基于工程思想的《PLC與組態控制技術》課程改革

張立峰+武小芳+趙美麗

【摘要】本文基于《PLC與組態控制技術》課程改革實踐，探討工程思想在理實一體課程中的應用。工程化思想可以加快學生對技能的掌握，縮短對崗位的適應時間。

【關鍵詞】課程改革 工程思想 PLC 組態

【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）02-0182-02

引言

高職的課程在近些年的改革中，百花齊放，百家爭鳴。大多數院校都借鑒歐美的職教理念，基于工作過程或能力本位的思想逐漸融入到教學中來，課改比較成功的案例中，項目化教學占的比例很大，但是單從課程改革來看，項目化教學也是為了知識與技能的轉化，項目化教學在工程化的想象上并不完善。以可編程控制器（PLC）課程為例，大多數院校將電氣控制與PLC融合為一門課，課程內的結構為先電氣控制再學PLC，PLC課程較少學習不透徹，課程的工程性并不突出。

一、課程規劃的工程思想

1.課程整合

通過將電氣與控制部分分立授課，將PLC與組態課程結合，合成新課《PLC與組態控制技術》。其中《電氣控制》課重點學習電工基本技能，《PLC與組態控制技術》既導入控制思想，也有工程思想。首先，目前的工程實際案例中，PLC，觸摸屏，組態或觸摸屏組態是工程實用方案，將PLC與組態融合在一起符合工程慣例，也符合將來的崗位需要。其次，在實訓的項目中更容易傳遞工程思想，將電氣控制作為獨立的先導課，可以給予學生足夠的消化時間，同時符合認知理論。該課程開設于第三學期，能將之前所學的電工電子技術、電氣控制系統，變頻與調速等課程融合貫通，為后期綜合技能課奠定良好的理論與技能基礎。

2.課程目標

課程目標一般分為三個部分知識目標，能力目標，素質目標。其中能力目標強調的是學生不依托知識的核心能力，工程思想在其中的體現是自學習的能力，獨立工程的能力，信息獲取的能力。其中較為特殊的是學生通過網絡收索引擎，論壇，技術群，手機APP進行工程開發，咨詢，信息獲取的能力。

通過工程性任務引領和啟發性的教學等任務活動，使學生掌握PLC技術的基本知識和基本技能，具備機電一體化PLC控制電路分析、設計、制作、調試的能力，能解決生產現場實際問題，完成本專業相關崗位的工作任務；具備一定的邏輯思維能力，能自覺學習和接受本領域的新知識和新技術，學生的專業素質和創新意識較強，并未為今后工業自動化控制工作奠定基礎。

3.項目開發：

《PLC與組態控制技術》這門課程定位為高職機電和自動化類的核心課，該課程實踐性很強、與生產實踐聯系密切、是強電與弱電的結合，集機械、液壓、氣動、電氣于一體的技術應用型課程。課程以PLC與組態為教學對象，以PLC控制電機或其他執行元件為教學目標，通過PLC與組態系統的設計、運行、調試、管理和維護，滿足生產現場對控制系統的需要。學生能夠獲得初步的工程實踐能力，為后續課程打下基礎，也為學生考取中高級維修電工證作好準備。

二、課程設計中的工程思想

1.課程設計理念

堅持以就業為導向，以能力為本位，與生產實際相結合的原則突出系統的構建、指令的運用、程序的設計和系統的安裝、調試與優化，注重技能訓練，著重培養學生應用PLC解決實際問題的能力，從理論到實踐，提高學生的動手能力和綜合素質。在各任務的學習和實施過程中培養學生的職業意識和職業習慣，提高學生的綜合職業能力。在具體設計過程中，強調任務來源于實踐，以任務為載體，使工作任務具體化，將知識融入任務訓練過程中；依據工程需要完成任務。

2.課程設計思路

課程設計及學習情境的選取，應符合工程化思想，在實際工程中PLC、變頻器、觸摸屏常用的搭配方案，同時模擬量的采集與處理是PLC控制工程中的重點，調研中發現很多院校PLC授課中，常常忽視模擬量的使用。這些細節在課程設計中有所融入。

1）教學設計

課程各學習情境以任務為載體，系統性的圍繞任務組織實施教學和訓練，完成教學內容，實現教學目標。學習情境從教學目標、教學內容、知識與能力準備、場所設施、教學方法等方面進行教學設計。

2）教學實施方案設計

以電動機控制為例，常見的控制課程是一個獨立小任務形式出現，工程化的任務則是一個PLC完成多個任務，這就對授課提出了挑戰，在教學實施中通過將星三角降壓啟動及變頻器控制共同融合進工作任務中，使學生實現多任務控制過程中，學習端子規劃，手自動切換，變頻器配置，最重要的是任務的融合。

三、課程評價中工程思想

（一）評價內容

1.知識部分：

了解低壓電器的作用與分類；掌握電磁式低壓電器的基礎知識；掌握常用低壓電器的使用方法，基本工作原理，選用原則，及簡單的故障排除和維護。掌握繼電器接觸式自動控制系統的基本控制線路，掌握電氣控制線路的讀圖方法，熟悉常用生產機械的電氣控制線路，并能根據生產工藝的要求，改進或修改原電氣圖。能根據電氣原理圖畫出電器元件布置圖及電器安裝接線圖。掌握PLC工作原理，基本指令的應用，會按工藝或控制要求編輯程序，并進行傳輸，調試。

2.操作技能部分：

達到工程中對安全操作的要求，能識別常用的低壓電器，了解常用低壓電器的功能。對需要整定或調整的低壓電器，能根據具體的電路整定其參數。能分析現有的生產機械電氣原理圖，并能根據生產設備出現的故障現象，判斷并排除故障。能根據所設計的電氣原理圖進行器件的選擇。能根據生產設備或工藝的要求，設計電氣控制原理圖、元件布置圖和配線圖。應用編程器與編程軟件進行控制系統的PLC編程、組態控制及傳輸、調試。

3.素質要求：

在本課程教學過程中，教師通過課堂教學、實訓、作業、輔導、考核等環節重視培養學生如下素質，并進行綜合評價。

（二）評價方式：

評價的依據不能簡單功能的實現，應依據工程驗收的標準，還要符合工藝標準。

1.任務實操技能考核：綜合評價學生對知識的運用和技能熟練程度，同時工程性指標，如設計是否合理，成本控制、效能控制等、兼顧團隊合作、職業道德、操作規程等方面的素質考核。

2.基礎理論知識考核：通過測試學生對知識的掌握程度和基本素質予以評價。

3. 工程化考核：不以功能實現為唯一指標。任務實現過程應符合安全操作規程，符合成本控制要求，使用PLC的點數盡量少，節約工程材料，節約時間等工程評價體系。

四、結語：

工程化的思想在高職教學中有著很大潛力，對教學人員提出了嚴峻的考驗，是職業教育課改的一個新方向。

參考文獻：

[1]田效武.主編《PLC與工業自動化系統應用技術》，機械工業出版社，2009年2月出版，2009年2月第1版第5次印刷。

[2]漆漢宏.主編《PLC電氣控制技術》機械工業出版社，2008年1月出版，2008年1月第1版第3次印刷。

[3]廖常初.主編《可編程序控制器的編程方法與工程應用》，重慶大學出版社，2001年2月出版，2001年2月第1次印刷。