面向职业教育的 PLC一体化教室的构建

马长富

【摘 要】随着PLC的广泛应用，企业对其技术人员的需求也逐年增加，许多职业院校都将PLC作为电气、工业自动化以及楼宇自动化等专业的核心课程之一。但在传统的PLC教学过程中，都将理论和实践教学分开进行，造成理论和实际的严重脱节。同时为了满足高等职业教育的人才培养目标的要求，学生在技能上、实际操作环节要更胜一筹。

【关键词】PLC一体化教室；模块教学法；构建

【中图分类号】G712 【文献标识码】A

【文章编号】2095-3089（2019）08-0016-02

引言

着经济的发展，PLC在家庭、建筑、电力、交通、商业等众多领域得到了广泛的应用，所以社会需要大量的懂PLC控制的从业人员。为了适应社会发展的需要，PLC这一课程已成为职业院校自动化类专业的重点课程。PLC一体化课堂教学是将教师的讲解和示范与学生的操作和练习融为一体，不再像传统的教学那样在教室里对着黑板讲课，而是把课堂搬到专门的实训教室或者实训场地，对着教学设备进行讲解和示范。

一、PLC一体化教室的构建

一體化教学是将实践与理论有机结合起来，让师生在其中围绕实践任务的完成进行边教、边学、边做来完成教学任务。这种方法改变了传统的理论教学和实践相分离的教学形式，使学生在学完理论知识后，能很快通过实践进行巩固和提高。既让老师教得开心，又让学生学得有兴趣。PLC一体化教室主要由多媒体演示设备、计算机、PLC本机、PLC模拟实训设备等组成。其中，多媒体演示设备为教师给学生演示讲解之用，同时每一台计算机连接一台PLC，满足现有学生人数的需要。如果学生人数有所增加，只需要增加计算机和PLC本机即可。PLC技术被公认为是现代工业自动化的三大支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一，为了保证PLC一体化教室的实训装备和实训内容能够符合自动化行业发展的需求，紧跟自动化技术的发展，PLC一体化教室的建设必须和现代工业自动化行业的企业紧密合作，学院领导要有足够的眼光，紧跟时代发展前沿，具有抢占技术高地的意识，使设备的投入具有适度的前瞻性、持久性。

二、PLC一体化课堂研究的具体实施

1.PLC一体化课堂可行性。

目前，社会职业技术发展的速率已经远远超过了职业教育教学的发展速率，也就是说职业教育教学大大滞后于职业技术的发展，职业学校不能及时、快速地培养适应产业结构调整、社会经济迅速发展的技术技能人才。PLC一体化课堂教学将理论与实践相结合，使受教育者能将所学的理论知识及时消化吸收，实现立竿见影的教学效果。

2.理论知识的讲解。

理论知识包含两个部分，一是电力拖动的理论知识，二是PLC的基本指令和编程方法。对于电力拖动的相关知识，教师通过实物进行讲解，同时让学生操作具体的电机回路；对于PLC基础知识，教师进行基本指令和编程方法的讲解。

3.教室场地的建设。

PLC一体化教室是一个多功能教室，在教室中既要设置全班的理论教学区，又要为每个学生设置实践操作区，所以需要更大的空间，以20人的班级进行建设，需要不低于100平方米的场地空间为宜。教室要具有多媒体教学、实物展示、演练等功能。教室内实践操作区四周墙体上要配备三相四线的动力电源，供每个工位通电试车所用；理论教学区每个桌椅下需要配备220V单相电源地插，供桌上的电脑和仪器、仪表等使用。

4.可移动桌椅的配置。

每台桌椅上配置一台笔记本电脑，桌椅必须是可移动的，方便学生根据需要将桌椅在理论教学区和实践教学区进行位置调整，这样，集中桌椅就可作为多媒体计算机房，进行各种计算机辅助软件的学习，桌椅分散到每个实训台就可以用于编写程序和绘制电路图用。每张桌提供220V电源插座，供电脑和各种仪表使用。

5.学生动手操作。

理论知识讲解完成之后，教师将控制过程分解，并在PLC设备上进行演示，之后指导学生自己动手完成。学生动手操作的过程分为两部分，二部分是完成三相异步电动机的继电器控制线路；另一部分是完成PLC设计。两部分完成之后，让学生通过互相比较找出设计的优缺点，深刻了解PLC控制的优越性。通过实际操作，一方面提高学生后续的学习兴趣，另一方面让学生更好地掌握PLC基本指令的使用方法。

上述只是一个简单的实例，若将一体化课堂规范化，还必须建立专门的课程体系，并编写独立的教学大纲。同时，一体化教学需要社会和企业的支持，因为校企合作的方式更有助于这一课堂的实现。比如，若企业给学生提供见习的机会，会使学生更好地将理论与实践结合，从而有助于掌握PLC的精髓。

6.实训台的配置。

每台实训工位制作成立式网孔板且可以移动，提供三相四线电源和单相电源。因自动化技术的特点是技术更新快，PLC一体化教室的建设必须考虑自动化技术的动态发展，最好建设为本着平台+设备的模式进行，重点建设一个平台，而设备应该能够动态更新，并且能够任意组合。可移动的立式网孔板就是一个平台，上面安装哪些器件根据需要而定，这样既保护了投资，又为教学实训提供了可操作的柔性。实训台呈U形摆放，这样教师有更好的视觉照顾到每个实训的学生。

三、PLC一体化教室的设备配置

现在各职业院校的PLC实训设备主要以西门子、三菱和松下等型号为载体进行PLC知识的学习。PLC一体化教室的构建，要充分调研目前国内外自动化技术的发展历史和发展趋势，并对国内自动化行业企业的需求做出深入的研究，紧紧围绕自动化技术相关行业，满足培养的人才符合社会和企业对人才的要求。在配备设备时，要做到适度的超前并留有可发展的空间，在此，以西门子产品为主线进行实训设备的配置，建议每个实训台主要基本设备配置为：西门子S7-300PLC、S7-200PLC、变频器、触摸屏、PROFIBUS、ETHERNET通信模块等。

四、一体化教学在课程教学中的实施

在PLC“理实”一体化教学中，将教学的实施按照项目进行管理，每个项目划分为单独的教学任务，在每个教学任务中设置不同的教学情景，进行案例式教学。在教学情景的案例教学中，按照“理实”一体化的资讯学习、计划决策、任务实施、阶段检查、结果评价、学习小结六步法开着教学。比如，在进行运料小车控制系统的编程教学中，下发学生工作页，按照项目要求，进行相关资料准备，学习该项目所需要的基础理论知识，在教师引导和检查过程中，形成完成该项目各个工作任务的实施方案，并准备好元件清单，实施任务方案，并在小组内进行成果检查，及时进行组内评价，提交任务，再由教师进行指导和点评，最好再次对学习任务的任务进行修正，并最后做出学习总结。

结束语

经过多年的实训教学经验和广泛而深入的调研分析，本文提出的PLC一体化教室的建设方案既可以满足不同层次学生或学员进行单项基本技能训练、专业模块技能训练和综合素质训练的需要，也可以满足教师进行教学研究和科技开发的平台要求，体现了现代职业教育思想和理念，体现了职业学校独特的培养模式，可以有效地支持PLC课程的项目化的课程实践。

参考文献

[1]肖晗.电力工程PLC技术存在的问题及其解决方案[J].通信电源技术，2018（06）.

[2]马丽娜.浅析电气控制与PLC一体化教学体系的构建[J].亚太教育，2016（13）.