可编程控制器实践教学改革的探索与实践

房俊龙等

【摘要】从培养创新人才出发，针对目前可编程控制器实践教学中存在的问题，依托东北农业大学电气工程实践平台，对可编程控制器实践教学中的教学体系、教学内容、教学方法和教材建设等方面，进行了有益的改革。经过探索与实践，取得良好效果。

【关键词】可编程控制器 实践教学改革 创新人才培养

【基金项目】黑龙江省教育厅高等学校教改工程项目：JG2012010062，JG2013010129。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）08-0218-01

引言

可编程控制器作为工业生产自动化的三大支柱（可编程序控制器、机器人、计算机辅助设计与制造）的主导，已成为发展势头强劲的工业控制器，在各个领域的运用无处不在。伴随着可编程控制器技术的广泛应用，可编程控制器课程已成为各工科院校相关专业开设的主干课程之一。但从现状上看，普便存在验证性实验多，综合设计性实验少，理论与实践脱轨等弊端[1-3]。针对这一现状，近几年来，东北农业大学电气与信息学院依托电气工程实践平台，在教学模式、教学内容、教学方法等方面进行了有益的改革，既体现可编程控制器与生产实际和工程应用结合紧密的自身特色，又很好地培养学生的创新能力和科研能力，取得了较为显著的成效。

一、依托电气工程实践平台构建新教学体系

实践教学是可编程控制器课程重要的教学环节，传统的实践教学模式，大都以验证性实验为主，课程设计仅仅动动笔，写写报告。这种模式存在很多弊端，难以激发学生学习兴趣，达不到培养创新人才的要求。为解决这些问题，我院制定“双师型”人才培养目标，即大学生在具有扎实理论知识的基础上掌握技师熟练的动手操作能力和工程师所应具备的设计思想和创新意识。基于此，以我院电气工程实践基地为载体，以学生为主体，以教师为主导，集“理论学习”、工程设计能力培养及“技能训练”为一体[4-6]，构建PLC课程新的教学模式。

课程体系的构建是考虑到可编程控制器这门课程实践性强的特点，在理论授课前后分别开展实践教学，将实践教学全部在实践基地完成，每个实践基地根据实践内容安排配备实践设施。为保证理论与实践统一性，授课与实践均选用日本松下电工FP1系列的可编程控制器，以理论指导实践，实践强化理论，在教学过程中，实施内、外环式教学方法。外环指各项实践教学环节按着理论—实践—理论的原则；而内环则是在每项工程实践课程中遵循教学讲解—实际操作—教学讲解的教学方法。把原有理论授课延伸为理论授课+工程实践的教学模式，使学生掌握专业知识的同时，锻炼了动手能力，培养自身的综合素质，形成“知识+能力+素质”三位一体的教学模式[6]。

二、重视实践教学 改革教学内容和教学方法

1.加强实践环节

过去由于受重理论、轻实践的观念影响，实践环节一直很薄弱。按照我院“双师型”人才培养模式，我们及时更新教育观念，对可编程控制器这门课程做出大胆的改革，采用分段式的实践教学，即在理论授课之前先通过基础实践平台学习，使学生对可编程控制器有个初步的感性认识，增强学习兴趣，可以带着问题进行理论课的学习，避免了学习的盲目性；学完专业理论课堂授课后，再进行更深一层次的工程实践学习，重在对理论知识的综合应用，通过综合性实践检验，使学生对可编程控制器的学习系统化、实践化。在实践学习过程中，以学生实践为主，教师讲授为辅。在实践授课过程中，结合学生的实际情况及各个工程实践基地的性质，教师适当进行理论内容的讲解，并在讲解过程中指导学生进行实践。

2.深化实验方式

为提高学生学习可编程控制器的兴趣，创造条件对学生实行“开放性”实验[7]，引进电梯和立体车库等可编程控制器控制模型，让学有余力的学生自主构思实验内容，编写程序和控制要求，教师仅起侧面辅导和把关作用。实验中心在课外对学生开放，给有兴趣的学生以更多的学习和锻炼机会，这种开放性实验方式更利于培养学生的综合实践能力与创造思维能力。

3.丰富教学方法

（1）根据教学基本要求，结合学生专业需要和学生层次不同分别制定教学大纲，根据教学大纲制定的授课计划。如电气化专业课堂教学54学时，电子信息专业课堂教学36学时。

（2）在实践教学中分别采用了渐近式教学法和实践式教学法。渐近式教学法是一种在实践中教授学生采取从简单到复杂，从低级到高级，从入门到精通的学习过程，即学生的学习过程分为三个阶段，从可编程控制器基础工程实践到可编程控制器应用工程实践，逐渐把知识融合到学生的头脑中。实践式教学法则是在各个实践基地以学生实践操作为主，通过讲、做相结合的方式，使学生在理论与实践相结合过程中发现问题，解决问题，增强学习兴趣，并学会理论知识和应用技能[8，9]。

通过合理的理论授课与丰富的实践教学，极大地提高了学生学习兴趣，激发了学生学习热情，化枯燥为娱乐，使学生既学到了知识，又开阔了视野，同时也收获了成功的喜悦；既锻炼了动手能力，又加深了理论知识的理解，同时又提高了综合设计能力。

三、注重理论与实践相结合 编写配套教材

结合可编程控制器课程的知识面宽，实践性强的特点，在教材编写过程中，為了使学生能够拥有更加系统、科学的理论指导，在原有理论教学基础上，添加实验与工程实践教学，课程组先后编写并出版《可编程控制器实验与实践》、《工业控制工程实践技术》和《可编程控制器电气控制与组态设计》教材。教材中既注重理论知识的传授，以动手能力、工程实践能力为培养主线，重点放在用可编程控制器解决实际问题的能力上，培养学生分析和解决问题的能力；又遵循循序渐进的原则，由基础理论知识到综合实践技能，采取由浅入深、深入浅出的培养方法，将理论与实践充分结合。

四、结束语

通过这几年的探索，依托电气工程实践平台，将工程实践贯穿整个教学过程，把原有可编程控制器理论授课延伸为“理论授课+工程实践”的这种教学模式，显著的提高学生学习兴趣，增强学生自主创新意识，使学生在就业方面及电子设计大赛均取得了优异的成绩。

参考文献：

[1]吉顺平，孙承志，路明.“可编程控制器及应用”创新教学方法研究[J].电气电子教学学报，2008，30（02）：122-124.

[2]周力，赵凯，李伟.《可编程序控制器》课程教学的研究与实践[J].高教论坛，2010，2（2）：36-37.

[3]袁惠娟.PLC课程教学的探讨[J].中国科技信息，2009，（20）：268-269.

[4]束长宝，李新兵，王永华.“电器控制及可编程控制器”教学改革初探[J].电气电子教学学报，2005，27（6）：82-85.

[5]王智朋，文西芹，王其兵等.工程实践中的创新与教学方法改革研究[J].实验科学与技术，2007，5（60：77-79.

[6]郭明良，王朋.电气工程全面教学改革培养应用型人才[J].实验室研究与探索，2009，28（6）：83-86.

[7]张军香.建立开放式自动控制实验中心的探讨[J].实验技术与管理，2007，（2）：133-135.

[8]沈显庆.电气工程全面教学改革培养应用型人才[J].实验室研究与探索，2009，28（7）：122-124.

[9]何成辉，苏群.应用型本科院校学生能力培养途径[J].中国高等教育，2002，（2）：65-67.

作者简介：

房俊龙（1971.10-），黑龙江延寿人，教授，从事检测与控制的教学科研工作。