一、案例简析

（一）自主学习能力内涵

在江山高级技工学校工学一体化人才培养模式改革不断深入的背景下，让学习能力相对较弱的学生变“要我学”为“我要学”，是实现高质量技能人才培养的关键。自主学习能力是学生核心职业素养的重要组成部分，它要求学生能主动驱动学习进程。本案例依据自主学习能力的理论框架，结合工业机器人应用与维护专业高技能人才培养要求，将自主学习能力界定为学生具备内在的自我动机，能够主动制定合适的学习计划，调控自己的学习过程，对学习结果进行自我反思和评估的能力。划分为四个维度：自我动机、自我计划、自我调整和自我强化，贯穿学习全过程。

（二）自主学习能力在《PLC技术应用》教学中的应用

《PLC技术应用》是工业机器人应用与维护专业的一门核心专业基础课，承担着培养学生现代电气控制系统设计与调试能力的关键任务。“用PLC改造Y-△能耗制动电路”是一个典型的技改类任务，涉及电气原理分析、PLC编程、安装工艺、系统调试及故障排查等多个复杂环节。

传统教学中，学生易因步骤繁琐、逻辑抽象而产生畏难情绪，习惯于依赖教师示范与讲解。本案例旨在通过精心设计的工学一体化教学流程，将真实的“生产线改造”项目情境引入课堂，以任务驱动激发学生内在学习动机。在教学过程中，教师通过提供结构化的学习支架（如预习工作页、任务单、微视频、标准规范），引导学生在“分析需求、设计方案、实施安装、调试排故”的完整工作过程中，自主规划步骤、选择策略、监控进程并反思优化，从而系统性地培养其应对未来技术升级与复杂工程问题的自主学习能力。

二、案例设计

（一）任务背景

某机械制造企业承接生产线升级改造项目，需对24套传统继电接触器式Y-△能耗制动控制电路进行PLC改造，以解决原系统接线复杂、故障率高、维护困难等问题。改造要求实现“Y形降压启动→△形全压运行→直流能耗制动→停机”的自动化流程，确保启动平稳、制动迅速，满足生产线高效连续作业需求。

学生在模拟真实工作环境与工艺标准的实训室内，依据国家标准与企业规范，在规定工时内合作完成从电路设计、安装接线、程序编写到系统调试的全套工作，并最终通过功能验收。此背景将抽象的学习任务置于真实的职业情境中，旨在激发学生的职业角色认同感和解决问题的内在动机。

（二）任务目标

本案例的实施，重点在于引导学生在完成具体技改任务的过程中，将外在的工作要求内化为自主的学习行为，通过实践、反思、调整，构建属于自己的知识与能力体系。具体目标包括：

1.培养学生自主学习的自我动机：学生能理解PLC技术改造对于生产效率与可靠性的实际价值，产生“我要掌握这项技术”的强烈意愿，在任务挑战面前保持积极信心。

2.培养学生自主学习的自我计划能力：学生能根据复杂任务要求，自主查阅资料，与小组成员协同制定合理的工作计划（如I/O分配、绘图、接线、编程、调试的步骤与分工），并管理任务进程。

3.培养学生自主学习的自我调整能力：学生在实操过程中，能根据测试结果和遇到的故障，灵活调整接线、修改程序、选择排查策略（如使用万用表、示波器或程序监控功能），有效监控并修正学习与实践过程。

4.培养学生自主学习的自我强化能力：学生能依据行业标准与企业验收规范，客观评价自己的工作成果；能通过总结报告、小组互评与教师点评，深度反思任务完成过程中的得失，形成经验沉淀，并完成知识的迁移与拓展（如增加点动功能）。

（三）任务描述

学生以小组（6人）为单位，在PLC一体化学习工作站，模拟完成企业生产线电机控制装置的PLC改造任务。任务核心流程如下：

1.任务分析：接收《实训任务单》，分析企业改造需求与技术文件（原理图、编程规范、工艺标准）。

2.方案设计：小组合作，完成PLC控制系统的I/O地址分配，绘制电气原理图与接线图，设计梯形图控制程序。

3.安装实施：按图领取并检测元器件，规范完成主电路（电机、接触器、制动电阻）与控制电路（PLC、按钮）的接线安装。

4.编程调试：使用GXWorks2软件编写、下载程序，进行系统空载与负载调试，使用仪器仪表检测性能参数，排查并修复故障。

5.总结交付：清理现场（执行7S），填写《安装调试验收单》与《性能自检表单》，进行小组总结与成果汇报。

（四）学情分析

授课对象为24级工业机器人应用与维护专业学生，已具备基础的电工电子知识。其特点为：

1.学生优势：动手意愿强，喜好实践操作；团队协作与沟通能力较好。

2.学生不足：知识掌握程度不均；普遍存在学习依赖性强，习惯被动接受指令；时间管理与自主规划能力较弱。

针对学生特点，本案例设计强调任务驱动与角色代入，通过清晰的阶段性目标、可视化的成果产出和即时的过程反馈，引导其“主动做、主动想”。利用小组合作与“导生制”（实操能力强的学生辅助）营造互助氛围，同时植入节点考核，迫使其主动管理学习进程。

三、教学重点难点分析

本案例教学在达成专业技能目标的同时，始终贯穿着自主学习能力的培养。

1.围绕“如何激发并维持自主学习动机”这一重点，采取真实企业项目情境导入的策略，让学生明确学习价值。通过课前预习微课引发认知冲突，课中赋予其“技术员”角色，使其在解决真实问题中获得成就感，从而将外在任务压力转化为内在探究动力。

2.围绕“如何引导学生制定并执行自主学习计划”这一难点，采取提供结构化“脚手架”的策略。教师不直接给出步骤，而是通过《实训任务单》和阶段性的“工作页”引导学生自主规划从设计到调试的完整路径。在“理论精讲与方案设计”环节，要求小组输出I/O表、原理图等具体成果，并组织互评，迫使其完善计划。

3.围绕“如何培养学生自我监控与调整的学习策略”这一核心，采取“放手实践+精准支撑”的策略。在安装、编程、调试环节，教师减少统一演示，转为巡回指导。通过设置典型故障（如互锁缺失、定时器参数错误），引导学生利用万用表、程序监控等工具自主排查，并填写《故障排查记录》，培养其根据反馈调整策略的能力。

4.围绕“如何促成有效的自我反思与强化”这一目标，建立多元、过程的评价体系。不仅看最终结果，更通过“方案互评”、“调试问题解决”、“7S执行”、“总结报告”等多环节进行学生自评、小组互评与教师评价。课后拓展任务（增加点动功能）要求学生在已有基础上进行创造性迁移，实现能力的强化与升华。

四、案例实施

根据本班学生特点，以学生为主体，采用任务驱动、启发引导和探索发现等方式，通过动手操作、多媒体动画等教学手段，使教学更加直观生动；将专业基础课与生产实际相结合，引导学生主动参与、勇于表达，在“做中学”中体验学习的快乐。其目的在于引导学生在自主学习、合作探究的过程中，主动构建知识体系，提高学习效率，促进学生学习评价多元化，打造积极性课堂环境，从而培养学生的自主学习能力。本案例以培养学生自主学习能力为导向，将整个教学流程分为课前、课中、课后三个阶段，这三个阶段都对教师和学生提出了不同的要求，立足于这些关键点，能够更好地帮助学生建立知识体系。其中思维导图应用策略包括六个环节：激发动机、制定计划、记录笔记、小组交流、学习总结、评价拓展，如图所示。

 

（一）师生课前准备

教师准备：创建企业改造项目情境资源包（含任务书、微视频、标准规范电子版）；设计引导学生自主预习的工作页；准备实训设备、工具及安全核查清单。

学生准备（体现自我计划与动机）：自主观看Y-△能耗制动原理及PLC基础微课；带着问题尝试完成预习工作页，并记录疑难；小组线上初步讨论任务分工。此环节将学习起点前移，促使学生主动激活旧知、接触新知。

（二）引人入胜的教学开局

教师以“企业技改工程师”身份，发布“生产线电机控制装置升级改造”项目委托书，展示改造前后的电路对比与效能数据，突出PLC控制的优势与紧迫性。此举迅速将学生带入职业角色，激发其作为解决问题主体的责任感与自我动机。

（三）循序渐进的教学过程（课中核心）

本环节完全按照教案中的“教学活动设计”表展开，学生在教师引导下，自主完成从认知到实践的完整循环。

教学环节	教师活动（引导者、支持者）	学生活动（主体、自主学习者）	培养的自主学习能力维度
理论精讲方案设计	精讲控制逻辑关键点，解答预习共性疑问；提供设计规范，不提供标准答案；巡视指导，组织方案互评。	小组合作，自主查阅资料，讨论并确定I/O分配方案，独立绘制电气原理图与梯形图；展示并阐释本组方案，接受他组质疑与评价。	自我计划（规划设计步骤）、自我调整（根据互评优化方案）
电路安装	示范标准接线工艺与安全规范；巡回检查，仅对安全隐患或原则性错误进行干预。	按自行绘制的接线图分工协作完成安装；完成初检后，执行小组交叉互检，核对线路并记录问题。	自我调整（监控安装质量，修正错误）、自我强化（通过互检建立标准意识）
程序编写与下载	提供软件操作要点提示卡；协助解决通信技术问题。	将自行设计的梯形图输入软件并调试；自主解决编译错误，完成程序下载。	自我调整（调试程序逻辑）、自我动机（看到设计的程序被实体化）
调试运行与故障排查	设定安全操作规程；预设2-3个典型故障点（如KM3接触器线未接）；提供故障排查指引框架，而非具体答案。	按流程进行空载、负载调试；使用仪器自主检测参数；小组讨论分析故障现象，利用排查指引，制定并执行排查方案，直至系统正常运行。	自我调整（核心环节：根据现象调整策略）、自我强化（解决问题获得高峰体验）

（四）清理现场与总结评价

清理现场：学生自主执行7S管理制度，整理工具、归置元件、清扫工位。将职业规范内化为自觉行为（自我强化）。

总结评价：各小组派代表自主总结任务过程、得失与心得；开展小组互评；教师进行综合点评，并引导学生对照验收标准进行自评。评价聚焦过程表现与能力成长。

（五）布置合理的课外作业

撰写实训总结报告：包含“我最成功的一项设计/操作”、“我遇到的最大困难及解决过程”、“如果再做一次，我会在哪些方面改进”等反思条目。

拓展迁移性作业：在已成功程序的基础上，自主研究并增加“点动控制”功能，并分析其对原电路逻辑的影响。此作业旨在驱动学生将课内所学自主应用于新问题，实现能力的强化与迁移。

五、效果评价

（一）学业评价方式

采用“过程性评价为主，终结性评价为辅”的原则，强调学生自评、小组互评与教师评价相结合。评价贯穿任务全过程，关注自主学习行为的发生与成效。

（二）学业评价内容

1.课前准备评价（10%）：预习工作页完成质量、线上讨论参与度。

2.过程表现与成果评价（70%）：

方案设计（20%）：I/O分配表、电气原理图/梯形图的规范性、创新性及小组互评结果。

安装工艺（20%）：接线规范性、牢固度、标识清晰度及7S执行情况。

调试与排故（20%）：系统调试成功率、仪器使用熟练度、故障排查的逻辑性与独立性。

团队协作与沟通（10%）：角色分工合理性、讨论贡献度。

3.总结与拓展评价（20%）：

实训总结报告（10%）：内容的完整性、反思的深度。

课后拓展作业（10%）：点动功能实现的有效性与创新性。

本案例成功地将一个复杂的PLC技改任务转化为培养学生自主学习能力的载体。关键在于教师角色的成功转换——从“讲授者”变为“设计者”和“教练”。最大的挑战在于如何把握“放手”与“支持”的度，这要求教师具备更精准的学情判断和过程调控能力。（金龙珠 徐航娟）