《PLC原理及应用》 (以下简称《PLC》) 作为电子信息工程、自动化专业类的一门主干专业课程, 涉及内容多、更新快、强调理论与实践应用并重[1~2], 与生产实际及工程应用结合十分紧密。因此, 深化《PLC》的教学改革显得十分重要。
近年来, 工业自动化与电气控制领域对计算机和通信技术的要求日益增强。尽管在教学过程中不断调整和补充《PLC》的教学内容, 但由于PLC产品种类繁多, 发展很快, 不能从根本上解决问题。当前的教材有的所讲授的PLC元件陈旧, 甚至已被淘汰, 与企业对PLC技术人才的需求脱节;有的教材几乎编写成了PLC的产品说明书。因此, 可选教材的章节不少, 内容却脱离实际, 且涉及PLC编程方法和实际应用的内容偏少。难以加强PLC指令及应用、PLC编程方法和综合实用案例实训等方面的教学, 未能在PLC应用上突出教学重点。导致这门实践性很强的课程, 在教学内容和教学模式上都过于“理论化”, 没有一本真正能与高职院校《PLC》课程教学目标完全相符的教材。
《PLC》在教学过程中, 既有一般性又有特殊性, 既有理论又有实训, 既有工作原理又有编程方法, 既有典型单元程序又有复杂实用案例, 具有多变性、实践性和实用性等多个特点。加之高职院校的学生又是一个学习基础、学习技巧和能动性差异很大的群体。因此, 教师在组织教学时, 应在如何调动学生学习的积极性和发挥学生的主观能动性上下功夫, 依据教学内容的特点采取不同的教学方法。可当前大多《PLC》老师还是采用“满堂灌”的“填鸭式”教学, 这必将造成“言者津津, 听者昏昏”的局面, 严重影响着学生的学习积极性。
该课程是实践性很强的一门学科, 不经过一定的实践, 很难掌握其理论, 但目前在《PLC》的实践教学上。由于所编的实训指导书详尽有余, 加之所做的实验实训都是“简单验证式”或“机械重复式”的项目, 在一定程度上为学生“依葫芦画瓣”提供了方便[3]。学生在实验实训时只需进行程序输入、线路连接等简单操作便可。这种没有问题、不需学生动脑的实验实训意义何在?
在课程考核手段上, 大部分高职院校还是沿袭了期终考试+平时成绩定“终身”的老办法。这种考核方式不能全面、客观地衡量学生对知识的掌握程度及对知识的运用能力, 体现不出学生的真实学识水平, 制约了他们的知识创新能力, 是高分低能培养模式的延缓, 知识仍然停留在纸面上, 不利于职业技能的提高。
新形势下高职院校的教学活动应着重考虑人才的实用性、技能性和市场性。为此, 教材编写者首先应深入企业了解企业PLC技术的应用与发展情况及对PLC技术人才的需求, 再根据企业需求结合高职院校学生专业基础和学习的特点, 以目前国内使用较多的PLC (如西门子公司的S7-400等) 为样机同时兼顾主流机型, 编写出能够体现高职院校人才培养目标的《PLC》教材和实训指导书。这些教材既要讲清楚常用低压控制电器、可编程控制器的原理与应用等基本理论, 淘汰过时的技术, 又要侧重比较与应用, 并增加工业组态软件、触摸屏应用方法等新技术应用知识, 拓展学生的视野。
在《PLC》课程教学上, 尤以基本控制电路的设计、PLC指令及应用、编程方法和实际应用等内容最为适宜采取互动式教学方法。为开展好互动式教学, 就要求教师在备课时就要拟好互动教学的话题, 在上课时通过创设情境、巧设疑问、共同讨论、动手实践等多种教学方式来创造出实现互动式教学的氛围, 引导学生把教材上静态的知识转化为课堂上动态的教学信息, 有效开展互动式教学。同时还要围绕《PLC》课程的“多变性”特点, 注重基础, 强化共性。重点学习诸如各种低压电器的工作原理、梯形图、指令含义、编程原理等共性内容。抓住《PLC》课程“典型性”的教学特点, 通过水塔水位控制等典型案例实施案例教学法, 提高学生运用基本知识分析和解决实际问题的能力。针对《PLC》课程“应用性”的教学特点。引入项目教学法, 要求学生运用PLC技术对工业自动化控制领域的实用控制系统 (如机械手控制等) 进行编程、接线和仿真调试[3], 这种既动手又动脑的教学方法, 有利于培养学生的创新能力。
在教学活动的组织上, 也要一改以往的先理论后实践以及理论与实践分开上课的传统模式。要以理论教学为基础, 以实践训练为重点, 将理论与实践教学融合在一起。
在《PLC》的教学活动中, 应以提高教师的教学水平和学生的学习效果为出发点, 将多媒体技术教学与常规教学有机结合, 取长补短。一方面利用图、文、声、像并茂的多媒体技术, 将抽象的难理解的部分如基本控制电路、梯形图编程等具体化, 有利于教师分析问题, 帮助学生加深理解, 提高学生的学习兴趣和教学效率。另一方面利用常规的“黑板+粉笔”手段, 则有利于突出重点和难点, 加深学生对有关知识点的印象。如在讲多地控制电路时, 应总结出它的设计规律 (即控制触点间的串并联关系) 并写在黑板上以引起同学们的重视。
(1) 实验教学内容的改革是实验教学改革的突破口, 要始终把培养学生分析和解决实际问题的能力放在实验教学首位。为此, 要重组实验内容, 构建以验证型实验为基础、设计型实验为主体、综合型实验为提升的多层次实验体系。
(2) 鉴于高职院校学生学习情况的复杂性, 在上实践课时, 教师要因材施教, 分层教学, 安排一定量的研究型选修实验项目, 让学生自主选择、亲自编程、实际接线和仿真调试, 并对运行过程中所遇到的问题进行分析和改进, 加深对理论知识的理解, 有利于不同成绩段的学生都能通过实践得到锻炼和提高。
(3) 提高实验、实践在课程教学中的比重。实验、实践教学课时应不低于课程总课时的50%, 并注重实践考评。一方面, 在验收和评价学生设计性实验时, 应以综合评价学生分析和解决问题的能力为主, 而不局限于实验结果和实验报告的书写。另一方面, 要重视课程设计, 提高课程设计的质量。要安排2周的时间开展课程设计, 让学生根据课程设计任务书中的设计任务、技术指标、调试的简单原理和方法以及设计调试时的注意事项等自主完成设计方案、进行设计和调试, 完成设计报告。之后老师以答辩的形式进行验收。课程设计的运用既有利于发挥学生的主观能动性, 又有利于提高学生的综合创新能力。
考试的目的在于检查教学效果以及教学目标的实现程度, 以便改进教学方法, 提高教学质量。
对《PLC》的考核, 教师可以采用平时成绩 (占20%) 、实验成绩 (占50%) 、结业考试成绩 (占30%) 等来综合评定的学生的成绩。其中, 理论考试可采用闭卷+开卷的形式[4]。闭卷考试采用答案唯一的客观性试题。主要考查学生对基础知识、基本理论的掌握程度。考试时间控制在40分钟内, 总分为30分。开卷考试采用答案不唯一的主客性试题, 主要考查学生对知识的应用能力, 考试时间控制在80分钟, 总分为70分目的是培养学生严谨的逻辑推理和思维能力。实验考试主要采用机试+实训 (或课程设计) 作品的方式。机试和实训作品成绩各占50%。机试试题取自设计性实验, 考核的目的是检查学生对设计实验的掌握程度以及运用PLC编程软件的能力。实训 (或课程设计) 作品是针对综合运用阶段的, 要求学生拿出实训作品和实训报告, 根据实训作品和实训报告以答辩的形式给出学生一个综合评定, 主要考查学生对所学知识的综合运用能力。
《PLC》课程教学的专业性、实践性很强, 教师要通过各种途径, 多渠道培养学生的综合能力。近年来, 随着高职院校教学改革的深入, 《PLC》的教学改革也取得了不少的成绩, 但与职业教育的人才培养目标及社会需求还有一定的差距。这就需要我们不断转变观念, 强化意识;大胆改革, 勇于创新, 探索出一条知识与能力并重的职教人才培养之路。
摘要：《PLC原理及应用》是高职院校自动化、电子信息类等专业一门实用性很强的主干课程, 注重理论与实践并举。本文针对高职院校该课程传统教学环节中存在着的诸多弊端, 提出了从教材建设、教学内容、教学手段和方法、考试方法上进行改革的思路, 并分别做了详细阐述。
关键词：高职院校,单片机原理及应用,教学改革
[1] 李长久.PLC原理及应用[M].北京:机械工业出版社, 2006.
[2] 李新兵.《电气控制及可编程控制器》课程教学改革与实践[J].中国现代教育装备, 2006 (l2) :33～34.
[3] 鹿道萍.PLC原理及应用教学探析[J].中国轻工教育, 2007 (2) :83～83.
[4] 陈铁军.《MCS-51单片机原理及应用》教学改革探索[J].中国成人教育, 2006 (2) :129～130.
推荐阅读：
教学设计原理与应用09-29
微型计算机原理与接口技术"的教学改革探讨09-26
信息安全原理与应用06-05
《数字化测图原理与方法》教学大纲06-13
关于激光原理与技术课程教学的几点思考09-20
《抽屉原理》教学设计与说明(人教新课标六年级下册)09-14
通信原理课程教学探究05-27
微机原理教学计划09-25
化工原理实训教学06-26
