC工程技術(shù)人才培養(yǎng)模式的研究與實(shí)踐”教育改革研究項(xiàng)目中的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，希望能夠?qū)υ谶M(jìn)行可編程控制器人才培養(yǎng)方面從事教育教學(xué)的老師們引發(fā)進(jìn)一步的探索實(shí)踐。

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