PLC電氣控制與組態設計課程教學研究與實踐

楊 明

江蘇省徐州技師學院，江蘇 徐州 221151

?

PLC電氣控制與組態設計課程教學研究與實踐

楊 明

江蘇省徐州技師學院，江蘇 徐州 221151

PLC電氣控制與組態設計課程是教學中的重點與難點，在其課程的學習中PLC電氣控制與組態設計課程教學非常重要，為此，本文通過從課堂教學、教學手段、教學研究、實踐教學等幾方面對該課程的教學方法進行研究與介紹，以期能夠合理的安排教學內容，增強教學效果，提高教學效率。

可編程控制器；組態設計；教學方法

PLC電氣控制是電氣工程領域中的一項關鍵技術，具有較強的實踐性，為該課程的教學帶來一定的困難，因此，采取何種有效措施來提高教學效果成為相關教育工作人員急需研究與解決的問題。

一、教學內容及必要性

教學內容和教學方法對學生的學習非常重要，為了提高學生的學習效率，讓學生更好地掌握PLC電氣控制技術，要對教學內容和教學學時進行合理的安排。如果這門課程共有四十二個學時，實驗課要占到十四個學時。教學內容主要包括：可編程控制器的基本內容、松下電工可編程控制器產品—FP1介紹、FP1的指令系統、PLC的編程及應用、FP1的特殊功能及高級模塊、松下電工PLC編程工具及三維力控組態軟件介紹、監控組態軟件與PLC應用總體設計等，教學實驗主要包括：指令系統實驗、運料小車PLC控制實驗、十字路口交通指揮燈控制實驗、啤酒裝箱自動生產線組態仿真實驗、自動售貨機PLC控制組態仿真實驗。

PLC電氣控制是自動化專業的主要課程，課程主要包括PLC和繼電接觸器控制系統。因為課程內容繁雜，且覆蓋面寬，綜合性極強，導致實際教學中經常發生“滿堂灌”的教學現狀，不注重學生的主體地位，僅僅被動的接受知識，其次，由于學生實踐經驗匱乏，學習PLC電氣控制這樣實踐性較強的課堂并不容易。如絕大多數普通院校一樣，學生畢業后將會從事電氣系統設計以及電子線路設計，或是維護及改造等工作，將會直接應用到PLC電氣控制這門課程，為此，通過強化教學手段，能夠有效提高學生學習的自覺性及積極性，換被動為主動，更好的掌握相關知識和理論，為學生的日后就業奠定良好的基礎。

二、教學方法研究

(一)采用啟發式和研究式課堂教學

課堂教學有兩個方面的重要目的，第一是進行傳授知識，第二是對學生進行思維的啟發。其中啟發思維要貫穿于整個教學過程，對學生的學習非常重要。啟發思維的最主要目的是教會學生分析問題和解決問題的方法與思想，讓學生學會獨立分析問題和解決問題。例如，在講解可編程控制器FP1指令時，可以分為三個步驟進行：第一，教師可以首先帶領學生進行梯形圖的繪制，第二步，教師引導學生根據梯形圖寫出指令表，第三步，讓學生結合梯形圖和指令表，認識到各種指令所起到的作用和他們的使用事項。但在教學的過程中教師需要注意的一點是要保持教學過程中的趣味性，教師不能只顧把知識講述完整，而且還要考慮到學生的感受，要讓學生對課堂感興趣。例如，在進行PLC的編程和應用的講解時，可以把電梯的控制作為實例，利用監控組態軟件對電梯的運行動態過程進行模擬，并呈現出來供學生觀看，這種方式的教學可以提高學生的學習興趣，學生會針對這一課程討論，進行思考，對知識的理解會更深刻，學習效率提高。因此教師可以多在課堂上采用這種方式進行教學，充分調動學生的主動性，在進行知識傳授的同時重視解決工程的實際問題，培養學生的自主探究和自主學習的能力。

(二)充分利用現代化教學手段

現代化的教學手段對本課程的學習具有非常大的幫助，其中最重要的就是多媒體的使用，多媒體的授課技術也已經應用了很長時間，本課程多媒體的課件也進行了很大的完善。利用多媒體進行教學的主要優勢是可以把文本、圖形、三維動畫進行結合，對PLC控制過程進行形象的展示，學生可以更為直觀地了解到PLC控制的具體過程，有利于學生的理解。課件的制作是多媒體教學發揮作用的關鍵。課件的制作既要發揮傳統教學的長處還要體現計算機教學的優勢。在課堂上要充分體現計算機和網絡的優勢，習題、教案等相關教學資料可以在網上獲得，利用豐富的網絡資源。還可以創建關于課程學習的論壇和網站，學生之間可以在網上分享一些學習經驗、方法以及資源，教師也可以在上面對學生存在較多的問題進行統一解答。另外，網絡也突破了時間與空間的限制，在課下可以讓學生隨時學習知識。

(三)加強教學研究

教師的素質對學生有重要影響，因此要求教師的專業程度要很高，對相關知識要有一定程度的理解。學校要對科研和教學研究給予充分的重視，投入足夠的人員和資金。積極組織人員進行教學研究和科研，完成國家和省部的項目，教學研究和科研工作，可以讓學校的師資隊伍得到鍛煉，學習到更加先進的經驗，在專業研究上取得更大的發展。

(四)將科研實踐問題帶入課堂

現代化的教育理念對教學具有很大的作用。例如研究性學習、探究性學習以及協作性學習等，在課堂上引入實際問題，把理論知識與實踐相結合，讓學生利用理論知識來解決實際的問題。例如可以通過對鍋爐控制系統進行分析來引導學生學習PLC應用編程，首先說明鍋爐的控制背景和條件以及點火熄火的控制要求，然后讓學生充分應用自己所學的知識進行編程和進行I/O點數的分配，最終模擬出鍋爐的點火和熄火控制。這樣的教學方式不僅可以讓學生感受到自己所學知識與實際的生活是有很大聯系的，而且在學習中學生也可以發現較多技術中存在的問題，激發學生的學習動力，提出自己的見解和意見，這也對教師的科研工作具有一定幫助。

(五)注重實踐教學

PLC電氣控制與組態設計這一課程的實踐性非常強，因此在課時分配上，實驗課占到較大的比例。針對這一課程PLC控制組態綜合仿真實驗系統被開發出來，此種實驗系統實現了PLC的電氣控制系統設計與組態設計的有機結合，有效解決了用實物開設實驗課的問題。利用組態軟件進行全真模擬PLC的控制對象，這種實驗方法可以不需要通過實物，而是利用微機來檢驗程序是否正確，這樣的方式為學生的學習帶來了很大的便利，也是PLC控制課程教學方式的一種創新，并起到了良好的教學效果。

在本課程的教學中還可以采用把課外的科技創新活動與教學內容的相結合的形式，教師可以組織或指導學生參加一些電子設計和機器人制作大賽，通過這類課外活動來鍛煉學生的實踐能力和對課程學習的積極性，以此來提高學生的學習興趣，加深對課程內容的理解，并可以使學生充分發揮自身特長，這對學生以后的發展也有著重要作用。

三、效果分析

經過數年來的實踐與發展，在本課程的多媒體教學軟件、計算機輔助教學、課程實驗、教學方法改革、課程體系、人才培養模式以及發展規劃的標準化改革下，取得了系統、全面的成果。

為了更好的對實驗教學條件予以改善，應用“PLC電氣控制CAI組態仿真實驗系統”，就教學意義來說，計算機全真模擬可以解決被控對象的真實特點，通過多樣化、低廉成本和有效的設備，豐富學生實驗課程的內容，提高PLC實驗課教學效果，優化學生動手能力和編程能力，使學生不斷積累工程實踐的經驗，來實現全方位教學的根本目標。近年來，通過自制的簡單實驗設備以及PLC控制組態仿真實驗系統，教學效果良好，值得進一步推廣應用。

四、結束語

PLC電氣控制與組態設計課程的教學中，為提高教學效果主要的教學方法有啟發式和研究式課堂教學，充分利用現代化教學手段，加強教學研究，將科研實踐問題帶入課堂，注重實踐教學，開設創新性實驗等，另外合理安排學時和內容也很重要。只有做好這些才能讓教學工作更加高效，使學生的學習效果得到提高，從而使學生能夠運用所學知識進行實際問題的分析與解決，培養學生的創新實踐能力。

[1]吳宏岐，李曉斌，王亞云，張昭.《電氣控制及PLC》課程工程案例教學方法研究與實踐[J].大學教育，2013(19)：70-71.

[2]冮明穎，姜丕杰.電氣控制與PLC應用技術課程教學方法改革與實踐[J].中國電力教育，2014(3)：58-59.

[3]王建勛，張麗然.高職院校《電氣控制與PLC技術》課程教學改革的探索與實踐[J].才智，2015(20).

[4]李文娟，周美蘭，戈寶軍.“PLC電氣控制與組態設計”課程教學研究與實踐[J].電氣電子教學學報，2010，32(z1).

TM

A