PLC金课实践教学模式的改革

孙 宁 毛伟民 邹自力 蒋丹阳

([1]南京信息工程大学滨江学院 江苏·南京 210044；[2]南京信息工程大学自动化学院 江苏·南京 210044)

1 传统教学方式中存在的不足

为配合人才市场招聘和学生的求职需求，学校应注重提高学生的职业能力，以培养应用型高级专业人才为目标，构建学术型和职业型相结合的的现代化教学体系，不仅要求学校对本课程的教学方式要满足国家职业资格需求，还要增强学生的专业能力、职业意识、团队精神，从多方面培养人才与职位需求的高契合度。

PLC控制技术的应用现状，在一定程度上反应了一个国家工业的先进程度。PLC控制技术是一门理论研究、控制、实践应用较强的学科，对学生的专业综合能力和实践要求较高，而传统PLC教学模式注重书本基础知识教学，往往忽略实操训练。课堂讲解枯燥无味，不能调动学生的积极性。课后作业单一，容易出现大批量抄袭现象。由于大学的教学方式，师生互动较少，平时遇到的问题不能得到及时解决，可供参考资料较少，降低了学生的学习积极性。由于实验设备有限，实验环节多为分组进行，虽然是分工完成，但是检查方式不合理，小组内也不乏划水的同学，对待课程敷衍了事。课程教学过于单一，不能锻炼学生对该门课程的实际应用能力。书本教学与实际PLC技术的应用方面讲解较少，不能开发学生的创新思维。

2 教学改革整体框架

本次PLC金课教学改革如图1所示，科学合理的制定每种形式教学方式对应的内容，不仅能保证学生更好的学习一门课程，也方便教师的管理，线上教学分为三个部分，重点难点视频，资料汇总，在线答疑和学习反馈，在反馈的过程中教师还可以适当调整方案，线下教学注重实际操作，除了基本知识点的讲解，还有实际典型案例，书后实验，基础项目，为了更好的符合新时代技术的发展方向，还会拓宽知识点及相关热点研究，启发学生的创新思维，在以上各阶段的学习后，学生已具备项目实操技能，之后通过一个结课项目来再次提高学生的专业技能。结项时小组成员对自己负责的部分进行讲解，教师也会对组内成员负责的部分进行提问。以此来调动学生的责任感。

2.1 基于虚拟实验平台的线上线下教学模式

面对信息化背景下的职业教育模式改革，线上线下教学模式是一个重要方向。将云平台授课和课堂授课相结合，以学生为主体，培养学生自主学习能力，提高主观能动性。云平台教学操作简单、文件传输快捷，适合不同学科教师的使用，同时为用户轻松浏览PLC理论课教学内容提供了现实的可行性，还丰富了高校工科教育资源和视野。网络教学符合现代大学生的学习需求，满足自由平等，追求开放的特点，为大学生提供了自主学习，研讨交流的平台，学生可以随时在平台发布问题，会有老师或者同学一同进行探讨，同时，可以看到别人遇到的问题，自己也能够学到更多的知识。通过网络教学平台可快速访问获得海量学习资源，图片、教学资源、研究热点、参考文献，并且教学资源不定期的维护更新。以保证平台资源的及时性、时效性和针对性。线上授课将课程的重点，难点录制视频、微课、动画等形式，学生可以在线预习、复习，反复观看，能够满足不同层次学生的需求。教师可以利用云教学平台开展教学内容的学习和指导教学活动的实施。在理论部分的教学，学生对抽象性和逻辑性较强的内容难以理解，可以利用虚拟仿真平台或者在实验室进行实际操作，以一种更为直观的方式帮助学生理解和记忆。多样化的教学资源同样可以为学生提供更有意义的学习，学生通过扫码，直接进入课程网站进行观看学习，方便快捷，提高了学生的学习效率。相关资料汇总供学生参考，安排线上课后答疑，引导和帮助学生解决问题。并制定课堂反馈环节，收集学生对课堂教学难易接受程度，需求意见，以便教师在实践中不断改良和完善课程教学体系。

线下授课，引入工程案例进行教学，结合飞速发展的现代科技，既体现了知识结构的多样性、系统性、整体性、又突出了工程教育这一主题，反映整个课程构思的科学性、严谨性，是本课程的另一特色和创新点。拓展讲解时下PLC的应用前景和发展趋势。通过软件仿真，实验平台实际操作，巩固课堂教学知识，将理论与实践相结合。实验部分使学生了解硬件系统构成、工作原理、控制器拆装以及工业应用场合。学会如何配置一个PLC控制系统，采用适合的控制策略，编程完成控制任务，调试系统使之正常运行。实验题目可以为课后习题，为了培养学生的活学活用，对实验题目做稍微改动，考察学生对该知识点的掌握程度，实验的完成情况直接反应教师的教学成果。教师可根据学生的反应对接下来的课程做出相应的调整。

2.2 项目实操教学模式

图1：课程改革总体框架

表1：改革后的教学评价体系

课程教学融入项目实战，突破传统教学模式下定式学习的弊端。在理论结合实际，人才结合应用等方面有很大的突破。对培养应用型人才体系有积极的推动作用。随着社会的不断进步，企业对员工的要求也不断提高，急需专业技术型人才。而学校教学的目的就是培养符合行业需求的技术型人才，理论结合实际运用，深刻理解和运用PLC技术，在项目合作的过程中能营造良好的学习氛围，使学生产生浓厚的兴趣，激励学生学习的潜能。在团队合作的过程中，锻炼自身发现问题、分析问题和解决问题的能力。同时在思考的过程中，激发创造潜能。融入项目教学能够实现以学生为主体的思想，教师通过引导，使学生完成制定任务，学生以小组为单位，小组成员利用自身优势参与到项目中来，涉及到工作划分、探讨、合作，在此过程中能培养学生的组织能力，团队精神。教师在本次课程中充当引导者的角色，以学生为主体，主要引导和监督学生学习，在项目分组的过程中充当组织者，能够通过平时课堂和做实验的表现选出小组组长，在项目实行的过程中充当研究者，给出合理的意见，引导学生发现解决问题的关键点，在项目完成的时候充当一个反思者，反思本次课程从开始到结束遇到的问题，解决的途径以及如何通过教学和引导提高学生的兴趣。通过本次教学及学生的反馈情况，调整和改进教学方案。

2.2.1 课题制定

结合教学大纲、学生学习的反馈情况、目前行业发展前景等因素制定项目题目，综合考虑项目实施的难点和突破点，使学生在老师的引导下能在已学知识的基础上，结合课堂实际工程案例，查阅文献资料，课后拓展学习能够完成的情况下制定一定工作量的项目。这对教师的能力水平要求很高，教师需要熟悉该项目，并能发现学生再操作过程中可能会遇到的问题。

2.2.2 小组成员组成

科学合理的小组成员构成是项目的完成的关键，要尽可能对学生进行合理分组，保证小组成员在动手能力、思维能力等因素方面的均衡，构建互相帮助、优势互补的小组成员结构。教师通过课堂问答，实验课表现，选择小组组长，做项目必不可少的就是技术主力，其次是小组其他成员，可有组长讨论得出。按工作量保证每组成员人数合理，人数的多少可能影响小组学生的学习效果。一般4～5名为一组，一个班级可产生6个小组，再由各个小组内部讨论分工，给组内每个成员分配一定程度的工作量，每组成员原则上不允许私下调整，以保证稳定的团队精神。项目完成后每组提交项目报告一份，包括国内外研究现状，关键技术，设计思路，硬件部分，软件部分，项目实战过程中遇到的问题解决办法。

3 重置教学评价体系

由于PLC金课的实操性，本次改革采用了多种考核相结合的教学评价方式来重置课程评价体系。新的考核方式能更加全面而客观地展现学生的能力，这种考核机制可以贯穿学生的整个学习生涯，综合分析考核成绩，学生也能对自己的不足之处有更加清晰的认识，从而针对性的改进，一定程度上促进了学生的成长和进步。线上线下教学模式各10分，线上根据视频观看时长，线下根据课上出勤给分，实验环节也是课程考核的重点，占30分，实验完成后，教师检查实验的完成情况，适当提问，最后的重点是项目部分，占分值最大的原因是实战是PLC金课的精髓，项目可以考察和锻炼学生对综合知识的应用，这也是PLC金课教学改革的目的所在。表1为改革后的教学评价体系。

4 结语

为了提高PLC金课教学质量，针对大学传统PLC金课教学中的一些问题进行了分析，得出只有注重实践应用及创新才能提高本课程的教学水平，本文通过融合项目实战，对传统PLC教学模式进行了改革，促进教学产业的进步，针对性的培养专业技术人才，充分利用线上资源进行教学，调动了学生学习的积极性，方便老师管理和教学，符合信息化的发展趋势，通过项目实战，提前培养学生自主学习和实践应用能力，传递分工合作的团队精神，增强解决问题的能力，为未来从事本专业工作打下坚实的基础。