PLC應(yīng)用技術(shù)綜合實訓(xùn)教學(xué)模式改革與實踐

王姣　邱月全

摘 要 PLC應(yīng)用技術(shù)綜合實訓(xùn)作為電氣相關(guān)專業(yè)的一門核心實訓(xùn)課程，具有很強的實踐性。為了滿足當(dāng)代對PLC人才培養(yǎng)的需要，本文針對實際的教學(xué)狀況，分析課程的教學(xué)改革背景，通過構(gòu)建新的教學(xué)模式及改革方法，打造以學(xué)生為中心的立體化教學(xué)體系，完善考核機制，著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神及設(shè)計能力，取得良好效果。

關(guān)鍵詞 PLC 教學(xué)模式 立體化

中圖分類號：G712 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2019.06.025

Reform and Practice of Comprehensive Practice

Teaching Model of PLC Application Technology

WANG Jiao， QIU Yuequan

（School of Electrical and Automotive Engineering， Yangzhou Polytechnic College， Yangzhou， Jiangsu 225009）

Abstract The comprehensive training of PLC application technology is a core training course of electrical related specialty， which has strong practicality. In order to meet the requirement of talent cultivation in the contemporary era， through the analysis of the teaching mode and reform methods of this course， a three-dimensional teaching system is constructed， based on the student-centered， aiming at cultivating students' innovative spirit and design ability， and achieving good effects.

Keywords PLC； teaching model； three-dimensional

0 引言

隨著PLC應(yīng)用越來越廣泛，行業(yè)對PLC人才的要求也越來越高，學(xué)生唯有掌握扎實的PLC技術(shù)才能在今后的工作中快速發(fā)展。如何利用現(xiàn)有的實訓(xùn)教學(xué)條件，通過教學(xué)模式改革與實踐，提高學(xué)生分析與解決工程實際問題的能力，培養(yǎng)滿足市場需求的創(chuàng)新型專業(yè)技能人才，已成為實訓(xùn)教學(xué)領(lǐng)域關(guān)注與重視的問題。為此，本文探索PLC應(yīng)用技術(shù)實訓(xùn)課程中教學(xué)方式、方法的改革思路，構(gòu)建與當(dāng)下科技發(fā)展、教育體系改革相適應(yīng)的新教學(xué)方案，具有極其重要的意義。

1 實訓(xùn)教學(xué)改革背景分析

高等院校工程教育的基本任務(wù)是使學(xué)生接受系統(tǒng)的理工學(xué)科的理論知識、基本技能的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，使其在完成學(xué)業(yè)時初步具備成為工程師的基本素質(zhì)和條件。[1]PLC應(yīng)用技術(shù)綜合實訓(xùn)課程就是要培養(yǎng)學(xué)生掌握PLC技術(shù)的基本知識和基本操作技能，充分理解PLC應(yīng)用系統(tǒng)的分析、設(shè)計、裝調(diào)、維護等過程，使學(xué)生具備一定的職業(yè)素質(zhì)，學(xué)會用工業(yè)自動化的角度分析問題，更好地適應(yīng)今后的工作需要，實現(xiàn)人生的可持續(xù)發(fā)展。

對于實訓(xùn)課程而言，存在多種不同的授課方法：通過案例分析，將啟發(fā)式教學(xué)與任務(wù)驅(qū)動法結(jié)合是大多數(shù)教師的首選方法；項目式教學(xué)法將實訓(xùn)課程涉及到的相關(guān)知識轉(zhuǎn)化為多個教學(xué)任務(wù)點，學(xué)生參與其中，體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的教學(xué)理念。但隨著近年來生源的變化、新技術(shù)的快速發(fā)展、設(shè)備的不斷更新，以及信息化教學(xué)手段的運用，需更深一步地探索如何開展PLC應(yīng)用技術(shù)綜合實訓(xùn)課程的教改工作。[2]

2 硬件條件建設(shè)

為了滿足本課程日益增長的教改要求，讓實訓(xùn)課程更貼近企業(yè)實踐，2017年，我校與無錫信捷股份有限公司共同研制了PLC綜合實訓(xùn)平臺。該平臺以信捷公司的XC系列PLC為核心控制器，主要由恒壓供水實訓(xùn)裝置、恒溫控制系統(tǒng)、三軸運動控制實驗平臺組成。該平臺的設(shè)計采用工程化思想，通過機架、線槽將PLC控制器、傳感器以及各種電氣設(shè)備進行固定、連接，幫助學(xué)生快速理解系統(tǒng)組成、運行原理；所有I/O端子全部引出，方便供學(xué)生進行創(chuàng)新設(shè)計。此外，該平臺還引進了貼合工廠應(yīng)用實際的視覺實訓(xùn)平臺，切實提升學(xué)生運用PLC技術(shù)的能力。

作為可靈活運用軟、硬件的實訓(xùn)平臺，該平臺加深學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的深入認(rèn)知，不僅提高了教學(xué)質(zhì)量，也迎合了市場創(chuàng)新型人才的需求。

3 教學(xué)模式改革

基于信捷的PLC實訓(xùn)平臺的特點：（1）采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，易于理解不同控制功能下實訓(xùn)項目的差異，可以使實訓(xùn)內(nèi)容由淺入深、由易到難；（2）實訓(xùn)平臺可重構(gòu)，所有的硬件和軟件都對學(xué)生開放，學(xué)生在掌握基本的使用方法后可以自行構(gòu)建全新的系統(tǒng)；（3）實訓(xùn)平臺的各部件均采用工業(yè)配置，實訓(xùn)項目也盡可能接近工業(yè)實際，縮短學(xué)校與企業(yè)的距離；（4）實訓(xùn)平臺不僅可以用于課程教學(xué)，還可以為大學(xué)生創(chuàng)新、教師進行技術(shù)研究提供支撐；基于上述特點，該平臺能夠改變傳統(tǒng)的以驗證為主的實驗教學(xué)方法，提供一個動手操作、創(chuàng)新設(shè)計的環(huán)境。

3.1 合理增加設(shè)計性實驗內(nèi)容

在以往傳統(tǒng)的PLC實訓(xùn)課程教學(xué)中，實訓(xùn)內(nèi)容基本都是從熟悉實訓(xùn)平臺和軟件的使用、練習(xí)基本指令開始，隨后再做幾個綜合性的驗證實驗，學(xué)生按照教師給定的程序及硬件接線，進行驗證實驗，最后再完成相應(yīng)的實驗報告，作為課程完成的總結(jié)。[3]但是該教學(xué)方法只是讓學(xué)生對PLC程序設(shè)計有初步了解，并不能深入掌握PLC編程方法，更談不上靈活運用。因此，合理增設(shè)設(shè)計性實驗內(nèi)容有利于發(fā)揮實驗教學(xué)在整個課程中的作用，進而提高學(xué)生的設(shè)計能力。[4]

在制定實驗內(nèi)容時可選擇一些典型的驗證性實驗作為基礎(chǔ)，在此之上，可適當(dāng)增加設(shè)計性的內(nèi)容。例如：對于模擬量模塊的應(yīng)用，在恒壓供水基礎(chǔ)性實驗完成之后，教師可讓學(xué)生利用同樣的模擬量模塊自行設(shè)計恒溫控制系統(tǒng)，利用現(xiàn)有硬件平臺資源，學(xué)生可獨立設(shè)計并完成恒溫控制系統(tǒng)的設(shè)計。這樣既能鼓勵學(xué)生進行不同的創(chuàng)新設(shè)計，同時也將所學(xué)理論與實踐充分相結(jié)合，極大地調(diào)動了學(xué)習(xí)的積極性。

3.2 系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計能力

PLC應(yīng)用技術(shù)綜合實訓(xùn)是學(xué)生在系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了PLC相關(guān)課程后，通過實踐加深對理論知識的理解，并進一步提高編程能力和應(yīng)用能力的途徑。只有充分利用實訓(xùn)進行編程練習(xí)，經(jīng)過不斷地思考、練習(xí)才能提高程序設(shè)計能力，真正掌握PLC應(yīng)用技術(shù)。

為了提高學(xué)生對編程的積極性，結(jié)合當(dāng)下學(xué)生的編程能力，在經(jīng)歷基本指令練習(xí)后，可采用填空法進行程序改編。將稍大的程序根據(jù)功能進行不同模塊拆分，給出部分程序，讓學(xué)生根據(jù)自己的理解及思路進行填空式補充程序，并觀察運行結(jié)果，通過監(jiān)控運行中出現(xiàn)的問題，不斷修改程序，最終完成設(shè)計要求。在不斷修改的過程中，通過適時地整理、分析、總結(jié)編程方法，提高學(xué)生的編程能力。

4 教學(xué)實踐

4.1 “教、學(xué)、做”一體化

實訓(xùn)課程的內(nèi)容不再以知識體系為序，而是以來源于生活、生產(chǎn)實際的真實應(yīng)用項目為教學(xué)載體，將理論知識、使用方法、工作原理、編程思路融合到項目的實現(xiàn)進程中，以學(xué)生發(fā)展為本，能力培養(yǎng)為重，鍛煉學(xué)生解決實際問題的能力。例如，在講述恒溫控制系統(tǒng)的硬件組成時，結(jié)合實物講解PLC輸入輸出模塊、Pt100電阻的輸出方式，分析如何將PLC控制器與模擬量模塊連接；在驗證溫度讀取情況時，可以提醒學(xué)生通過軟件寄存器查看數(shù)值的方式進行局部排查，引導(dǎo)學(xué)生探究問題的同時避免浪費大量時間和經(jīng)歷，激發(fā)學(xué)生的求知欲。

4.2 優(yōu)化考核方式

整個實訓(xùn)課程以學(xué)生實踐為主，滿分100分，包括以下部分：課堂表現(xiàn)占40%，實訓(xùn)報告占30%，結(jié)束考核占30%。其中，課堂表現(xiàn)部分教師每次課根據(jù)學(xué)生完成情況進行評分，課程結(jié)束后算出平均分；結(jié)束考核采取題庫隨機抽取的方式進行個性化考核，題庫來源于平時上課做過的實訓(xùn)內(nèi)容并稍加變通。這種考核方式能更客觀、更全面地考核學(xué)生，促進學(xué)生全面掌握PLC技術(shù)。

5 結(jié)束語

利用信捷PLC實訓(xùn)平臺進行PLC應(yīng)用技術(shù)綜合實訓(xùn)，將理論與實踐緊密結(jié)合，通過教學(xué)模式改革，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。注重平時課堂的考核方式更利于學(xué)生利用好上課時間，更好的掌握PLC技術(shù)，獲得良好的教學(xué)效果。

通過對本課程教學(xué)模式及考核方式的改革，使我們深刻認(rèn)識到教學(xué)改革的重要性。高等院校不斷推進教學(xué)改革有利于實施因材施教，對加速人才培養(yǎng)有重要意義，同時也對我國經(jīng)濟社會發(fā)展具有深遠的影響。

參考文獻

[1] 郭孝玉，劉健，李增祿，李樹生.基于成果導(dǎo)向的地方應(yīng)用型本科院校遙感課程教學(xué)改革實踐[J].高教學(xué)刊，2018（11）：140-142，145.

[2] 王欣.“電氣控制與PLC技術(shù)”課程教學(xué)模式改革與實踐[J].高教學(xué)刊，2018（21）：124-126.

[3] 王越男，張艷麗，田思慶.PLC課程實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革與實踐[J].常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2013.12（02）：49-51，70.

[4] 周照君，李秀蓮.PLC原理及綜合實訓(xùn)課程一體化教學(xué)建設(shè)與實踐[J].職業(yè)，2018（29）：91-92.