基于应用能力培养的《可编程控制器》课程教学研究

郭一军

（黄山学院 机电工程学院，安徽 黄山 245041）

基于应用能力培养的《可编程控制器》课程教学研究

郭一军

（黄山学院 机电工程学院，安徽 黄山 245041）

《可编程控制器》课程是一门理论与实践紧密结合的课程，相比于基础类课程该课程在教学过程中有其自身的特点。 通过对该课程理论教学环节及实践教学环节存在问题的分析，提出了相应的优化措施，通过优化，激发了学生学习的积极性和主动性，变被动接受为主动学习，提高了学生的实践动手能力、程序设计能力以及创新设计能力，使培养的学生能够更好地适应社会需求。

可编程控制器；理论教学；实践教学；优化

0 引 言

可编程控制器（PLC），是以微处理器为核心的通用工业自动控制装置,它将传统的继电器控制技术与计 算 机 技 术 和 通 信 技术融为 一 体[1]， 具有结 构 简单、性能优越、可靠性高、灵活通用、易于编程、使用方便等优点。经过多年的发展，可编程逻辑控制器在工业生产中获得极其广泛的应用。 《可编程控制器》课程作为自动化专业学生的主干专业课程，承担着承前 启 后 、串 联 其 他 专 业 课程 的 纽 带 作 用[2]。 在 学 生的实践动手能力、工程项目开发能力及创新能力的培养中起到重要的作用，本课程主要包括可编程控制器的工作原理、系统配置、指令系统、程序设计等内容。

本文针对该课程传统教学中存在的一些问题，通过对课程的理论教学环节及实践教学环节进行一定的改革，以提高教学效果，使学生能够更好地适应社会需求。

1 课程理论教学环节问题及优化

目前关于该课程的教学还是停留在传统的基于考试的评估模式，课堂教学中老师灌输的多，学生思考的少，学生课程学习的目的局限于通过考试取得学分，没有很好地将课程学习与自己未来的职业发展联系起来，且学生学习的主观能动性不强。这样一种状况导致学生无法对所学知识的实际工程应用价值形成一个深刻的认识，不能很好地应用所学知识，缺乏分析实际工程问题和解决实际工程问题的能力。为了更好地发挥本课程在学生应用能力培养中的作用，在理论教学的过程中需要对教学内容及教学方法等进行一定的优化。

1.1 优化教学内容

教学内容的合理设置对激发学生的学习兴趣，增强学生对所学知识的应用能力具有重要意义。该课程的理论教学内容及学时分配如表 1所示。

表1 PLC 课程理论教学内容及课时分配

优化教学内容需以学生应用能力培养及企业对应用型人才的需求为导向。由于技术的进步，企业的控制技术在不断的升级换代，早期的继电-接触器控制方式早已被 PLC 控制器所取代， 所以对于序号为1-3 部分的内容完全可以通过一两个案例以专题的形式加以介绍，无需按照课本的内容安排依次讲解。这样可以自然引出 PLC 控制器的技术优势， 使学生对本课程的作用有个具体的认识，不仅能够激发学生的学习兴趣，也可以节省出一些课时用于强化PLC 应用案例的分析。

1.2 优化教学方法

教师要通过教学促进学生学习，因此要选择和采 用更 关 注 学 生学习 、 促 进 学生发展 的 教 学 方 法[3]。由于《可编程控制器》课程应用性的特点，教师在授课过程中应该结合科研课题或技术发展前沿，有针对性地加入一些讨论专题，采用互动式、研讨式、启发式的教学方法，让学生参与到教师实际项目或前沿技术的研究中来，调动学生学习的主动性和积极性，变被动接受为主动学习。

1.3 优化练习方式

为了强化所学的理论知识，教师通常会布置一定量的习题，且将习题的完成情况按照一定的比重作为本课程学习效果的考评依据，这种做法是十分普遍的。通常这样只能锻炼学生的解题能力而对学生实际问题解决能力的培养帮助不大。有的同学课程考试分数很高可面对毕业设计却会感到无从下手。为改变这样的局面，对于练习方式不要拘泥于一种形式，可以考虑多重形式的组合，比如平时在练习的过程中就注重理论知识练习和实践能力练习相结合的组合练习方式。学生的解决问题能力不仅仅是停留在练习本上，还要求学生将所学的理论知识采用相应硬件或软件实现，在课后练习的过程中就逐步培养学生的工程问题解决能力，真正做到理论联系实际，强化对所学知识的应用能力。

2 课程实践教学环节问题及优化

学生初次接触本课程时，由于对课程缺乏一定的了解，往往会用以前学习基础课的方法来学习本课程，PLC 作为重要的自动化专业课程，有其自身的特点，学生不仅要掌握课程的理论知识，更要注重培养自己的实践动手能力。因此，PLC 的实践教学成为PLC 课程学习不可或缺的环节,实践教学环节可以加深 学生对 理 论知识 的理 解,夯 实其理 论 基础[4]。

2.1 虚拟仿真软件的运用

由于实验课时的限制，学生要想通过做几次实验就掌握 PLC 的应用能力几乎是不可能的， 所以需要课后通过不断的实践，锻炼编程思维，逐步提升编程能力，才能将学习的理论知识应用到将来的实际项目开发中去。目前，多数 PLC 开发软件都配套有代替硬件调试的仿真软件，在没有实物的情况下，学生可以利用电脑编写程序，通过虚拟仿真软件模拟实现对工业控制设备的控制。这样学生在课余时间就得以验证自己的设计方案，不受实验场地及实验时间的限制，通过虚拟仿真软件的运用，不仅可以增强学生对课程感性认识和对理论知识的理解，而且可以激发学生的求知欲望，提高编程能力。

2.2 实验项目的改进

实验教学作为高等教育中的重要实践教学环节，也是培养学生实践能力、创新能力和综合素质最为 重 要 的 途径[5]。 当 前 ，实 验 项 目 的 设 计 多 数 是 检 验学生对理论知识点掌握情况为主的验证性实验，综合性和设计性的实验项目较少，且项目内容与实际工程应用偏离较大，导致整个实验过程学生缺乏积极性和主动性。对于验证性实验，实验指导书中有详细实验步骤，学生去实验室只要按照指定步骤连好电路及输入程序，然后在计算机上编译运行程序就可看到实验结果，整个过程方法简单、操作流程按部就班，学生实验时无需事先准备处于被动接受地位，学习的主动性没有很好的发挥出来。为了发挥学生学习的主动性，提高实验教学的效果，应压缩验证性实验项目的比重，使得学生有更多的精力投入到综合性和设计性的实验项目中去，提高其项目设计方案论证能力、编程能力、创新能力，充分调动学生的积极性，发挥其潜能。 根据课程的教学要求，本文设计了如表2所示的几个与实际工程应用联系紧密的设计性实验项目。

表2 设计性实验项目

由于设计性实验项目贴近工程实际，学生具有很大的能动性，实验前会主动查阅相关资料，提出控制方案，做好充分的准备。

2.3 实验考核办法的改进

传统实验教学的考核大多依据学生实验报告的好坏给予评价，学生实践能力、探索创新能力等在实验报告中是很难体现的，依此来评价学生实验效果的好坏 缺乏公 正 性[6]。 所 以在实验 考核时应 改变重 结 果轻过程的现象，注重从学生实际操作过程的情况来考察。同时，对不同性质的实验在考核权重上应该有一定的差异，比如验证性实验项目实验步骤是固定的，实验程序是给定的，该类型实验项目权重就可以设置的小一点，而设计性实验项目实验方案、实验程序由学生自行设计，实验步骤不固定，需要发挥学生的探索创新能力，该类型实验的权重就可以设置的大一点。通过改进实验考核办法，可以达到提升学生学习兴趣，提高实践动手能力的目的。

3 结 论

通过对《可编程控制器》课程理论教学环节及实践教学环节的优化，解决以往课程教学过程中所存在的问题，可以有效提高学生对课程学习的积极性和主动性，极大增强学生的工程实践能力，促进学生知识学习与应用能力的协调发展，为应用型人才的培养提供了很好的保障。

[1]袁琦，刘晓梅，易细龙.《PLC 应用技术》课程教学改 革 的研究与实践[J].教育教学论坛，2015（4）：122-124.

[2]刘旭明，高峰.基于 CDIO 的电气控制与 PLC 课程教学改革探索[J].大学教育，2016（1）：148-149.

[3]姚 利 民.高 校 教 学 方 法 改 革 探 讨[J].中 国 大 学 教 学 ，2013，29（8）：60-64.

[4]赵杰，李春华，徐益民.自动化专业实践教学体系的研究与探索[J].实验室研究与探索，2012，31（7）：328-329.

[5]杨 期 勇.新 建 本 科 院 校 化 学 实 验 室 建 设 的 探 索 与 实 践[J].实验技术与管理，2012，29（10）：193-196.

[6]王国霞.立体化实验教学体系的建 设与 实践[J].实 验室科学，2016，19（4）：134-137.

责任编辑：胡德明

Research on programmable logic controller teaching based on application ability training?

Guo YiJun
（College of Mechanical and Electrical Engineering,Huangshan University，Huangshan 245041,China）

"Programmable logic controller"is a course which has close relation between theory and practice.Compared with the basic courses,the course has its own characteristics in the teaching process. In this paper,through analyzing the problems of theory teaching link and practice teaching link of this course,the corresponding optimization measures are presented.By optimizing teach links,students’enthusiasm and initiative are stimulated,and the transformation from passive acceptance to active learning is also realized.Students'practical ability,programming ability and innovative design ability are improved, thus students can better adapt to social needs.

programmable logic controller;theory teaching;practice teaching;optimization

G642

：A

：1672-447X(2017）03-0118-03

2016-12-26

黄山学院质量工程项目(2016JXYJ05)

郭一军（1977-），浙江金华人，黄山学院机电工程学院讲师，研究方向为自动化应用技术。