PLC控制技术课程实践教学体系的改革与实践

董　燕

（阿克苏职业技术学院 机电系，新疆 阿克苏 843000）



PLC控制技术课程实践教学体系的改革与实践

董燕

（阿克苏职业技术学院 机电系，新疆 阿克苏 843000）

摘 要：对PLC控制技术课程的实践教学体系进行了改革与实践，根据社会发展和区域产业的实际需求，提出了由单项技能实践—课程综合实践—校内模拟综合实践—顶岗实习（含毕业设计）四个实践教学模块组成的基于任务的能力递进式实践教学体系。分析了实践教学体系的组织实施与考核方法。

关键词：PLC；能力递进；实践教学体系

一、引言

PLC（可编程序控制器）控制技术可代替传统的继电器控制，具有开关控制、步进顺序控制、条件控制、计数控制、模拟量转换、数据处理、通信和联网、监控等功能，是目前组成集散控制系统的主要控制装置，能较好地适应现代自动化生产线的控制要求，是一种抗干扰能力较强的通用型工业控制装置。目前，PLC已广泛应用于工业、农业、制造业、建筑业及文化娱乐等各行业。

PLC控制技术课程的综合应用性非常强，实践教学环节尤为重要。学生必须通过实际操作才能掌握PLC控制技术。为了加强该课程的实践教学力度，几年来不断进行“PLC控制技术”课程实践教学体系的改革，通过研究和实践，重新构建了“PLC控制技术”课程的实践教学体系，提高了学生的学习兴趣和创新能力。

二、PLC控制技术课程实践教学现状分析

近年来，为适应科技发展需要，教育界在不断地进行研究、探索、改革实践教育教学体系、教学方法和教学手段。总体而言，PLC控制技术实践教学体系改革滞后于教育教学体系改革的步伐，远远滞后于科学技术的发展和应用。主要存在的问题：

1.教育理念不能适应当前职业教育发展需求；

2.课程的理论教学与实践教学从内容设置和师资配备上都各成体系、相互脱节；实践教学课时比例太少，学生实践操作学时不够，更难因材施教；

3.现有实践教学条件和设备难以满足培养学生具备综合应用和设计工业自动化系统能力的需要；

4.实践项目设置欠合理，与区域工业实际脱节；

5.传统的实践教学主要是实验教学，且主要是验证型实验，不能培养学生的创新能力和解决实际问题的能力，很难实现教学相长，难以加强对学生的工程训练；

三、重构基于任务的能力递进式实践教学体系

根据高职学生的现状，我们对阿克苏职业技术学院高职电气自动化技术专业中PLC控制技术课程的实践教学内容进行了改革，形成了基于任务的能力递进式实践教学体系，具体分为单项技能实践—课程综合实践——校内模拟综合实践——顶岗实习（含毕业设计）四个模块，每个模块的教学都以任务的形式进行，首先提出任务，接着讲解技能，最后解决问题。

（一）单项技能实践

PLC控制技术课程的总学时为96学时，其中实践教学60学时。单项技能实践教学模块要求学生通过8个任务的完成来学习，共计16学时。该模块使学生掌握如何确定I/O分配表、编程、输入助记符、调试等基本技能和知识点。是学生学好PLC控制技术的必不可少的基础实践环节。该模块实践教学项目内容和学时分配如表1。

表1　单项技能实践教学模块内容与学时分配表

（二）课程综合实践

通过单项技能实践教学学生掌握了PLC编程的基本技能，但还不能灵活处理复杂的综合应用问题。为了进一步提高学生的PLC编程技巧和综合应用能力，设计了8个课程综合实践项目，共计32学时。考虑到学生的学习能力、兴趣和任务的难易程度，对学生实行分组指导，该实践教学模块的任务内容均可分为课程综合应用型和创新设计型两个层次（其中创新设计需占用部分课外时间）。该模块实践教学项目内容和学时分配如表2。

表2　课程综合实践教学模块内容与学时分配表

（三）校内模拟综合实践

在已有知识和能力的基础上，利用校内综合实训条件、真实的电器元件和设备，通过实践模拟完成南疆电气自动化技术专业所对应的工程实际项目，缩短课程理论与实际工作的距离，培养学生对PLC控制理论及相关知识的综合应用能力、分析能力和专业技能，该模块实践教学项目内容和学时分配如表3，表中按照难度设计了5个模拟综合实践项目，每位学生可根据自己的实际情况任选2个项目完成，共计12学时。

表3　校内模拟综合实践教学模块内容与学时分配表

（四）顶岗实习（毕业设计）

PLC控制技术的最终目标是利用本专业所学综合知识结合企业实际需要完成工业控制系统的设计和改造，这一目标只有通过顶岗实习和毕业设计的环节才能实现。为了使学生尽快地将所学理论知识与生产实践相结合，我们把毕业设计与顶岗实习相结合，让学生在顶岗实习中完成毕业设计任务。学生可根据本地产业和工业发展实际情况自选一项顶岗实习项目，表4列出的是阿克苏地区工业企业的几个典型控制系统项目。

表4　顶岗实习模块内容

三、实践教学体系的组织实施

（一）典型“教、学、做”一体化教学

基于任务的能力递进式实践教学体系中四个实践教学模块，每个模块项目均由不同的任务组成，在组织实施教学时采用任务驱动式教学法，是以学生为主体，以教师为主导的典型“教、学、做”一体化教学模式。实践教学过程如下图所示：

图1　任务驱动式教学过程流程图

经过实践，取得了较好的效果：

1.充分调动了学生的学习兴趣和课堂气氛，提高了注意力；

2.体现了学生的主体地位，加强了学生的动手参与能力；

3.提高了学生自主学习能力和创新能力。

（二）采用分组教学，实现因材施教

1.角色分担的分组教学。在小组活动中，根据学生的不同层次、不同性格特点、民族、性别，分配不同的角色，如分别负责设计、接线、画图、数据分析、编程、汇报总结等，通过角色任务的完成建立信心，提高学习积极性。

2.分任务的分组教学。针对不同层次小组根据其任务完成情况，分别设计不同的任务和任务要求，使其通过努力后均可以完成，以满足不同学生的学习需求。考核时按不同任务的完成过程和结果进行测评。既满足了不同层次学生的学习需求，提高了不同特点学生的学习积极性和动手实践能力，又增强了协作互学能力，使不同层次不同爱好的学生获得了最佳状态的能力培养。

四、教学考核方法改革

改革教学考核评价办法，以过程考核为主，评价由专兼职教师评价、学生自评、小组评价三个方面共同进行，总评得出考核成绩。

图2　课程考核组成比例示意图

该考核方法加强了学生对课程过程的学习，使学生认真参与完成每一个任务，学习相关知识，把以往只看结果的考核，改为注重每一个任务实践过程的考核，这样可以促使学生重视学习过程中每一个环节的训练，真正提高学生的实践应用能力。

五、应用情况

（一）实践教学体系的应用

该课程的实践教学体系已应用在阿克苏职业技术学院机电一体化、电气自动化技术等专业。在课程改革过程中不断地更新和完善教学内容，应用情况较好，学生的综合评价较高。

学生每年的毕业设计课题中，与PLC控制技术相关的毕业设计课题所占比例较高。也有较多的学生在与PLC控制技术相关的企业就业。这说明，采用基于任务的能力递进式实践教学体系，经过能力递进的实践训练，学生在PLC控制技术方面已具有较强的技术能力和就业竞争力。

（二）开放式PLC实验室

由于三个不同专业的学生都开设了PLC控制技术课程，学生数量较多，同时考虑到实践教学中应用型设计、PLC创新型设计课题都需要花费较多的编程调试时间，实行开放式PLC实验室，学生可在课外时间到PLC实验室进行编程调试，为提高学生解决问题的能力和创新能力提供了较好的硬件环境。

（三）教学效果

在教学过程中，结合专业特点、不同任务及不同学生的实际采用灵活多样的教学方法，充分地调动了学生的学习积极性、激发了学生的学习兴趣和创造力。教学效果好，得到学院领导，同行及学生的一致好评，毕业生亦受到用人单位好评。

六、结语

PLC控制技术课程教学改革成果提出的“基于任务的能力递进型实践教学体系”对提高学生的PLC控制技术水平、增强综合运用自动化技术的能力、扩展自动化技术知识面、提升学生就业竞争力等方面有着积极的推动作用。随着该教学成果持续不断地改革和推进，将会开发出更多的能反映最新应用技术的创新型实践教学项目，不断提高学生的自动化控制技术水平和就业竞争力。

参考文献：

［1］ 陈语林.改革实验教学方法培养学生创新能力［J］.实验室研究与探索,2003,（4）:30-31.

［2］ 曹万强,等.建立电子学科创新实践、实训基地的探索［J］.实验室研究与探索,2004,23（10）.

［3］ 李方园,徐咏梅.工程化教学体系在《PLC技术及应用》课程中的实践 ［ J ］.中国科教创新导刊, 2008，（6） : 232.24.

［4］ 定国香.浅谈《PLC原理及应用》 实践教学岗位对接教改 ［ J ］.职教论坛, 2009 ,（7） : 422.43.

［5］ 董燕，张自强, 李健.电气控制与PLC ［M］. 北京：电子工业出版社，2011.

Reform and Practice of “PLC Control Technology”Practical Teaching System

DONGYan
（Department of Electromechanics, Aksu Vocational and Technical College, Aksu, Xinjiang 843000）

Abstract:PLC Control Technology Curriculum was reformed and practiced. According to the actual needs of social development and regional industry, four practice teaching modules of task-based capability progressive practice teaching system were presented which included the individual skills practice - Course of Comprehensive Practice - school analog integrated practice - internships （including graduation）. The organization and implementation of assessment methods and practice teaching system were also analyzed.

Keywords :PLC；progressive ability；practical teaching system

中图分类号：G712

文献标识码：A

文章编号：1009-9545（2016）01-0018-03

收稿日期：2016-01-15

作者简介：董燕（1973-），女，副教授，主要从事机电类专业教学和高等职业教育研究.