一、案例簡析
（一）自主學習能力內涵
在江山高級技工學校工學一體化人才培養模式改革不斷深入的背景下，讓學習能力相對較弱的學生變“要我學”為“我要學”，是實現高質量技能人才培養的關鍵。自主學習能力是學生核心職業素養的重要組成部分，它要求學生能主動驅動學習進程。本案例依據自主學習能力的理論框架，結合工業機器人應用與維護專業高技能人才培養要求，將自主學習能力界定為學生具備內在的自我動機，能夠主動制定合適的學習計劃，調控自己的學習過程，對學習結果進行自我反思和評估的能力。劃分為四個維度：自我動機、自我計劃、自我調整和自我強化，貫穿學習全過程。
（二）自主學習能力在《PLC技術應用》教學中的應用
《PLC技術應用》是工業機器人應用與維護專業的一門核心專業基礎課，承擔著培養學生現代電氣控制系統設計與調試能力的關鍵任務。“用PLC改造Y-△能耗制動電路”是一個典型的技改類任務，涉及電氣原理分析、PLC編程、安裝工藝、系統調試及故障排查等多個復雜環節。
傳統教學中，學生易因步驟繁瑣、邏輯抽象而產生畏難情緒，習慣于依賴教師示范與講解。本案例旨在通過精心設計的工學一體化教學流程，將真實的“生產線改造”項目情境引入課堂，以任務驅動激發學生內在學習動機。在教學過程中，教師通過提供結構化的學習支架（如預習工作頁、任務單、微視頻、標準規范），引導學生在“分析需求、設計方案、實施安裝、調試排故”的完整工作過程中，自主規劃步驟、選擇策略、監控進程并反思優化，從而系統性地培養其應對未來技術升級與復雜工程問題的自主學習能力。
二、案例設計
（一）任務背景
某機械制造企業承接生產線升級改造項目，需對24套傳統繼電接觸器式Y-△能耗制動控制電路進行PLC改造，以解決原系統接線復雜、故障率高、維護困難等問題。改造要求實現“Y形降壓啟動→△形全壓運行→直流能耗制動→停機”的自動化流程，確保啟動平穩、制動迅速，滿足生產線高效連續作業需求。
學生在模擬真實工作環境與工藝標準的實訓室內，依據國家標準與企業規范，在規定工時內合作完成從電路設計、安裝接線、程序編寫到系統調試的全套工作，并最終通過功能驗收。此背景將抽象的學習任務置于真實的職業情境中，旨在激發學生的職業角色認同感和解決問題的內在動機。
（二）任務目標
本案例的實施，重點在于引導學生在完成具體技改任務的過程中，將外在的工作要求內化為自主的學習行為，通過實踐、反思、調整，構建屬于自己的知識與能力體系。具體目標包括：
1.培養學生自主學習的自我動機：學生能理解PLC技術改造對于生產效率與可靠性的實際價值，產生“我要掌握這項技術”的強烈意愿，在任務挑戰面前保持積極信心。
2.培養學生自主學習的自我計劃能力：學生能根據復雜任務要求，自主查閱資料，與小組成員協同制定合理的工作計劃（如I/O分配、繪圖、接線、編程、調試的步驟與分工），并管理任務進程。
3.培養學生自主學習的自我調整能力：學生在實操過程中，能根據測試結果和遇到的故障，靈活調整接線、修改程序、選擇排查策略（如使用萬用表、示波器或程序監控功能），有效監控并修正學習與實踐過程。
4.培養學生自主學習的自我強化能力：學生能依據行業標準與企業驗收規范，客觀評價自己的工作成果；能通過總結報告、小組互評與教師點評，深度反思任務完成過程中的得失，形成經驗沉淀，并完成知識的遷移與拓展（如增加點動功能）。
（三）任務描述
學生以小組（6人）為單位，在PLC一體化學習工作站，模擬完成企業生產線電機控制裝置的PLC改造任務。任務核心流程如下：
1.任務分析：接收《實訓任務單》，分析企業改造需求與技術文件（原理圖、編程規范、工藝標準）。
2.方案設計：小組合作，完成PLC控制系統的I/O地址分配，繪制電氣原理圖與接線圖，設計梯形圖控制程序。
3.安裝實施：按圖領取并檢測元器件，規范完成主電路（電機、接觸器、制動電阻）與控制電路（PLC、按鈕）的接線安裝。
4.編程調試：使用GXWorks2軟件編寫、下載程序，進行系統空載與負載調試，使用儀器儀表檢測性能參數，排查并修復故障。
5.總結交付：清理現場（執行7S），填寫《安裝調試驗收單》與《性能自檢表單》，進行小組總結與成果匯報。
（四）學情分析
授課對象為24級工業機器人應用與維護專業學生，已具備基礎的電工電子知識。其特點為：
1.學生優勢：動手意愿強，喜好實踐操作；團隊協作與溝通能力較好。
2.學生不足：知識掌握程度不均；普遍存在學習依賴性強，習慣被動接受指令；時間管理與自主規劃能力較弱。
針對學生特點，本案例設計強調任務驅動與角色代入，通過清晰的階段性目標、可視化的成果產出和即時的過程反饋，引導其“主動做、主動想”。利用小組合作與“導生制”（實操能力強的學生輔助）營造互助氛圍，同時植入節點考核，迫使其主動管理學習進程。
三、教學重點難點分析
本案例教學在達成專業技能目標的同時，始終貫穿著自主學習能力的培養。
1.圍繞“如何激發并維持自主學習動機”這一重點，采取真實企業項目情境導入的策略，讓學生明確學習價值。通過課前預習微課引發認知沖突，課中賦予其“技術員”角色，使其在解決真實問題中獲得成就感，從而將外在任務壓力轉化為內在探究動力。
2.圍繞“如何引導學生制定并執行自主學習計劃”這一難點，采取提供結構化“腳手架”的策略。教師不直接給出步驟，而是通過《實訓任務單》和階段性的“工作頁”引導學生自主規劃從設計到調試的完整路徑。在“理論精講與方案設計”環節，要求小組輸出I/O表、原理圖等具體成果，并組織互評，迫使其完善計劃。
3.圍繞“如何培養學生自我監控與調整的學習策略”這一核心，采取“放手實踐+精準支撐”的策略。在安裝、編程、調試環節，教師減少統一演示，轉為巡回指導。通過設置典型故障（如互鎖缺失、定時器參數錯誤），引導學生利用萬用表、程序監控等工具自主排查，并填寫《故障排查記錄》，培養其根據反饋調整策略的能力。
4.圍繞“如何促成有效的自我反思與強化”這一目標，建立多元、過程的評價體系。不僅看最終結果，更通過“方案互評”、“調試問題解決”、“7S執行”、“總結報告”等多環節進行學生自評、小組互評與教師評價。課后拓展任務（增加點動功能）要求學生在已有基礎上進行創造性遷移，實現能力的強化與升華。
四、案例實施
根據本班學生特點，以學生為主體，采用任務驅動、啟發引導和探索發現等方式，通過動手操作、多媒體動畫等教學手段，使教學更加直觀生動；將專業基礎課與生產實際相結合，引導學生主動參與、勇于表達，在“做中學”中體驗學習的快樂。其目的在于引導學生在自主學習、合作探究的過程中，主動構建知識體系，提高學習效率，促進學生學習評價多元化，打造積極性課堂環境，從而培養學生的自主學習能力。本案例以培養學生自主學習能力為導向，將整個教學流程分為課前、課中、課后三個階段，這三個階段都對教師和學生提出了不同的要求，立足于這些關鍵點，能夠更好地幫助學生建立知識體系。其中思維導圖應用策略包括六個環節：激發動機、制定計劃、記錄筆記、小組交流、學習總結、評價拓展，如圖所示。
（一）師生課前準備
教師準備：創建企業改造項目情境資源包（含任務書、微視頻、標準規范電子版）；設計引導學生自主預習的工作頁；準備實訓設備、工具及安全核查清單。
學生準備（體現自我計劃與動機）：自主觀看Y-△能耗制動原理及PLC基礎微課；帶著問題嘗試完成預習工作頁，并記錄疑難；小組線上初步討論任務分工。此環節將學習起點前移，促使學生主動激活舊知、接觸新知。
（二）引人入勝的教學開局
教師以“企業技改工程師”身份，發布“生產線電機控制裝置升級改造”項目委托書，展示改造前后的電路對比與效能數據，突出PLC控制的優勢與緊迫性。此舉迅速將學生帶入職業角色，激發其作為解決問題主體的責任感與自我動機。
（三）循序漸進的教學過程（課中核心）
本環節完全按照教案中的“教學活動設計”表展開，學生在教師引導下，自主完成從認知到實踐的完整循環。
| 教學環節 | 教師活動（引導者、支持者） | 學生活動（主體、自主學習者） | 培養的自主學習能力維度 |
| 理論精講方案設計 | 精講控制邏輯關鍵點，解答預習共性疑問；提供設計規范，不提供標準答案；巡視指導，組織方案互評。 | 小組合作，自主查閱資料，討論并確定I/O分配方案，獨立繪制電氣原理圖與梯形圖；展示并闡釋本組方案，接受他組質疑與評價。 | 自我計劃（規劃設計步驟）、自我調整（根據互評優化方案） |
| 電路安裝 | 示范標準接線工藝與安全規范；巡回檢查，僅對安全隱患或原則性錯誤進行干預。 | 按自行繪制的接線圖分工協作完成安裝；完成初檢后，執行小組交叉互檢，核對線路并記錄問題。 | 自我調整（監控安裝質量，修正錯誤）、自我強化（通過互檢建立標準意識） |
| 程序編寫與下載 | 提供軟件操作要點提示卡；協助解決通信技術問題。 | 將自行設計的梯形圖輸入軟件并調試；自主解決編譯錯誤，完成程序下載。 | 自我調整（調試程序邏輯）、自我動機（看到設計的程序被實體化） |
| 調試運行與故障排查 | 設定安全操作規程；預設2-3個典型故障點（如KM3接觸器線未接）；提供故障排查指引框架，而非具體答案。 | 按流程進行空載、負載調試；使用儀器自主檢測參數；小組討論分析故障現象，利用排查指引，制定并執行排查方案，直至系統正常運行。 |
自我調整（核心環節：根據現象調整策略）、自我強化（解決問題獲得高峰體驗） |
（四）清理現場與總結評價
清理現場：學生自主執行7S管理制度，整理工具、歸置元件、清掃工位。將職業規范內化為自覺行為（自我強化）。
總結評價：各小組派代表自主總結任務過程、得失與心得；開展小組互評；教師進行綜合點評，并引導學生對照驗收標準進行自評。評價聚焦過程表現與能力成長。
（五）布置合理的課外作業
撰寫實訓總結報告：包含“我最成功的一項設計/操作”、“我遇到的最大困難及解決過程”、“如果再做一次，我會在哪些方面改進”等反思條目。
拓展遷移性作業：在已成功程序的基礎上，自主研究并增加“點動控制”功能，并分析其對原電路邏輯的影響。此作業旨在驅動學生將課內所學自主應用于新問題，實現能力的強化與遷移。
五、效果評價
（一）學業評價方式
采用“過程性評價為主，終結性評價為輔”的原則，強調學生自評、小組互評與教師評價相結合。評價貫穿任務全過程，關注自主學習行為的發生與成效。
（二）學業評價內容
1.課前準備評價（10%）：預習工作頁完成質量、線上討論參與度。
2.過程表現與成果評價（70%）：
方案設計（20%）：I/O分配表、電氣原理圖/梯形圖的規范性、創新性及小組互評結果。
安裝工藝（20%）：接線規范性、牢固度、標識清晰度及7S執行情況。
調試與排故（20%）：系統調試成功率、儀器使用熟練度、故障排查的邏輯性與獨立性。
團隊協作與溝通（10%）：角色分工合理性、討論貢獻度。
3.總結與拓展評價（20%）：
實訓總結報告（10%）：內容的完整性、反思的深度。
課后拓展作業（10%）：點動功能實現的有效性與創新性。
本案例成功地將一個復雜的PLC技改任務轉化為培養學生自主學習能力的載體。關鍵在于教師角色的成功轉換——從“講授者”變為“設計者”和“教練”。最大的挑戰在于如何把握“放手”與“支持”的度，這要求教師具備更精準的學情判斷和過程調控能力。（金龍珠 徐航娟）