實踐教學在PLC課程的應用

摘要：根據PLC課程教學的特點，為切實提高學生對PLC課程的學習效果，探討將實踐教學方法引入到PLC課程教學之中。從而實現理論與實踐的完美結合。本文結合此門課程教學特點，對實踐教學方法在其具體課程教學過程中的操作步驟以及教學體會進行論述。

關鍵詞：PLC課程；實踐；教學；應用

中圖分類號：TP273.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712（2012）20-0048-02

一、引言

PLC即可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller），它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸、輸出控制各種類型的機械或生產過程。它是計算機技術與繼電接觸器控制電路相結合的產物，與工業控制對象有非常強的接口能力。[1]由于PLC具有使用方便、編程簡單、性價比高、硬件配套齊全、用戶使用方便、適應性強、可靠性高、抗干擾能力強、設計、安裝、調試方便、維修方便等特點，近年來，PLC在工業控制領域被廣泛應用。為此，PLC控制也成為各大高校機械制造、自動化控制等專業的必修課程。

根據近幾年的教學經驗，我們發現單純進行PLC理論教學滿足不了生產需求。因此，我們加大了對PLC實驗室的投入，并對教學方式和實驗設備進行了革新。為最大程度的實現理論與實踐的完美結合我們在PLC實踐教學方面進行了一些探索。本文從PLC課程教學現狀加以分析，研究課程教學中存在的問題、探討實踐教學方法在其具體課程教學過程中的操作步驟并總結出實踐教學方法應用后的教學體會。

二、PLC課程教學現狀及存在問題

PLC課程除進行基礎概述學習外，PLC硬件和工作原理、變成原件和指令系統、梯形圖程序設計方法以及PLC在工業中的應用等也是其主要課程內容。筆者近年來在PLC教學一線發現了該門課程的教學存在如下問題。

1.學生對PLC課程在工業生產中的應用價值認識不夠，缺乏對學科的重視和濃厚的學習興趣。

2.從事PLC教學的多為年歲較大的老教師，他們在教學過程中未采用多媒體授課，缺乏生動形象的圖片資料，一味追求照書本講述理論不能調動學生的積極性。

3.教師在授課過程中對書本的依賴程度過高，缺乏對課本以外的實用性強的知識的講授。因此，學生只掌握了PLC的“皮毛”，具體到生產實踐中PLC的應用一知半解。

4.實驗課程較少，且教學實驗往往是在教師進行理論知識講述之后才進行，學生們已經知道了實驗的結果，故而缺乏思考和探索的過程。因此，這種驗證性的實驗對學生而言沒有實際意義。

5.學生動手能力差，缺乏對理論知識的活學活用。雖然有些學生通過刻苦學習取得了不錯的學習成績，但是這些學生實際動手能力較差，理論和實踐未能較好的銜接。筆者總結多年的教學經驗和對PLC教學現狀的分析，發現了該門課程教學中存在的問題并指出了要把實踐教學引入PLC課程教學中來。

三、實踐教學方法及操作步驟

實踐教學，就是以接近真實的實踐題目去要求學生，讓學生能夠運用理論知識去設計現實的控制系統。[1]實踐教學是鞏固理論知識和加深對理論認識的有效途徑，是培養具有創新意識的高素質工程技術人員的重要環節，是理論聯系實際、培養學生掌握科學方法和提高動手能力的重要平臺。基于實踐教學的重要性，我們在PLC教學中需要引入實踐教學方式，并按照以下實施步驟進行操作。

（一）PLC課程實踐題目的設置

開展實踐教學最關鍵的就是設置實踐題目，實踐教學的基礎是實驗。然而，實驗和實踐之間卻存在著很大的差距，最明顯的即是實踐具有真實性且更接近生產現實。設置實踐題目對于教師而言是非常傷腦筋的問題，這需要根據每位學生對PLC理論知識的掌握程度、理解水平來設置不同難度系數的題目。這也是因材施教的最大體現，可以為學生留出自由發揮和自主創新的空間。學生能夠結合自己的興趣在系統的界面、設計思路、控制指標等方面另辟蹊徑，體現出自己的才華。

（二）實踐題目的分配和實踐計劃的確定

教師根據學生的學習效果設置實踐題目后，可以依據學生人數進行分組，以每組2-3人為宜。每組學生要進行明確的分工，以使他們在這一過程中充分發揮自身作用。依據教學進度將題目公布給學生之后，讓學生結合自身情況進行自主選擇。為避免學生在選擇題目時因懷揣“偷懶”心思，集中選擇難度系數相對較低的題目，而相對較難的題目無人選擇，教師在此時要進行合理的引導和調控。再根據學生自由結成的小組和各組確定的成員分工，制定該題目的實施計劃和需要應用的測試儀器及元器件。

（三）實踐題目項目的實施

教師在項目的實施過程中需要承擔的角色是配合及其引導學生。因此，教師要根據實驗室所配備的PLC型號，讓學生選擇索賠型號的PLC。在對學生的實踐題目做基礎性分析的前提下，指導學生依據控制要求，確定輸入輸出元器件和配合電路所用的元器件，并為學生提供實踐項目所必須的供元器件及相關測試儀器。在了解PLC輸入、輸出點數及輸出方式以及PLC內部各元器件特點的基礎上，繪制PLC接線圖。接下來就是整個項目最關鍵的環節，進行程序設計。教師因勢利導，積極引導學生根據系統工作先后順序繪制順序功能圖。這一環節最能鍛煉學生實際操作水平，為培養學生養成獨立思考問題的習慣和系統性了解PLC設計過程具有重要意義。程序編完之后的調試工作是對整個程序可操作性的檢驗過程，在調試過程之中，學生一定要潛心研究此項目的程序設計時候存在缺陷，一旦發現問題，及時加以修改。這對于積累PLC項目設計經驗具有非常重要意義。

四、實踐教學方法在PLC課程教學應用體會

隨著近幾年PLC技術在裝備制造企業的廣泛應用，掌握PLC技術的人才越來越受裝備制造企業青睞。PLC課程作為機械制造、自動化控制等專業的核心課程以及掌握PLC技術理論的重要途徑，需要引起廣大師生對此門課程的共同重視。為此，在將實踐教學方式引入PLC課程教學中后，PLC的學習效果會大大改善。為此，筆者談一下教學體會。

（一）開門見山，通過案例激發學生對PLC課程的學習興趣和學習欲望[2]

這就要求PLC課程教師在第一堂PLC課程準備上下功夫，由于PLC概述在課本上都已經進行了詳實的論述，這些內容十分枯燥、單調，學生如果在第一堂課就聽到這些枯燥無趣的內容，直接影響了他們在后續的課程中的學習興趣。為此，教師須做充分的課程準備，除了向學生介紹將PLC課程在教學培養規劃中所占據的位置外，通過介紹PLC技術在工業生產、農業生產、娛樂業中應用的經典案例，如街頭夜市閃爍的霓虹燈、鋼鐵高爐的上料控制等都是對PLC技術的應用。還可向學生介紹PLC技術對裝備制造業所起到的重要作用、對于學生未來就業的影響等方面，以此來刺激學生敏感的神經，激發起他們濃厚的學習興趣，認識到這門課程對實踐的指導意義以及就業市場對這方面人才的迫切需求。從而鼓足勁頭，全身心學好PLC技術理論知識，為開展實驗、指導實踐做好準備。

（二）案例式教學和啟發式教學相結合[3]

這種教學模式對教師提出了更高的要求，需要教師在課程設計時，將PLC指令融入到使用PLC技術的案例之中。在教學過程中，通過多媒體教學模式，為學生演示案例，生動再現PLC的控制效果，之后引出這種控制效果需要設計的控制指令。這樣即使控制指令枯燥抽象，由于學生的求知欲已經被點燃，也會主動去學習指令及其用法。教師此時按照由易到難的順序進行講授，一定會收到不凡的教學效果。此外，教師還需要對學生不斷進行啟發，引導學生獨立完成PLC控制要求，這會增強其學習的自信心和成就感。為下一步上機操作打下了堅實的基礎。因此，教師需巧妙將案例式教學與啟發式教學相結合，使學生達到學習PLC課程的興奮點。

（三）實現PLC課程教學多層次實驗模塊

實踐教學方式被引入課程之后，對于培養學生的動手能力和創新意識具有重要作用。但為了達到更好的效果，應將實踐教學分為基礎實驗模塊、設計實驗模塊和綜合實驗模塊三個層次。使學生在掌握基本指令和如何運用功能指令后，通過教師引導進行實驗設計和程序調試后，能夠獨立完成編程調試工作。為了檢驗理論知識學習效果，教師幫助學生練習某些應用PLC技術的工業企業進行實習，通過參觀、工作、設計，把握PLC技術在控制領域的具體應用。從而有針對性的學習積累。

五、結語

學習PLC技術的核心在于能夠通過理論知識學習達到解決生產中實際問題的效果，只有將實踐教學引入PLC課程教學之中才能實現理論與實踐的完美結合

參考文獻：

[1]劉瑋.實踐教學在PLC課程的應用.DOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2012.01.066

[3]王惠.PLC應用技術自主式教學模式的實踐[J].機械管理開發，2010，4：185-186.

[3]王宏偉，于立影.案例和啟發教學在PLC教學改革中的應用[J].遼寧高職學報，2010，2：24-25.