《可編程控制器（PLC）》課程教學改革與探索

摘 要：文章主要論述了《可編程控制器（PLC）》課程在理論教學和實踐教學中的改革方案。通過對PLC人才現狀和高職教育現狀的分析，提出了理論教學環節中的因材施教，啟發式教學、利用多媒體技術和采用案例教學的方法。以及在實踐教學中與企業實踐相結合，實訓環節的分層設計、仿真軟件的應用等方面的改革與探索，得出了提高學生興趣和增加學生技能的教學實用性方法。

關鍵詞：理實結合；因材施教；啟發式教學；多媒體技術；分層設計；仿真軟件

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）35-0046-02

《可編程控制器（PLC）》是高職高專機電一體化、電氣自動化、生產過程自動化等專業的一門重要的專業課，也是這類專業的學生就業必備的技能之一。本課程職業性、實用性較強，它對電氣相關專業其它課程起到前后支撐作用，對學生核心專業能力形成起到關鍵作用。電氣相關專業學生未來的就業崗位主要定位在維修電工、車間電氣技術員、工業自動化系統安裝調試工、工業自動化系統設計工程師助理、工業自動化系統維護技術員等崗位，這些崗位對學生掌握生產線中的常用設備PLC的知識能力要求較高。

因此，在教學過程中如何提高學生的學習興趣，增強學生的實用性技能以及如何能夠緊貼企業實際工作的要求，是我們在教堂過程中需要探索的問題。本文主要通過調研經濟發達地區PLC相關從業人員所需的技能水平，探討使得課堂教學環節、理論實踐環節中較為行之有效的教學方法。

1 人才需求現狀分析

PLC在近年來已經成為工業生產中的重要支柱，從市場規模推算目前PLC從業人員在各行業的分布大致如下：紡織21.04%、冶金14.56%、汽車11.94%、食品飲料10.56%、電子制造7.6%、化工6.96%、電廠5.16%、造紙4.04%、石油開采及冶煉3.86%、建材3.28%、市政3.04%、其他7.96%。 PLC應用從業人員從事現場維護的占一半以上；從事程序設計的占總體的20%；其后依次是從事銷售和系統設計的人員，分別占14%和13%。（數據來源：中國工控網《2005中國PLC市場研究報告》）。

根據以上調查報告可以看出，企業對PLC人才的需求的數量較大，而且在未來幾年內，需求量還需進一步增加。因此，無論從企業的實際需求出發，還是從目前職業教育的需求出發，都需要加大PLC課程改革的力度。在教學環節中，如何讓學生更加有效的增加PLC應用基礎的知識，能夠熟練的使用PLC進行程序的編寫、調試等工作，是高職類學校對PLC人才培養的關鍵目標所在。

2 職業教育現狀與缺點分析

隨著學校規模的擴大，學生人數的增加，職業教育中往往出現學生人數和教學資源不相匹配的情況，因此很多學校的PLC教學中存在以下問題。

2.1 教學班級人數較多，理實一體教學思路難以實施

雖然，近年來理實一體教學在職業教育中被廣泛的推崇，但是目前很多學校學生人數激增，而設備數量卻不能滿足理實一體教學的要求，導致實踐課的安排不足，學生動手能力較差。學生積極性下降，學習效率無法保證。

2.2 實訓課，無具體考核方式，不能夠貼近企業實際

由于教學班級人數較多，給實訓考核帶來一定的難度，實訓沒有具體的考核方式，效率不高。另外，實訓課程的開設多為模擬實驗，和企業的實際相差甚遠。使得大多數學生走出校門后發現所學課程和實際應用相差甚遠。

3 PLC課程教學改革與探索

3.1 解決學生人數和設備不匹配時的教學方案改革

對于學生人數較多，但設備數量有限的職業院校，可以采用大班教學理論課，小班教學實驗課的方式，這需要對課時計劃進行嚴格的修訂。每2次理論課的內容，由一次實踐課來進行鞏固。實驗課的考核以考高級工為目標，由于和考工考證掛鉤，學生的自主學習性會大大增加。

3.2 因材施教，分層教學的探討。

因為每門課講授都會受學生學習能力的限制而無法進行比較深的有難度的學習的教學，PLC課程中高速計數、高速脈沖、PID控制，模擬量控制等內容，在實際應用中很廣泛，但是因為這些部分比較難懂，在針對大多數同學的普及教學中，受課時限制這些內容很少涉及。對大多數學生來講，只要達到高級工要求就可。而少部分優秀的學生，可開設自修課程，對它們適當的開放實驗室，進行自主學習，最后嚴格考核，給予推薦好的工作，推薦為優秀畢業生，等待遇。

3.3 理論教學中的啟發式教學的探討

為了喚醒學生自信，提高學生在學習過程中的求知欲望，在教學過程中我們采用了啟發式的教學方法。這種教學方法通常采用提出問題、課堂互動討論、歸納解決方案、在實驗中驗證、得到結果并進行總結歸納等幾個步驟完成。

提出問題這個環節可以設計在一堂課的初期、中間、或者在課堂的最后留下疑問讓學生在課下繼續探索和思考。例如：在講授PLC的循環掃描工作方式時，針對學生編程過程中容易出現的雙線圈現象，可提出以下問題。

問題：如圖1所示，若給PLC的輸入端子I0.0和I0.1分別接按鈕SB1和SB2。Q0.0端子接指示燈，那么當SB1按下，而SB2松開時，指示燈是得電還是失電狀態？

針對此問題進行課堂互動環節，啟發學生根據所講的循環掃描的理論來分析可能產生的結果。將學生討論的結果歸納出來，如學生可能得出以下結論：①指示燈亮。因為SB1閉合指示燈亮。②指示燈先亮后滅。SB1閉合使它亮，SB2未閉合使他滅。③指示燈滅。由于循環掃描的集中輸出所致。

得到不同答案后，讓學生從實驗中得到第三種結論是正確的。然后分析產生這種結果的原因以及大家分析錯誤的原因，并告訴學生這樣的編程屬于雙線圈輸出是不允許的，接下來可以進一步讓學生提出解決方案，進行下一輪的課堂互動討論。實踐證明，這樣的啟發式教學方法極大的提高的學生的學習興趣。

3.4 利用多媒體技術，教學實驗箱等設備，現場演示軟件

中PLC程序的運行過程

PLC的編程是PLC學習過程中的重要環節，采用理論講解的方式，讓一些理解能力差的同學在接受知識的過程中產生了困難。為了解決這個問題，使得教學效果更好，利用多媒體視頻手段或者教學實驗箱等，在課堂教學的過程中將實驗效果搬入課堂。使學生直觀的看到軟元件的工作過程。

3.5 實踐教學中的探索

3.5.1 實訓環節教學資源的開發

初學者可以利用現有實驗臺做一些簡單的案例。經過一段時間的學習，則需要將實訓環節的案例和企業實際相聯系起來，因此作為教師應該經常去企業調研，可以添加一些企業實際中使用的較為簡單的案例，作為實踐環節的任務要求。

3.5.2 實訓環節采用分階段任務，分層完成的方法

傳統的單任務實訓，任務較為復雜，學生消化實訓任務時需要較長的時間，在此過程中學習程度較好的同學占主導作用，而學習程度較為差的同學通常處于等待狀態，在小組中無所事事。因此在實訓任務的設計方面，可以采用分層完成，全組參與的方法。將大的實訓任務分為幾個小的階段，而每個階段的設計題目采用由易到難安排。小組每完成一個階段，在通過答辯后，獲得相應的分數。答辯環節可以采用隨機抽取小組成員的方式，組員未通過則全組不能通過，這樣首先增加了學生實訓的壓力，適度的壓力是動力的源泉，讓學生有適度的緊迫感，能增加學習的效果。另外為了全組順利通過實訓，學習程度好的同學會自覺幫助學習程度差的同學完成實訓任務，在實訓中培養了學生的合作意識。

3.5.3 利用仿真軟件，增加學生學習渠道

實驗室的資源畢竟還是有限的，為了增強學生的課外繼續學習的能力，培養學生的興趣。在PLC教學中可以引入教學仿真軟件來增加學習的興趣。如三菱系列PLC的教學仿真軟件FX-TRN-BEG-C、采用了生動的動畫和編程相結合的方式，學生可以在沒有實際PLC的環境下，編寫小的程序，并仿真。它分為初級挑戰，中級挑戰，高級挑戰等幾個循序漸近的階段，讓學生在自己的電腦上就可以體驗到編程的無限樂趣。西門子S7-200的仿真軟件Simulation1.2，雖然沒有生動的畫面，但是通過開關和指示燈的演示，可以幫助初學者編寫小的程序并且進行驗證。

4 總 結

眾所周知，PLC已經成為現代工業中的三大支柱之一，在工業上起著至關重要的作用，作為以就業為導向的高職高專類學校，PLC已經成為電氣類專業的重要的專業課。因此如何在學校的學習中為學生提供一個良好的學習平臺，教給學生良好的學習方法，讓學生掌握PLC的調試，維護，編程的基本技能是PLC教學過程中需要長期探索的問題，我們將繼續不斷的探索，為培養適應社會發展的21世紀的新型綜合性人才而努力。

參考文獻：

[1] 王澤春.啟發式教學在《可編程控制器》教學中的應用[J].職業教論壇，2005，（3）.

[2] 田淑珍.可編程控制器原理及應用[M].北京：機械工業出版社，2008.