基于項目的PLC機電控制系統設計能力培養教學模式探索

王賢成+陳俊華+黃方平+張惠娣

摘要：本文提出基于項目的課程教學模式，采取“學為主、教為輔”的教學方法，以典型PLC機電控制系統項目開發為主線，采用項目小組，重學習過程，結合復合考核方式，從而激發學生的學習興趣。從兩個學年的教學實踐來看，學生不僅在PLC機電控制系統設計能力上得到了增強，并且在自我學習和團隊合作能力上有了顯著提高。

關鍵詞：PLC控制；設計能力；探索

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）25-0164-02

一、前言

隨著“中國制造2025”的推進和寧波市成為首個試點示范城市，智能裝備人才需求旺盛，機電系統綜合設計能力要求日益突出。社會對掌握機電一體化綜合系統設計能力人才的需求日益擴大，要求也越來越高。PLC機電控制系統設計課程是培養該項能力的主要載體課程，強調實踐動手能力的培養，主要以案例教學為主。高雙喜提出在PLC教學中采用一體化案例教學，并取得了良好效果；朱媛在《機電電氣控制與PLC》中從教材內容、教學方法與教學手段、師資隊伍等方面進行探索并提出一些有針對性的解決方法；王宏偉在PLC教學中采取了“案例教學和啟發式”教學方法，并強調在實驗中培養學生的創造性和動手能力，并取得了較好的效果。但是他們采取的案例也是離散化的簡單案例，與實際應用的PLC機電控制系統項目比較遠，學生無法獲取整體項目開發的設計能力。因此，本文結合我校的實踐教學課程改革，在PLC機電控制系統設計課程中引入了基于項目的課程教學模式，從教材編寫、教學過程和考核方式這三個方面進行改革，研究實踐性創新人才的培養方式。

二、教材編寫

原有的教材主要以PLC基本原理、程序指令說明、范例等內容組成，由于學生在之前已經經過了《機電控制與PLC》課程的學習，掌握了PLC相關的基礎知識，因此在本課程的教學中主要讓學生掌握應用指令和實際項目開發能力。現有的教材采取自編，全部由案例組成，包括兩個部分：第一部分是應用指令部分，從實際的工程應用項目出發，選取應用指令的典型范例，在實例中讓學生掌握應用指令；第二部分是PLC機電系統項目部分，從課題組教師近幾年的實際開發項目中選取了4個典型的PLC機電控制系統工程實踐，包括自動卷簧機的設計與分析、自動磨削機的設計與分析、閥門氣密性檢測流水線控制與設計、整流器自動裝配線設計與分析，每個項目包括工藝分析、方案設計、元件選型、IO分配、PLC流程圖、編程調試等模塊。為了防止學生對相關基礎知識認知不夠，把對象PLC、觸摸屏的datesheet作為參考教材，讓學生在學習中學會自我查找答案。

三、教學過程組織

整個教學過程組織包括典型項目、工程實踐項目分析、項目開發和項目答辯：在課程初期，從教材中選取包括典型指令應用的項目進行教學，讓學生掌握相關的指令及如何應用的地方；在課程中期，提出典型案例的工況，讓學生分組學習，進行工藝分析、項目方案制訂等；在課程后期，學生進行程序編寫、調試，完成大作業，包括設計文本、源程序等，并最終進行答辯。對于實踐性課程來說，最好的教學方式就是1對1的教學，但是由于現實情況的限制，無法做到1對1的教學，因此在教學方式上采用“學為主，教為輔”的方法。對于應用指令部分的課程，在授課時先提出目的和過程，然后讓學生自學相關資料，在這個過程中如果有問題，學生可以隨時舉手，進行單獨的授課指導，從而達到部分1對1的教學目的，并且在這個過程中收集學生提問的各種問題，在課程快結束時進行總結。對于PLC機電系統項目部分的課程，如圖1所示。在教師分配完項目以后，學生進行隨機分組，按照教師布置任務→學生課外查資料→學生課內討論→學生確定內容→教師再布置任務的循環方式，在討論環節教師對單個小組進行提問和指導，把握整體的課程進度。

四、考核方式

實踐性的課程用大作業的方式能體現學生的知識掌握能力，但是在布置大作業的時候，為了避免部分學生渾水摸魚，靠抄了事，本課程實施了如下的復合考核方式，實施過程如圖2所示：（1）平時成績35%，包括學生出勤率、回答問題的情況；（2）大作業報告35%，包括文字排版、分析的過程、電氣圖紙、程序等；（3）答辯30%，從每組學生中讓他們自我推薦一個，然后教師再從平時小組表現好的人中臨時指定一個，兩個人的答辯成績的平均分作為小組的答辯成績。這種的安排，目的有兩個：（1）好的學生會督促學困生進行學習、復習；（2）學困生也有壓力擔心自己答辯程序會影響整體成績，因此會努力學習。

五、結論

從兩屆學生的教學實踐結果反饋，學生在畢業設計過程中對于PLC機電控制系統設計過程能輕車熟駕，不像之前一樣一知半解，并且最重要的是學生在這個過程中除了掌握專業技術能力外，還培養了團隊協作能力、自我學習能力等。

參考文獻：

[1]高雙喜，丁如春，胡漢文，等.一體化案例教學在PLC教學改革中的應用[J].現代商貿工業，2008，（12）：299-300.

[2]朱媛.基于學生創新素質培養的《機床電氣控制與PLC》課程改革研究[J].安徽電子信息職業技術學院學報，2009，43（8）：100-101.

[3]王宏偉，于立影.案例和啟發式教學在PLC教學改革中的應用[J].遼寧高職學報，2010，（2）：24-25.

The Exploration of the Project-based Teaching Mode for the Capacity of PLC Electromechanical Control System Design

WANG Xian-cheng，CHEN Jun-hua，HUANG Fang-ping，ZHANG Hui-di

（Ningbo Institute of Technology，Zhejiang University，Ningbo，Zhejiang 315100，China）

Abstract：In this paper，the project-based curriculum teaching mode is adopted，which adopts the teaching method of "learning as the mainstay and teaching as the supplement"，with the development of typical PLC electromechanical control system project as the main line，the project team，relearning process and compound examination mode are used，so to activate the students' learning interest. From the two school years of teaching practice，not only students' capability in the PLC electromechanical control system design has been enhanced，and those self-learning and team cooperation ability has been significantly improved.

Key words：PLC control；design capacity；exploration