PLC实践教学在自动化专业应用型人才培养中的探索与实践*

2014-04-15曹吉花

九江学院学报(自然科学版) 2014年4期

关键词：课程设计环节实验教学

李彪曹吉花

(宿州学院机械与电子工程学院安徽宿州 234000)

PLC实践教学在自动化专业应用型人才培养中的探索与实践*

李彪曹吉花

(宿州学院机械与电子工程学院安徽宿州 234000)

笔者针对现行的自动化专业人才培养模式存在的问题进行深入分析，结合自动化专业特点以PLC应用技术实践课程作为实践教学改革的切入点，着重分析教学环节中的实验教学环节、实训教学环节以及实践考核方面对自动化专业人才培养的影响力，探寻自动化专业应用型人才培养模式改革的有效途径。实践证明，通过在实践教学环节和实践考核环节改革的实施，教学效果显著提高，使自动化专业更具特色，满足了应用型本科人才培养的需要。

实践教学，实践考核，人才培养

“PLC应用技术”课程是自动化专业的专业必修课程，同时也是一门实践性、应用性非常强的课程。根据市场需求、技术进步实时进行人才培养模式的改革势在必行，使得学生在就业上更具竞争力，在工作岗位上更具适应性[1]。以本学院PLC实验室现有的设备为依托，可供自动化专业学生进行分组实验、课程设计及定期开放以辅助毕业生完成毕业设计。PLC实验室的特点：可供实验项目多，设备采用应用比较广泛的西门子PLC作为控制器，PLC和触摸屏的结合是工业控制中的典型组合等[2]，能够满足自动化专业人才培养改革的需要。

1 PLC课程性质及特点

PLC的课程教学涵盖电气控制原理图中主电路和控制电路的设计与维护、PLC控制程序的编写与现场调试、整个PLC控制系统运行可靠性的测试等等，具有很更强的综合性和实际应用性[3]。课程建设应该从教学内容、教学方法、实践教学和实践考核几个环节巩固和加强理论基础知识的学习；在掌握基本知识的基础上，通过实践教学环节提高学生的实际操作能力，以迎合自动化专业领域的要求[4]。因此，加强实践教学环节的课程建设具有非常重要的地位。

传统的实践教学环节存在课时量少、形式单一、验证性实验较多等缺点，学生仅仅是对现有的程序进行验证性测试，仅仅关注测试的现象而忽略实验过程的中间环节，实验报告形式单一，严重削弱学生对本课程的学习兴趣，限制了学生实践能力的培养。为了提高实践教学环节的效率通过实践教学和实践考核两方面进行改革和实践，探索PLC应用技术课程在提高自动化专业实践能力方面的有效性[5]。

2 PLC实践教学改革探索

理论教学和实践教学相结合，通过不同形式的实践教学突出学生的主体地位，坚持“以学生为主体，以教师为引导”的教学模式，提高学生对专业知识、能力、素质的渴求，使学生真正领会到“钓胜于鱼”的思想[6]。

2.1 实验教学环节的改革

PLC的实验教学环节主要包括演示性、验证性、综合设计性三部分。传统的实验教学往往很少涉及综合设计性这部分内容，只停留在主观现象上，教师应该打破传统实验在时间和空间上的限制，增加综合设计比例，同时将实验延伸到课外科技活动中，开阔学生视野。比如，在“天塔之光模拟控制”试验中，学生可以自行设计显示造型，相当于自行提出设计方案，根据方案进行程序编写呈现出不同的显示效果；在“水塔水位控制”试验中，针对一些故障的处理比如缺水、水溢出等的处理，让学生尽可能针对细节性的环节进行程序的控制，增强学生解决问题的能力等等。

课外科技活动的引入可增强学生对PLC应用的认识。鼓励学生参加各项PLC竞赛，比如全国信息技术应用水平大赛、校内的课外科技作品等等。以团队的形式进行各项赛事，不但提高学生的实践能力同时提高学生的团队协作能力。从近几年就业形式来看，参加过校外科技活动的学生工作能力较强，适应性较强，受到公司领导的好评[7]。

开放PLC实验室也是增强学生实践能力的一种途径。充分利用PLC实验室现有设备，加强管理，做到实践内容与手段、实践设备资源、实践时间的开放，主要提供学生进行自行模拟实验、毕业设计、课题研究等方面的便利。把实验室充分利用起来，为学生提供充分发挥主观能动性、创造性和想象力的环境[8]。

2.2 实训教学环节的考核

实训也称作课程设计，主要目的在于锻炼学生发现问题和解决问题的能力。主要涉及电气控制线路的设计、安装及利用PLC完成相应控制要求的整体过程。根据课程进度及学生掌握的程度进行选题，然后分组测试。以往的课程设计主要集中在整个调试过程仅是专业成绩较好的同学，其他的基础知识较差的同学难以跟上整个进度，所以可以考虑在分组的时候成绩好的带动成绩差的，或者针对基础知识稍差的同学分配相对简单点的题目，使每位同学都能参与到实际的操作中。

具体过程如下：每个班级根据设备数量分成两组以方便管理，每组时间为一周，分组方式采取强弱组合或者自由组合，这样在选题的时候尽量做到难度适中，两位同学共用一台PLC实验装置。选题非常重要，需要代课老师根据学生实际情况选择合适的题目以供学生选题。选题后进行任务分工，主要包括项目实施计划，时间安排和任务分工，电气控制线路的设计，PLC的选型论证，输入输出地址分配，PLC的输入输出接线图，程序的编写及调试等，完全按照工程设计的整体过程进行监控。教师在整个过程中仅起到指导和管理的作用[9]，这样有助于学生团队协作、自主学习及解决问题能力的锻炼。

3 PLC实践考核的改革

考核是对学生掌握知识能力和教师教学效果的一个整体评价，使教师在评测结果中找出不足加以改正，以更加高效的方式应用于实际教学[10]。因此，合理的考核机制也是提高人才培养的一个重要保证。

3.1 PLC实验教学环节的考核改革

实验环节的考核应该从单一到多元化方向改革，不是仅关注学生的实验结果，而是整个的实验过程[11]。对于验证性和演示性实验，考核环节及所占比重为：实验预习(主要是对控制要求及控制程序的掌握情况)占20%，实际操作过程(主要是软件的熟练使用及程序的调试过程等)占50%，实验结果的验收(主要是实验报告中对电气控制线路的设计、地址分配、程序编写及调试等)占30%；对于综合设计性实验主要监控学生进行自主设计的整体过程，最终以答辩形式占60%及论文上交占40%的形式进行。

3.2 PLC实训教学环节的考核改革

实训环节不同于实验环节，更偏重学生的实践和应用能力的培养，在考核方式上也有别于实验教学环节[12]。主要采取实训结束后进行现场答辩的方式验收，答辩老师3-4个，具体环节涉及控制方案如何确定、程序编写思路、现场系统调试及现场提问方式进行。学生先以PPT进行课程设计的介绍时间控制在5分钟，教师现场提问时间在10分钟左右。答辩过程涉及学生的实际动手能力的体现及完成情况成绩占到60%，平时考核及课程设计报告占到40%进行验收。

4 结束语

实践证明：PLC课程实践教学改革效果良好，能够充分调动学生学习积极性，能够充分参与到PLC的实践教学环节中。从近几年学生参加的各项国家级、省级竞赛中获得的各种奖项再次证明了改革的有效性。PLC作为开放性实验室利用率也充分调动起来，比如课程设计、毕业设计、各种竞赛等等，已成为学院一大特色。自动化专业对于专业技能的培养是自动化专业人才培养目标的一个重要方面。应该坚持“以课内实践教学为中心，以课外科技活动为途径”培养工程型、应用型人才为目标的实践教学新模式。通过产学研结合不断开拓学生就业和实习渠道，加强教学与工程实际应用的结合，教学方法和手段多样化的结合，培养创新型人才，全面提升PLC课程和实践教学水平，为自动化领域输送高素质人才。

[1]吴艳花，PLC教学实践改革探索[J].机械管理开发，2010，25(5)：152.

[2]康志亮，许丽佳，陈松柏.可编程控制器课程改革与实践[J].中国农机化，2011，28(2)：133.

[3]李元元.以新思路新模式促进创新人才培养[J].中国高等教育，2010，46(12)：23.

[4]腾红丽，林爱英.创新实验教学模式的研究与实践[J].中国电力教育，2010，26(25)：135.

[5]黄舒，周建忠，刘惠霞，等.工科大学生综合与创新训练的探索与实践[J].中国电力教育，2010，26(25)：13.

[6]王军，吴静.PLC原理及应用课程的教学改革[J].中国冶金教育，2009，18(5)：38.

[7]吉敬华，黄永红，张新华.PLC原理及应用教学改革的几点思考[J].中国电力教育，2008，24(12)：49.

[8]束长宝.改革PLC实践教学，培养学生工程实践和创新能力[J].中国现代教育装备，2008，11(9)：110.

[9]裴旭明.机电工程专业现代电气与可编程控制技术教学改革与实践[J].中国现代教育装备，2008，11(12)：73.

[10]赵英娜，张艳博.实验教学与科研相结合的创新人才培养途径[J].中国电力教育，2009，25(10)：143.

[11]王新娜，孙新凤.关于可编程控制器课程教学改革的探索[J].中国电力教育，2009，25(3)：79.

[12]赖何季，林晓婧.自动化专业课外实践教学的探索与实施[J].中国电力教育，2009，25(12)：142.