強 浩 俞亞萍

(1.常州大學信息科學與工程學院 江蘇常州 213164 2.江蘇技術師范學院團委 江蘇常州 213001)

可編程控制器課程教學的探索和改革

強 浩1俞亞萍2

(1.常州大學信息科學與工程學院 江蘇常州 213164 2.江蘇技術師范學院團委 江蘇常州 213001)

培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才是社會對工科院校培養(yǎng)學生提出的整體要求，對于PLC課程教學的改革必須以培養(yǎng)學生PLC的應用技能為目標，加大實踐和實訓環(huán)節(jié)。從教學內(nèi)容、計算機輔助教學、教學方法及考核方式等方面進行PLC課程教學的探索和改革，以形成“學生為主體，教師為主導”的新型教學模式為目標，努力實施科學的、完整的PLC課程體系。

教學改革;可編程控制器;實踐教學

PLC是以微處理器為基礎的新一代工業(yè)控制器，綜合了計算機、電氣控制和自動化等技術，控制系統(tǒng)組建方便，可靠性高，易于使用和維護。自從1987年國際電工委員會(IEC)對PLC進行了定義來，PLC發(fā)展迅猛，在過程控制、生產(chǎn)自動化及DCS系統(tǒng)等方面均獲得了廣泛應用。目前PLC的發(fā)展極具活力，同時隨著各種新的控制理論和控制技術不斷融入和滲透，使得PLC教學內(nèi)容越來越豐富，并進一步提高了PLC對工程訓練的要求。高等教育改革所引發(fā)的課程設置變革，使各專業(yè)課的教學學時不斷減少。傳統(tǒng)的教育觀念和教學模式已不能適應當前社會經(jīng)濟發(fā)展的需求，培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才是社會對工科院校培養(yǎng)學生提出的整體要求，因此進行全面改革PLC課程勢在必行［1-3］。本文主要以培養(yǎng)PLC工程應用型高素質(zhì)人才為目標，改革教學內(nèi)容和教學方法，探索新的計算機輔助教學模式和新的考評機制。

1 明確目標，確定教學內(nèi)容

PLC是一門工程性質(zhì)很強的課程，應當以培養(yǎng)學生PLC的應用技能為目標，在制定課程教學大綱時應突出“學生為主體，教師為主導”，加大本課程的實踐和實訓環(huán)節(jié)。任課教師應當結(jié)合教育改革的宗旨，以“重視基本理論、強化實踐技能”為指導思想，重點講授PLC應用方面的知識，且應始終站在學科最前沿，及時掌握本領域的最新科技動態(tài)，不斷更新自身的知識體系，適時地將本領域最新科技成果補充到教學內(nèi)容中［4］，杜絕一成不變的講義和教案。

多年來，本課程教學小組以技術先進的德國西門子PLC S7–200為基礎進行授課，不斷追蹤前沿動態(tài)，適當加入S7-300，S7-400及其他品牌PLC(主要有三菱PLC)的相關知識，完善教學內(nèi)容，以適應社會經(jīng)濟發(fā)展的需要。在教學內(nèi)容的組織中，從教學規(guī)律出發(fā)，合理安排知識點，適當?shù)赝怀鲋攸c和難點，注重知識的系統(tǒng)性;從工程應用出發(fā)，精煉傳統(tǒng)內(nèi)容，不斷融入前沿技術，體現(xiàn)知識的前瞻性，優(yōu)化整合以形成完整的知識體系。教學中應注重理論與實踐相結(jié)合，有目的地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和工程應用能力，使學生初步掌握PLC控制技術。另外，為了與國際發(fā)展接軌，更好地提升學生的競爭力，本學期本課程組還進行了雙語教學。除了使用中英文對照課本進行講課外，還讓學生查找PLC相關的英文資料(主要包括具體型號PLC的英文說明資料和相關英文文獻)進行討論。但至于如何更有效地提高雙語教學的效果，還需要在今后的教學中進一步研究和探索。

明確教學目的，更有利于有組織、有目的地開展課堂教學活動，整合課程教學內(nèi)容，突出技術應用能力的培養(yǎng)，提高整體教學的質(zhì)量。以培養(yǎng)學生的實際應用能力為目標，課題組在制定教學大綱時重新構建了PLC課程教學內(nèi)容體系，大大提高了實踐教學的比重［5］，由以往的20%提高到了60% ～70%，并鼓勵學生參加《可編程控制器(PLC)程序設計師職業(yè)培訓證書》的考核。其教學內(nèi)容體系如圖1所示。

圖1 PLC教學體系

圖1中基本知識可采用案例引入的教學方法，基本技能可采用現(xiàn)場學、現(xiàn)場練的教學方法，綜合訓練以課題設計與系統(tǒng)調(diào)試為主，拓展訓練結(jié)合相關考證和競賽有組織地實施。

2 運用計算機豐富輔助教學手段

計算機輔助教學優(yōu)化課程教學是當前教育改革重要途徑之一，PLC的計算機輔助教學主要體現(xiàn)在課堂教學中的多媒體輔助教學和日常網(wǎng)絡輔助教學兩方面［6］。

2.1 多媒體輔助教學

多媒體輔助教學，能使呆板的課堂變得生機盎然，解決傳統(tǒng)教學方式的難題，使微觀問題宏觀化、復雜問題簡單化、抽象問題具體化，變“注入式”教學為“啟發(fā)式”教學，能顯著提高教學效果。

多媒體教學的重點是課件設計。如何將文本教案改為腳本是課件設計的關鍵，而腳本又是制作多媒體教學軟件的直接信息，設計過程中切忌將教案內(nèi)容簡單地植入課件，直接搬進課堂。課件的展示過程應當以學生的認知規(guī)律為基礎，集啟發(fā)性、探索性、實用性和趣味性為一體，應能較好地體現(xiàn)以“學生為主體、教師為主導”的教學理念。

多媒體輔助教學，通過提高單位時間內(nèi)的教學信息量，從而提高教學效率。多媒體課件主要以圖表為主，用大量生動、形象、直觀的畫面及適當?shù)奈淖终f明，加深學生的感知和理解。另外針對PLC知識更新周期越來越短的實際情況，計算機多媒體輔助教學更易于實現(xiàn)教學內(nèi)容的更新和變換，同時對于啟迪學生思維及培養(yǎng)其創(chuàng)新精神有深遠意義。

2.2 網(wǎng)絡輔助教學

校園網(wǎng)為學校的網(wǎng)絡輔助教學提供了一個很好的平臺，其虛擬性、平等性和交互性，為教師、學生、教學資源三者之間實現(xiàn)有效的互動提供了相應的保障。通過將文本教材、軟件工具、多媒體課件以及從網(wǎng)絡上獲取的各種廣泛而豐富的教學資源上傳網(wǎng)絡，可以為學生自主學習和自我探索創(chuàng)設條件，有效地加強了學生培養(yǎng)自我獲取知識的能力。

在網(wǎng)絡輔助教學中，本課程小組專門設計制作了適合學生自學，與教材內(nèi)容相配套的多媒體網(wǎng)絡課件，適合于學生課前預習及課后復習之用。同時上傳的網(wǎng)絡教學資源主要注重課程的重點、難點的理解和消化，配合典型教案及習題并附上正確答案，使學生對知識掌握得更扎實、更牢固。課程小組還利用網(wǎng)絡教學平臺發(fā)布課程要求、教學計劃、教學安排、內(nèi)容提要、重點與難點、參考教材、模擬試題等，方便學生有效地安排時間，進行主動的、有的放矢的學習。另外還定期地利用網(wǎng)絡教學平臺開展專題討論，學生可以各抒己見，在討論中加深對課程的認識，使學生的思路更開闊、學習方向更明確、學習的主體性更突出。

3 改進教學方法

PLC是一門實用性、工程性和綜合性很強的課程，主要依靠程序?qū)崿F(xiàn)工業(yè)控制，所以課堂上除了最基本的理論知識講解外，啟發(fā)學生的思維、激發(fā)學生學習的積極性，并通過實踐教學使學生具備初步的PLC控制系統(tǒng)設計能力顯得尤為重要。既然PLC與實際工程聯(lián)系緊密，就有必要壓縮理論教學課時，進一步增加實驗課時，強化實踐性教學環(huán)節(jié)。通過實驗、生產(chǎn)實習和課程設計等實踐性教學環(huán)節(jié)，增強廣大學生的綜合運用能力，更好地完成教學目的。

在教學中主要采用了“任務驅(qū)動，分組教學”的模式。該教學方式可使接受能力不同的學生在每一次學習中都學有所獲。例如根據(jù)學生掌握知識點的實際情況將部分案例的難度分解成容易、中等、較難三個層次，要求每個學生都能完成容易層次的任務;90%的學生能完成中等層次的任務;40%的學生能完成較難層次的任務，這樣既保證了全體學生基本學習目標的實現(xiàn)，同時也解決了部分優(yōu)秀學生培養(yǎng)、提高的問題。

鼓勵學生積極參與教師的科研活動和實驗室建設工作。為了提高實驗室的利用率，有組織地、有目的地開放實驗室，補充拓展開放型實驗，讓學生根據(jù)自身的學習階段和接受能力靈活機動地進入實驗室，極大程度上增加了學生進行科學實驗的機會。

另外準備嘗試以學校團委牽頭，學院負責組織PLC控制系統(tǒng)設計競賽。通過學生自由組隊、自主選題，在規(guī)定的時間內(nèi)完成設計任務。由教師根據(jù)任務難度及完成的情況對小組進行評分，并選拔優(yōu)秀的學生組織團隊參加更高級別的比賽，例如西門子PLC設計大賽。

4 改革考核方式

考核方式能在一定程度上引導學生的學習行為?？己朔绞降母母镆彩羌訌娝刭|(zhì)教育、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要手段之一，本課題組經(jīng)過多年的摸索，逐漸形成了平時成績與考試成績相結(jié)合的考評機制。平時成績是包括出勤、課堂回答問題、網(wǎng)絡平臺討論問題、作業(yè)、實驗等的綜合評價，其比重也是越來越大，由10%到提高到目前的30%。同時注重理論考試內(nèi)容，避免以往死記硬背的題型，突出題型的應用性、靈活性和綜合性，在考查學生基本PLC知識的同時，重點考核學生的創(chuàng)新能力和實際應用能力，這有利于進一步促進學生積極、主動、創(chuàng)新地學習。

課程考核時增加了實驗考核，實驗考核方法以注重考核學生解決實際問題的能力為前提，側(cè)重于PLC的綜合應用能力考核和創(chuàng)新能力考核。分組考核是一個不錯的選擇，將學生按照接受能力的不同進行均衡分組。每組人數(shù)視具體情況而定，一般為4人，設立一位組長，其主要負責組員的分工和協(xié)調(diào)，并擔負組員的評價任務。只有完成案例任務，才能獲取相應的積分值，從而提高平時成績。因此為了獲得較高的評價，這就要求每個學生從分析案例任務到輸入輸出端口的分配及程序流程設計，以及上機調(diào)試都要主動參與、積極討論、互相配合。

教學改革任重而道遠，積極探索新的改革思路，構建和實施科學的、完整的課程體系，培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才是一項長期而艱巨的任務。PLC課程的教學改革是在教學過程中所做的嘗試，取得了良好的教學效果。

［1］吳中俊，項倩雯，吉敬華，等.運用現(xiàn)代教育技術深化PLC課程教學改革［J］.江蘇大學學報:高教研究版，2006(1):89-92.

［2］嚴建雯.關于高校創(chuàng)新教育的幾點思考［J］.寧波大學學報:教育科學版，2003(3):49-51.

［3］王達光，劉滿元，周培春.應用現(xiàn)代教育技術 推進教育教學改革［J］.高教論壇，2004(4):155-158.

［4］楊祖華.可編程控制器(PLC)教學之探討［J］.中國科技創(chuàng)新導刊，2011(29):64.

［5］張華強，王新生，張晉格.自動化專業(yè)實踐教學與創(chuàng)新教育的改革建議［J］.實驗室研究與探索，2005(S1):65-68.

［6］聶英春.多媒體輔助教學分析［J］.科技創(chuàng)新導報，2011(17):193.

Exploration and Reform of PLC Teaching

QIANG Hao1YU Ya-ping2
(1.School of Information Science＆ Engineering，Changzhou University，Changzhou 213164 2.Youth League Committee，Jiangsu Teachers University of Technology，Changzhou 213001，China)

Cultivating high-quality skilled talents is the overall requirements for the engineering colleges.PLC course teaching reform must aim at the practical skills of the students，increase practice and training sectors.From teaching contents，computer-aided teaching，teaching methods and assessment methods，the paper makes an exploration and reform of PLC teaching of forming a new teaching pattern of"students-centered and teacher-led"teaching to implement the scientific and complete PLC curriculum.

teaching reform;PLC;practice teaching

TM 571.61-4

A

1672-2434(2012)01-0047-03

2011-12-21

強 浩(1976-)，男，講師，從事研究方向:PLC、自動控制、電力系統(tǒng)