李廣偉

摘 要：“新工科”建設理念的出現(xiàn)對《可編程邏輯控制器原理及應用》課程教學提出了新的任務和新的教育教學模式。本文針對黑龍江工商學院電子信息工程系開設的《可編程邏輯控制器原理及應用》課程的教學現(xiàn)狀，分析了教學效果及存在問題。從加強學生對課程的認知程度、深化教學內(nèi)容、改變教學方式方法、強化實踐教學以及根據(jù)課程實際設計考核評價5個方面提出教學改革新思路，不斷推進課堂形態(tài)從“教--學”到“學--教”的轉型。通過對課程的教學改革，激發(fā)了學生對本課程學習的興趣，增強了學生自主學習的能力，強化了學生動手實踐的能力，達到了教學的目的。

關鍵詞：可編程邏輯控制器;學教方式;改革;新工科

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009 — 2234（2019）01 — 0150 — 03

“可編程邏輯控制器”（簡稱“PLC”）是計算機領域應用技術的一個分支，是綜合了計算機技術、自動控制技術和通信技術而發(fā)展起來的一種可操作性強的自動控制設備，當前已成為工業(yè)控制領域的主流控制設備，同時該課程是我院“電氣工程及其自動化”和“機械電子工程”專業(yè)的核心課程。

當代各種先進教學流派的共同特點是：以培育學生健康向上的心理品質為基礎，以創(chuàng)造條件使學生不斷獲得學習成功機會為主要原則，以引導學生走自學之路為主要方法，以培養(yǎng)學生學習興趣為主要手段，以鼓勵創(chuàng)新精神，培養(yǎng)創(chuàng)造能力為教學思想的核心。本文研究的內(nèi)容主要是為開設“PLC”課程的民辦本科院校提供教學改革參考，以適應當前國家提倡的培養(yǎng)新工科人才的標準，此教學改革方法主要是以專業(yè)技術能力及核心技術培養(yǎng)為目標，在全局課程內(nèi)容設置上主要以專業(yè)核心技術、技能訓練為主線，在理論教學、實踐教學的設計過程中緊緊圍繞基本課程的基本理論與拓展技能訓練展開，強化學生對基本理論的有效理解和技術能力培養(yǎng)，建立以職業(yè)能力為取向的教學、實踐模塊化教學，把理論知識與配課實驗、實訓有機結合在一起，縱向上前后銜接、橫向上相互溝通，以滿足“新工科”教育為核心課程教學改革的需要，突顯應用型人才標準。因此，本文對該課程進行改革的成果會對開設本門課程的相關院校具有一定的參考價值。

一、教學現(xiàn)狀分析

《可編程邏輯控制器原理及應用》課程（以下簡稱“PLC”課程）理論性交織復雜、實踐性強，對知識的掌握程度、難度系數(shù)要求較高，對學生動手實踐能力要求高，并且該課程相對獨立，使用編程語言比較特殊（梯形圖），在理論教學過程中，學生很難聽懂，實踐教學中，學生只會照葫蘆畫瓢，難以有自己的創(chuàng)新觀點，教學效果有待提高。分析其內(nèi)在原因，主要存在以下幾個問題。

1.學生對所學課程認知程度不夠。民辦本科院校的學生由于自身特質所限，對該課程學習的欲望不高，對難度較高的課程不夠重視。其次，如果實驗、實踐、工程訓練環(huán)境不貼近實際的工作環(huán)境，就無法創(chuàng)造真實的工作情境，這樣就很難引起學生的學習需要，激發(fā)不出學生的學習興趣。

2.重理論，輕實踐。大多數(shù)高校在編制“PLC”課程大綱時，突出理論教學，忽視實踐教學，在閱讀諸多高校的人才培養(yǎng)方案時，一般院校開設的“PLC”課程總學時設置在38～64學時之間，實驗學時大約設置在6～10學時之間（有的可能設置在6～12學時之間），設計性、驗證性實驗次數(shù)大約在3～5（3～6）次，綜合性實驗學時比例偏低，這與該課程的性質（側重實踐動手能力的培養(yǎng)）及人才培養(yǎng)的目標是不相吻合的，違背“新工科”建設的要求。

3.教學的方式方法簡單。在“PLC”課程的理論課堂中，很多院校還是采用傳統(tǒng)的教學方法，即一根粉筆滿堂灌，雖說完成了教學的任務，但學生的學習效果欠佳，有的學生在課上會產(chǎn)生厭倦的情緒。即便有的老師采用PPT教學，絕大多數(shù)也是選用教材中精簡的多媒體課件，與課本內(nèi)容基本相同，只是減輕了教師書寫、陳述課本等的工作量，教師代替學生思考，強化教師為主體，阻礙了學生創(chuàng)新思維的發(fā)展。這種教學模式是不被學生認可的，不符合“新工科”建設的最終目標。

4.實驗、實踐教學缺乏創(chuàng)新。很多院校都建立了“PLC”課程實驗和實訓室，有的院校所購買的設備都是由廠家設計好的，對授課教師培訓一下就可以直接使用，實驗、實訓的項目大多數(shù)是驗證性的，缺乏設計性與綜合性。甚至有的學校很少根據(jù)時代的發(fā)展、科技的創(chuàng)新和學生對實驗的掌握動手情況對實驗、實訓項目進行改進更換，實驗、實訓內(nèi)容創(chuàng)新方面乏力。學生在做實驗或實訓項目時只要按部就班地按照實驗指導書輸入梯形圖代碼，最后運行演示就可以了，這樣的實驗和實訓很難煥發(fā)出學生對該門課程的學習興趣，滿足不了“新工科”建設的條件。

5.教師實踐能力匱乏，缺乏企業(yè)鍛煉機會。青年教師本身對課程的工程實踐經(jīng)驗不足，再加上多數(shù)學校與企業(yè)沒有建立一套有效的協(xié)同機制，不少教師缺乏深入企業(yè)實踐第一線鍛煉的機會，企業(yè)難以充分發(fā)揮在培養(yǎng)教師工程實踐能力方面的作用，致使青年教師在上“PLC”課程時不能很好地引用工程實例講授書本理論知識，缺少與工程實際接軌的與課程內(nèi)容結合的實例，在面臨指導實習學生處理實際工程問題上有一定難度。缺乏工程實踐能力的青年教師培養(yǎng)出來的學生同樣缺乏工程實踐能力，如此反復，則學生工程能力水平每況愈下。

6.考核評價體系單一，不利于鍛煉學生的創(chuàng)新能力。傳統(tǒng)的考核評價模式是筆試、實驗成績和平時測評，特別是實驗成績的考核只是學生上交實驗報告或現(xiàn)場操作，老師僅從完成實驗的角度對學生的報告或操作進行考評，考核評價體系單一，缺乏對創(chuàng)新實踐能力的考評，無法有效培養(yǎng)學生的創(chuàng)新實踐能力。

二、教學改革與實踐

從“PLC”課程的認知、教學內(nèi)容、教學方法、實踐教學以及考核評價5個方面進行改革，操作如下。

1.提高學生對“PLC”課程的認知程度。課程的認知是開課之前對該課程了解學習的重要階段，旨在幫助學生正確認識所學的課程，加深對所學課程的感情認知，引導學生學習該課程的方法，激發(fā)學習本課程的自豪感，具有激勵學生學習動力、啟發(fā)學生掌握正確的學習方法等多重作用。在“PLC”課程的第一次課時，課程不在課堂中進行，而是在模擬PLC工廠實訓基地（我院應用的是工業(yè)自動化控制生產(chǎn)線）中進行學生的認知驅動，教師在這個環(huán)節(jié)中扮演“工人”師傅的角色，操作工業(yè)自動化平臺，讓學生體驗“PLC”課程在工業(yè)中的實際應用，從演示中讓學生了解在工業(yè)控制中都用到“PLC”哪些理論知識，應該怎樣去學，讓學生對“PLC”課程產(chǎn)生興趣，鞏固學生最初的求知欲望，引導學生認清“PLC”課程在工業(yè)中的地位，從而形成一種比較穩(wěn)固的學習動機。在教師演示完之后，教師還要及時地加以引導和總結，使這種認知更加清晰和深刻。

2.教學內(nèi)容改革。在修訂人才培養(yǎng)方案時，在課程學時設置中加大實踐教學學時的比例，根據(jù)人才培養(yǎng)方案修改“PLC”課程的課程大綱，增加實驗學時的學時數(shù)，使理論學時和實驗學時比例達到“新工科”建設的標準，本文采用的1：1，如“PLC”課程總學時為64學時，可以將理論學時和實驗學時分別設置為32學時，將原來的教學大綱中安排的部分理論學時安排在實驗室進行。通過校企合作單位、校企聯(lián)合辦學，可以安排學生進行校外的專業(yè)實習基地，讓學生深入生產(chǎn)現(xiàn)場，接觸到實際的設備平臺，教師或者工程師在現(xiàn)場進行案例教學，同時與企業(yè)工程師、技術人員的交流和學習，了解PLC設備的操作過程和實際運行情況。

3.教學方法的創(chuàng)新改革?，F(xiàn)在教學方法的突出特點是，以發(fā)展學生能力為出發(fā)點，充分發(fā)揮教師主導作用，充分調動學生學習積極性，尤其注意學生學習方法的研究，引導學生由苦學變樂學，由學會變會學。教法改革應服從應用型本科人才素質培養(yǎng)，以大面積提高教學質量為目標。教學改革要實現(xiàn)幾個轉變：應該變單純傳授知識轉變?yōu)樵趥魇谥R過程中重視能力培養(yǎng);變教師為中心轉變?yōu)閷W生為主體;變平均發(fā)展轉變?yōu)橐虿氖┙?，發(fā)展個性;變重教法輕學法轉變?yōu)榻谭▽W法同步改革。

當下的“PLC”課堂教學改革，重點關注“學什么、怎樣教”。首先，教師教學活動中確定學生的主體地位，發(fā)揮學生的主體作用，這是衡量課堂教學改革的基本準則，也是培養(yǎng)學生的思維能力及自學能力為教學方法改革的導向，目的在于減輕學生負擔，提高教學改革的質量。在課程學習之初，教師可以采用“啟發(fā)式”、“討論式”和“教學做”教學相結合，任課教師可以先把課程知識點中所涉及到的項目按小組形式分配給學生，在授課過程中，緊密圍繞課程知識點的主題不斷給學生提示，啟發(fā)學生的思維，讓學生產(chǎn)生興趣，在課程學完之后，讓學生將理論課程內(nèi)容與自己分配的項目相結合，融會貫通。在教學過程中，還可以安排部分章節(jié)讓學生上臺講解，教師針對學生講解的內(nèi)容，提出問題，讓其他同學參與討論，討論的過程中，教師不斷啟發(fā)學生，引導學生積極思考，增加師生互動，不斷活躍課堂氣氛，調動學生的積極性，這樣就把傳統(tǒng)的“教學”變成了以學生為主體的“學教”模式，要把學習的主動權交還給學生。

隨著多媒體的快速發(fā)展，使枯燥無味的課堂教學變得更加生動多彩。首先，備課中教師可以根據(jù)實際教學的內(nèi)容，制作PPT課件和FLASH動畫演示課件，運用多媒體教學手段，演繹成為屏幕上生動的動畫。教師在制作多媒體課件和FLASH動畫演示課件時，將理論內(nèi)容與涉及的實驗內(nèi)容有效的聯(lián)接起來，突出對梯形圖程序的編寫以及對結果進行仿真的FLASH動畫演示，將仿真結果以FLASH動畫演示的形式展現(xiàn)給學生，將枯燥乏味的理論課堂變得生動多彩，這樣會增加學生對本課程的學習興趣，進而有效調動學生主動學習的積極性，從而煥發(fā)出學生內(nèi)在的潛能。

4.實踐教學改革。現(xiàn)在大多數(shù)“PLC”實訓項目都是廠商提供好的，內(nèi)容都比較固定，并且提供完整的梯形圖代碼，學生實訓時只需要按照實訓指導書中的步驟機械的輸入程序代碼即可。這種實訓很難培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性和創(chuàng)新性。因此，對實踐教學改革可以嘗試以下方案，適當減少實訓指導書的項目，增加具有創(chuàng)造性和創(chuàng)新性的綜合性、設計性的實訓項目，對于部分對“PLC”特別感興趣的學生增設研究性創(chuàng)新型實訓項目，以培養(yǎng)學生綜合設計能力及動手實踐能力。

同時，實踐教學須以實訓室、企業(yè)現(xiàn)場教學為依托，轉變觀念為先導，逐步轉變以課堂教學為主、教師為主的傳統(tǒng)教學方式，積極嘗試案例教學、現(xiàn)場教學、團隊學習、情景教學、項目嵌人等教學方法和手段，啟發(fā)學生獨立思考、自主學習，培養(yǎng)學生的合作精神和創(chuàng)新意識，提高學生的實踐動手能力和解決實際問題的能力;培養(yǎng)學生好學、樂學的優(yōu)良學風和學習主體意識，不斷完善學生的自主學習環(huán)境，使學生的學習途徑逐漸多元化。并延伸課內(nèi)實踐教學環(huán)節(jié)，開放專業(yè)實訓室，同時積極開拓企業(yè)生產(chǎn)實習基地，使學生真正直接參與安裝、調試與檢修過程，形成職場化的教學氛圍，從而提高學生實踐、創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)能力。

5.培養(yǎng)教師工程實踐能力。“PLC”課程是實踐性強的專業(yè)課程，這就要求開設工科專業(yè)的院校教師需要有深厚的理論功底和良好的傳授能力，還要有對實驗設備安裝、調試能力，還能參與技術研究與改造。鼓勵青年教師到企業(yè)豐富工程實踐經(jīng)驗。鼓勵青年教師到企業(yè)豐富工程實踐經(jīng)驗，深入了解企業(yè)，掌握最新的行業(yè)動態(tài)，拓寬他們的工程研究視野，補充他們欠缺的工程實踐背景，將青年教師“學?！獙W?！钡呐囵B(yǎng)模式轉變?yōu)椤皩W?！髽I(yè)—學?！钡娜髦问降某砷L模式。同時在以后的教學工作中青年教師要與企業(yè)保持長期聯(lián)系，時刻了解行業(yè)動態(tài)和先進技術。除此之外，高?？梢愿鶕?jù)各專業(yè)的實踐情況定期組織青年教師到企業(yè)進行參觀、實習，參與產(chǎn)品的研發(fā)設計，與企業(yè)工程師一起討論學習。

6.考核評價改革。相關開設本門課程的院校對“PLC”課程考試往往采用的是閉卷考試或開卷考試的方式。由于“PLC”課程自身的特點，單一試卷考試方式很難測評出學生的綜合運用能力和自身創(chuàng)新能力。為了更好的把測評的要點轉至到學生在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力上來，以體現(xiàn)“新工科”建設的根本目的，本文改變傳統(tǒng)的以一張試卷定學生成績的考核方式，采用閉卷（或開卷）考試、出勤和作業(yè)筆記、專題論文、實驗效果（實驗報告和實驗動手能力）等4種方式來綜合考評學生的成績。為了使學生的成績更加精準地反映學生的對知識掌握情況，綜合成績考核可參考表1的項目進行。

三、結束語

本文總結了“PLC”課程學教改革的理論教學內(nèi)容、理論教學模式、實踐教學模式和考評方式，形成了以“PLC”課程為核心的課程體系結構。通過改革，學生明確了學習目標，積極性有了很大的提高，增強了學生的動手實踐能力。

今后，我們只有積極地不斷創(chuàng)新教學改革思路，構建合理、科學的課程體系結構，才能培養(yǎng)出符合“新工科”建設的高素質應用技術型人才，以滿足企業(yè)、社會的需要。

〔參 考 文 獻〕

〔1〕郭淑清.新工科理念下交通運輸專業(yè)人才培養(yǎng)創(chuàng)新模式探索〔J〕.科技視界，2017，（24）.

〔2〕鐘啟泉.問題學習：新世紀的學習方式〔J〕. 中國教育學刊，2016，（09）.

〔3〕夏國宏.“可編程控制器”課程教學改革探討〔J〕.黃石理工學院學報，2012，（28）.

〔4〕馬秀坤.PLC實踐教學在應用型人才培養(yǎng)中的探索與創(chuàng)新〔J〕.實驗技術與管理，2011，28（3）：228-231.

〔5〕刁統(tǒng)山.改革PLC教學培養(yǎng)創(chuàng)新型人才〔J〕.實驗研究與探索，2008，27（09）：166-168

〔6〕齊容.“可編程控制器”創(chuàng)新型、設計性實驗教學改革與實踐〔J〕.電子電氣教學學報，2008，（07）：28-30.

〔責任編輯：侯慶?！?/p>