基于闯关游戏的高职PLC及其应用课程整体设计

摘 要：本文结合大学生的基础知识水平及他们的爱好和优势，引入闯关游戏的理念，以职业活动为导向，以企业实际项目为载体，对课程的目标、内容及考核方案进行整体设计。

关键词：游戏闯关；PLC及其应用课程；整体设计

职业教育的目标是培养具有一定职业能力，能在生产、管理、服务第一线工作的实用型人才。而实现教育目的和培养目标就必须加强专业改革和建设，课程的改革与建设是专业改革与建设的基础，课程设计又是课程改革的核心。因此，要实现职业教育的培养目标，就必须做好课程的整体设计。PLC及其应用课程是高职电气自动化技术专业的一门专业核心课程。学生能否牢固掌握PLC的基本知识，根据现场控制对象熟练编写程序，取决于这门课程的整体设计。所以教师要结合学生的基础知识水平以及他们对游戏的兴趣，引入闯关游戏理念，以职业活动为导向，以企业实际项目为载体，对课程的目标、内容及考核方案进行整体设计。

一、闯关游戏理念

闯关游戏是让学生以一种“游戏挑战”的心态参加课程内容的学习，首先将学生需要完成的项目根据其所涵盖知识点和技能点的难易程度分解成若干依次递进的关卡，学生完成当前难度级别的关卡后，可获得一个是否过关的评估结果，如果过关，进入下一轮游戏。反之，则返回本关重新来过。通过闯关游戏体验易于激起学生对学习的探索愿望，同时学生在过关游戏中时刻保持竞技状态，能够最大限度地挖掘学习潜力，使学生变被动学习为主动闯关。

二、课程整体设计

1.课程目标设计

本课程以培养学生综合职业能力为中心，以岗位所需知识、能力、素质结构为依据，以PLC控制器的编程应用为载体，以控制系统的安装和调试技能训练为主线，强调教学内容的针对性、应用性、实用性、技能性。通过本课程的学习，使学生达到以下目标：

（1）知识目标。知道：PLC的功能、分类、特点、厂商、系列和型号及基本参数；PLC的编程语言及各种编程语言的特点。理解：PLC的工作原理；PLC的循环扫描工作方式；基本逻辑指令、顺控指令和常用功能指令的含义和作用；顺序控制功能图的基本知识；中断、高速处理、模拟量处理、通信等功能的含义和作用。掌握：PLC编程软件的使用；程序流程图绘制、梯形图的编程规则；PLC常用的编程方法；PLC系统的安装、调试方法。

（2）能力目标。能：根据PLC厂商提供的选型手册，进行PLC配置和选型；应用PLC编程软件编写程序。会：根据控制要求设计逻辑控制梯形图程序；用PLC改造机床继电器控制线路；根据系统控制要求应用PLC顺序控制指令编程；应用PLC功能指令编程；设计简单的自控系统；应用PLC特殊功能模块；设置伺服驱动器、变频器的参数；编写步进电动机和伺服电动机的控制程序；运用工业以太网组网，实现上位机与下位机之间的通讯。

（3）素质目标。培养学生的学习方法和严谨的实训规范；培养学生良好的职业道德和职业纪律；培养学生遵循严格的安全、质量、标准等规范的意识；培养学生自我检查、自我学习、自我促进、自我发展的能力；培养学生沟通交流、团队协助和项目管理的能力；培养学生敢于创新、敢于发现的能力。

2.课程内容设计

PLC及其应用课程是一门理实一体化的课程，所有理论知识的传授贯穿在项目的完成过程中，在实践中引出并进行反复训练。本课程以广泛应用于工业、商业、超市、零售业、物流、仓储、图书馆等的标签打印系统的安装与调试为载体，结合学生的实际学习情况，将课程原有的知识和技能进行分解并按照项目进行重组，把一个大项目分为六个关卡。通过整体设计将课程融入闯关情境中，学生选取闯关任务后在世界大学城空间下载和学习“闯关秘籍”，然后履行闯关实践。其具体内容设计如下所示：

3.闯关关卡设计

本项目的六个关卡按照控制任务由易到难逐步递进，每个关卡设计都包括关卡介绍、闯关秘籍、通关鉴别、闯关奖励四个部分。具体设计如下：

第一关。关卡介绍：10个等级；闯关次数：4次；闯关任务：写出本关系统的I/O地址分配表、设计控制系统的电气原理图并画出硬件接线图、硬件安装与接线、编写程序、下载与调试程序；闯关秘籍：PLC使用手册、I/O地址分配原则、案例、编程软件使用演示视频等；通关鉴别：教师和技术顾问评价；闯关奖励：根据完成的先后顺序领取奖励，每次减去0.5分。

第二关。等级：10级；闯关秘籍：双速电动机的绕组接线方式、工作原理演示动画、案例。

第三关。等级：15级；闯关秘籍：Pt100手册、案例。

第四关。等级：20级；闯关秘籍：变频器手册、案例。

第五关。等级：25级；闯关秘籍：步进电动机、伺服电动机的工作原理动画演示、伺服驱动器参数设置演示、学习手册、案例等。

第六关。等级：20级；闯关任务：写出系统控制流程图、硬件组态、程序设计、系统调试；闯关秘籍：触摸屏手册、案例。

4.考核方案设计

（1）合格标准。旷课不超过6节（总课时的10%）；闯关的数目不少于5个（总关数的70%）；期末考试卷面成绩60分以上；操作中没有出现损坏设备和器件等；没有严重违反安全规范操作要求；没有不诚信行为。

（2）考核内容。学生成绩主要由过程考核70%和期末考核30%两大部分组成，其中过程考核包括：学习态度10%、综合素养10%、项目考核50%。学生态度主要是指平时出勤、提问、课堂表现等；综合素养考核学生的团队意识、责任意识、6S管理等；项目考核是指小组每闯过一关就给出相应的积分，最后累计的总分就是本组的项目成绩；期末考核为课程终结性考核，采用笔试的方式，考核学生对主要知识点的掌握情况。

三、结束语

引入闯关游戏的理念，以企业真实工作环境的典型项目为载体，以学生为主体，对PLC及其应用课程进行整体设计，符合当代高职教育课程改革和建设的要求。其不仅实现了课程内容与职业标准、教学过程与生产过程的完美对接，也从根本上改变了学生的学习方式，使学生由被动接受变为主动探究，激发了学生学习的热情，提高了学习的兴趣。

参考文献：

[1]陈永久，王兆明，刘晓敏.基于工作过程导向的计算机辅助设计课程整体设计与实施[J].吉林工程技术师范学院学报，2015，（7）.

[2]李德义.“机织工艺设计”课程的整体设计与建设[J].纺织服装教育，2015（3）.

[3]宁艳珍.《电子商务支付与安全》课程整体设计探讨[J].商场现代化，2015（13）.

[4]张金磊，张宝辉.游戏化学习理念在翻转课堂教学中的应用研究[J].远程教育杂志，2013（1）.

课题项目：本文为湖南机电职业技术学院2013年院级精品资源共享课《PLC及其应用》课程研究成果，编号为2013JP04。

作者简介：王燕燕（1984— ），女，山西临汾人，湖南机电职业技术学院，讲师，研究方向：电气自动化专业教学与研究。