張學(xué)輝

（遼寧軌道交通職業(yè)學(xué)院，遼寧沈陽(yáng)，110036）

1 教學(xué)時(shí)間及場(chǎng)地安排

1.1 教學(xué)時(shí)間安排

改革前的PLC 課程教學(xué)每周安排6 學(xué)時(shí)，一個(gè)學(xué)期安排15 周的教學(xué)，總學(xué)時(shí)為90 學(xué)時(shí)。為切實(shí)的開(kāi)展理論與實(shí)踐一體化教學(xué)模式改革，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的“做中學(xué)、做中教”，改革后的PLC 課程一個(gè)學(xué)期安排6 周教學(xué)周，周學(xué)時(shí)為12 學(xué)時(shí)，可以進(jìn)行PLC 知識(shí)與技能的集訓(xùn)，有效的完成PLC 教學(xué)項(xiàng)目和工作任務(wù)。

1.2 教學(xué)場(chǎng)地安排

改革前的PLC 課程教學(xué)理論與實(shí)踐分開(kāi)安排，理論課程安排在教室上，實(shí)踐課安排到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行理論教學(xué)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，教學(xué)效果不理想。改革后PLC 課程全程安排在PLC 實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行教學(xué)，老師邊講，學(xué)生邊聽(tīng)，學(xué)生邊做，老師邊指導(dǎo)，教學(xué)項(xiàng)目和工作任務(wù)的策劃，實(shí)施與反饋連貫進(jìn)行，模擬工作現(xiàn)場(chǎng)，提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

2 教材選用

2.1 教材

教材選擇項(xiàng)目化教程，以培養(yǎng)PLC 應(yīng)用能力為目標(biāo)，根據(jù)PLC 技術(shù)發(fā)展和高職教育工學(xué)結(jié)合的要求，選擇應(yīng)用普遍的西門(mén)子S7-200 PLC 為主要機(jī)型，打破以結(jié)構(gòu)原理、指令系統(tǒng)、編程方法和系統(tǒng)設(shè)計(jì)為架構(gòu)的PLC 學(xué)科體系，開(kāi)發(fā)基于工作過(guò)程項(xiàng)目化教材，將PLC 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中的典型工作任務(wù)提煉為教學(xué)項(xiàng)目，以工程應(yīng)用項(xiàng)目為載體，將實(shí)務(wù)知識(shí)學(xué)習(xí)和專(zhuān)業(yè)技能培訓(xùn)融于項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程。以工作任務(wù)單的形式下發(fā)學(xué)習(xí)任務(wù)，在PLC 實(shí)訓(xùn)室以邊學(xué)邊做的方式組織項(xiàng)目化實(shí)施，通過(guò)多元化考評(píng)實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)，以拓展項(xiàng)目來(lái)提高PLC 學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力。

2.2 實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)

根據(jù)自主開(kāi)發(fā)的PLC 實(shí)訓(xùn)裝置編寫(xiě)《PLC 項(xiàng)目實(shí)施指導(dǎo)書(shū)》，該教材既作為項(xiàng)目實(shí)施指導(dǎo)書(shū)，在書(shū)后附項(xiàng)目報(bào)告，作為課程過(guò)程考核的過(guò)程資料?！禤LC 項(xiàng)目實(shí)施指導(dǎo)書(shū)》的編寫(xiě)是為了使學(xué)生更好地理解和深刻地把握PLC 應(yīng)用的知識(shí)與技能，訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力以及分析、解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，開(kāi)設(shè)了十一個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制、三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制、三相異步電動(dòng)機(jī)順序起?？刂?、三相異步電動(dòng)機(jī)星—三角形降壓起動(dòng)控制、氣缸的自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制、交通信號(hào)燈控制、噴泉控制、搶答器控制、七段數(shù)碼管顯示控制、校牌彩燈控制和車(chē)床PLC 改造控制等項(xiàng)目。通過(guò)以上十一個(gè)項(xiàng)目使學(xué)生掌握如何用設(shè)計(jì)電氣控制電路和使用PLC 實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備的控制。本指導(dǎo)書(shū)所涉及的項(xiàng)目適用于自動(dòng)化類(lèi)專(zhuān)業(yè)的高職開(kāi)設(shè)，由具有第一線教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)業(yè)教師編寫(xiě)，邀請(qǐng)企業(yè)、行業(yè)專(zhuān)家主審。

3 教學(xué)資源

3.1 教學(xué)硬件條件

PLC 實(shí)訓(xùn)室設(shè)備要能夠完成PLC 基本邏輯控制、順序控制、時(shí)間控制、計(jì)數(shù)控制等，PLC 的輸入端主要配置開(kāi)關(guān)、按鈕、行程開(kāi)關(guān)、光電傳感器、磁感應(yīng)傳感器等數(shù)字量元器件，PLC 的控制對(duì)象主要是信號(hào)燈、電動(dòng)機(jī)和氣缸等。作為自動(dòng)化類(lèi)專(zhuān)業(yè)《PLC 控制技術(shù)》理實(shí)一體教學(xué)的主要場(chǎng)所。

3.1.1 實(shí)訓(xùn)室功能和教學(xué)項(xiàng)目

PLC 實(shí)訓(xùn)室要能夠完成PLC 基本知識(shí)與技能的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練，PLC 實(shí)訓(xùn)室主要處理的是數(shù)字量信號(hào)，所以不需要配備功能特別強(qiáng)大和高檔的PLC，選擇德國(guó)西門(mén)子公司的小型一體式緊湊型S7-200 系列PLC，S7-200 系列PLC 將電源、CPU、存儲(chǔ)器和I/O 電路集成在一個(gè)單元內(nèi)，具備基本的控制功能和一般的運(yùn)算能力。能夠完成的項(xiàng)目包括：

（1）三相異步電動(dòng)機(jī)起停PLC 控制：熟悉STEP7 編程軟件，訓(xùn)練常開(kāi)/常閉觸點(diǎn)、輸出繼電器線圈等基本邏輯指令；

（2）三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)PLC 控制：應(yīng)用光電開(kāi)關(guān)，訓(xùn)練置位、復(fù)位等基本邏輯指令；

（3）三相異步電動(dòng)機(jī)順序起停PLC 控制：訓(xùn)練TON 等定時(shí)器指令；

（4）三相異步電動(dòng)機(jī)星角降壓起動(dòng)PLC 控制：訓(xùn)練TOF、TONR 等定時(shí)器指令；

（5）氣缸自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)PLC 控制：應(yīng)用磁性開(kāi)關(guān)，訓(xùn)練計(jì)數(shù)器指令；

（6）交通信號(hào)燈PLC 控制：訓(xùn)練定時(shí)器、計(jì)算器指令，PLC 的順序功能圖編程方法；

（7）噴泉PLC 控制：訓(xùn)練PLC 的順序功能圖編程方法；

（8）搶答器PLC 控制：訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)法PLC 程序設(shè)計(jì)方法；

（9）七段數(shù)碼管顯示PLC 控制：訓(xùn)練編碼、譯碼等PLC 功能指令；（10）校牌彩燈PLC 控制：訓(xùn)練移位等PLC 功能指令；（11）車(chē)床PLC 改造：訓(xùn)練生產(chǎn)機(jī)械的PLC 改造方法。

3.1.2 實(shí)訓(xùn)設(shè)備簡(jiǎn)介

PLC 實(shí)訓(xùn)臺(tái)為學(xué)院自主研制開(kāi)發(fā)，由專(zhuān)業(yè)教師設(shè)計(jì)，科技實(shí)訓(xùn)中心生產(chǎn)，專(zhuān)業(yè)教師帶領(lǐng)部分專(zhuān)業(yè)學(xué)生進(jìn)行安裝、調(diào)試。實(shí)訓(xùn)臺(tái)采用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)普遍使用的工業(yè)鋁型材制作支架，實(shí)訓(xùn)臺(tái)正反兩面都可使用，網(wǎng)孔板橫豎分布均勻。實(shí)訓(xùn)臺(tái)上除了PLC，還集成了PLC 控制常見(jiàn)的I/O 器件，包括輸入器件：開(kāi)關(guān)、按鈕、光電開(kāi)關(guān)、磁性開(kāi)關(guān)、電感式傳感器、電容式傳感器等；輸出器件：繼電器、接觸器、直流電機(jī)、交通信號(hào)燈模型等。

3.2 教學(xué)軟件條件

3.2.1 教學(xué)團(tuán)隊(duì)

PLC 課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)的教師（包括兼職）應(yīng)從事多年的PLC教學(xué)與研究工作，具有豐富的工程項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，需要 5 名校內(nèi)主講教師和2 名企業(yè)兼職教師。

3.2.2 數(shù)字教學(xué)資源

需要配備的數(shù)字化資源包括軟件、微課視頻、PPT、Flash 動(dòng)畫(huà)、電子教案、題庫(kù)和課程標(biāo)準(zhǔn)等。

4 教學(xué)設(shè)計(jì)

4.1 教學(xué)方法

未改革之前的PLC 課程基本上都是以講指令的理論教學(xué)為主，輔以驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，為了真正的實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐一體化的教學(xué)模式改革，從傳統(tǒng)的教學(xué)方法過(guò)渡到“任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目教學(xué)”的教學(xué)方法，在每個(gè)項(xiàng)目教學(xué)中，教師邊講授理論邊指導(dǎo)學(xué)生實(shí)做。在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，也要注意多種教學(xué)方法的結(jié)合使用，根據(jù)不同的教學(xué)情境選擇合適的教學(xué)方法。比如在講解PLC 基本原理和結(jié)構(gòu)時(shí)，采用微課、動(dòng)畫(huà)的教學(xué)方法；講解PLC 編程軟件使用時(shí)，采用啟發(fā)式的教學(xué)方法，在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目教學(xué)的教學(xué)方法。而在學(xué)生反饋學(xué)習(xí)信息方面，采用多種方式與學(xué)生交流、討論，實(shí)時(shí)獲取學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。濃厚的興趣是最大的學(xué)習(xí)動(dòng)力，只有上課的學(xué)生對(duì)PLC 課程有了興趣，所開(kāi)展的各種教學(xué)方法才會(huì)更高效，教學(xué)效果才會(huì)更好。

4.2 教學(xué)手段

適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)手段可以有效的促進(jìn)理實(shí)一體化教學(xué)效果，在工業(yè)4.0 和中國(guó)制造2025 背景的當(dāng)下，盡量選擇現(xiàn)代化的微課、PPT、仿真軟件等信息化手段進(jìn)行教學(xué)，同時(shí)很好的結(jié)合板書(shū)、實(shí)操等傳統(tǒng)教學(xué)手段，因地制宜、因人施教，盡量激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

（1）微課、PPT、仿真軟件等信息化手段：PLC 是大部分工科職業(yè)院校自動(dòng)化類(lèi)專(zhuān)業(yè)的都開(kāi)的課程，各個(gè)學(xué)校老師開(kāi)發(fā)了很多微課資源，授課老師可以借鑒學(xué)習(xí)，同時(shí)根據(jù)本校實(shí)訓(xùn)設(shè)備的實(shí)際情況開(kāi)發(fā)符合本校特色的微課和PPT 課件，引入新的VR 虛擬現(xiàn)實(shí)等新技術(shù)，使教學(xué)更加生動(dòng)活潑。

（2）教材與項(xiàng)目報(bào)告：教材和項(xiàng)目報(bào)告是根據(jù)實(shí)訓(xùn)設(shè)備和課程特色校本開(kāi)發(fā)的，教材是基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目引導(dǎo)編寫(xiě)，側(cè)重工程實(shí)踐，在項(xiàng)目教學(xué)中提高PLC 技能，項(xiàng)目報(bào)告是重要過(guò)程資料，模擬工程資料和工程文件匯總，培育學(xué)生系統(tǒng)思維，對(duì)PLC 控制工程有初淺認(rèn)知。

（3）過(guò)程考核資料規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)化：《PLC 控制技術(shù)》教學(xué)的過(guò)程資料包括：課堂出勤及紀(jì)律記錄表、課堂提問(wèn)及課后作業(yè)記錄表、6S 工作規(guī)范記錄表、PLC 項(xiàng)目評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、項(xiàng)目完成進(jìn)程記錄表、項(xiàng)目成績(jī)互評(píng)表、項(xiàng)目成績(jī)自評(píng)表、項(xiàng)目成績(jī)教師打分表、項(xiàng)目報(bào)告、作業(yè)等。

5 課程考核改革

5.1 課程總體考核方法

考核評(píng)價(jià)改革是PLC 課程改革的重要環(huán)節(jié)，改變過(guò)去一卷定終身的課程考核模式，變期末考核為過(guò)程考核，考核的內(nèi)容除了學(xué)生學(xué)習(xí)到PLC 知識(shí)與技能，還要考核學(xué)生課程過(guò)程中出勤、紀(jì)律、學(xué)習(xí)態(tài)度、期末理論考核和項(xiàng)目考核。其中項(xiàng)目考核是重點(diǎn)，科學(xué)制定項(xiàng)目評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，基于工作過(guò)程，體現(xiàn)崗位能力，對(duì)11 個(gè)項(xiàng)目要逐個(gè)考核。

5.1.1 出勤、紀(jì)律及練習(xí)

學(xué)習(xí)過(guò)程比學(xué)習(xí)結(jié)果更為重要，要將學(xué)生的課程出勤情況、工作紀(jì)律和PLC 程序練習(xí)情況都納入課程過(guò)程考核，體現(xiàn)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和工匠精神，此部分過(guò)程考核要占最終成績(jī)的30%。

（1）紀(jì)律（共10 分）：采用減分制，根據(jù)違反紀(jì)律情況減分，例如課堂說(shuō)話一次扣1 分，打鬧一次扣2 分，辱罵一次扣2 分，不服從老師管理一次扣5 分等，10 分扣完為止。

圖1 《PLC 控制技術(shù)》課程考核評(píng)價(jià)體系

（2）出勤（共10 分）：采用減分制（缺課超過(guò)總課時(shí)1/3的，直接認(rèn)定不及格），遲到一次扣0.5 分，早退一次扣0.5分，病假一次扣0.5 分，事假一次扣1 分，10 分扣完為止。

（3）課堂提問(wèn)與練習(xí)（共10 分）：采用加分制，提問(wèn)共5分，根據(jù)問(wèn)題回答情況，給予5 分、4 分和3 分不等的記分；練習(xí)共5 分，每次5 分，根據(jù)練習(xí)情況，分別給予5 分、4 分、3 分和2 分不等的記分。

5.1.2 期末考核

在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，有部分小組有借鑒其他小組的情況，為體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的真實(shí)效果，期末安排進(jìn)行理論與實(shí)操的考核。

期末理論測(cè)試（共10 分）：考核學(xué)生應(yīng)知應(yīng)會(huì)的PLC 基礎(chǔ)理論知識(shí)，包括PLC 定義、功能、應(yīng)用、特點(diǎn)、分類(lèi)、發(fā)展、基本組成、工作原理、外部結(jié)構(gòu)、內(nèi)存結(jié)構(gòu)及尋址方式等。從題庫(kù)中出題，主要是簡(jiǎn)答題和程序編寫(xiě)，分為A、B 卷，座位相鄰的同學(xué)分別答A 卷和B 卷，從制度上杜絕抄襲。

期末實(shí)做考核（共10 分）：考核學(xué)生應(yīng)用PLC 的基本技能，包括PLC I/O 地址分配、外部接線、基本邏輯指令、定時(shí)器指令、計(jì)數(shù)器指令、功能指令、順序控制程序設(shè)計(jì)等。從題庫(kù)中抽題考核，分為基本技能考核和加強(qiáng)技能考核，基本技能考核最高分為7 分，完成基本技能考核才允許進(jìn)行增強(qiáng)技能的考核，兩項(xiàng)都完成最高分是10 分。

5.1.3 項(xiàng)目過(guò)程考核

《PLC 控制技術(shù)》的項(xiàng)目過(guò)程考核要按照符合自動(dòng)化類(lèi)專(zhuān)業(yè)核心崗位能力的要求制定項(xiàng)目評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，采用百分制記分，作為學(xué)習(xí)小組的起評(píng)分，再根據(jù)每個(gè)成員在項(xiàng)目策劃、項(xiàng)目實(shí)施和項(xiàng)目評(píng)價(jià)過(guò)程中實(shí)際貢獻(xiàn)大小的情況進(jìn)行加減分，產(chǎn)生小組成員的項(xiàng)目成績(jī)。全部十一個(gè)項(xiàng)目的成績(jī)加權(quán)取平均后所得分?jǐn)?shù)占PLC 課程最終成績(jī)的50%。

PLC 課程成績(jī)=紀(jì)律成績(jī)(10 分)+出勤成績(jī)（10 分）+上課提問(wèn)及練習(xí)成績(jī)（10 分）+項(xiàng)目過(guò)程（50 分）+期末理論測(cè)試（10 分）+期末實(shí)做考核（10 分）。

5.2 項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程考核方法

根據(jù)實(shí)訓(xùn)室設(shè)備和學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行分組，分為12組，每組成員2-3 人，要求每個(gè)小組必須完成每個(gè)項(xiàng)目的基本控制要求，只有完成基本要求該小組全體成員才會(huì)有小組項(xiàng)目成績(jī)，在項(xiàng)目進(jìn)行過(guò)程中有接受程度快的，也有接受較慢的，在完成每個(gè)項(xiàng)目的基本控制要求后允許該小組進(jìn)行較高層次的項(xiàng)目附加思考題目的項(xiàng)目實(shí)施。