PLC课程教学实践模式改革探究

　　在PLC课程教学过程中，由于课程大部分内容存在比较抽象、难以理解、电路图及程序较多等诸多问题，有时一堂课教师要写很多程序、画很多复杂的电路图，因而占用了大量的教学时间;此外，有些问题不易用语言描述，如继电器的工作原理、电动机的电气控制等，这些典型电路的动态分析，使教师和学生都感到PLC难教、难学。要解决这些矛盾，就要提高学生学习能力，扩大学习容量。而传统的教学方法主要是通过教师的口授及板书来传授知识，对学生的视听感觉缺乏足够的刺激，不利于调动学生的积极性，这就要求我们必须改变传统的课堂教学方式，实现多媒体与课堂教学相融合。

　　多媒体教学，图文并茂，声形相映，活泼有趣，而且交互性功能给人以身临其境的感觉，更具有吸引力和趣味性，进而提高学生的学习积极性，激发学生自主学习的欲望，变被动学习为主动学习。更为重要的是多媒体教学模式能够表现传统教学模式无法表现的内容。在讲授微观领域的知识时，传统的教学方法就显得有些苍白无力，而利用多媒体动画技术可以更有效的阐明概念，进而激发想象力，提高学生的理解力。例如，在讲授“PLC在电动机控制过程中的应用”时，对于PLC对电动机的整个控制过程以及其与传统继电器接触器系统工作方式的区别时，学生理解起来有相当的困难，这时如果采用计算机多媒体的FLASH动画技术将整个控制过程动态地展现给学生，将有助于学生通过形象的对比，加深对PLC与传统继电器接触器系统两种控制方式的理解，而这在传统的教学方法中是无法实现的。

　　1.2实验室立体化教学

　　1.2.1实验室立体化教学

　　由于PLC课程具有很强的实践性，除了需要教师通过多媒体教学进行大量讲授外，还有很多内容需要学生自主进行实践操作来掌握所授内容，另外还要进行很独立性实验来提高学生的应用技能。在实际教学过程中，总是是会出现一个问题：就是教师在课堂上一味地进行讲授，在讲完之后又一味地进行实验，很多教师在在课堂讲完的内容，学生不能及时进行训练并迅速得到掌握;而到了实验环节，在学生实验过程教师还要重复讲授已经讲过的内容。这样的结果是不仅浪费了大量的教学时间而且浪费了学生自己的动手时间。实验室立体化教学就克服了这一问题，将很多与操作性很强的章节从多媒体教室直接安排在了实验室，在教师讲授的同时，学生就可以进行操作练习，这样在充分利用现在学校的硬件资源的同时，也大大提高了本课程的教学效率。

　　1.2.2实验室立体化教学的实施过程

　　导入实验室立体化教学方法需要完善的硬件资源，针对这一问题我院于2007年加大了对实验实训室硬件设施的投入，在原有松下FP1系列PLC实验实训设备的基础上又增加配备了50套西门子S7-200系列可编程控制器训练装置，并安装了多媒体教学系统，实现了现代化PLC实验实训室的建设。该训练装置由PLC主机、编程用计算机、电源模块、输入输出模块和模拟控制实验板组成。实验时用连接导线将主机板上的相关部分与输入输出模块连接，可完成基本指令系统训练;用导线将主机板与模拟实验板相关部分连接，可以完成程序设计训练;将PLC主机与实际控制系统元器件采用实际导线进行连接，并在现场运行调试，实现其开发机的功能，这为实验室现场教学的理论实践一体化教学模式的顺利实现，提供了有利的教学条件。在此基础上，教师通过大纲和教学计划科学合理的安排课时，将大部分课程安排在PLC实验室进行现场实地教学。教师在讲解和演示后，根据教学大纲和内容，布置实验任务。学生在明确实验目的、实验要求和实验步骤的基础上进行实验。在实验过程中，鼓励学生相互讨论、协作完成。教师在此过程中，及时了解学生完成的情况，针对存在的问题，给予必要的提示。对具有共性的问题集中讲解。通过边讲边练、精讲多练、讲评结合，有利于激发学生的学习兴趣，按时完成课堂教学任务。

　　1.2.3实验室立体化教学过程中的改进

　　我们在PLC实验室现场教学的实际实施过程中，发现有一个问题不容忽视：那就是在PLC实验室现场教学中，学生所做实验都只是“验证性”的。由于实验装置说明书已经为学生实验提供了PLC标准程序以及接线示意图，学生在实验时只需完成输入程序、连接线路等简单操作即可顺利完成整个实验过程，虽然这样可以增加初学者的学习信心，这在一定程度上不利于学生的自我创新和设计能力。对此，我们本着因材施教的原则，对不同知识、能力层次的学生确定不同的实验方式，其中对于部分学习能力和操作技能强的学生只提供解决问题的总体思路而不提供具体程序，例如，在进行“音乐喷泉的PLC控制”这一设计性实验时，我们让学生自行设计直射喷泉的造型及效果并确定相应的控制方案并采用指示灯来进行模拟显示，I/O接线图、梯形图程序均由学生来完成，最终再由他们进入实验室上机调试、修改自己设计的方案。通过此类设计性实验引导学生运用所学知识积极独立地去寻求解决问题的方法，提高学生独立解决问题的能力。

　　2建立以重视技能测试为中心的考核模式

　　学期结束时的成绩考核，是对学生一学期学习成果的全面检验，但传统的书面纯理论考试形式，忽略了学生的实际动手能力和应用创新能力，这与PLC这一对学生动手操作能力要求较高的技术应用型课程宗旨是相悖的。在学期结束时，进行一次独立分析能力、实际动手能力和应用创新能力的综合测试考核是十分必要的。

　　根据教学大纲，我们把本课程一个学期的总体能力目标分解为若干专项能力目标，制定出具体的考核体系，并最终形成PLC技能考核评分表(如表1所示)。在规定的时间内，学生根据已经学过的知识进行答题，比如让学生设计一个PLC系统来完成控制任务并且能够简述其设计过程;或者是给出一个已经设计好却在实际运行时有问题的PLC系统，让学生根据出现的问题，改造所给的系统。然后再由教师根据学生实验方案的科学性、创新性，实验操作的规范性与熟练性，以及设计操作时间的长短等实验设计与操作过程中的表现进行评分，最终给予学生客观真实的评价。

　　表1PLC技能考核评分表

　　项目

　　内容考核要求配分评分标准扣分得分备注

　　PLC系统设计 1)绘制电气系统图(主电路图及PLC接线图)

　　2)写出PLC梯形图 30 1)电气系统图设计不符合规范，每处扣2分。 &

　　2)梯形图设计不符合规范、程序不优化，酌情扣2~5分。

　　安装接线工艺

　　1)元件选择适当、布局合理，安装符合要求

　　2)布线合理美观

　　3)接点牢固、接触良好

　　4)导线使用符合要求 30 1)元件选择、布局不合理，扣3分/处，元件安装不牢固，扣3分/处

　　2)布线不符合考核要求：主电路扣4分/处，控制电路扣2分/处

　　3)接点反圈、露铜过长、松动、压绝缘层，扣1分/处

　　4)主、控制电路及外部设备使用的导线不符合要求，扣2分/每根

　　PLC程序调试 1)输入PLC程序并通过调试

　　2)操作步骤正确 40 1)第一次通电不成功扣10分。

　　2)第二次通电不成功扣20分。

　　3)控制功能不全，每项扣10分。

　　总成绩

　　备注 1、项目的最高扣分不超过配分数。。

　　2、裁判每一项都须填写，不得留空。

　　3、评分结束后选手须在本表上签字

　　4结束语

　　通过构建“两元式”一体化教学实践模式以及建立以重视技能测试为中心的考核模式之后，最近二个学期，我院电气工程及自动化专业的学生对PLC课程的掌握程度远强于以往教学模式下培养的学生。多媒体教学让他们对本课程产生了浓厚的兴趣，实验室立体化教学提供了大量自主实践的时间和空间，让学生在掌握PLC基本理论知识的同时具备了PLC的实践操作能力，并在实践过程中培养了很强的团队协作意识，从真正意义上培养了学生的创新思维和综合职业能力，使PLC教学更接近了职业院校的教学培养目标。

　　参考文献

　　[1]孙平.可编程控制器原理及应用[M],北京:高等教育出版社，2003.

　　[2]曹冬梅,张琦.可编程控制器技术(PLC)课程改革实践[J],中国职业技术教育,2007,(1).

　　[3]杨越,李晋,鲁永康.《PLC应用技术》教改探索与实践[J],中国现代教育装备,2006,(10).

　　作者简介：

　　马飞(1980-)，男，山东省淄博人，2006年毕业于长春理工大学材料工程系，工学硕士，助教，工作后从事电子信息、电气以及计算机方面教学及研究工作，现于淄博职业学院电子电气工程系任教。