基于项目的PLC机电控制系统设计能力培养教学模式探索

王贤成+陈俊华+黄方平+张惠娣

摘要：本文提出基于项目的课程教学模式，采取“学为主、教为辅”的教学方法，以典型PLC机电控制系统项目开发为主线，采用项目小组，重学习过程，结合复合考核方式，从而激发学生的学习兴趣。从两个学年的教学实践来看，学生不仅在PLC机电控制系统设计能力上得到了增强，并且在自我学习和团队合作能力上有了显著提高。

关键词：PLC控制；设计能力；探索

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）25-0164-02

一、前言

随着“中国制造2025”的推进和宁波市成为首个试点示范城市，智能装备人才需求旺盛，机电系统综合设计能力要求日益突出。社会对掌握机电一体化综合系统设计能力人才的需求日益扩大，要求也越来越高。PLC机电控制系统设计课程是培养该项能力的主要载体课程，强调实践动手能力的培养，主要以案例教学为主。高双喜提出在PLC教学中采用一体化案例教学，并取得了良好效果；朱媛在《机电电气控制与PLC》中从教材内容、教学方法与教学手段、师资队伍等方面进行探索并提出一些有针对性的解决方法；王宏伟在PLC教学中采取了“案例教学和启发式”教学方法，并强调在实验中培养学生的創造性和动手能力，并取得了较好的效果。但是他们采取的案例也是离散化的简单案例，与实际应用的PLC机电控制系统项目比较远，学生无法获取整体项目开发的设计能力。因此，本文结合我校的实践教学课程改革，在PLC机电控制系统设计课程中引入了基于项目的课程教学模式，从教材编写、教学过程和考核方式这三个方面进行改革，研究实践性创新人才的培养方式。

二、教材编写

原有的教材主要以PLC基本原理、程序指令说明、范例等内容组成，由于学生在之前已经经过了《机电控制与PLC》课程的学习，掌握了PLC相关的基础知识，因此在本课程的教学中主要让学生掌握应用指令和实际项目开发能力。现有的教材采取自编，全部由案例组成，包括两个部分：第一部分是应用指令部分，从实际的工程应用项目出发，选取应用指令的典型范例，在实例中让学生掌握应用指令；第二部分是PLC机电系统项目部分，从课题组教师近几年的实际开发项目中选取了4个典型的PLC机电控制系统工程实践，包括自动卷簧机的设计与分析、自动磨削机的设计与分析、阀门气密性检测流水线控制与设计、整流器自动装配线设计与分析，每个项目包括工艺分析、方案设计、元件选型、IO分配、PLC流程图、编程调试等模块。为了防止学生对相关基础知识认知不够，把对象PLC、触摸屏的datesheet作为参考教材，让学生在学习中学会自我查找答案。

三、教学过程组织

整个教学过程组织包括典型项目、工程实践项目分析、项目开发和项目答辩：在课程初期，从教材中选取包括典型指令应用的项目进行教学，让学生掌握相关的指令及如何应用的地方；在课程中期，提出典型案例的工况，让学生分组学习，进行工艺分析、项目方案制订等；在课程后期，学生进行程序编写、调试，完成大作业，包括设计文本、源程序等，并最终进行答辩。对于实践性课程来说，最好的教学方式就是1对1的教学，但是由于现实情况的限制，无法做到1对1的教学，因此在教学方式上采用“学为主，教为辅”的方法。对于应用指令部分的课程，在授课时先提出目的和过程，然后让学生自学相关资料，在这个过程中如果有问题，学生可以随时举手，进行单独的授课指导，从而达到部分1对1的教学目的，并且在这个过程中收集学生提问的各种问题，在课程快结束时进行总结。对于PLC机电系统项目部分的课程，如图1所示。在教师分配完项目以后，学生进行随机分组，按照教师布置任务→学生课外查资料→学生课内讨论→学生确定内容→教师再布置任务的循环方式，在讨论环节教师对单个小组进行提问和指导，把握整体的课程进度。

四、考核方式

实践性的课程用大作业的方式能体现学生的知识掌握能力，但是在布置大作业的时候，为了避免部分学生浑水摸鱼，靠抄了事，本课程实施了如下的复合考核方式，实施过程如图2所示：（1）平时成绩35%，包括学生出勤率、回答问题的情况；（2）大作业报告35%，包括文字排版、分析的过程、电气图纸、程序等；（3）答辩30%，从每组学生中让他们自我推荐一个，然后教师再从平时小组表现好的人中临时指定一个，两个人的答辩成绩的平均分作为小组的答辩成绩。这种的安排，目的有两个：（1）好的学生会督促学困生进行学习、复习；（2）学困生也有压力担心自己答辩程序会影响整体成绩，因此会努力学习。

五、结论

从两届学生的教学实践结果反馈，学生在毕业设计过程中对于PLC机电控制系统设计过程能轻车熟驾，不像之前一样一知半解，并且最重要的是学生在这个过程中除了掌握专业技术能力外，还培养了团队协作能力、自我学习能力等。

参考文献：

[1]高双喜，丁如春，胡汉文，等.一体化案例教学在PLC教学改革中的应用[J].现代商贸工业，2008，（12）：299-300.

[2]朱媛.基于学生创新素质培养的《机床电气控制与PLC》课程改革研究[J].安徽电子信息职业技术学院学报，2009，43（8）：100-101.

[3]王宏伟，于立影.案例和启发式教学在PLC教学改革中的应用[J].辽宁高职学报，2010，（2）：24-25.

The Exploration of the Project-based Teaching Mode for the Capacity of PLC Electromechanical Control System Design

WANG Xian-cheng，CHEN Jun-hua，HUANG Fang-ping，ZHANG Hui-di

（Ningbo Institute of Technology，Zhejiang University，Ningbo，Zhejiang 315100，China）

Abstract：In this paper，the project-based curriculum teaching mode is adopted，which adopts the teaching method of "learning as the mainstay and teaching as the supplement"，with the development of typical PLC electromechanical control system project as the main line，the project team，relearning process and compound examination mode are used，so to activate the students' learning interest. From the two school years of teaching practice，not only students' capability in the PLC electromechanical control system design has been enhanced，and those self-learning and team cooperation ability has been significantly improved.

Key words：PLC control；design capacity；exploration