基于卓越計劃的PLC工程實訓教學改革與實踐

楊　艷，周　振，王登貴

(攀枝花學院　交通與汽車工程學院，四川　攀枝花　617000)

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基于卓越計劃的PLC工程實訓教學改革與實踐

楊艷，周振，王登貴

(攀枝花學院交通與汽車工程學院，四川攀枝花617000)

卓越計劃的開展旨在培養(yǎng)一批具有創(chuàng)新能力的工程技術人才。結合攀枝花學院的特點，首先，從人才培養(yǎng)方案的修訂開始，重點從多方面落實實踐教學模塊的安排，修正對應工程實訓的安排；其次，在具體教學安排上結合新形勢下PLC技術對人才技能與工程實踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)需求，對基礎性、綜合性實訓項目，創(chuàng)新性、競技性實訓項目，社會認證、行業(yè)認證等實訓項目逐級逐層更新工程實訓內容；最后，以創(chuàng)新能力為本位的多樣化考核促進工程實訓的切實開展。該文以PLC工程實訓的實施為例進行闡述，通過PLC工程實訓的卓越工程師培養(yǎng)，在學院逐步形成培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的工程技術人才的良好趨勢。

工程實訓；創(chuàng)新；實踐；PLC應用技術

卓越工程師教育培養(yǎng)計劃(簡稱“卓越計劃”)是貫徹《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》的重大舉措，旨在培養(yǎng)一批創(chuàng)新能力強，適應社會發(fā)展需要的高質量工程技術人才。攀枝花學院充分結合自身地方高水平應用型本科大學的特點，認真領會卓越計劃精神，不斷更新傳統(tǒng)觀念，積極轉變教學思路，重點從工程實訓中加強學生工程能力和創(chuàng)新能力的鍛煉，培養(yǎng)既有較高理論水平，又能解決工程實際問題的工程技術人才。

1　修訂人才培養(yǎng)方案

人才培養(yǎng)方案是確保人才培養(yǎng)質量的根本。結合卓越計劃提出的工程技術人才培養(yǎng)要求，針對學院原有人才培養(yǎng)方案中學生工程實訓綜合能力培養(yǎng)的不足，教師教學與學生學習重課堂輕實驗、重課內輕課外、重灌輸缺自主的現(xiàn)象，實驗教學資源跟不上發(fā)展要求等一系列問題進行一一調整[1]。以學院交通設備與控制工程、自動化等專業(yè)的專業(yè)核心課程——PLC應用技術為例，原有人才培養(yǎng)方案PLC應用技術是40學時的理論教學+8學時的實驗教學。這對大多數(shù)學生來講，8學時的實驗是剛進門就結束了，遠遠不能達到掌握PLC應用技術的要求。自卓越計劃實施以來，學院以工程實訓項目為切入點，加強實踐教學安排，2011級人才培養(yǎng)方案中PLC應用技術將減少的8學時理論教學增加到實驗教學中去，確保實驗學時的基本要求，進一步保障基礎性實訓項目的開展，并增加為期1周的PLC綜合性工程實訓。同時在學生的免費學分獲取中，增設PLC技術的創(chuàng)新性實訓項目、競技性實訓項目等供學生選修，可進一步鞏固并提高學生的工程實訓能力，讓PLC應用技術與相近學科知識的綜合應用體現(xiàn)得更為明顯，不斷從工程實訓項目的開展中加強學生創(chuàng)新能力的鍛煉。

2　更新工程實訓內容

PLC應用技術本身就是一門極具實踐性和創(chuàng)新性的課程。如何才能將PLC應用技術課程掌握得更好？最終都體現(xiàn)在PLC實訓項目的開展上。如何才能將PLC實訓項目開展得更好？最終體現(xiàn)在PLC實訓項目的教學安排要能充分體現(xiàn)其實踐性和創(chuàng)新性。而這正是卓越計劃實施的目的所在[2]。結合多年教學經驗，更新傳統(tǒng)的實驗教學模式，根據(jù)不同專業(yè)、不同層次、不同階段設置不同的PLC工程實訓內容。首先，針對不同專業(yè)提供豐富的基礎性、綜合性實訓項目內容；其次，加強創(chuàng)新性、競技性實訓項目，讓學生在課余時間有成效地參與；最后，積極鼓勵學生參加社會認證、行業(yè)認證性實訓項目鍛煉，獲取相應的資格證書，為就業(yè)增加籌碼。

2.1基礎性、綜合性實訓項目

按照專業(yè)人才培養(yǎng)方案的要求，16學時實驗教學的重點就是組織開展PLC的基礎性實訓內容。根據(jù)專業(yè)分小班開設(30名學生一個班)，2名學生一組，既保證每個學生能充分地動手動腦，還能讓指導老師兼顧對每組學生的指導。應分層次設計實驗內容，由易到難一步步激發(fā)學生的學習興趣，讓學生從中體會到成就感?；A性實訓教學安排詳見表1。當然，16學時的教學主要是對PLC編程(軟件部分)的學習和提升。教學安排穿插在理論教學中后期開展，實驗過程中的問題亦可及時得到講解、分析并共享，同時根據(jù)學生水平一步步再提升要求，真正讓學生做到學以致用。

表1　基礎性實訓教學安排

學生實驗過程不同于理論課程學習，更體現(xiàn)了學生為主的重要性。對應表1的教學安排，基礎性實驗項目指導可更多地提示學生如何去做，甚至是驗證亦可，關鍵是激發(fā)出學生的學習熱情，并從中感受到學習樂趣；基礎運用性實驗項目控制要求比較單一，實驗指導著重強調編程思路，重點掌握順控、連鎖、中斷等典型性控制的綜合應用，讓學生迅速快捷地掌握編輯程序常用的方式方法；而綜合性實驗項目，學生有了一定的實驗基礎，指導重點是根據(jù)學生的思路來解惑他們所遇見的問題，以及編程思路上的簡潔化，一定要讓學生自主思考，讓學生體會到實驗成功的快樂和成就感；最后的綜合設計性項目完全是邁上了一個層次的實驗內容，鼓勵學生積極轉化、運用知識，這也是為后續(xù)的PLC實訓甚至畢業(yè)論文(設計)打下良好的基礎[3]。

1周的PLC實訓開設在課程之后，需要學生全面了解PLC控制系統(tǒng)。圖1為PLC控制系統(tǒng)結構圖。結合PLC技術對人才技能、工程實踐能力、創(chuàng)新能力的需求，選擇源自生活或有一定意義的工程實踐題目。如小車自動往返、交通控制、流水線上控制等題目，學生對其控制要求并不那么陌生，從分析控制要求開始，從硬件設計(部分)到程序設計，以及最后的安裝、調試、運行，全過程都要接觸到。實訓過程明顯區(qū)別于實驗室的模板驗證。一周的實訓時間很緊張，一般3～5名學生的小團隊按任務規(guī)劃有序開展。任務規(guī)劃一般有整體設計、硬件制作、軟件編程、報告撰寫與答辯，充分體現(xiàn)學生的協(xié)作能力。實訓過程與機電傳動、電子設計與制作、仿真等，其他學科緊密相連，學生需將所學知識有機融合。

圖1　PLC控制系統(tǒng)結構圖

2.2創(chuàng)新性、競技性實訓項目

2011級人才培養(yǎng)方案規(guī)定:學生畢業(yè)必須獲得一定的免費學分，而免費學分的獲取在專業(yè)課程的體現(xiàn)上則是通過創(chuàng)新性實驗、科技性設計、各類大賽等方式。這在一定程度上促進了大學生走進實驗室。所有的學生都不得不在自己較為擅長的專業(yè)課程領域內繼續(xù)深入學習研究，相關PLC技術的創(chuàng)新性實驗項目、科技性設計等便成了交控、自動化、機電、應電等專業(yè)學生的首選。圖2是學院交控專業(yè)學生基于PLC設計的交通燈數(shù)顯+動態(tài)仿真實驗模板設計樣品，將相近的電子設計、組態(tài)仿真等知識有機融合在創(chuàng)新性實訓項目中，充分展現(xiàn)學生的創(chuàng)新能力。該模板也可作為下一屆學生的基礎性實訓項目，亦可避免實驗室實驗內容的單調枯燥。學生在實驗室可謂“玩轉”自己的專業(yè)，教研室組織教師開展定期指導，學生能充分結合各學科的知識完成設計。同時學生間的交流互動也得到了加強，學生的課余生活也得到了充實。學院的電子愛好者協(xié)會由學生在創(chuàng)新實驗室自主經營，自卓越計劃實施以來會員人數(shù)驟增，傳幫帶活動已進入良性循環(huán)。

圖2　基于PLC的交通燈數(shù)顯+動態(tài)仿真實驗

全國大學生的相關大賽的組織訓練，在學院激勵、保障措施支持下，學生都能較好地完成。其中“三菱電機自動化杯”就是PLC工程實訓的最好驗證。老師與學生都可通過大賽的參與過程增強專業(yè)知識，不斷更新專業(yè)理念。

2.3社會與行業(yè)認證實訓項目

實驗模板的開發(fā)、實驗項目指導書的編寫、PLC綜合實訓平臺研發(fā)等都可以讓學生參與到學產研實訓項目中。學院科研團隊自主研發(fā)多功能PLC綜合實訓平臺，以滿足綜合性實訓項目、課程設計、畢業(yè)論文(設計)等多方面的需求。實訓平臺采用模塊化思想，學生可選用拼接，組合安裝，以滿足不同的要求，同時把硬件平臺細小化，有利于開發(fā)成功，盡量營造真實工程環(huán)境。實訓平臺的開發(fā)過程，學生參與其中，不僅加強了學生的工程認知能力，也增強了實踐能力，同時學生也在不停地思考、研究，與老師交流。參與老師的科研項目，還可獲得免費學分，這對師生都是雙贏的事情。

大學生在校期間能取得專業(yè)知識方面的證書，得到社會認證或行業(yè)認證是非?？扇〉模瑫r也是檢驗專業(yè)知識的有力支撐[4]。如人力資源與社會保障部頒發(fā)的維修電工(高級)證書，對PLC的原理及應用有明確要求。學生通過考取維修電工(高級)證書的過程，能對所學專業(yè)知識從基礎開始進行一次完整的梳理，其中必然包括PLC應用技術，而且維修電工(高級)實操考試內容中PLC應用是重點，其題目都源自生活應用，非常具有實踐性、應用性，學生只有具備豐富的PLC工程實踐能力才能完全勝任。

3　創(chuàng)新工程實訓考核機制

工程實訓內容有計劃、有安排，如何才能在學生中行之有效地實施是關鍵。以創(chuàng)新能力為本位的多樣化考核方式是卓越計劃推進的保障。

綜合性實訓的驗證結果很簡單，就是要有實實在在可運行的結果，同時通過最終的驗收報告+答辯完成，答辯結論由學生和老師共同判定。綜合性實訓期間學生進實驗室的時間大大延長，學生在PLC軟硬件結合的創(chuàng)新設計上充分發(fā)揮，接線調修也非常嫻熟。答辯過程也是學生討論和爭辯最熱烈的。這些都是卓越計劃開展后促進PLC工程實訓的表現(xiàn)。

對于創(chuàng)新性、競技性實訓項目的驗收，學校有相應的文件支撐。創(chuàng)新性實訓項目對學有成效的學生可進行免費學分的折算，這就不僅僅要求開展創(chuàng)新性實訓項目，而且還要能得到學院學術委員會的認可方能折算成免費學分。競技性實訓項目要求學生參加一定級別的賽事方能折算成免費學分[5]。社會與行業(yè)認證實訓項目要求學生需獲取相應的證書。

4　結束語

經過近3年的努力，學院在PLC工程實訓教學上取得了良好的效果，對促進卓越計劃的開展起到了實質性推進作用。近年來學院基于卓越計劃的工程實訓開展，大大促進了實踐教學體系的完善，培養(yǎng)的工程技術人才得到了企業(yè)的充分肯定。

[1]葛斌，李玉光，吳志華.高校工程實訓課程效能評估體系的實證研究[J].高等工程教育研究，2013(5):150-154.

[2]李麗.高職PLC應用技術課程實踐教學改革的探討[J].教育探索，2012(5):43-44.

[3]賈寶會，張文，范智勇.PLC應用技術課程教學項目驅動教學法實踐探索[J].教育與職業(yè)，2013(18):150-151.

[4]周建萍，王志萍，于會群.對提高PLC實驗課程教學質量的探索[J].實驗室研究與探索.2012，31(10):119-121.

[5]張玉洲.建設國內一流工程實訓中心的實踐探索[J].實驗技術與管理，2013，30(7):119-122，125.

Teaching Reform of Engineering Training and Practice of PLC Based on Excellence Program

YANG Yan，ZHOU Zhen，WANG Denggui

(School of Transportation and Automotive Engineering，Panzhihua University，Panzhihua 617000，China)

The development of excellence program was designed to train a number of engineering and technical personnel having innovative ability.Firstly，combined with the characteristics of our local high level application oriented undergraduate university，training plan revision of talents，it is focused on the implementation of the practice teaching module arrangement and the revise of the course corresponding engineering training arrangement. Secondly，it is combined with training needs under the new situation of PLC technology on the skills of personnel and engineering practice ability，innovation ability in the teaching arrangement.Comprehensive training projects，innovative，competitive training project，social certification，industry certification training project gradually layer by layer update engineering training content. Finally，the innovation ability is the diversification of evaluati-on standard and promote the real development of engineering training.This paper is to implement PLC project training as an example to carry on the elaboration，through excellence engineer PLC engineering practice in our hospital.It gradually formed a good trend of cultivating engineering talents with innovative ability.

engineering practice; innovation; practice; PLC applied technology

2014-12-15；修改日期: 2015-01-04

攀枝花學院2013年度校級教育教學研究與改革項目(JJ1303，JJ1364)。

楊艷(1979-)，女，碩士，講師，主要從事電氣工程方面的教學與研究。

TP276

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2016.01.039