《可编程控制器》课程教学改革的探索

王三秀

(台州学院 物理与电子工程学院，浙江 台州 318000）

《可编程控制器》课程教学改革的探索

王三秀

(台州学院 物理与电子工程学院，浙江 台州 318000）

针对《可编程控制器》原有教学模式侧重理论，实验教学环节薄弱，难以适应应用型课程教学目标的情况，对课程进行了一系列的教学改革。新的教学模式包括引入组态监控软件模拟生产现场、调整实验项目、增加综合性实验、开放实验室、开设课程设计及加强实践环节的考核。课程教学改革促进了学生工程实践能力和创新技术能力的提高，增强了学生在择业时的竞争实力。

PLC；实践教学；应用能力

1 前言

可编程控制器（以下简称PLC）是在继电器控制基础上，综合了计算机技术、自动化技术以及通讯技术而发展起来的新型工业控制装置。功能强大、可靠性高、编程简单、抗干扰能力强、应用广泛等特点使其成为现代工业自动化控制系统的主导产品，与机器人、CAD/CAM技术并称为现代工业自动化的三大支柱。因此《可编程控制器》是高等院校机械制造以及电气自动化等相关专业必修的一门重要课程。

我院PLC课程是为电气工程、电子信息和应用电子等专业学生开设的一门专业课程，也是高级维修电工资格考试培训的重要内容之一。然而传统的重理论轻实验的教育模式，填鸭式的教学方法已不适合实践性、应用性很强的PLC课程，不能满足社会对高素质工程技术人才的要求。尤其在近几年的教学实践中，学生普遍反映原课程教学模式侧重理论，感觉“什么都在学，学完之后又什么都不会”，缺少操作和实践机会，导致工程实践能力偏弱。因此进行PLC课程的改革势在必行。

2 传统的教学方式

讲授法是最传统普遍的教学方式。由教师按事先设定的思路有条理的边讲边写，学生只能按着教师的思路走。这种方式注重理论教学，信息量小，学生不能真正掌握技术的核心及应用。

随着现代化教学手段发展，多媒体已成为目前应用广泛的教学手段。可以利用多媒体制作文字、图片、声音甚至动画，带给学生较强的视觉、听觉冲击，吸引其注意力。但过大的信息量使学生有深刻记忆的东西太少，抓不住重点［1］。

对于PLC这样一门实践性很强的课程，仅由多媒体或者板书教学并不足以产生很好的效果。所以传统的教学模式必须加以改进，强化实践教学，注重培养学生的技术应用能力。

3 实践教学改革的措施与方法

在新的教学模式中，坚持“以能力培养为核心，以实践教学为主，理论教学为辅”的教学思想［2，3］，同时注重对学生新技术应用能力和创新能力的培养，以及实现学校和企业之间的无缝对接。具体实践教学环节有如下方面。

3.1 采用动画式教学模式

利用多媒体制作图片声音以及动画，将枯燥的内容变得更感性和生动形象。

引入组态软件，模拟生产现场。讲解实际控制系统时，通过上位机监控软件对被控系统进行工艺过程组态、生产过程控制做出现场模拟画面，模拟动作过程。有助于学生直观的理解与掌握。

如图1为物料包装输送监控系统的运行界面。界面主要是对皮带、包装机等设备进行设定，根据实际生产线的布局进行设计，形象生动的反映了控制台的情况。其运行的动态效果图能够实时反映物料包装系统中被控对象的运行状态。通过这种方式展示工业控制设备画面，学生犹如亲临现场，达到了把工厂“搬到”课堂的效果。帮助学生了解机械设备的工艺流程，有利于进一步分析控制要求和设计控制程序，使教学过程更具体，更生动，教学效果更好。

3.2 突出实践技能，强化实验教学

图1 物料包装传输监控系统

实验操作对于加深理解可编程控制器的内容和原理，熟练掌握可编程控制器的使用和操作方法，加快学习梯形图语言以及建立工程控制系统的概念，培养学生动手能力，积累工程现场经验等方面都有很大的帮助。由于课程原开设的实验项目主要以验证性实验和简单设计性实验为主，不利于提高学生PLC技术的综合应用能力。改革后的实验体系适当减少了基础性实验，增加了综合性实验。另外为了克服实验学时的限制，我们采用以下方法解决：通过设置多个不同应用领域的综合性实验项目，让学生选择自己感兴趣的项目，以激发学生的实验兴趣，等学生完成自己选定的综合实验后，再让做不同实验项目的学生进行讨论与交流，可以使得学生用最少的时间共享不同应用领域的综合性实验的精髓。这样，实验效率不断提高，明显地增强了学生PLC技术综合应用的能力和水平。课程改革后开设的实验项目如表1所示：

表1 改革后实验项目

3.3 开设PLC课程设计

学生集中一段时间（1～2周），针对该课程进行设计活动，利用所学知识独立完成教师给出的设计题目。硬件电路，软件程序以及调试皆由学生自主完成，充分发挥学生的主动性以及创新性。使教、学、练紧密结合。

3.4 开放实验室

实验室是培养应用型人才的重要场所,而开放实验室则是培养创新人才的重要举措。开放实验室为学生提供了一个有利于其综合素质培养的良好的实验环境，使其有独立思考,自由发挥和自主学习的时间和空间［5］。在完成正常教学、工作的同时，实验室全天对学生开放，尤其保证课余时间、周末时间的开放，给学生提供更大的选择空间。学生可在实验室自行设计题目，制作模型，以及毕业设计等，有效地培养了学生的独立思考、分析问题和解决问题的能力，学生的综合素质由此得以提高。

3.5 企业实习

为了让学生能更好的联系实际以及了解本行业的现状，学院应尽可能提供机会,带领学生到企业实习，使同学们更好的熟悉社会、熟悉本专业知识在实践过程中的应用。

3.6 改革考核形式，体现能力为主

原先的考核主要以期末考试成绩为主，实验成绩只占总成绩的20%，不能体现出实践环节的重要性。改革后的考核形式更强调实践能力的测试，增加实践考核所占的比例。现在我们把PLC成绩分为三部分：理论考试成绩占40%，侧重考核学生的基础知识；基本实验考核占30%，考核学生的基本操作规范；综合能力测试占30%，学生完成从硬件配置、软件设计到最后调试的全过程，考核学生的综合应用能力。这种考核体系很好的促使学生理论与实践相结合，全面掌握PLC控制系统的设计方法，有效地提高了学生综合应用能力和操作水平。

4 教学改革效果

PLC课程教学改革已在我院电气工程专业实施，改革工作取得了较好的教学效果，得到了学生的好评。在教学检查和学生评教中，PLC课程都获得高于平均分的成绩，督导多次听课后对我们教学方法和效果给予了肯定；同时学生的实践能力和创新能力也得到了较大的提高，维修电工资格考试通过率达到100%，大学生电子竞赛和机器人竞赛多次获得过国家级一等奖和省级一等奖的的好成绩。此外，学生在后续课程的学习、毕业设计等环节表现出的综合应用能力也比改革前的学生有明显的进步。

今后我们将继续加强PLC课程的建设，探索合适的教学模式，建立科学、完整的教学体系，以适应高素质工程技术人才培养的需要。

［1］魏静敏，刘英英.谈 PLC 技术及应用课程的教学改革［J］.高教视窗，2009（2）：186.

［2］姜兰兰.对 PLC 课程教学的几点认识［J］.中国科技信息，2008（3）:180.

［3］张金姣.系统分析法在 PLC 技术教学中的应用［J］.专业教学研究，2009（2）：84-85.

［4］阮友德.电气控制与PLC实训教程［M］.北京：人民邮电出版社，2006

［5］陶亦亦.PLC 技术应用及其课程教学模式改革的探讨［J］.职业教育研究，2008（1）：90-91.

Exploration of teaching reformation in PLC course

WANG San-xiu
(School of Physics and Electronics Engineering,Taizhou University,Taizhou 318000,China)

Aiming at the existing problems of the PLC course that teaching mode put particular emphasis on theory and experimental teaching is weak,this paper put forward a series of measures of the teaching reform.The new teaching mode includes introducing configuration software, strengthening the experiment teaching,opening laboratory,course design and reform of examination mode,which improve the students ‘project practice ability and innovation ability,enhance students’competitive ability in talent employment market.

PLC,practice teaching,application abilities

周小莉）

G642

A

1672-3708（2010）03-0084-03

2009-05-23；

2010-05-08

台州市教育科学规划课题（G96015）

王三秀（1981- ），女，浙江东阳人，硕士，讲师，主要从事过程控制与信号处理的教学与研究。