李 彪 曹吉花

(宿州學院機械與電子工程學院 安徽宿州 234000)

PLC實踐教學在自動化專業(yè)應用型人才培養(yǎng)中的探索與實踐*

李 彪 曹吉花

(宿州學院機械與電子工程學院 安徽宿州 234000)

筆者針對現(xiàn)行的自動化專業(yè)人才培養(yǎng)模式存在的問題進行深入分析，結合自動化專業(yè)特點以PLC應用技術實踐課程作為實踐教學改革的切入點，著重分析教學環(huán)節(jié)中的實驗教學環(huán)節(jié)、實訓教學環(huán)節(jié)以及實踐考核方面對自動化專業(yè)人才培養(yǎng)的影響力，探尋自動化專業(yè)應用型人才培養(yǎng)模式改革的有效途徑。實踐證明，通過在實踐教學環(huán)節(jié)和實踐考核環(huán)節(jié)改革的實施，教學效果顯著提高，使自動化專業(yè)更具特色，滿足了應用型本科人才培養(yǎng)的需要。

實踐教學，實踐考核，人才培養(yǎng)

“PLC應用技術”課程是自動化專業(yè)的專業(yè)必修課程，同時也是一門實踐性、應用性非常強的課程。根據(jù)市場需求、技術進步實時進行人才培養(yǎng)模式的改革勢在必行，使得學生在就業(yè)上更具競爭力，在工作崗位上更具適應性[1]。以本學院PLC實驗室現(xiàn)有的設備為依托，可供自動化專業(yè)學生進行分組實驗、課程設計及定期開放以輔助畢業(yè)生完成畢業(yè)設計。PLC實驗室的特點：可供實驗項目多，設備采用應用比較廣泛的西門子PLC作為控制器，PLC和觸摸屏的結合是工業(yè)控制中的典型組合等[2]，能夠滿足自動化專業(yè)人才培養(yǎng)改革的需要。

1 PLC課程性質及特點

PLC的課程教學涵蓋電氣控制原理圖中主電路和控制電路的設計與維護、PLC控制程序的編寫與現(xiàn)場調試、整個PLC控制系統(tǒng)運行可靠性的測試等等，具有很更強的綜合性和實際應用性[3]。課程建設應該從教學內容、教學方法、實踐教學和實踐考核幾個環(huán)節(jié)鞏固和加強理論基礎知識的學習；在掌握基本知識的基礎上，通過實踐教學環(huán)節(jié)提高學生的實際操作能力，以迎合自動化專業(yè)領域的要求[4]。因此，加強實踐教學環(huán)節(jié)的課程建設具有非常重要的地位。

傳統(tǒng)的實踐教學環(huán)節(jié)存在課時量少、形式單一、驗證性實驗較多等缺點，學生僅僅是對現(xiàn)有的程序進行驗證性測試，僅僅關注測試的現(xiàn)象而忽略實驗過程的中間環(huán)節(jié)，實驗報告形式單一，嚴重削弱學生對本課程的學習興趣，限制了學生實踐能力的培養(yǎng)。為了提高實踐教學環(huán)節(jié)的效率通過實踐教學和實踐考核兩方面進行改革和實踐，探索PLC應用技術課程在提高自動化專業(yè)實踐能力方面的有效性[5]。

2 PLC實踐教學改革探索

理論教學和實踐教學相結合，通過不同形式的實踐教學突出學生的主體地位，堅持“以學生為主體，以教師為引導”的教學模式，提高學生對專業(yè)知識、能力、素質的渴求，使學生真正領會到“釣勝于魚”的思想[6]。

2.1 實驗教學環(huán)節(jié)的改革

PLC的實驗教學環(huán)節(jié)主要包括演示性、驗證性、綜合設計性三部分。傳統(tǒng)的實驗教學往往很少涉及綜合設計性這部分內容，只停留在主觀現(xiàn)象上，教師應該打破傳統(tǒng)實驗在時間和空間上的限制，增加綜合設計比例，同時將實驗延伸到課外科技活動中，開闊學生視野。比如，在“天塔之光模擬控制”試驗中，學生可以自行設計顯示造型，相當于自行提出設計方案，根據(jù)方案進行程序編寫呈現(xiàn)出不同的顯示效果；在“水塔水位控制”試驗中，針對一些故障的處理比如缺水、水溢出等的處理，讓學生盡可能針對細節(jié)性的環(huán)節(jié)進行程序的控制，增強學生解決問題的能力等等。

課外科技活動的引入可增強學生對PLC應用的認識。鼓勵學生參加各項PLC競賽，比如全國信息技術應用水平大賽、校內的課外科技作品等等。以團隊的形式進行各項賽事，不但提高學生的實踐能力同時提高學生的團隊協(xié)作能力。從近幾年就業(yè)形式來看，參加過校外科技活動的學生工作能力較強，適應性較強，受到公司領導的好評[7]。

開放PLC實驗室也是增強學生實踐能力的一種途徑。充分利用PLC實驗室現(xiàn)有設備，加強管理，做到實踐內容與手段、實踐設備資源、實踐時間的開放，主要提供學生進行自行模擬實驗、畢業(yè)設計、課題研究等方面的便利。把實驗室充分利用起來，為學生提供充分發(fā)揮主觀能動性、創(chuàng)造性和想象力的環(huán)境[8]。

2.2 實訓教學環(huán)節(jié)的考核

實訓也稱作課程設計，主要目的在于鍛煉學生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。主要涉及電氣控制線路的設計、安裝及利用PLC完成相應控制要求的整體過程。根據(jù)課程進度及學生掌握的程度進行選題，然后分組測試。以往的課程設計主要集中在整個調試過程僅是專業(yè)成績較好的同學，其他的基礎知識較差的同學難以跟上整個進度，所以可以考慮在分組的時候成績好的帶動成績差的，或者針對基礎知識稍差的同學分配相對簡單點的題目，使每位同學都能參與到實際的操作中。

具體過程如下：每個班級根據(jù)設備數(shù)量分成兩組以方便管理，每組時間為一周，分組方式采取強弱組合或者自由組合，這樣在選題的時候盡量做到難度適中，兩位同學共用一臺PLC實驗裝置。選題非常重要，需要代課老師根據(jù)學生實際情況選擇合適的題目以供學生選題。選題后進行任務分工，主要包括項目實施計劃，時間安排和任務分工，電氣控制線路的設計，PLC的選型論證，輸入輸出地址分配，PLC的輸入輸出接線圖，程序的編寫及調試等，完全按照工程設計的整體過程進行監(jiān)控。教師在整個過程中僅起到指導和管理的作用[9]，這樣有助于學生團隊協(xié)作、自主學習及解決問題能力的鍛煉。

3 PLC實踐考核的改革

考核是對學生掌握知識能力和教師教學效果的一個整體評價，使教師在評測結果中找出不足加以改正，以更加高效的方式應用于實際教學[10]。因此，合理的考核機制也是提高人才培養(yǎng)的一個重要保證。

3.1 PLC實驗教學環(huán)節(jié)的考核改革

實驗環(huán)節(jié)的考核應該從單一到多元化方向改革，不是僅關注學生的實驗結果，而是整個的實驗過程[11]。對于驗證性和演示性實驗，考核環(huán)節(jié)及所占比重為：實驗預習(主要是對控制要求及控制程序的掌握情況)占20%，實際操作過程(主要是軟件的熟練使用及程序的調試過程等)占50%，實驗結果的驗收(主要是實驗報告中對電氣控制線路的設計、地址分配、程序編寫及調試等)占30%；對于綜合設計性實驗主要監(jiān)控學生進行自主設計的整體過程，最終以答辯形式占60%及論文上交占40%的形式進行。

3.2 PLC實訓教學環(huán)節(jié)的考核改革

實訓環(huán)節(jié)不同于實驗環(huán)節(jié)，更偏重學生的實踐和應用能力的培養(yǎng)，在考核方式上也有別于實驗教學環(huán)節(jié)[12]。主要采取實訓結束后進行現(xiàn)場答辯的方式驗收，答辯老師3-4個，具體環(huán)節(jié)涉及控制方案如何確定、程序編寫思路、現(xiàn)場系統(tǒng)調試及現(xiàn)場提問方式進行。學生先以PPT進行課程設計的介紹時間控制在5分鐘，教師現(xiàn)場提問時間在10分鐘左右。答辯過程涉及學生的實際動手能力的體現(xiàn)及完成情況成績占到60%，平時考核及課程設計報告占到40%進行驗收。

4 結束語

實踐證明：PLC課程實踐教學改革效果良好，能夠充分調動學生學習積極性，能夠充分參與到PLC的實踐教學環(huán)節(jié)中。從近幾年學生參加的各項國家級、省級競賽中獲得的各種獎項再次證明了改革的有效性。PLC作為開放性實驗室利用率也充分調動起來，比如課程設計、畢業(yè)設計、各種競賽等等，已成為學院一大特色。自動化專業(yè)對于專業(yè)技能的培養(yǎng)是自動化專業(yè)人才培養(yǎng)目標的一個重要方面。應該堅持“以課內實踐教學為中心，以課外科技活動為途徑”培養(yǎng)工程型、應用型人才為目標的實踐教學新模式。通過產(chǎn)學研結合不斷開拓學生就業(yè)和實習渠道，加強教學與工程實際應用的結合，教學方法和手段多樣化的結合，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，全面提升PLC課程和實踐教學水平，為自動化領域輸送高素質人才。

[1]吳艷花，PLC教學實踐改革探索[J].機械管理開發(fā)，2010，25(5)：152.

[2]康志亮，許麗佳，陳松柏.可編程控制器課程改革與實踐[J].中國農(nóng)機化，2011，28(2)：133.

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[6]王軍，吳靜.PLC原理及應用課程的教學改革[J].中國冶金教育，2009，18(5)：38.

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[12]賴何季，林曉婧.自動化專業(yè)課外實踐教學的探索與實施[J].中國電力教育，2009，25(12)：142.

(責任編輯李平)

宿州學院校級教學研究項目《自動化專業(yè)“工程型、創(chuàng)新型”人才培養(yǎng)模式的研究與實踐》(編號szxyjyxm201308)；安徽省質量工程項目《電氣工程及其自動化專業(yè)綜合改革試點》(編號2013zy079)。

2014-7-23

李彪(1983-)，男，安徽宿州人，碩士，助教，主要研究方向：自動檢測技術。Email：179161156@qq.com。

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