PLC課程實踐教學及考核的探索與實踐

摘要：以PLC課程實踐教學改革為切人點，從PLC課程的實踐教學和實踐考核的兩方面改革進行探討，對課程實踐進行分析和研究。實踐證明改革的效果良好，滿足自動化及相關專業應用型本科人才培養的需要。

關鍵詞：可編程控制器；實踐教學；考核

中圖分類號：G652 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）08-0139-02

廣東技術師范學院天河學院電氣工程系實驗室始建于2003年，為了迎接本科教學評估，學院投入了大量資金對實驗室進行擴建升級，到2011年底，總共擁有各類實驗（實訓）室24個，各類儀器設備總數2000臺套，資產總額達1050萬元，建筑使用面積達到3100平方米。目前有實驗員6人，專兼職實驗教師26人，主要為本系自動化、電子信息工程等工科相關專業的近2000名學生提供實驗實訓教學服務。西門子PLC實驗室建立于2008年3月，實驗設備主體是浙江天煌科技有限公司開發研制的28臺西門子THSMS-A型可編程控制器實驗裝置，總價值33.52萬元，可供自動化專業學生進行西門子PLC分組實驗和課程設計，完成從PLC基本指令練習到直流電機調速等24個實驗項目。該實驗室的特點是：設備新、檔次高、數量多，能為較多學生的班級同時開出實驗。

一、課程性質和特點

“電氣控制與PLC”作為自動化專業的主干課程[1]，也是取得維修電工國家職業資格等級證書的核心課程。其課程建設從教學內容、教學方法、實踐環節等幾個方面鞏固和加強基礎理論的教學，幫助學生熟練掌握本專業的基礎知識，并通過實踐教學環節使學生受到實際操作和實驗手段方面的訓練，提高學生的專業素質。該課程的最大特點是應用性、實踐性強，理論和實踐結合得尤為緊密[2]。因此，實踐環節在本課程教學中具有非常重要的地位。

以前，該課程的實踐教學環節主要存在形式比較單一、課時量較少、學生興趣不高等問題，嚴重影響了課程的教學效果，制約了學生實踐能力的培養。為解決這些問題，努力提升實驗課、課程設計等實踐教學的效果，我們通過實踐教學及實踐考核兩大方面，來進行PLC課程的探索與實踐。

二、實踐教學的改革

實踐教學是電氣控制與PLC課程的重要環節。在大學教育中，實踐教學既要符合知識傳授的教育規律，滿足大學厚基礎、寬口徑人才培養的要求，又必須與現在迅速發展的科技相適應，承擔學生綜合素質、實踐技能和創新能力的培養，適應社會對于強技能和高素質大學人才的需求[3]。PLC作為操作性較強的課程，實踐教學內容如果單單設置為驗證性實驗，不利于激發學生的學習興趣，應讓學生根據實驗內容自行設計，以拓展思路，彌補理論學習上的不足，保證理論夠用，又突出實踐動手能力的培養，以增強學生的就業競爭力[4]。

1.實驗環節教學改革。實驗是實踐教學中最基本、最重要的一個內容[5]。PLC實驗教學環節的設置包括演示性、驗證性、綜合設計性實驗三個部分。為使學生對PLC的應用加深理解，要增加綜合設計性實驗的比例，除了實驗指導書內容外，還要補充指導教師提出問題、學生自行設計編程的內容。①演示性實驗包括三層電梯控制系統、裝配流水線的控制、自動售貨機的控制等演示；②驗證性實驗包括基本指令練習、電機正反轉控制、LED數碼顯示控制、運料小車的控制等驗證；③綜合設計性實驗包括天塔之光模擬控制、十字路口交通燈控制、水塔水位控制等設計。比如在“天塔之光模擬控制”實驗中，學生可根據自己的設計，控制發光二極管的亮滅呈現出各種不同的造型和圖案，比較哪個組的造型更漂亮，花樣更多。

又例如在“十字路口交通燈控制”實驗中，先讓學生去有紅綠燈的十字路口現場觀察交通燈變化的整個過程，有個感性的認識，然后記錄下來。學生在設計程序時，一種思路是先寫出交通燈控制的步驟，根據紅綠黃燈變化的先后順序畫出順序功能圖SFC，再依據SFC設計順序控制程序；另一種思路是根據東西方向和南北方向每一個紅燈、綠燈、黃燈亮滅持續時間的長短畫出交通燈時序圖，用多個定時器把每一個燈亮的時間先設定好，然后通過定時器的動作來控制交通燈的亮滅。

2.實訓環節教學改革。實訓教學環節也稱為課程設計，主要是讓學生學會實際電氣線路的設計和安裝，掌握使用PLC解決實際問題的能力。

課程設計每個班為期2周，按照強弱搭配與自由組合相結合來分組，每組2個學生共用一臺實驗裝置，并選出組長1人。一方面，將基礎好、動手能力強的學生與基礎相對較差的學生組合在一起，堅持集體活動可以保證項目按時完成；另一方面，以小組形式相互討論和研究方案，又有利于學生間互相交流，有助于專業較差學生的提高。分組后，教師針對學生情況分配具體的課題項目，學生以小組為單位制定實施項目的計劃，包括時間分配、任務分工、寫出I/O分配表、設計I/O接線圖、完成編程等各項內容。在各階段設計的過程中，教師要跟蹤指導和參與一些學生的討論，對學生的初步方案進行完善，對方案進行比較、評論和總結，學生從中得出結論，共同進步。

以往的分組，教師布置的項目只能使小組中學習較好的學生得到鍛煉，基礎較差的學生得不到鍛煉；而現在分工后每個學生都有壓力，基礎較差的學生即使被分配了一些不太難的任務，也要自主學習、動腦思考。

三、實踐考核的改革

1.實驗環節考核改革。考核是檢驗和評價教學效果的重要手段，評價是對學生學習的促進。為了對教學效果和學生成績有一個真實的評價，在對實踐教學進行改革的同時，我們對PLC實驗課程的考核方式進行了同步改革，主要是建立在對學生動手、完成情況、工作態度的考核：①對于演示性實驗和驗證性實驗，學生按實驗指導書上的要求和步驟在規定時間內完成。實驗成績評定采取實驗全過程的評價方法，即實驗預習（教師課前檢查）占20%，實驗操作過程（教師現場記載）占50%，實驗報告（教師課后評閱）占30%。②對綜合設計性實驗，由老師給定或由學生自己選定實驗項目，老師給出設計的任務和要求，學生制訂出具體的實施方案和步驟與老師交流，經同意后，學生自主完成實驗過程，最后以小論文的形式上交實驗報告。

2.實訓環節考核改革。由于課程設計是以培養學生實踐和應用能力為目的。PLC課程的考核主要是對軟硬件的分析設計、現場系統調試、課程設計論文的寫作能力和答辯等環節綜合評分。

在教學過程中，我們對考核的方法進行了改革，考核包括三個方面：動手能力及完成情況占總成績的40％；課程設計報告占總成績的30％；平時考勤及答辯情況占總成績的30％。

四、結束語

實踐證明：PLC課程實踐教學改革效果良好，學生反饋好，滿足自動化及相關專業高級應用型本科人才培養的需要。通過改革，大多數學生在整個學習過程中目標明確，專業技能有很大提高，設計能力增強，中級和高級維修電工證通過率由原來的70%多上升到90%多。我們需進一步建設與本科教學相匹配、和新技術發展相協調的實驗教學體系，全面提升PLC課程與實驗的教學水平，為社會培養更多高素質的人才。

參考文獻：

[1]吳艷花.PLC教學實踐改革探索[J].機械管理開發，2010，25（5）：152-153.

[2]康志亮，許麗佳，陳松柏.可編程控制器課程改革與實踐[J].中國農機化，2011，（2）：133-136.

[3]翁國慶，張有兵.“電氣控制及PLC技術”課程實踐教學的改革與優化[J].中國電力教育，2010，（6）：143-145.

[4]郭振軍.PLC實踐教學改革的探索與實踐[J].中外教育研究，2011，（9）.

[5]王立忠，張偉亮，王廣德.新形勢下的PLC課程創新教學方法探索[J].長春師范學院學報，2011，30（5）.

基金項目：本文是廣東技術師范學院天河學院項目“PLC課程實踐教學及考核的改革與實踐”（編號2011THEGN002）的部分成果

作者簡介：陳龍（1983-），男，助教，碩士研究生。