“虚实结合”教学模式在PLC课堂教学中的改革与实践

叶红芳

（金华职业技术学院，浙江金华，321000）

“虚实结合”教学模式在PLC课堂教学中的改革与实践

叶红芳

（金华职业技术学院，浙江金华，321000）

针对PLC的课堂教学，首先分析了其教学中存在的问题，然后提出开展“虚实结合”教学模式的必要性，最后介绍了新模式下课堂教学组织过程。实施结果表明，“虚实结合”教学模式，不仅增强了学生的自主学习能力和动手能力，同时还改善了课堂的教学效果，从而提高了教学质量。

PLC；虚实结合；教学改革

许多高职院校把《PLC控制系统设计与调试》作为电气自动化专业的核心课程，该课程是集理论和实际操作于一体，课程重点培养学生PLC控制系统的设计、编程、装调、维修和维护的综合实践能力。近年来，在PLC课程中采用教学做一体化模式进行教学已是高校的共识，但由于某些院校的教学资源无法满足一体化的需求，再加上课程内容实践性较强，学生的动手能力无法得到很好的锻炼，造成教学质量难以提高。

1 教学中主要存在的问题

1.1 现有的硬件教学资源无法实施“教学做”一体化

由于电类专业在校学生数急剧上升，配套的实训场所和实验设备等教学资源已经严重不足，往往教师需要在教室上完理论课程，然后再安排学生分组分批到实验室进行实验，这就不能满足“教学做”一体化的需要。而PLC课程的理论知识都集中在PLC指令、程序设计等内容上，学生普遍感觉学习起来枯燥、难度大。如果学生在上完理论课后不能及时进行实验操作，长此以往就会加大课程的学习难度，同时也会使他们失去学习的兴趣。

1.2 现有的教学管理无法满足学生的自主学习需要

由于PLC课程所用的实验对象价格昂贵、台套数教少，学生不可能完全得到足够的实际操作时间，并且受实验室管理的限制，学生也不可能随时进入实验室进行系统的设计与调试，这样就无法满足学生课外时间进行自主学习的要求。

2 “虚实结合”教学模式改革的必要性

随着计算机仿真技术的发展，仿真技术在教学中已得到普遍应用，但是完全基于仿真技术的教学模式，使系统设计与实际之间存在较大的距离，没有真实感，无法调动学生的学习积极性。为此我们在课堂中实行“虚实结合”一体化教学模式，即依托虚拟仿真实训系统，将PLC控制技术和虚拟对象有机结合进行一体化教学。该教学模式不但能解决学生的分组分批问题，同时又能满足一体化教学的需要；而且改善以往学生只能在实验室进行编程调试的现状，提高了学生的自主学习能力和实际动手能力。

3 “虚实结合”教学模式在PLC课堂中的实践

3.1 虚拟仿真实训系统

虚拟仿真实训系统主要由类PLC和虚拟仿真平台两部分组成。类PLC是我校教师与企业人员共同研发的，由于其结构简单、价格低廉、学生可人手一套，这使得学生的学习也能不受时间和场地的限制，满足学生自主学习的需求。虚拟仿真平台是采用3D虚拟软件开发的，共有15个仿真项目。每个项目里的虚拟对象与实际设备相接近、动画逼真，大大激发学生的学习兴趣。

3.2 “ 虚实结合”教学模式下的课堂教学组织

在教学的组织上，为了确保学生培养标准的统一，课堂教学的规范，课程实施有效性有所提升，把课堂内教学过程进行固化，共分三个阶段。

（1）理论课阶段，关键是新课的学习。在这阶段，教师根据学生状态、学习进程灵活应用不同的教学方法和教学手段。首先通过学生熟知的实际应用案例引入新课学习内容，从而激发学生的学习兴趣。在具体学习新知识的过程中，可以通过问题引导、教师讲授、学生练习和现场竞赛等方式，强化师生互动，从而提高学生的学习兴趣。

（2）“虚实模式”第一阶段，关键是虚拟仿真练习。在这个阶段，教学场地为机房，以教师教授为辅、学生仿真练习为主。首先教师复习本次课程所需的指令(在上次理论课中已讲述)，再通过引入虚拟仿真平台某个项目进行展开，提出系统的控制要求，讲授设计思路；然后利用虚拟仿真实训系统，将所受的指令、编写的程序和虚拟对象进行“在线”调试，激发了学生学习欲望和开拓学生的编程思路；接着学生在虚拟仿真实训系统上设计电路、程序、并进行系统调试；最后通过竞赛问答、在线测试等方式进一步了解学生的掌握情况。

（3）“虚实模式”第二阶段，关键是虚实结合练习。在这个阶段，教学场地为PLC实训室，以教师教授为辅、学生实操练习为主。首先教师检查学生的预习情况，并进行任务布置（注意这任务与前一阶段的教学内容相对应）；接着学生根据控制要求进行电路和程序设计，教师按组检查设计的正确性；然后学生进行电路的安装与联机调试，教师进行任务验收评价。

2014年PLC课程的课堂教学教改在本校自动化121班实施，通过期末理论考试、实际操作测试对学生的学习效果进行评价，对比往年的学习班级，自课程改革实施以来，成绩有了大幅度的提升，从一定程度上反应课程改革的成效性。

4 结语

通过“虚实结合”的课堂教学实践，不但克服了硬件教学资源对一体化教学的限制，增强了学生的动手能力和创新能力；同时还改变学生的学习方式，提高了学生的学习兴趣和自主学习能力。结果表明，“虚实结合”教学模式取得了非常好的教学效果，受到师生们的一致好评，在高职院校中的PLC教学中值得进一步推广，并加以深入探索。

[1] 朱洪波,王伟,孙立强.“虚实结合、理实一体”的高职课程教学模式研究与应用[J].教育教学论坛,2014（51）

[2] 李金华,姚芳萍.虚实结合的数控机床实验教学模式探索与实践[J].实验室科学,2015,18(04):66-67

[3] 张静,肖明.开放式虚实结合的实验教学模式的研究与探索[J].中国电力教育, 2014（36）:166-177

Reform and Practice of“Virtual-Real Combination” Mode for PLC Classroom Teaching

Ye Hongfang
(JinHua Polytechnic，ZheJiang JinHua，321000)

The implementation of the results show that the combination of the actual situation,the teaching mode,not only enhance the students' ability of autonomous learning and practical ability,but also improve the classroom teaching effect, so as to improve the teaching quality.

PLC;Virtual-Real Combination;Teaching Reform

叶红芳（1981-），女，金华职业技术学院硕士学位，实验师，主要从事电气自动化方向研究和实验室管理。

浙江省2013年高等教育课堂教学改革项目（项目编号：kg2013653）