关于提高PLC原理与应用课程教学质量的探讨

夏俊萍 闫智武

（成都理工大学工程技术学院，四川 乐山 614007）

关于提高PLC原理与应用课程教学质量的探讨

夏俊萍 闫智武

（成都理工大学工程技术学院，四川 乐山 614007）

文章围绕提高《PLC原理与应用》课程的教学质量，加强学生实际动手能力，介绍了课程教学改革的背景，着重就该课程教学体系、教学内容及教学手段等方面进行了课程教学改革的探讨。

PLC；教学改革；教学手段；能力培养；实例教学法

1 引言

可编程序控制器（PLC）是近几十年才发展起来的一种新型工业用控制装置，是在取代传统的“继电器－接触器”控制装置基础上发展而来的。由于其价格便宜、可靠性高、简单易懂、操作灵活等特点得到各行业控制领域的认同和推广，特别是在机电一体化生产中应用更为广泛，已成为改造和研发机电一体化产品的首选控制器。随着可编程序控制器在各行业的广泛应用，现代工业企业对PLC技术人员的需求日益增大。因此，对于独立学院的学生来说，《PLC原理与应用》课程已不仅仅是一门课程，而是一项实用性较强的技术，掌握好这门技术，将来在激烈的就业竞争中可以提升自己的竞争能力。

2 课程教学改革的背景

《PLC原理与应用》课程是我院测控技术与仪器、电子测量技术与仪器、机械工程及自动化、电气工程及自动化等专业开设的一门专业技术课程，该课程知识覆盖面广、涉及内容多、更新发展快、强调理论而又偏重实践应用。

以往《PLC原理与应用》课程的教学主要的思路是：在理论方面，主要按照PLC的基础知识、PLC的基本原理、基本指令、基本应用、功能指令、程序设计方法、控制系统设计等思路进行讲解，这种教学思路经过几年的运行效果不理想；在实践教学方面，根据专业的不同安排不同的实验项目，而且学时较少，而且实验室采用欧姆龙CPM1A系列PLC设备，而且设备老化现象较为严重，实验设备数量有限，不能满足多种专业学生的需求。

针对理论教学和实践教学方面存在的问题，严重影响了学生对PLC课程的学习，同时为了配合学院正在建设的以提高学生实际动手能力的工程训练中心项目，因此有必要对现有的教学状况进行改革，提高学生实际动手能力，增强学生就业的筹码。

3 课程体系及课程教学内容改革

根据教育部提出独立学院主要以培养应用型人才为主，要把培养学生的动手能力、实践能力和可持续发展能力放在首位。因此根据我院的实际情况，对《PLC原理与应用》课程体系及课程教学内容进行改革刻不容缓。

以往讲授《PLC原理与应用》课程主要是以知识结构进行讲解，首先从PLC的特点、组成、原理入手，通过了解硬件进而学习指令系统，然后进行应用设计的学习，在实践教学方面，我院以前采用的是欧姆龙CPM1A系列PLC设备，开设的实验仅有验证性实验，而且设备老化较为严重，影视了实践教学，并且理论与实践分离，实践学时较少，在以应用的主旨来构建课程教学内容体系方面存在偏差，难以达到培养应用型人才的目标。

本学期，在理论教学方面我院测控教研室对教学内容进行了多次研讨，确定在以“理论够用、强化实践”思想为指导，在课堂上开展“实例教学法”，将基本概念及指令系统的讲解穿插在各个实例中进行讲解，强化学生的工程实践意识，调动学生学习PLC课程的积极性。在课程内容安排方面进行了改革，任课教师精心准备教学项目，使学生通过项目的学习掌握PLC技术。通过项目一——认识PLC，将PLC的定义、特点、应用、基本结构和工作原理等基本概念进行讲解。通过项目二——三相异步电动机的启停控制和星形－三角形降压启动控制，使学生掌握PLC控制和继电器控制的区别，同时学习基本指令。通过项目三——十字路口交通灯控制，使学生掌握定时器以及基本的时序设计方法。通过项目四——通风机控制，使学生掌握计数器及基本的逻辑设计方法。通过项目五——液压滑台控制和项目六——多种液体混合装置的控制，使学生掌握顺控设计方法，同时掌握顺控设计法写梯形图的三种方法：启保停电路法、置位 S－复位 R法和顺序控制继电器（SCR）指令控制法。通过项目七——机械手控制，使学生掌握多种工作方式的控制，同时掌握控制指令的使用方法。通过项目八——彩灯控制，使学生掌握常见的功能指令（传送与移位指令、移位寄存器指令等）。根据教学内容的改革，我测控教研室准备编写适合独立学院使用的PLC教材，该教材已经在编写之中。

在实践教学方面，我院配合工程训练中心的建设，加大了实验室资金投入的力度，本学期初建成了以西门子 S7－200系列PLC为主网络型可编程控制器实训装置20套，同时拥有一套S7－300系列PLC装置。基于我院培养应用型人才的需求，我们对实验教学内容进行了改革，将实验分为三个层次：

第一层次为基本教学实验。基本教学实验紧跟理论教学进程，主要以验证性实验为主，使学生掌握PLC软件的使用方法、基本指令的使用。在内容上安排了电机控制、天塔之光、交通灯控制等实验，加深学生对所学知识的理解，培养学生软件和硬件调试程序的能力。

第二层次为设计性和综合性实验。在较好完成验证性实验的基础上，引入设计性实验。例如机械手控制，老师只提供设计思想和设计方法，从确定控制方案、绘制I/O接线图、编写PLC程序到上机调试、修改等，都以学生自己动手为主，老师引导为辅。通过这类实验，可以提高学生独立分析问题、解决问题的能力。

第三层次为综合创新性实验。对于基础较好、学有余力的同学，鼓励学生根据工程实际自己选题，利用实验室所具备的条件，综合利用所学知识，发挥学生的创造力，激发学生的创新意识。目的是培养学生利用所学知识独立解决实际问题的能力，尽早将所学知识应用于工程实际，让学生感到获取知识的乐趣。

4 教学手段的改革

“一言堂”的教学形式对学生的主体性、创造性的培养显得不够，学生的自由空间太少，自由发展的机会被剥夺，极大影响了学生创新意识的培养。为了解决这些问题，真正提高《PLC原理与应用》课程的教学质量，我们在教学手段方面进行了改革。

在理论教学方面，摒弃了原先只有板书式教学模式，采用板书、多媒体、交互式等多种教学手段，从视觉上以生动的形式激发学生学习的积极性，变被动学习为主动学习，教学由单向讲授过程转变为复合多项过程，教师在教学中的角色由讲授变为指导、编排和答疑。在教学中，用案例和问题调动学生的学习积极性，以多媒体授课为主，并适当结合板书教学，课后注意总结。这样，多种教学手段的合理应用，使一些抽象的难以理解的概念（如PLC的工作原理等），通过形象、直观、生动的实例，加深学生对所学知识的理解与记忆，起到事半功倍的效果。在教材选取方面，现在还没有一本适合独立学院使用的《PLC原理与应用》教材，我院测控教研室已经开始着手编写适合独立学院的PLC教材。

在实践教学方面，除了配合理论教学的内容安排相应的实验，这些实验多以基本的验证性实验为主，我测控实验室引进目前市场上应用广泛的西门子系列的S7-200PLC实验装置20套，将实验分为三个层次。同时为了提高学生实际动手能力，我测控实验室打算开放PLC实验室，让基础较好、有一定能力、对PLC感兴趣的学生，可以自行设计题目、创新实验（课程设计）、毕业设计等。通过这一系列的训练，进一步提升学生的实际动手能力和分析问题解决问题的能力。

5 结语

针对独立学院以培养应用型人才为目标，对PLC课程教学进行改革，在理论教学中采用“实例化教学”方法，通过多媒体课件，不仅吸引学生注意力，加深知识印象，而且能在短时间内传输大量的信息给学生；根据PLC课程侧重实际应用设计实验教学，在实践教学中加强理论知识的理解，对提高教学质量起到了一定的促进作用。随着高等教育改革的不断深入与发展，必须对教学的体制与方法进行研究与变革。对于PLC等实际运用技术，教师要走向生产第一线，积累现场实践经验，把课程真正与应用相结合，为国家培养高质量的专业技术人才。

[1] 张文涛.西门子S7-200PLC应用技术[M].北京航空航天大学出版社,2010.01.

[2] 郑凤翼.图解西门子 S7-200系列 PLC入门[M].电子工业出版社,2009.04.

[3] 顾桂梅 加强PLC实践教学改革，培养高素质创新型人才[J].自动化与仪器仪表,2007.02.

[4] 赵金红.提高可编程控制器实践教学效果的方法[J].华北煤炭医学院学报,2007.09.

G642.0

A

1008-1151(2011)08-0170-02

2011-05-18

夏俊萍（1978－），女，湖北武汉人，成都理工大学工程技术学院助教，研究方向为电子通讯；闫智武（1979－），男，河南洛阳人，成都理工大学工程技术学院讲师，研究方向为计算机控制、智能测试系统。