可編程控制器原理及應用課程體系的建設與探索

李崇華

貴州師范大學機電工程學院 貴州貴陽 550000

可編程控制器原理及應用課程作為電氣類專業的一門理論性較深、實踐性較強的主干專業課。在課程體系建設的過程中，我們本著從教學質量的內涵出發，促進教學觀念的轉變，對課程的教學模式、教學體系和教學理念等方面進行了大膽地改革和嘗試，收到了良好的教學效果，本文將對該課程體系的改革和建設中的體會與大家進行討論和分享。

1 剖析以往教學中存在的問題

1.1 教材知識滯后于實際工程技術

高校教材的知識都是采用工程上成熟的技術和資料進行編寫的，廣泛運用于高校教學時已不再是先進知識和目前推廣技術，所以學生學完以后運用于工作中已略顯落后。針對這一情況，我們在教學中不斷添加新技術和新概念，才能滿足真正的人才輸出需求。

1.2 教學內容與有限課時之間的矛盾

目前該課程的教學內容，既有基本原理及應用，又涉及軟件編程和組態設計。教學內容較多，且都是實踐性很強的項目，造成教學內容和課時之間的矛盾。另外有些教材側重理論知識的介紹，缺少案例分析，不易于學生對課程的理解，也突顯了教材建設的重要性。

1.3 教學方法與教學手段落后

傳統教學方法是以教師為主，依賴于板書，輔于模型式的課堂教學，抽象枯燥、難以理解、信息量少，成為學生不愿學習的主要原因。PLC的指令熟悉與掌握是建立在編程練習的基礎上，由于理論知識和編程指令多在教室進行，之后到實驗室去做編程實驗，難免出現知識脫節現象。造成學生上課沒有興趣，實驗時又由于缺乏理論基礎而出現不會編程的窘境。

1.4 實踐性教學時間少

本課程是一門實踐性很強的課程，需要大量的時間將理論知識運用于實踐，才能牢固地掌握。由于教學手段落后，每次課提供的信息量少，課堂教學占據了大量教學時間，使得實踐性教學時間減少，故教學效果往往欠佳。

1.5 教師隊伍不確定

由于沒有形成教學團隊，授課教師只是根據自己對課程的認識進行教學，沒有形成課程的統一認識和整體部署，理論教學和實踐教學沒有很好地進行配合，所以很難到達較好的教學效果。

鑒于以上教學中存在的問題，通過對本課程教學改革，合理優化教學內容，充分利用現代化教學手段，改變教學模式，建立一支合格穩定的教師隊伍，對促進教學改革、提高教學質量有著積極的意義。

2 課程體系的改革和建設內容

課程體系建設的核心是教學理念和教學任務。它的建設是一個系統工程，涉及教學理念與管理、教學內容與方法、教學環節與考核手段、教材建設和師資隊伍建設等諸多方面。因此，建設一支高素質的教師隊伍、規劃一套創新的人才培養方案和教學計劃及大綱、制訂全新的教學方法和行之有效的考核辦法就成為該課程建設的重要任務。

2.1 結合培養目標 修訂教學大綱

由于將理論課和實驗課分開設置，就需要對教學大綱進行重新制訂，既要符合培養目標，突出理論教學重點和難點，又反映學科新動向，滿足課程需求。修訂教學大綱時，注重課程內容的精選與優化，將新技術、新工藝、新成果，補充進課程教學任務中，重新制訂科學的培養目標和課程大綱。

2.2 適應培養目標要求 突出實踐教學環節

確定課程建設特色和定位是以實踐教學帶動課程教學，明確綜合素質教育的培養目標。實驗課是驗證理念和應用理念知識、培養動手能力和創新能力的主要環節。在實踐教學中通過增加實驗項目、擴展實驗類型、充分利用實驗教學設備等方法突顯實驗教學環節的重要性。

2.3 改革教學思路 建立模塊式教學

為了使教學與現代技術發展能很好地進行銜接，我們在課程的講授中以課程教學內容為導向，打破章節的限制，以應用課題為核心優化組合教學內容，將知識模塊化、系統化，以內容的模塊為線索，對知識結構和教學方法進行綜合處理，不局限于某一本指定教材的內容，為學生更好地拓寬知識面提供寬裕的領域和空間。

2.4 創建合理的教師梯隊

教師是課程的重要人力資源條件，是任何課程尤其是精品課程的重要載體。創建一支實力雄厚、職稱層次較高、年齡與知識結構合理，教學經驗豐富、團結敬業的教師隊伍，才能保證課程教學長期的高質量。

2.5 教學方法與教學手段的研究

為加強理論教學與實踐教學的結合，采取現場教學方法，既可以在實驗室教學理論教學，也可以利用計算機仿真軟件在教室進行教學，增強和豐富了教學內容和教學手段。把課堂教學、實踐教學有機地結合起來，加強創新設計教學，培養學生創造性品質，達到提高教學效率和對學生進行綜合能力訓練，全面素質培養等一系列目的。

2.6 加強課程的教學管理

在課程的建設過程中，堅持對該課程的教學改革效果進行跟蹤反饋，嚴格執行教學計劃、教學大綱，定期對學生教學信息進行收集和反饋，及時修改課件和更新資料，將輔導資料和教學資料上網共享。

3 課程體系改革的特色

可編程序控制器原理及應用精品課在建設過程中，嚴格按照國家教委精品課建設標準進行教學組織和建設，在課題組成員的共同努力下，使該課程的教學內容和教學形式具有鮮明的特色，深受學生的好評。

3.1 更新教學內容 重構教學體系

3.1.1 模塊式教學形式

在課程體系建設中，根據該課程教學改革的要求，以及PLC技術在實際生產的應用發展情況和周邊用人單位對該技術的使用情況，制訂了教學內容的側重點和實用性，對教材進行了重新整合，將課程的授課內容按照基本理論、重點掌握、實際應用等內容分為若干模塊，每個模塊又由若干個課題組成，以實際生產的工程項目為主線，對PLC的綜合知識和系統設計技巧的講述，將理論知識與實踐操作融為一體。

本課程模塊中設課題為二級目錄，共分為9個模塊，16個課題(見表1)。

表1

3.1.2 課程內容設計

課程內容是精品課程建設的主要層面。教學內容的實用性、前沿性和創新性是衡量課程質量的主要指標，也是課程教學持續發展的關鍵。該課程對教學內容進行了合理的整合，根據目前PLC技術的發展前景和市場需求，選擇當今PLC行業先進的西德西門子品牌(s7-300/400)作為主講機型。精選基礎知識，保留經典設計內容，拓寬新技術領域，使教學內容新穎、信息量大。

3.1.3 注重實踐教學環節，實驗課獨立設置

為保證學生動手能力的培養，同時保證實驗項目的教學效果，將理論課和實驗課分別設置，實驗課程獨立成課，獨立考核，設置為1個學分，將實驗成績納入學分管理制度，有效地彌補了傳統課堂教學因限于教學時間與教學精力所造成的學生知識學習的空白點和實踐能力差的缺陷，使學生的能力與素質得到全面的發展。

在教學內容上理論教學和實踐教學一致，在教學的全過程中相輔相成，理論教學中穿插實踐，實踐中又可進行理論教學。

3.1.4 嚴謹科學的考核方法

對理論和實踐考核設有不同的考核方法標準和評分標準。理論考核方法：可采取開卷筆試或閉卷考試方式，結合考試成績、平時成績綜合評定成績。 實驗考核方法：可根據學生平時實驗課的表現和實驗成績，進行平時成績評定。期末進行綜合實驗考核，進行隨機抽題考核。

3.2 良好的教學條件

3.2.1 教材選用靈活

由于采用模塊化教學方式，課程的講授中以課程教學內容為導向，以內容的模塊化為線索，選用一本主教材，指定參考教材，為學生更好地拓寬知識面提供寬裕的空間。

3.2.2 齊備的教學設施

在教學中有支撐這個教學過程的多媒體教學設備、計算機等硬件設施，和s7-300/400專用STEP7軟件(含仿真軟件)的軟件資源環境，給實踐教學提供了必要的保障。

3.2.3 豐富的網絡教學資源

借助校園網絡教學平臺為學生提供了豐富的學習資料，共享易學生動的電子課件；建立了該課程的習題庫和試卷庫供學生在網上調取，鞏固所學的知識；提供仿真軟件，學生可自行下載使用，便于課后知識的鞏固和創新能力的培養。

3.3 先進的教學方法與手段

在整個教學過程中，均采用先進的教學設備，合理利用多媒體和計算機仿真軟件進行多種形式的綜合教學。

3.3.1 實訓教室授課

實物現場演示學生可在教室進行授課，也可在實訓室對照PLC模板、使用PLC程序進行現場上課，不再局限于采用“動畫”式教學模式，使枯燥的內容變得更加感性化、更加生動形象化。加強實物教學，增強學生的學習積極性，使學生與生產現場更近。

3.3.2 引入組態軟件，模擬生產現場

講解例題或實際控制系統時，利用仿真軟件壞人組態軟件做出模擬畫面，模擬動作過程，激發學生學習興趣，有助于啟發學生的思維和解決問題能力。

3.3.3 采取“理論與實踐”一體化教學

課堂上注重講練結合，提高教學效果，理論與實踐教學比例從時間和內容上均真正達到1:1。堅持在注重理論教學同時突出實踐教學環節，實行新型“理論-實踐”一體化教學的模式，具體包含兩層含義：

一是“教師一體化”：教學中，任課教師必須承擔雙重角色，在承擔該門課程的理論教學的同時，還應該承擔和參與實驗教學。以教學效果為導向，有機結合，穿插講授，才能更好地對學生進行綜合素質的培養，同時理論授課教師也能更好地掌握學生的學習情況，調整教學方式。

二是“內容一體化”：理論教學內容與實驗教學內容相結合，做到邊學邊用，提高學習效率，激發學習興趣。教師在對基本指令及應用、編程方法和綜合應用等內容的進行教學的同時，增加實用性、趣味性強的工程實例的分析講解，激發學生的學習和創造熱情，培養了學生的綜合能力，達到了“理論教學內容與實驗教學內容一體化”的教學目的。

3.4 建立結構合理的教師隊伍

良好的教師隊伍是精品課建設和具體實施的前提和基礎，為此，我們以年齡層次、教學業務水平、教學研究能力、學緣結構等幾個方面為基本因素，通過相互學習討論和對外教學培訓，組建了一支具有一定研究成果、學術造詣高、有豐富教學經驗和先進教育教學理念的教師團隊。

4 結語

通過可編程控制器原理及應用課程體系的建設，我們對這門課程的教學模式和教學理念有了充分的認識和提高，教學實踐證明，本課程的教學水平和教學質量有了明顯的提高。課程體系的建設關系到高校的教育教學質量和人才的培養質量，是一項長期和系統的教學質量工程，在后續的教學中，我們還必須不斷調整教學內容，改進教學方法，豐富教學手段，多途徑地繼續提高教學質量。

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