高職PLC課程對學(xué)生綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)探討

劉琳霞

蘇州健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇省蘇州市 215400

1 引言

PLC課程指的就是集電氣、自動化、測控等專業(yè)和技術(shù)為一體的一門單獨的課程，具有較強(qiáng)的綜合性和靈活性，對學(xué)生思維能力的培養(yǎng)有著很大的促進(jìn)作用，因此該項課程的改革和完善是未來高職院校課程發(fā)展的主要趨勢。現(xiàn)階段高職院校PLC課程的發(fā)展只是基于單機(jī)的研究，與現(xiàn)代企業(yè)管控一體化的生產(chǎn)模式嚴(yán)重脫節(jié)，因此必須要加快該項課程的改進(jìn)速度，才能與社會發(fā)展很好地接軌。

2 對一體化教學(xué)的相關(guān)介紹

在傳統(tǒng)PLC的教學(xué)中，往往只注重學(xué)生理論知識的培養(yǎng)，忽略了實踐項目。這樣的教學(xué)模式使得學(xué)生不能將學(xué)到東西運用在具體的實踐當(dāng)中，以后走向社會工作時會存在很大的阻礙，因此實現(xiàn)一體化教學(xué)模式是非常有必要的。現(xiàn)代高職院校在引入一體化教學(xué)上已經(jīng)有了初步的進(jìn)展，該種教學(xué)模式的特點是在同一教學(xué)目標(biāo)下，實現(xiàn)雙師型課堂。在該種模式實行的過程中，將實踐課程很好地融入教學(xué)環(huán)節(jié)，當(dāng)老師講完一個階段的知識點，便讓學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的試驗和操作練習(xí)，在加強(qiáng)動手能力的同時使學(xué)生的知識體系更加牢固。相關(guān)的實踐課程以檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)成果為主要目的，其次是要注意與實際生產(chǎn)的緊密結(jié)合，盡量選擇近幾年企業(yè)比較熱門的PLC生產(chǎn)過程作為實驗的主體。將企業(yè)和學(xué)校教學(xué)很好地融合在一起，教學(xué)計劃的制定要以現(xiàn)階段企業(yè)所需的技能和知識作為參考。

在原來的PLC教學(xué)中，試驗課程還停留在對單機(jī)的研究和操作，例如利用其編程程序來編寫相應(yīng)的圖形。這與目前企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)一體化的管理和生產(chǎn)模式嚴(yán)重脫節(jié)，因此在學(xué)校的試驗課程上要加強(qiáng)學(xué)生聯(lián)網(wǎng)操作的能力。CFC編程是現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)中常用的編程模式，以此作為培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的依據(jù)，讓學(xué)生以多種思路對同一項目進(jìn)行編寫。在此教學(xué)過程中，還需熟練掌握通信技術(shù)，這對實現(xiàn)實際生產(chǎn)中的信息傳遞和交流有著很大的幫助。通常書本上的知識都是按部就班的，缺乏創(chuàng)新和系統(tǒng)性，在一體化教學(xué)模式下學(xué)校教學(xué)要跟著生產(chǎn)項目走，才能真正實現(xiàn)學(xué)生對知識的靈活運用。

以搶答比賽中的搶答器為例，學(xué)生首先需要應(yīng)用自己學(xué)過的知識進(jìn)行相應(yīng)程序的編寫，在編寫過程中可能會遇到一系列計算，可使用迭代法、組合法等算法輔助計算從而完成程序的編寫。完成的程序要包括以下三個階段：搶答、搶答器發(fā)出信號被裁判接收，最后做出相應(yīng)的回答。這一過程的實現(xiàn)不僅需要PLC編程功能，還需要強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通信作支撐。這一項目的完成需要大量的時間，因此在課時的設(shè)置上要盡量緊湊，才能避免學(xué)生對之前學(xué)習(xí)的遺忘，將項目教學(xué)更快地完成[1]。

3 對實踐教學(xué)的相關(guān)介紹

實踐教學(xué)過程并不是一蹴而就的，需要分階段進(jìn)行，目前很多高職院校已經(jīng)開始設(shè)立工程實訓(xùn)中心，學(xué)生的實踐教學(xué)已經(jīng)初具規(guī)模。該種教學(xué)模式分為三步走：對學(xué)生基本技能的考核，接著進(jìn)行各個項目的單獨訓(xùn)練，最后將各訓(xùn)練科目綜合起來。第一步的教學(xué)在上文已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)講解，即做到理論和實踐相結(jié)合，實現(xiàn)一體化教學(xué)的目標(biāo)。要想做到教、學(xué)、做一體化，首先要強(qiáng)化學(xué)生的理論知識，在此基礎(chǔ)上下發(fā)相應(yīng)的實踐任務(wù)。學(xué)生在完成任務(wù)時，需要大致經(jīng)歷以下幾步：明確任務(wù)要求；整理任務(wù)所需的相關(guān)資料和算法；完成編寫任務(wù)并運用到具體的生產(chǎn)過程中，對其中存在的問題進(jìn)行改正。

接著就是較長時間的單獨課目訓(xùn)練，一般兩周時間為宜。下面以機(jī)械手的設(shè)計和工作為例進(jìn)行詳細(xì)步驟的講解：已經(jīng)明確需要設(shè)計的內(nèi)容，首先要進(jìn)行相關(guān)資料的收集，資料內(nèi)容為機(jī)械手臂的控制；以收集到的資料作為依據(jù)，將機(jī)械手的工作過程進(jìn)行分析和理解，并畫出對應(yīng)的電路圖；接著需要著手相應(yīng)的程序編寫工作，在此之前需要制定相應(yīng)的編程方案，經(jīng)過小組討論確定沒有問題開始進(jìn)行下一步的任務(wù)；在老師的指導(dǎo)下，學(xué)生要獨立完成各項計劃內(nèi)容，最終將編寫的程序以文字的形式展現(xiàn)出來；最后是對該項目的檢驗和評價，檢驗程序是否編寫成功的依據(jù)是，觀察機(jī)械手的動作過程是否與預(yù)想一樣即可；學(xué)生對設(shè)計、編寫以及最終成果的展示，需要老師進(jìn)行總結(jié)和評價，根據(jù)學(xué)生的完成情況，客觀的評價。

通過以上描述，我們可以看到工程實訓(xùn)內(nèi)容大致分為六步走，就能將學(xué)生前期學(xué)到的基礎(chǔ)知識進(jìn)行全方位的檢驗，由此可見實踐在教學(xué)活動中的重要地位[2]。

4 在實踐中不斷提高綜合應(yīng)用能力

僅僅依靠平時的理論教學(xué)是很難提高學(xué)生的綜合能力的，上文只是對理論與實踐相結(jié)合的大致介紹，在企業(yè)的生產(chǎn)過程中可能會遇到各類問題，需要工作人員利用相關(guān)知識進(jìn)行解決。因此實訓(xùn)的主要目的是鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力，通過完整的項目訓(xùn)練，不僅能鞏固所學(xué)知識，在綜合應(yīng)用能力上也會有很大的提高。以機(jī)床的產(chǎn)品制造為例，通常沒有固定的題目，每個小組只需完成相關(guān)機(jī)械零件的加工和裝配工作即可。

假如某一小組以起重臂的制造和組裝作為訓(xùn)練題目，首先需要完成的是對起重機(jī)械相關(guān)資料的搜集和整理，在明確起重臂的組成和工作原理之后才能進(jìn)行編程工作。編程時按照起重臂動作的先后順序，將其拆分為零部件，小組成員分工合作分別編寫出零件的加工過程。最后在實際操作中檢驗設(shè)計的成果，需要依次在機(jī)床的控制終端輸入零件的制造程序，看制造出來的零件與設(shè)計圖紙是否一致。若一致就可進(jìn)行相應(yīng)的組裝工作，若不一致需要反復(fù)檢查知道改正問題為止。最后將組裝好的起重臂通電，在電路的作用下若能完成正常的起吊工作，則說明設(shè)計和制造過程是非常成功的。

起重臂的設(shè)計、制造及組裝過程較為繁瑣，比機(jī)械手的設(shè)計難度大的多，因此需要的實訓(xùn)時間較長，通常以一個月左右為宜。最后檢驗學(xué)生成果是否合格，不僅要看其理論設(shè)計部分，還要求其在36個小時之內(nèi)完成起重臂的生產(chǎn)和組裝，后期的調(diào)試工作也包含在此時間范圍內(nèi)，這是對學(xué)生綜合能力最好的檢查方式。綜合能力的訓(xùn)練是對學(xué)生理論知識、實踐能力的全面考核，同時學(xué)生也需要具備良好的心理素質(zhì)，才能保證設(shè)計和制造工作有條不紊的進(jìn)行。在設(shè)計和理論準(zhǔn)備階段就算沒有出現(xiàn)任何差錯，但在實際操作過程當(dāng)中難免會發(fā)生意外，對突發(fā)事件能夠快速解決并毫不慌亂地完成產(chǎn)品制造，說明學(xué)生已經(jīng)具有了現(xiàn)代企業(yè)相關(guān)從業(yè)人員的工作素質(zhì)[3]。

5 加強(qiáng)對學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)

在現(xiàn)代化教學(xué)中，學(xué)校需要與企業(yè)的發(fā)展保持高度一致狀態(tài)，因此對創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)是十分重要的。創(chuàng)新型人才也是當(dāng)前企業(yè)發(fā)展所需的主要人才，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識為以后其走向工作崗位提供了強(qiáng)有力的競爭優(yōu)勢。以三軸機(jī)械手的設(shè)計組裝為例，在傳統(tǒng)的設(shè)計中機(jī)械手只能同時完成一項工作，效率較低。在項目訓(xùn)練中，給學(xué)生的任務(wù)就是實現(xiàn)三軸機(jī)械手多站位的獨立工作。在設(shè)計時需要將生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量放在首位，設(shè)計沒有固定的模板，需要學(xué)生和老師共同商討，在討論中碰撞出創(chuàng)新的火花。

對設(shè)計成果進(jìn)行軟件仿真是對PLC教學(xué)課程的又一大創(chuàng)新，無論是對虛擬游戲還是實際機(jī)械的設(shè)計，都需要有一定的資料作為參考，設(shè)計需要創(chuàng)新，但創(chuàng)新不是毫無根據(jù)的幻想，因此學(xué)生需要在現(xiàn)有技術(shù)水平的基礎(chǔ)上進(jìn)行切實有效的創(chuàng)新。基于對生產(chǎn)材料節(jié)約的相關(guān)考慮，在設(shè)計完成后可以借助相應(yīng)的模擬軟件，對相應(yīng)的設(shè)計方案進(jìn)行模擬仿真。通過仿真數(shù)據(jù)可以清晰的看到設(shè)計中存在的不足，對其進(jìn)行改進(jìn)和完善就能有效避免后期生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的故障。借助相應(yīng)的仿真軟件，例如MATLAB、ANSYS等，很多學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，成功研制出適合各種工作環(huán)境的機(jī)器人，將編程滲透到社會生活的各個方面。在提升創(chuàng)新意識的同時極大地方便人們的日常生活。

進(jìn)行合理的創(chuàng)新是對生產(chǎn)安全的重要保證，在具體的實踐課程中，可以向?qū)W生展示近幾年企業(yè)生產(chǎn)過程中遇到的典型故障，讓學(xué)生進(jìn)行通過不同的途徑對故障進(jìn)行改進(jìn)，學(xué)生在日常學(xué)習(xí)過程中對企業(yè)生產(chǎn)的接觸是非常少的。通過對企業(yè)真實案例的分析和完善，為學(xué)生的創(chuàng)新工作打開了一扇全新的大門，真實的案例能夠最大程度的激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，使得其綜合應(yīng)用能力進(jìn)一步提高。創(chuàng)新意識不僅為以后學(xué)生的相關(guān)工作打下良好的基礎(chǔ)，在實際工作當(dāng)中易從眾多的員工中脫穎而出，得到更好的發(fā)展[4]。

6 結(jié)束語

綜上所述，是對PLC課程中的一體化教學(xué)模式、創(chuàng)新思維的培養(yǎng)及應(yīng)對該課程教學(xué)進(jìn)行的各項改革的詳細(xì)介紹，通過不同的設(shè)計實例反映出實踐對學(xué)生綜合能力培養(yǎng)的重要性。為達(dá)到現(xiàn)代企業(yè)對員工的招聘需求，對高職院校的PLC課程教學(xué)引進(jìn)實踐教學(xué)是其未來發(fā)展的必然趨勢。只有讓學(xué)生將理論和時間相結(jié)合，才能將學(xué)到的知識靈活應(yīng)運，才能為以后的發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。