基于卓越计划的PLC工程实训教学改革与实践

杨　艳，周　振，王登贵

(攀枝花学院　交通与汽车工程学院，四川　攀枝花　617000)



基于卓越计划的PLC工程实训教学改革与实践

杨艳，周振，王登贵

(攀枝花学院交通与汽车工程学院，四川攀枝花617000)

卓越计划的开展旨在培养一批具有创新能力的工程技术人才。结合攀枝花学院的特点，首先，从人才培养方案的修订开始，重点从多方面落实实践教学模块的安排，修正对应工程实训的安排；其次，在具体教学安排上结合新形势下PLC技术对人才技能与工程实践能力、创新能力的培养需求，对基础性、综合性实训项目，创新性、竞技性实训项目，社会认证、行业认证等实训项目逐级逐层更新工程实训内容；最后，以创新能力为本位的多样化考核促进工程实训的切实开展。该文以PLC工程实训的实施为例进行阐述，通过PLC工程实训的卓越工程师培养，在学院逐步形成培养具有创新能力的工程技术人才的良好趋势。

工程实训；创新；实践；PLC应用技术

卓越工程师教育培养计划(简称“卓越计划”)是贯彻《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》的重大举措，旨在培养一批创新能力强，适应社会发展需要的高质量工程技术人才。攀枝花学院充分结合自身地方高水平应用型本科大学的特点，认真领会卓越计划精神，不断更新传统观念，积极转变教学思路，重点从工程实训中加强学生工程能力和创新能力的锻炼，培养既有较高理论水平，又能解决工程实际问题的工程技术人才。

1　修订人才培养方案

人才培养方案是确保人才培养质量的根本。结合卓越计划提出的工程技术人才培养要求，针对学院原有人才培养方案中学生工程实训综合能力培养的不足，教师教学与学生学习重课堂轻实验、重课内轻课外、重灌输缺自主的现象，实验教学资源跟不上发展要求等一系列问题进行一一调整[1]。以学院交通设备与控制工程、自动化等专业的专业核心课程——PLC应用技术为例，原有人才培养方案PLC应用技术是40学时的理论教学+8学时的实验教学。这对大多数学生来讲，8学时的实验是刚进门就结束了，远远不能达到掌握PLC应用技术的要求。自卓越计划实施以来，学院以工程实训项目为切入点，加强实践教学安排，2011级人才培养方案中PLC应用技术将减少的8学时理论教学增加到实验教学中去，确保实验学时的基本要求，进一步保障基础性实训项目的开展，并增加为期1周的PLC综合性工程实训。同时在学生的免费学分获取中，增设PLC技术的创新性实训项目、竞技性实训项目等供学生选修，可进一步巩固并提高学生的工程实训能力，让PLC应用技术与相近学科知识的综合应用体现得更为明显，不断从工程实训项目的开展中加强学生创新能力的锻炼。

2　更新工程实训内容

PLC应用技术本身就是一门极具实践性和创新性的课程。如何才能将PLC应用技术课程掌握得更好？最终都体现在PLC实训项目的开展上。如何才能将PLC实训项目开展得更好？最终体现在PLC实训项目的教学安排要能充分体现其实践性和创新性。而这正是卓越计划实施的目的所在[2]。结合多年教学经验，更新传统的实验教学模式，根据不同专业、不同层次、不同阶段设置不同的PLC工程实训内容。首先，针对不同专业提供丰富的基础性、综合性实训项目内容；其次，加强创新性、竞技性实训项目，让学生在课余时间有成效地参与；最后，积极鼓励学生参加社会认证、行业认证性实训项目锻炼，获取相应的资格证书，为就业增加筹码。

2.1基础性、综合性实训项目

按照专业人才培养方案的要求，16学时实验教学的重点就是组织开展PLC的基础性实训内容。根据专业分小班开设(30名学生一个班)，2名学生一组，既保证每个学生能充分地动手动脑，还能让指导老师兼顾对每组学生的指导。应分层次设计实验内容，由易到难一步步激发学生的学习兴趣，让学生从中体会到成就感。基础性实训教学安排详见表1。当然，16学时的教学主要是对PLC编程(软件部分)的学习和提升。教学安排穿插在理论教学中后期开展，实验过程中的问题亦可及时得到讲解、分析并共享，同时根据学生水平一步步再提升要求，真正让学生做到学以致用。

表1　基础性实训教学安排

学生实验过程不同于理论课程学习，更体现了学生为主的重要性。对应表1的教学安排，基础性实验项目指导可更多地提示学生如何去做，甚至是验证亦可，关键是激发出学生的学习热情，并从中感受到学习乐趣；基础运用性实验项目控制要求比较单一，实验指导着重强调编程思路，重点掌握顺控、连锁、中断等典型性控制的综合应用，让学生迅速快捷地掌握编辑程序常用的方式方法；而综合性实验项目，学生有了一定的实验基础，指导重点是根据学生的思路来解惑他们所遇见的问题，以及编程思路上的简洁化，一定要让学生自主思考，让学生体会到实验成功的快乐和成就感；最后的综合设计性项目完全是迈上了一个层次的实验内容，鼓励学生积极转化、运用知识，这也是为后续的PLC实训甚至毕业论文(设计)打下良好的基础[3]。

1周的PLC实训开设在课程之后，需要学生全面了解PLC控制系统。图1为PLC控制系统结构图。结合PLC技术对人才技能、工程实践能力、创新能力的需求，选择源自生活或有一定意义的工程实践题目。如小车自动往返、交通控制、流水线上控制等题目，学生对其控制要求并不那么陌生，从分析控制要求开始，从硬件设计(部分)到程序设计，以及最后的安装、调试、运行，全过程都要接触到。实训过程明显区别于实验室的模板验证。一周的实训时间很紧张，一般3～5名学生的小团队按任务规划有序开展。任务规划一般有整体设计、硬件制作、软件编程、报告撰写与答辩，充分体现学生的协作能力。实训过程与机电传动、电子设计与制作、仿真等，其他学科紧密相连，学生需将所学知识有机融合。

图1　PLC控制系统结构图

2.2创新性、竞技性实训项目

2011级人才培养方案规定:学生毕业必须获得一定的免费学分，而免费学分的获取在专业课程的体现上则是通过创新性实验、科技性设计、各类大赛等方式。这在一定程度上促进了大学生走进实验室。所有的学生都不得不在自己较为擅长的专业课程领域内继续深入学习研究，相关PLC技术的创新性实验项目、科技性设计等便成了交控、自动化、机电、应电等专业学生的首选。图2是学院交控专业学生基于PLC设计的交通灯数显+动态仿真实验模板设计样品，将相近的电子设计、组态仿真等知识有机融合在创新性实训项目中，充分展现学生的创新能力。该模板也可作为下一届学生的基础性实训项目，亦可避免实验室实验内容的单调枯燥。学生在实验室可谓“玩转”自己的专业，教研室组织教师开展定期指导，学生能充分结合各学科的知识完成设计。同时学生间的交流互动也得到了加强，学生的课余生活也得到了充实。学院的电子爱好者协会由学生在创新实验室自主经营，自卓越计划实施以来会员人数骤增，传帮带活动已进入良性循环。

图2　基于PLC的交通灯数显+动态仿真实验

全国大学生的相关大赛的组织训练，在学院激励、保障措施支持下，学生都能较好地完成。其中“三菱电机自动化杯”就是PLC工程实训的最好验证。老师与学生都可通过大赛的参与过程增强专业知识，不断更新专业理念。

2.3社会与行业认证实训项目

实验模板的开发、实验项目指导书的编写、PLC综合实训平台研发等都可以让学生参与到学产研实训项目中。学院科研团队自主研发多功能PLC综合实训平台，以满足综合性实训项目、课程设计、毕业论文(设计)等多方面的需求。实训平台采用模块化思想，学生可选用拼接，组合安装，以满足不同的要求，同时把硬件平台细小化，有利于开发成功，尽量营造真实工程环境。实训平台的开发过程，学生参与其中，不仅加强了学生的工程认知能力，也增强了实践能力，同时学生也在不停地思考、研究，与老师交流。参与老师的科研项目，还可获得免费学分，这对师生都是双赢的事情。

大学生在校期间能取得专业知识方面的证书，得到社会认证或行业认证是非常可取的，同时也是检验专业知识的有力支撑[4]。如人力资源与社会保障部颁发的维修电工(高级)证书，对PLC的原理及应用有明确要求。学生通过考取维修电工(高级)证书的过程，能对所学专业知识从基础开始进行一次完整的梳理，其中必然包括PLC应用技术，而且维修电工(高级)实操考试内容中PLC应用是重点，其题目都源自生活应用，非常具有实践性、应用性，学生只有具备丰富的PLC工程实践能力才能完全胜任。

3　创新工程实训考核机制

工程实训内容有计划、有安排，如何才能在学生中行之有效地实施是关键。以创新能力为本位的多样化考核方式是卓越计划推进的保障。

综合性实训的验证结果很简单，就是要有实实在在可运行的结果，同时通过最终的验收报告+答辩完成，答辩结论由学生和老师共同判定。综合性实训期间学生进实验室的时间大大延长，学生在PLC软硬件结合的创新设计上充分发挥，接线调修也非常娴熟。答辩过程也是学生讨论和争辩最热烈的。这些都是卓越计划开展后促进PLC工程实训的表现。

对于创新性、竞技性实训项目的验收，学校有相应的文件支撑。创新性实训项目对学有成效的学生可进行免费学分的折算，这就不仅仅要求开展创新性实训项目，而且还要能得到学院学术委员会的认可方能折算成免费学分。竞技性实训项目要求学生参加一定级别的赛事方能折算成免费学分[5]。社会与行业认证实训项目要求学生需获取相应的证书。

4　结束语

经过近3年的努力，学院在PLC工程实训教学上取得了良好的效果，对促进卓越计划的开展起到了实质性推进作用。近年来学院基于卓越计划的工程实训开展，大大促进了实践教学体系的完善，培养的工程技术人才得到了企业的充分肯定。

[1]葛斌，李玉光，吴志华.高校工程实训课程效能评估体系的实证研究[J].高等工程教育研究，2013(5):150-154.

[2]李丽.高职PLC应用技术课程实践教学改革的探讨[J].教育探索，2012(5):43-44.

[3]贾宝会，张文，范智勇.PLC应用技术课程教学项目驱动教学法实践探索[J].教育与职业，2013(18):150-151.

[4]周建萍，王志萍，于会群.对提高PLC实验课程教学质量的探索[J].实验室研究与探索.2012，31(10):119-121.

[5]张玉洲.建设国内一流工程实训中心的实践探索[J].实验技术与管理，2013，30(7):119-122，125.

Teaching Reform of Engineering Training and Practice of PLC Based on Excellence Program

YANG Yan，ZHOU Zhen，WANG Denggui

(School of Transportation and Automotive Engineering，Panzhihua University，Panzhihua 617000，China)

The development of excellence program was designed to train a number of engineering and technical personnel having innovative ability.Firstly，combined with the characteristics of our local high level application oriented undergraduate university，training plan revision of talents，it is focused on the implementation of the practice teaching module arrangement and the revise of the course corresponding engineering training arrangement. Secondly，it is combined with training needs under the new situation of PLC technology on the skills of personnel and engineering practice ability，innovation ability in the teaching arrangement.Comprehensive training projects，innovative，competitive training project，social certification，industry certification training project gradually layer by layer update engineering training content. Finally，the innovation ability is the diversification of evaluati-on standard and promote the real development of engineering training.This paper is to implement PLC project training as an example to carry on the elaboration，through excellence engineer PLC engineering practice in our hospital.It gradually formed a good trend of cultivating engineering talents with innovative ability.

engineering practice; innovation; practice; PLC applied technology

2014-12-15；修改日期: 2015-01-04

攀枝花学院2013年度校级教育教学研究与改革项目(JJ1303，JJ1364)。

杨艳(1979-)，女，硕士，讲师，主要从事电气工程方面的教学与研究。

TP276

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2016.01.039