談《電氣控制和ＰＬＣ》課程教學改革

摘要：《電氣控制和PLC》一直是自動化專業的主干課程，多年來，它的教學不能適應學生職業能力的培養，本文認為應以能力為目標，學生為主體從課程教學設計、課程實驗實訓設計兩個方面進行改革。

關鍵詞：PLC教學；能力目標；教學設計；任務設計

中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)35-2359-01

PLC技術直接應用于工業自動控制現場，更新發展速度快，實踐性強，學生掌握后，可將這項技術直接應用于工作需要。可是目前的教學和實踐存在諸多的問題。多年來，很多教師根據PLC實踐性強的特點，不斷的進行教學改革，比如增加實踐課時，推廣項目教學法等，教學有了一定的改進，但只是增加了一些實訓時間和實踐課時，仍然沒有改變以理論教學為主的傳統教學方式。而且由于實驗室設備單一，實踐課變成程序設計驗證，和工作現場相差較大，學生仍然沒有整體的認識。也就沒有改變教學和職業能力的矛盾。

《電氣控制和PLC》的職業能力及就業方向定位為自動控制設計，電氣設備、運行、維護、安裝調試，要求學生具備相應的理論知識和能力。定位比較準確、就業前景廣闊。以前沒有突出職業能力的掌握，以至于學生到即將畢業時還不知將來要干什么、要掌握的知識和應具備的能力是什么；這說明我們的教學設計不夠完善，課程內容不能涵蓋專業的知識群和能力群，理論知識過多。

對現有的教學方法我想以職業能力基礎，以學生為本位，，以達到深化學生的理論知識，使學生全面掌握PLC技術能力，培養高素質的應用型人才的目的。

1 在課程教學設計方面

1) 進一步增加主干專業課課時，修訂教學大綱、修訂教學計劃

重新界定專業課。高等職業教育要求學生拓寬基礎、強化能力，開展素質教育、養成終身教育的觀念。所以，很多教育工作者，就把公共文化課視為基礎，專業基礎課和專業課作為專業課。造成了專業課、技能課課時過少，學生學完后基礎是寬了，但基本沒有學到多少專業知識，就業時總感到沒有一項可用于就業的較強的技能。

我覺得應把基礎課程和專業課程重新界定，為完善學生的素質結構、為養成終身教育服務的課程都應界定為基礎課，為就業做準備的界定為專業課和技能課。大量增加專業課和技能課的課時，突出主干專業課。目前的PLC課程主要包括兩方面的內容：一是低壓電器控制，二是可編程控制器原理及應用，另外還可能涉及組態軟件設計或其他仿真軟件的使用。教學內容眾多，且都是實踐性很強的項目。在教學時，教學大綱內容眾多與課時有限之間有矛盾。我院電氣專業是三年制的，但學生一般在一年級安排基礎課，二年級安排專業基礎課，三年級安排專業技術課，而很多學生到三年二期時找到合適的工作，便會提前離校。還要去掉節假日課時往往不夠，原定的教學計劃往往不能完成，學生不能完整的掌握必要的專業技能。修訂教學計劃，增加專業課課時，提前進行專業課的教學。

2) 整合課程教學內容，使之與能力相結合

確定課程教學內容應側重能力培養和實際應用。課程內容的整合為課程改革成敗的關鍵。

教材內容必須與實際應用技術的發展水平相適應。在教材內容的設置上，注重產品的更新換代。根據現場崗位對常規電氣控制與PLC技術的需求，并根據電氣控制技術向常規電氣控制與微機控制相結合的發展趨勢，確定本課程教學目標和應具備的知識內容為：常用低壓電器的選擇和整定、基本控制電路設計、典型設備的控制電路、PLC的結構及工作原理、指令系統、程序編制及應用設計、PLC編程軟件和組態軟件的使用，功能指令及其應用，特殊功能模塊應用，綜合實訓。

應具備的能力目標：會選擇低壓電器、具有構建基本功能的控制電路的能力；掌握PLC結構及工作原理、具有編制小程序的能力；具有對簡單工程進行PLC維護和設計的能力；具有編程軟件的安裝和使用的能力；具有控制電路技術革新與改造能力。

3) 實行課程的單元設計

根據前面確定的教學內容，對教學內容進行科學的組織，對教學內容以能力為目標實行單元設計。比如在講解基本邏輯指令時，傳統的教學往往是指令的格式，意義，舉例，說明。講完以后，學生對指令的實際應用還是不了解。單元設計應以能力為目標。如在講解脈觸點指令時，應讓學生用此指令進行一自動控制程序設計，如自動沖廁程序設計，怎么選擇傳感器，怎么安裝等。

2 在實驗方面，增加實驗設備，完善實踐教學基地。循序漸進的開展實驗，實訓教學活動。

我校的教學試驗資源有限，試驗中只能進行重復性編程練習。PLC 課程是一門實踐性很強的專業課程，課程的開設有三分之一到二分之一的課時是實驗課，但在實驗室做該課程的實驗又有其局限性，我校的 PLC 實驗臺是天煌教儀的 THPLC-2 可編程控制器實驗箱，該裝置采用的是日本三菱FX1N-40MR，目前針對試驗裝置開設的十三個實驗中不是簡單的開關量控制的驗證性實驗，簡單的開關量的重復編程，就是控制要求過于復雜的程序設計，不能緊跟教材，不能做綜合實踐實驗，在教學中不能收到良好的教學效果。

試驗設計的總體思路是以職業能力為目標，以學生為主體，教師指導，變驗證性試驗為多種形式的任務訓練。將試驗分為：驗證性試驗、讀程序和修改程序、設計性試驗三大類。

1) 驗證性試驗任務是基礎試驗，主要針對基本編程指令設計，目的是使剛接觸PLC的學生能夠很好地理解PLC的工作方式和它的基本指令用法；具體有：(1) 基本位邏輯指令的練習；(2) 定時器與計數器指令的使用；(3)順序控制實驗；每個實驗都要體現出學生對指令的應用能力，對硬件的連接和調試能力。

2) 對程序和程序修改試驗作為驗證性試驗和設計性試驗的過渡任務，根據一定實踐案例的控制要求，給出控制程序，能實現其一定功能又存在問題，訓練學生讀程序和調試程序的能力；設計性試驗是對已學知識的一個綜合應用，在題目選擇上要側重不同的指令編程方法，避免將這類試驗編程對一類指令的重復練習。

3) 設計試驗任務訓練

設計性試驗所占比例較大，在試驗的選擇上，要注意實用性、典型性，同時每個試驗針對不同的指令或不同的編程方法又需要各具重點。教師在試驗前，可給予學生適當的提示或給出基本的設計思路或提出程序設計中需要注意的問題，而程序的主題由學生獨立完成。

4) 功能模塊實驗任務訓練

PLC 的功能模塊的多少和功能的強弱，直接反映該系列 PLC 的性能，實驗室不可能將所有的功能模塊購置回來，實驗室可提供一個模塊，設立綜合性、設計性實驗，實驗中，可培養學生的動手能力，實踐能力，學生利用該模塊，自己設計檢測電路部分、模擬信號輸入部分、基本單元與功能模塊的讀寫操作、控制信號輸出部分，是一種綜合知識的運用和實踐動手能力的鍛煉。

5) PLC 通信任務訓練

隨著工業自動化的發展和控制系統集成度的增高，PLC作為工業控制的三大支柱之一，PLC控制系統的網絡化越來越普遍，讓學生盡可能地接觸和掌握 PLC 通信的內容，也是為社會輸送具有現代控制技術和能力的具有競爭力的畢業生的需求。

開設設計性、綜合性實驗——“PLC 通信結構的設計及數據通信的實現”，全面掌握 PLC聯網通信以及上位PC機對PLC的現場通信控制。

6) 仿真訓練

受試驗室硬件設備和條件限制，為了給學生提供更多的實踐機會，可以指導學生利用仿真軟機設計和調試程序。目前大多數公司的產品都提供仿真軟件，它不需要實際的硬件設備，就可以擴展教學試驗范圍，學生學會后也可在自己的電腦上做編程練習和完成習題，從而提高學生的研發能力。

7) 綜合實踐任務訓練

我校在實訓方面，偏重編程練習，對實際項目缺乏整體認識。實驗裝置簡單，較少，缺乏綜合實訓所需要的設備，綜合實訓往往是復雜的程序設計，學生對PLC的實際用途仍然不了解，對PLC在實際工作現場的作用仍然缺乏認識。

我認為學院就適當增加一些整體實驗設備，配置兩三套工廠自動控制模擬裝置，學生可以通過實訓設計，對PLC技術的應用有個整體的認識，也可以通過其項目的設計安裝調試，提高學生職業能力。