可编程控制器课程教学的探索和改革

强 浩 俞亚萍

(1.常州大学信息科学与工程学院 江苏常州 213164 2.江苏技术师范学院团委 江苏常州 213001)

可编程控制器课程教学的探索和改革

强 浩1俞亚萍2

(1.常州大学信息科学与工程学院 江苏常州 213164 2.江苏技术师范学院团委 江苏常州 213001)

培养高素质技能型人才是社会对工科院校培养学生提出的整体要求，对于PLC课程教学的改革必须以培养学生PLC的应用技能为目标，加大实践和实训环节。从教学内容、计算机辅助教学、教学方法及考核方式等方面进行PLC课程教学的探索和改革，以形成“学生为主体，教师为主导”的新型教学模式为目标，努力实施科学的、完整的PLC课程体系。

教学改革;可编程控制器;实践教学

PLC是以微处理器为基础的新一代工业控制器，综合了计算机、电气控制和自动化等技术，控制系统组建方便，可靠性高，易于使用和维护。自从1987年国际电工委员会(IEC)对PLC进行了定义来，PLC发展迅猛，在过程控制、生产自动化及DCS系统等方面均获得了广泛应用。目前PLC的发展极具活力，同时随着各种新的控制理论和控制技术不断融入和渗透，使得PLC教学内容越来越丰富，并进一步提高了PLC对工程训练的要求。高等教育改革所引发的课程设置变革，使各专业课的教学学时不断减少。传统的教育观念和教学模式已不能适应当前社会经济发展的需求，培养高素质技能型人才是社会对工科院校培养学生提出的整体要求，因此进行全面改革PLC课程势在必行［1-3］。本文主要以培养PLC工程应用型高素质人才为目标，改革教学内容和教学方法，探索新的计算机辅助教学模式和新的考评机制。

1 明确目标，确定教学内容

PLC是一门工程性质很强的课程，应当以培养学生PLC的应用技能为目标，在制定课程教学大纲时应突出“学生为主体，教师为主导”，加大本课程的实践和实训环节。任课教师应当结合教育改革的宗旨，以“重视基本理论、强化实践技能”为指导思想，重点讲授PLC应用方面的知识，且应始终站在学科最前沿，及时掌握本领域的最新科技动态，不断更新自身的知识体系，适时地将本领域最新科技成果补充到教学内容中［4］，杜绝一成不变的讲义和教案。

多年来，本课程教学小组以技术先进的德国西门子PLC S7–200为基础进行授课，不断追踪前沿动态，适当加入S7-300，S7-400及其他品牌PLC(主要有三菱PLC)的相关知识，完善教学内容，以适应社会经济发展的需要。在教学内容的组织中，从教学规律出发，合理安排知识点，适当地突出重点和难点，注重知识的系统性;从工程应用出发，精炼传统内容，不断融入前沿技术，体现知识的前瞻性，优化整合以形成完整的知识体系。教学中应注重理论与实践相结合，有目的地培养学生的创新能力和工程应用能力，使学生初步掌握PLC控制技术。另外，为了与国际发展接轨，更好地提升学生的竞争力，本学期本课程组还进行了双语教学。除了使用中英文对照课本进行讲课外，还让学生查找PLC相关的英文资料(主要包括具体型号PLC的英文说明资料和相关英文文献)进行讨论。但至于如何更有效地提高双语教学的效果，还需要在今后的教学中进一步研究和探索。

明确教学目的，更有利于有组织、有目的地开展课堂教学活动，整合课程教学内容，突出技术应用能力的培养，提高整体教学的质量。以培养学生的实际应用能力为目标，课题组在制定教学大纲时重新构建了PLC课程教学内容体系，大大提高了实践教学的比重［5］，由以往的20%提高到了60% ～70%，并鼓励学生参加《可编程控制器(PLC)程序设计师职业培训证书》的考核。其教学内容体系如图1所示。

图1 PLC教学体系

图1中基本知识可采用案例引入的教学方法，基本技能可采用现场学、现场练的教学方法，综合训练以课题设计与系统调试为主，拓展训练结合相关考证和竞赛有组织地实施。

2 运用计算机丰富辅助教学手段

计算机辅助教学优化课程教学是当前教育改革重要途径之一，PLC的计算机辅助教学主要体现在课堂教学中的多媒体辅助教学和日常网络辅助教学两方面［6］。

2.1 多媒体辅助教学

多媒体辅助教学，能使呆板的课堂变得生机盎然，解决传统教学方式的难题，使微观问题宏观化、复杂问题简单化、抽象问题具体化，变“注入式”教学为“启发式”教学，能显著提高教学效果。

多媒体教学的重点是课件设计。如何将文本教案改为脚本是课件设计的关键，而脚本又是制作多媒体教学软件的直接信息，设计过程中切忌将教案内容简单地植入课件，直接搬进课堂。课件的展示过程应当以学生的认知规律为基础，集启发性、探索性、实用性和趣味性为一体，应能较好地体现以“学生为主体、教师为主导”的教学理念。

多媒体辅助教学，通过提高单位时间内的教学信息量，从而提高教学效率。多媒体课件主要以图表为主，用大量生动、形象、直观的画面及适当的文字说明，加深学生的感知和理解。另外针对PLC知识更新周期越来越短的实际情况，计算机多媒体辅助教学更易于实现教学内容的更新和变换，同时对于启迪学生思维及培养其创新精神有深远意义。

2.2 网络辅助教学

校园网为学校的网络辅助教学提供了一个很好的平台，其虚拟性、平等性和交互性，为教师、学生、教学资源三者之间实现有效的互动提供了相应的保障。通过将文本教材、软件工具、多媒体课件以及从网络上获取的各种广泛而丰富的教学资源上传网络，可以为学生自主学习和自我探索创设条件，有效地加强了学生培养自我获取知识的能力。

在网络辅助教学中，本课程小组专门设计制作了适合学生自学，与教材内容相配套的多媒体网络课件，适合于学生课前预习及课后复习之用。同时上传的网络教学资源主要注重课程的重点、难点的理解和消化，配合典型教案及习题并附上正确答案，使学生对知识掌握得更扎实、更牢固。课程小组还利用网络教学平台发布课程要求、教学计划、教学安排、内容提要、重点与难点、参考教材、模拟试题等，方便学生有效地安排时间，进行主动的、有的放矢的学习。另外还定期地利用网络教学平台开展专题讨论，学生可以各抒己见，在讨论中加深对课程的认识，使学生的思路更开阔、学习方向更明确、学习的主体性更突出。

3 改进教学方法

PLC是一门实用性、工程性和综合性很强的课程，主要依靠程序实现工业控制，所以课堂上除了最基本的理论知识讲解外，启发学生的思维、激发学生学习的积极性，并通过实践教学使学生具备初步的PLC控制系统设计能力显得尤为重要。既然PLC与实际工程联系紧密，就有必要压缩理论教学课时，进一步增加实验课时，强化实践性教学环节。通过实验、生产实习和课程设计等实践性教学环节，增强广大学生的综合运用能力，更好地完成教学目的。

在教学中主要采用了“任务驱动，分组教学”的模式。该教学方式可使接受能力不同的学生在每一次学习中都学有所获。例如根据学生掌握知识点的实际情况将部分案例的难度分解成容易、中等、较难三个层次，要求每个学生都能完成容易层次的任务;90%的学生能完成中等层次的任务;40%的学生能完成较难层次的任务，这样既保证了全体学生基本学习目标的实现，同时也解决了部分优秀学生培养、提高的问题。

鼓励学生积极参与教师的科研活动和实验室建设工作。为了提高实验室的利用率，有组织地、有目的地开放实验室，补充拓展开放型实验，让学生根据自身的学习阶段和接受能力灵活机动地进入实验室，极大程度上增加了学生进行科学实验的机会。

另外准备尝试以学校团委牵头，学院负责组织PLC控制系统设计竞赛。通过学生自由组队、自主选题，在规定的时间内完成设计任务。由教师根据任务难度及完成的情况对小组进行评分，并选拔优秀的学生组织团队参加更高级别的比赛，例如西门子PLC设计大赛。

4 改革考核方式

考核方式能在一定程度上引导学生的学习行为。考核方式的改革也是加强素质教育、培养创新能力的重要手段之一，本课题组经过多年的摸索，逐渐形成了平时成绩与考试成绩相结合的考评机制。平时成绩是包括出勤、课堂回答问题、网络平台讨论问题、作业、实验等的综合评价，其比重也是越来越大，由10%到提高到目前的30%。同时注重理论考试内容，避免以往死记硬背的题型，突出题型的应用性、灵活性和综合性，在考查学生基本PLC知识的同时，重点考核学生的创新能力和实际应用能力，这有利于进一步促进学生积极、主动、创新地学习。

课程考核时增加了实验考核，实验考核方法以注重考核学生解决实际问题的能力为前提，侧重于PLC的综合应用能力考核和创新能力考核。分组考核是一个不错的选择，将学生按照接受能力的不同进行均衡分组。每组人数视具体情况而定，一般为4人，设立一位组长，其主要负责组员的分工和协调，并担负组员的评价任务。只有完成案例任务，才能获取相应的积分值，从而提高平时成绩。因此为了获得较高的评价，这就要求每个学生从分析案例任务到输入输出端口的分配及程序流程设计，以及上机调试都要主动参与、积极讨论、互相配合。

教学改革任重而道远，积极探索新的改革思路，构建和实施科学的、完整的课程体系，培养高素质技能型人才是一项长期而艰巨的任务。PLC课程的教学改革是在教学过程中所做的尝试，取得了良好的教学效果。

［1］吴中俊，项倩雯，吉敬华，等.运用现代教育技术深化PLC课程教学改革［J］.江苏大学学报:高教研究版，2006(1):89-92.

［2］严建雯.关于高校创新教育的几点思考［J］.宁波大学学报:教育科学版，2003(3):49-51.

［3］王达光，刘满元，周培春.应用现代教育技术 推进教育教学改革［J］.高教论坛，2004(4):155-158.

［4］杨祖华.可编程控制器(PLC)教学之探讨［J］.中国科技创新导刊，2011(29):64.

［5］张华强，王新生，张晋格.自动化专业实践教学与创新教育的改革建议［J］.实验室研究与探索，2005(S1):65-68.

［6］聂英春.多媒体辅助教学分析［J］.科技创新导报，2011(17):193.

Exploration and Reform of PLC Teaching

QIANG Hao1YU Ya-ping2
(1.School of Information Science＆ Engineering，Changzhou University，Changzhou 213164 2.Youth League Committee，Jiangsu Teachers University of Technology，Changzhou 213001，China)

Cultivating high-quality skilled talents is the overall requirements for the engineering colleges.PLC course teaching reform must aim at the practical skills of the students，increase practice and training sectors.From teaching contents，computer-aided teaching，teaching methods and assessment methods，the paper makes an exploration and reform of PLC teaching of forming a new teaching pattern of"students-centered and teacher-led"teaching to implement the scientific and complete PLC curriculum.

teaching reform;PLC;practice teaching

TM 571.61-4

A

1672-2434(2012)01-0047-03

2011-12-21

强 浩(1976-)，男，讲师，从事研究方向:PLC、自动控制、电力系统