基于《PLC技術及應用》課程的大學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與實踐

屈丹，冮明穎

摘要：培養(yǎng)和提高大學生的創(chuàng)新能力，為學生畢業(yè)工作打下良好的實踐基礎，是高等院校理工科專業(yè)的重要任務之一。本文針對電氣工程專業(yè)學生面臨就業(yè)時遇到的擇業(yè)困難，及工作后面臨的經(jīng)驗匱乏困難，提出了基于《PLC技術及應用》課程的加強理論課堂的啟發(fā)性教育、改善實驗課堂的獨立思考和動手能力培養(yǎng)、創(chuàng)造課余參與PLC工程實踐活動等多項改革措施，以期達到對大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的目的。

關鍵詞：PLC技術；電氣工程；教學實踐

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）48-0180-02

隨著科學技術的發(fā)展，社會對大學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和工程實踐能力的要求越來越高。加強電氣工程類大學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，已經(jīng)成為高等院校工科專業(yè)教學改革和學科建設的迫切要求和重要任務。《PLC技術及應用》課程作為電氣工程專業(yè)的一門主要專業(yè)技術基礎課，由于PLC在工業(yè)控制中的廣泛應用，它成為一門實踐性很強的課程，在培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力方面得到教師和學生的一致重視。在理論教學和實驗教學中，學生可以掌握PLC技術及編程方法，提供更多的創(chuàng)新和實踐機會，提高PLC方面的工程實踐能力，鍛煉綜合創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神，對于提高綜合創(chuàng)新能力、創(chuàng)新思維和項目開發(fā)素質，有必不可少的推波助瀾的作用。

一、目前《PLC技術及應用》課程存在的問題

《PLC技術及應用》課程在理論教學及實踐創(chuàng)新中，存在以下幾個方面的問題。

（一）理論知識薄弱，缺少綜合設計性實驗

《PLC技術及應用》課程的理論知識較為復雜，邏輯性、抽象性強。一方面，PLC在硬件及工作方式上，具有計算機的特點；另一方面，PLC的梯形圖設計不但要有計算機的編程基礎，更要有電氣控制線路的設計基礎。而學生的基礎層次不一，要想讓他們盡快地理解和接受PLC的工作原理和程序設計，平鋪直敘地講解很難調動他們的學習積極性。

學生在課堂教學中沒有真正理解PLC的工作原理及工作方式，對PLC基本指令的應用只是膚淺地掌握，死記硬背，不能做到熟練應用和獨立思考，以至于在實驗中茫然不知從哪做起，更不可能去實踐和創(chuàng)新。扎實掌握并靈活運用這些基礎理論知識，是進行PLC應用的必備基本條件。但是在實際教學過程中，由于學生的學習主動性較差等，造成他們的基礎理論知識薄弱。還有的學生學習這些課程主要是應付考試，很少對這些基礎理論進行深入的獨立思考，導致后續(xù)的各種實驗教學達不到鞏固和加強理論教學的效果，削弱軟件編程思維所發(fā)揮的作用，教師只能例行公事完成課時任務，學生也僅僅是獲得實驗成績。

（二）缺乏實際項目鍛煉

參與實際項目鍛煉，參加某個具體項目的設計過程，包括控制功能的設計、硬件結構的設計、電氣元件的選擇、完成硬件接線及軟件程序設計等完整實踐過程，使學生初步熟悉工業(yè)控制系統(tǒng)所涉及的知識、技能等，是學生全面、綜合掌握專業(yè)知識和技能的重要環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的基礎。但是現(xiàn)在由于本科生多以理論學習為主，學校未提供給學生充分的實驗室資源，安排的實習和實訓按照指導書的內容進行走馬觀花式的參觀，學生根本來不及體驗完整的設計過程，其創(chuàng)新能力的鍛煉效果不盡如人意，這與創(chuàng)新設計所要求的能力差距較大。

二、教學改革思考與實踐

針對以上存在的問題，結合《PLC技術及應用》課程，從理論教學、實驗教學、創(chuàng)新實踐等方面提出了幾點解決方案，并在教學實踐中逐步實施。

（一）加強基礎理論知識教學，激發(fā)創(chuàng)新思維

在基礎理論知識的教學過程中，把重點放在理論聯(lián)系實際方面的講授。例如，學生以前從未接觸和聽說過PLC，首先在介紹PLC時，讓學生知道PLC的功能及在工業(yè)控制中的作用、PLC和單片機的共同點和區(qū)別、PLC控制與繼電器控制的區(qū)別；在講基本指令時，先給學生布置一個簡單的任務，掌握了該指令后，用它實現(xiàn)之前布置的任務。這既能讓學生有目的地學習，又能調動他們的好奇心，增強學習興趣。將任務完成后，學生就有了成就感，對后續(xù)要講的內容也會有所期待，加深他們對基礎知識及其應用的理解。積極引導學生在此基礎上進行再思考、再創(chuàng)新，對某一任務主動思考多種實現(xiàn)方法，從而比較和選擇一個最佳方法來實現(xiàn)，為將來的創(chuàng)新設計打好堅實的基礎。此外，開設文獻查閱課程，培養(yǎng)學生的文獻綜述能力。通過查閱專業(yè)書籍、學術期刊、專利、企業(yè)產品手冊和網(wǎng)絡查詢等多種方式，了解國內外對相關技術的研究進展和市場需求。扎實掌握基礎理論知識，充分了解和借鑒國內外同行業(yè)的相關技術，有利于培養(yǎng)和激發(fā)學生的創(chuàng)新思維。

（二）豐富實驗教學內容，鍛煉實踐能力

完美地完成實驗，是培養(yǎng)創(chuàng)新能力、高實踐動手能力、強獨立思考和分析解決問題能力的一個良好開始。

對于實驗教學內容的改革：課時安排，理論教學與實驗教學交叉進行，使學生學有所用，并通過實驗鞏固所學知識，為后續(xù)教學內容打下基礎；實驗教學內容分層次，分為必做與選做兩個環(huán)節(jié)，使理論基礎好、實踐能力強的學生得到充分鍛煉；開放性實驗教學：單獨設定時間，由學生根據(jù)實驗任務書的要求，獨立完成I/O接口電路設計、梯形圖設計、運行及調試，實現(xiàn)任務書的控制要求，使實驗教學從“抱著走”模式轉變成“放開手”模式，在實驗過程中，發(fā)現(xiàn)和鎖定有能力、適合做創(chuàng)新設計的學生和對PLC控制設計真正感興趣的學生。通過驗證實驗，使學生盡快熟悉設備，掌握設備的硬件和軟件使用方法，進入準備狀態(tài)；通過設計性實驗，讓學生獨自完成一個小型PLC控制系統(tǒng)設計；通過綜合設計實驗，讓學生能夠熟練應用所學的PLC知識，掌握硬件和軟件設計方法，為以后的各種大學生創(chuàng)新競賽、創(chuàng)新項目打下良好的理論和實踐基礎。

（三）拓寬課外實驗，充實開放實驗項目

課內實驗教學時間畢竟有限，多利用學生的課余時間，組織有能力、有興趣的學生，參加開放實驗項目。開放實驗項目選擇一些內容豐富、應用領域廣泛的課題，使學生得到多層面的訓練。

（四）指導學生申請或參與相關項目

在具備了基礎理論知識和基本軟件編程技能的基礎上，吸引部分優(yōu)秀學生參與到教師主持的相關科研項目中，從基礎設計工作做起，逐步了解和熟悉項目的論證、設計和運行過程，以提高學生的綜合創(chuàng)新能力。在此基礎上，再指導學生組成團隊申請校級、市級或者自治區(qū)級的大學生創(chuàng)新設計項目，從項目的可行性分析、立項、方案設計到具體的技術創(chuàng)新設計和產品設計都由學生親自參與。這樣，學生既可以得到項目的鍛煉，又可以得到經(jīng)費的支持，可以有條件將理論與實踐相結合，促進創(chuàng)新能力的進一步提高。

（五）校企聯(lián)合培養(yǎng)引導學生理論聯(lián)系實際

參與項目鍛煉后，學生對整個設計流程有了切身體會，同時對所學的基礎理論知識也有了更加深刻的理解，具備了進行創(chuàng)新設計的基本能力和基本素質。在此基礎上，教師應積極聯(lián)系相關企事業(yè)單位為學生安排實習機會，進行校企聯(lián)合培養(yǎng)，讓他們到工廠一線去了解企業(yè)和社會對創(chuàng)新設計知識和能力的實際需求，進一步了解企業(yè)創(chuàng)新設計流程。這有利于引導學生在日常學習中將理論與實際相結合，也使得高校對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與社會需求接軌，培養(yǎng)真正符合社會需求的具有創(chuàng)新能力的機械人才。

三、結束語

培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力，是高等院校工科專業(yè)的主要任務之一。本文以《PLC技術及應用》課程為基礎，結合實際教學過程中大學生學習和實踐存在的問題進行探討和分析，通過對教學改革的思考，提出了加強基礎理論知識教學、豐富實驗教學內容、申請或參與相關項目等解決方案，還需要通過不斷的教學實踐對上述方案進行補充和驗證。我們期望通過這些行之有效的措施，能切實提高大學生在PLC應用方面的能力，從而提高綜合創(chuàng)新設計能力。

參考文獻：

[1]徐桂敏，楊正祥.“現(xiàn)代電氣控制設備及PLC”教學方式改革與實踐[J].實驗室研究與探索，2016，（11）.

[2]馬永力.“電氣與PLC控制技術”教學改革的研究與探索[J].黃石理工學院學報，2012，（02）.endprint