面向工程應用的PLC課程教學改革策略探討

袁孟，陳志軍，陳彥霖

（廣東文理職業學院，廣東 湛江 524400）

0 引言

在科技迅猛發展的21世紀，中國制造產業正在走在做大做強的路上，工業生產領域也在與時俱進地發展著。近年來，企業對于PLC人才需求量越來越大。面對這樣的人才缺口，高校培養出的專業人才并不適用于企業，而“二次培養”作為一個重要的問題凸顯出來。在此背景下，本文對面向工程應用的PLC課程教學改革策略進行了剖析和探討。

1 傳統PLC教學現狀

1.1 教學方式落后

現在大多高校由于許多現實問題不能以實踐性教學方式為主，而是采用“填鴨式”傳統教學方式，已經與時代要求不相符。在傳統教學方式中當老師在課堂上講授準備好的課件時，部分基礎差的同學很難跟上老師的思維，并進行積極思考。

1.2 實驗內容與工程應用需求脫節

首先是教學目標與企業需求脫離。企業需要的是能夠解決實際應用問題的專業技術人才，書本上的知識相對實際應用比較陳舊, 缺乏對工業自動化控制實際需要的思考, 以至學生綜合應用能力不能達到要求。同時，需要關注的是部分高校現有的硬件條件難以滿足人才培養的需求,不能與飛速發展的可編程控制器技術同步, 缺乏前沿性。

1.3 考試形式單一，考查內容不全面

以眾所周知的傳統考核方式為例，學生所得分數通常是由課堂表現成績綜合學期末卷面成績組成。這種考試形式導致學生為了保證能夠通過考試，把學習重點放在卷面考核的內容上,而忽略了工程項目所需要的實際動手能力, 比如硬件電路設計、軟件編程能力以及分析、解決問題的能力[1]。

2 基于工程應用的PLC課程教學改革策略

2.1 教學理念的轉變

PLC 課程教學要把編程應用放在首要位置，“填鴨式”“灌輸式”教學方法早已不適用于現在飛速發展科技下的工程技術人才，很難調動學生的積極主動性, 不能有效激發學生的學習興趣[3]。教師在這個過程中應注意作為整體課程的引導者，引導學生學什么、怎么學，控制課程的整體節奏。同時，教師需要幫助學生解決其在課程學習中遇到的不能獨立解決的問題。

2.2 注重教學內容的實效性

教師的職業之所以不能被機器所替代，很重要的原因在于人類的靈活性，在授課的過程中，教師應根據課程的內容和學生的水平進行靈活的教學，并隨著學生對知識的消化程度調整課程進度。同時，教學內容應該與當今技術、文化甚至人類思想同步，并契合社會需求。PLC教學內容[5]有結構原理介紹、指令系統 、編程應用和工程設計四個主要部分。在設計教學案例時，除了典型的交通信號燈PLC外還應考慮所對應企業的情況，進行有針對性的教學和研究，將設計融入實際應用中，提高教學質量。

2.3 建立課程項目化教學體系

建立課程項目化教學體系對課堂內容進行簡化，將工程項目融入課程。課程可分為兩大板塊，分別是工程應用模塊和PLC模塊[6]。由于工程應用模塊內容與PLC模塊內容具有起承轉合的關系，在講授知識的過程中，學生可以將書本或實驗課程中各章節的知識點融匯貫通，實現理論知識與實際應用完美整合。

以“將PLC應用于高層電梯控制系統”的課程項目為例，具體來說，可分為以下幾步：（1）布置任務。要求同學以學習小組為單位通過網絡或書籍收集課程項目相關內容及控制要求等資料。（2）制定方案。提示學生以收集的材料為基礎將課程項目內容分為設計電路、繪制控制流程圖、編寫PLC程序和調試系統。同時需要學生明確時間規劃及每日工作量。（3）確定計劃。教師分析學生制訂的方案可行性，并輔助學生進行修改[7]。（4）具體實施。學生需按計劃要求在規定時間內獨立完成任務，老師負責督導學生完成。（5）檢驗成效。學生獨立完成項目后，同學負責對電梯系統調試并檢驗是否符合課程要求。同時需要提交PLC程序代碼，教師對其綜合表現能力評分。綜合以上，通過建立“將PLC應用于高層電梯控制系統”的課程項目，提高學生將PLC應用于實踐的綜合能力。

2.4 大幅增加實踐學時

教師應因材施教，根據對實踐知識的掌握程度不同來進行分組教學，將知識按照難易度分模塊進行教學，可以把部分淺顯易懂的知識留做課前作業，只對重點進行講解，針對其余難度較大的知識點可以增加課時，例如PLC的通信協議、程序優化等，在課程中引導學生理解并“吃透”知識。這樣從模擬仿真的實踐實驗到與實際生產項目，由淺入深，逐步學習，引導學生在實踐中學習，更全面地掌握學習內容[8]。再比如，教師在教學應用理論時，不能單純教學指令理論，而是結合實踐，例如進行交通信號燈控制系統設計中，引導學生通過觀察與操作制作彩燈的PLC控制系統，如燈循環閃爍、時間控制等,同時培養學生的工程應用意識，讓學生讀懂時序圖，明確控制要求和控制過程，之后系統總體設計方案是自動運行方式的集散控制系統。

2.5 加強校企合作，教學緊跟企業和社會需求

眾多原因導致的目前高校教學內容與市場實際所需并不匹配，為了調整這種情況，考慮如下解決方案。一是聘請企業高級技術人員加入教學團隊或定期舉辦講座，有效地使工程實踐內容和教學課程緊密結合，彌補人才培養中的不足。二是為加強對PLC生產過程的認識，高校與企業合作培養，將學生送入生產車間觀摩學習，增加實踐機會，零距離感受專業知識的應用。在此期間，在同學得到鍛煉、開闊視野的同時為企業引薦了優秀的“種子人才”，達成了“共贏”[9]。

2.6 改革成績評定辦法，引導學生重視應用能力的養成

由于教學目標、評價方向的錯位，同學容易輕視動手實踐。針對這種情況，將實踐能力評分納入綜合評分范圍，并增加比重勢在必行。PLC 課程考核總分數構成除了筆試基礎知識成績外，還需增加實驗成績占總成績的比重。調整前后總成績構成變化如表1所示[10]。

表1 調整分數比重前后對比

3 結論

事實上，近些年來與PLC相關的教學改革一直在進行。事實證明，根據學生特點因材施教，結合當今社會所需人才按需培養，采取切實可行的教學目標、課堂模式等可以有效解決人才短缺的問題，積極培養出不但基礎知識扎實而且實際應用能力較強的綜合性人才。