面向工程應(yīng)用的PLC課程教學(xué)改革策略探討

袁孟，陳志軍，陳彥霖

（廣東文理職業(yè)學(xué)院，廣東 湛江 524400）

0 引言

在科技迅猛發(fā)展的21世紀(jì)，中國(guó)制造產(chǎn)業(yè)正在走在做大做強(qiáng)的路上，工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域也在與時(shí)俱進(jìn)地發(fā)展著。近年來，企業(yè)對(duì)于PLC人才需求量越來越大。面對(duì)這樣的人才缺口，高校培養(yǎng)出的專業(yè)人才并不適用于企業(yè)，而“二次培養(yǎng)”作為一個(gè)重要的問題凸顯出來。在此背景下，本文對(duì)面向工程應(yīng)用的PLC課程教學(xué)改革策略進(jìn)行了剖析和探討。

1 傳統(tǒng)PLC教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 教學(xué)方式落后

現(xiàn)在大多高校由于許多現(xiàn)實(shí)問題不能以實(shí)踐性教學(xué)方式為主，而是采用“填鴨式”傳統(tǒng)教學(xué)方式，已經(jīng)與時(shí)代要求不相符。在傳統(tǒng)教學(xué)方式中當(dāng)老師在課堂上講授準(zhǔn)備好的課件時(shí)，部分基礎(chǔ)差的同學(xué)很難跟上老師的思維，并進(jìn)行積極思考。

1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與工程應(yīng)用需求脫節(jié)

首先是教學(xué)目標(biāo)與企業(yè)需求脫離。企業(yè)需要的是能夠解決實(shí)際應(yīng)用問題的專業(yè)技術(shù)人才，書本上的知識(shí)相對(duì)實(shí)際應(yīng)用比較陳舊, 缺乏對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制實(shí)際需要的思考, 以至學(xué)生綜合應(yīng)用能力不能達(dá)到要求。同時(shí)，需要關(guān)注的是部分高校現(xiàn)有的硬件條件難以滿足人才培養(yǎng)的需求,不能與飛速發(fā)展的可編程控制器技術(shù)同步, 缺乏前沿性。

1.3 考試形式單一，考查內(nèi)容不全面

以眾所周知的傳統(tǒng)考核方式為例，學(xué)生所得分?jǐn)?shù)通常是由課堂表現(xiàn)成績(jī)綜合學(xué)期末卷面成績(jī)組成。這種考試形式導(dǎo)致學(xué)生為了保證能夠通過考試，把學(xué)習(xí)重點(diǎn)放在卷面考核的內(nèi)容上,而忽略了工程項(xiàng)目所需要的實(shí)際動(dòng)手能力, 比如硬件電路設(shè)計(jì)、軟件編程能力以及分析、解決問題的能力[1]。

2 基于工程應(yīng)用的PLC課程教學(xué)改革策略

2.1 教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變

PLC 課程教學(xué)要把編程應(yīng)用放在首要位置，“填鴨式”“灌輸式”教學(xué)方法早已不適用于現(xiàn)在飛速發(fā)展科技下的工程技術(shù)人才，很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極主動(dòng)性, 不能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[3]。教師在這個(gè)過程中應(yīng)注意作為整體課程的引導(dǎo)者，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)什么、怎么學(xué)，控制課程的整體節(jié)奏。同時(shí)，教師需要幫助學(xué)生解決其在課程學(xué)習(xí)中遇到的不能獨(dú)立解決的問題。

2.2 注重教學(xué)內(nèi)容的實(shí)效性

教師的職業(yè)之所以不能被機(jī)器所替代，很重要的原因在于人類的靈活性，在授課的過程中，教師應(yīng)根據(jù)課程的內(nèi)容和學(xué)生的水平進(jìn)行靈活的教學(xué)，并隨著學(xué)生對(duì)知識(shí)的消化程度調(diào)整課程進(jìn)度。同時(shí)，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該與當(dāng)今技術(shù)、文化甚至人類思想同步，并契合社會(huì)需求。PLC教學(xué)內(nèi)容[5]有結(jié)構(gòu)原理介紹、指令系統(tǒng) 、編程應(yīng)用和工程設(shè)計(jì)四個(gè)主要部分。在設(shè)計(jì)教學(xué)案例時(shí)，除了典型的交通信號(hào)燈PLC外還應(yīng)考慮所對(duì)應(yīng)企業(yè)的情況，進(jìn)行有針對(duì)性的教學(xué)和研究，將設(shè)計(jì)融入實(shí)際應(yīng)用中，提高教學(xué)質(zhì)量。

2.3 建立課程項(xiàng)目化教學(xué)體系

建立課程項(xiàng)目化教學(xué)體系對(duì)課堂內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)化，將工程項(xiàng)目融入課程。課程可分為兩大板塊，分別是工程應(yīng)用模塊和PLC模塊[6]。由于工程應(yīng)用模塊內(nèi)容與PLC模塊內(nèi)容具有起承轉(zhuǎn)合的關(guān)系，在講授知識(shí)的過程中，學(xué)生可以將書本或?qū)嶒?yàn)課程中各章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)融匯貫通，實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用完美整合。

以“將PLC應(yīng)用于高層電梯控制系統(tǒng)”的課程項(xiàng)目為例，具體來說，可分為以下幾步：（1）布置任務(wù)。要求同學(xué)以學(xué)習(xí)小組為單位通過網(wǎng)絡(luò)或書籍收集課程項(xiàng)目相關(guān)內(nèi)容及控制要求等資料。（2）制定方案。提示學(xué)生以收集的材料為基礎(chǔ)將課程項(xiàng)目?jī)?nèi)容分為設(shè)計(jì)電路、繪制控制流程圖、編寫PLC程序和調(diào)試系統(tǒng)。同時(shí)需要學(xué)生明確時(shí)間規(guī)劃及每日工作量。（3）確定計(jì)劃。教師分析學(xué)生制訂的方案可行性，并輔助學(xué)生進(jìn)行修改[7]。（4）具體實(shí)施。學(xué)生需按計(jì)劃要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成任務(wù)，老師負(fù)責(zé)督導(dǎo)學(xué)生完成。（5）檢驗(yàn)成效。學(xué)生獨(dú)立完成項(xiàng)目后，同學(xué)負(fù)責(zé)對(duì)電梯系統(tǒng)調(diào)試并檢驗(yàn)是否符合課程要求。同時(shí)需要提交PLC程序代碼，教師對(duì)其綜合表現(xiàn)能力評(píng)分。綜合以上，通過建立“將PLC應(yīng)用于高層電梯控制系統(tǒng)”的課程項(xiàng)目，提高學(xué)生將PLC應(yīng)用于實(shí)踐的綜合能力。

2.4 大幅增加實(shí)踐學(xué)時(shí)

教師應(yīng)因材施教，根據(jù)對(duì)實(shí)踐知識(shí)的掌握程度不同來進(jìn)行分組教學(xué)，將知識(shí)按照難易度分模塊進(jìn)行教學(xué)，可以把部分淺顯易懂的知識(shí)留做課前作業(yè)，只對(duì)重點(diǎn)進(jìn)行講解，針對(duì)其余難度較大的知識(shí)點(diǎn)可以增加課時(shí)，例如PLC的通信協(xié)議、程序優(yōu)化等，在課程中引導(dǎo)學(xué)生理解并“吃透”知識(shí)。這樣從模擬仿真的實(shí)踐實(shí)驗(yàn)到與實(shí)際生產(chǎn)項(xiàng)目，由淺入深，逐步學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)，更全面地掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容[8]。再比如，教師在教學(xué)應(yīng)用理論時(shí)，不能單純教學(xué)指令理論，而是結(jié)合實(shí)踐，例如進(jìn)行交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，引導(dǎo)學(xué)生通過觀察與操作制作彩燈的PLC控制系統(tǒng)，如燈循環(huán)閃爍、時(shí)間控制等,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用意識(shí)，讓學(xué)生讀懂時(shí)序圖，明確控制要求和控制過程，之后系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案是自動(dòng)運(yùn)行方式的集散控制系統(tǒng)。

2.5 加強(qiáng)校企合作，教學(xué)緊跟企業(yè)和社會(huì)需求

眾多原因?qū)е碌哪壳案咝＝虒W(xué)內(nèi)容與市場(chǎng)實(shí)際所需并不匹配，為了調(diào)整這種情況，考慮如下解決方案。一是聘請(qǐng)企業(yè)高級(jí)技術(shù)人員加入教學(xué)團(tuán)隊(duì)或定期舉辦講座，有效地使工程實(shí)踐內(nèi)容和教學(xué)課程緊密結(jié)合，彌補(bǔ)人才培養(yǎng)中的不足。二是為加強(qiáng)對(duì)PLC生產(chǎn)過程的認(rèn)識(shí)，高校與企業(yè)合作培養(yǎng)，將學(xué)生送入生產(chǎn)車間觀摩學(xué)習(xí)，增加實(shí)踐機(jī)會(huì)，零距離感受專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用。在此期間，在同學(xué)得到鍛煉、開闊視野的同時(shí)為企業(yè)引薦了優(yōu)秀的“種子人才”，達(dá)成了“共贏”[9]。

2.6 改革成績(jī)?cè)u(píng)定辦法，引導(dǎo)學(xué)生重視應(yīng)用能力的養(yǎng)成

由于教學(xué)目標(biāo)、評(píng)價(jià)方向的錯(cuò)位，同學(xué)容易輕視動(dòng)手實(shí)踐。針對(duì)這種情況，將實(shí)踐能力評(píng)分納入綜合評(píng)分范圍，并增加比重勢(shì)在必行。PLC 課程考核總分?jǐn)?shù)構(gòu)成除了筆試基礎(chǔ)知識(shí)成績(jī)外，還需增加實(shí)驗(yàn)成績(jī)占總成績(jī)的比重。調(diào)整前后總成績(jī)構(gòu)成變化如表1所示[10]。

表1 調(diào)整分?jǐn)?shù)比重前后對(duì)比

3 結(jié)論

事實(shí)上，近些年來與PLC相關(guān)的教學(xué)改革一直在進(jìn)行。事實(shí)證明，根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)因材施教，結(jié)合當(dāng)今社會(huì)所需人才按需培養(yǎng)，采取切實(shí)可行的教學(xué)目標(biāo)、課堂模式等可以有效解決人才短缺的問題，積極培養(yǎng)出不但基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)而且實(shí)際應(yīng)用能力較強(qiáng)的綜合性人才。