基于項(xiàng)目的PLC機(jī)電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)教學(xué)模式探索

王賢成+陳俊華+黃方平+張惠娣

摘要：本文提出基于項(xiàng)目的課程教學(xué)模式，采取“學(xué)為主、教為輔”的教學(xué)方法，以典型PLC機(jī)電控制系統(tǒng)項(xiàng)目開發(fā)為主線，采用項(xiàng)目小組，重學(xué)習(xí)過程，結(jié)合復(fù)合考核方式，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。從兩個(gè)學(xué)年的教學(xué)實(shí)踐來看，學(xué)生不僅在PLC機(jī)電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力上得到了增強(qiáng)，并且在自我學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)合作能力上有了顯著提高。

關(guān)鍵詞：PLC控制；設(shè)計(jì)能力；探索

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）25-0164-02

一、前言

隨著“中國制造2025”的推進(jìn)和寧波市成為首個(gè)試點(diǎn)示范城市，智能裝備人才需求旺盛，機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)能力要求日益突出。社會(huì)對(duì)掌握機(jī)電一體化綜合系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力人才的需求日益擴(kuò)大，要求也越來越高。PLC機(jī)電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程是培養(yǎng)該項(xiàng)能力的主要載體課程，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)，主要以案例教學(xué)為主。高雙喜提出在PLC教學(xué)中采用一體化案例教學(xué)，并取得了良好效果；朱媛在《機(jī)電電氣控制與PLC》中從教材內(nèi)容、教學(xué)方法與教學(xué)手段、師資隊(duì)伍等方面進(jìn)行探索并提出一些有針對(duì)性的解決方法；王宏偉在PLC教學(xué)中采取了“案例教學(xué)和啟發(fā)式”教學(xué)方法，并強(qiáng)調(diào)在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性和動(dòng)手能力，并取得了較好的效果。但是他們采取的案例也是離散化的簡單案例，與實(shí)際應(yīng)用的PLC機(jī)電控制系統(tǒng)項(xiàng)目比較遠(yuǎn)，學(xué)生無法獲取整體項(xiàng)目開發(fā)的設(shè)計(jì)能力。因此，本文結(jié)合我校的實(shí)踐教學(xué)課程改革，在PLC機(jī)電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程中引入了基于項(xiàng)目的課程教學(xué)模式，從教材編寫、教學(xué)過程和考核方式這三個(gè)方面進(jìn)行改革，研究實(shí)踐性創(chuàng)新人才的培養(yǎng)方式。

二、教材編寫

原有的教材主要以PLC基本原理、程序指令說明、范例等內(nèi)容組成，由于學(xué)生在之前已經(jīng)經(jīng)過了《機(jī)電控制與PLC》課程的學(xué)習(xí)，掌握了PLC相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，因此在本課程的教學(xué)中主要讓學(xué)生掌握應(yīng)用指令和實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)能力。現(xiàn)有的教材采取自編，全部由案例組成，包括兩個(gè)部分：第一部分是應(yīng)用指令部分，從實(shí)際的工程應(yīng)用項(xiàng)目出發(fā)，選取應(yīng)用指令的典型范例，在實(shí)例中讓學(xué)生掌握應(yīng)用指令；第二部分是PLC機(jī)電系統(tǒng)項(xiàng)目部分，從課題組教師近幾年的實(shí)際開發(fā)項(xiàng)目中選取了4個(gè)典型的PLC機(jī)電控制系統(tǒng)工程實(shí)踐，包括自動(dòng)卷簧機(jī)的設(shè)計(jì)與分析、自動(dòng)磨削機(jī)的設(shè)計(jì)與分析、閥門氣密性檢測(cè)流水線控制與設(shè)計(jì)、整流器自動(dòng)裝配線設(shè)計(jì)與分析，每個(gè)項(xiàng)目包括工藝分析、方案設(shè)計(jì)、元件選型、IO分配、PLC流程圖、編程調(diào)試等模塊。為了防止學(xué)生對(duì)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)認(rèn)知不夠，把對(duì)象PLC、觸摸屏的datesheet作為參考教材，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中學(xué)會(huì)自我查找答案。

三、教學(xué)過程組織

整個(gè)教學(xué)過程組織包括典型項(xiàng)目、工程實(shí)踐項(xiàng)目分析、項(xiàng)目開發(fā)和項(xiàng)目答辯：在課程初期，從教材中選取包括典型指令應(yīng)用的項(xiàng)目進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生掌握相關(guān)的指令及如何應(yīng)用的地方；在課程中期，提出典型案例的工況，讓學(xué)生分組學(xué)習(xí)，進(jìn)行工藝分析、項(xiàng)目方案制訂等；在課程后期，學(xué)生進(jìn)行程序編寫、調(diào)試，完成大作業(yè)，包括設(shè)計(jì)文本、源程序等，并最終進(jìn)行答辯。對(duì)于實(shí)踐性課程來說，最好的教學(xué)方式就是1對(duì)1的教學(xué)，但是由于現(xiàn)實(shí)情況的限制，無法做到1對(duì)1的教學(xué)，因此在教學(xué)方式上采用“學(xué)為主，教為輔”的方法。對(duì)于應(yīng)用指令部分的課程，在授課時(shí)先提出目的和過程，然后讓學(xué)生自學(xué)相關(guān)資料，在這個(gè)過程中如果有問題，學(xué)生可以隨時(shí)舉手，進(jìn)行單獨(dú)的授課指導(dǎo)，從而達(dá)到部分1對(duì)1的教學(xué)目的，并且在這個(gè)過程中收集學(xué)生提問的各種問題，在課程快結(jié)束時(shí)進(jìn)行總結(jié)。對(duì)于PLC機(jī)電系統(tǒng)項(xiàng)目部分的課程，如圖1所示。在教師分配完項(xiàng)目以后，學(xué)生進(jìn)行隨機(jī)分組，按照教師布置任務(wù)→學(xué)生課外查資料→學(xué)生課內(nèi)討論→學(xué)生確定內(nèi)容→教師再布置任務(wù)的循環(huán)方式，在討論環(huán)節(jié)教師對(duì)單個(gè)小組進(jìn)行提問和指導(dǎo)，把握整體的課程進(jìn)度。

四、考核方式

實(shí)踐性的課程用大作業(yè)的方式能體現(xiàn)學(xué)生的知識(shí)掌握能力，但是在布置大作業(yè)的時(shí)候，為了避免部分學(xué)生渾水摸魚，靠抄了事，本課程實(shí)施了如下的復(fù)合考核方式，實(shí)施過程如圖2所示：（1）平時(shí)成績35%，包括學(xué)生出勤率、回答問題的情況；（2）大作業(yè)報(bào)告35%，包括文字排版、分析的過程、電氣圖紙、程序等；（3）答辯30%，從每組學(xué)生中讓他們自我推薦一個(gè)，然后教師再從平時(shí)小組表現(xiàn)好的人中臨時(shí)指定一個(gè)，兩個(gè)人的答辯成績的平均分作為小組的答辯成績。這種的安排，目的有兩個(gè)：（1）好的學(xué)生會(huì)督促學(xué)困生進(jìn)行學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)；（2）學(xué)困生也有壓力擔(dān)心自己答辯程序會(huì)影響整體成績，因此會(huì)努力學(xué)習(xí)。

五、結(jié)論

從兩屆學(xué)生的教學(xué)實(shí)踐結(jié)果反饋，學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中對(duì)于PLC機(jī)電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程能輕車熟駕，不像之前一樣一知半解，并且最重要的是學(xué)生在這個(gè)過程中除了掌握專業(yè)技術(shù)能力外，還培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、自我學(xué)習(xí)能力等。

參考文獻(xiàn)：

[1]高雙喜，丁如春，胡漢文，等.一體化案例教學(xué)在PLC教學(xué)改革中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2008，（12）：299-300.

[2]朱媛.基于學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)的《機(jī)床電氣控制與PLC》課程改革研究[J].安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，43（8）：100-101.

[3]王宏偉，于立影.案例和啟發(fā)式教學(xué)在PLC教學(xué)改革中的應(yīng)用[J].遼寧高職學(xué)報(bào)，2010，（2）：24-25.

The Exploration of the Project-based Teaching Mode for the Capacity of PLC Electromechanical Control System Design

WANG Xian-cheng，CHEN Jun-hua，HUANG Fang-ping，ZHANG Hui-di

（Ningbo Institute of Technology，Zhejiang University，Ningbo，Zhejiang 315100，China）

Abstract：In this paper，the project-based curriculum teaching mode is adopted，which adopts the teaching method of "learning as the mainstay and teaching as the supplement"，with the development of typical PLC electromechanical control system project as the main line，the project team，relearning process and compound examination mode are used，so to activate the students' learning interest. From the two school years of teaching practice，not only students' capability in the PLC electromechanical control system design has been enhanced，and those self-learning and team cooperation ability has been significantly improved.

Key words：PLC control；design capacity；exploration