高職PLC課程改革探討

王雪麗

摘要：可編程邏輯控制器（簡稱PLC）課程是高職學院機電、電氣等專業的主干專業課程，是一門綜合電氣控制技術、傳感器檢測技術、計算機控制技術、網絡通信技術等多領域、多學科的復合型課程，是學生將來從事相關PLC崗位工作必修的專業技術課程。PLC控制技術在企業生產中是一門相對成熟的技術，在當前國內大中型企業中得到了廣泛的應用，隨著電氣控制技術和計算機技術等的不斷發展，PLC得到了前所未有的廣泛應用和發展。在這種工業背景下，PLC課程的教學內容、教學方法和考核方式等方面需要時時關注企業人才需求發展而進行自適應調整，因此，改革PLC教學內容、教學方法及考核方式等方面需要與時代發展保持同步。

關鍵詞：高職；PLC；課程改革

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）15-0205-02

高職課程改革的目標是發現高職課程在教學設計、教學內容、教學方法和考核方式等方面存在的缺點和不足，在教學過程中不斷加以改進，探索提高學生對知識和技能的接收與運用等多方面能力的各種途徑，從而提升學生在學習和實際工作中的應用能力。下面以高職PLC課程為例進行探索與實踐。

一、高職PLC課程現狀

目前，PLC課程在高職院校中屬于開設專業較多、教學做一體化教學模式執行效果較好的課程，企業對高職PLC技能人才需求也穩步增長。高職PLC課程主要培養學生具有以下三方面能力：具有PLC控制系統主電路和控制電路設計、安裝和接線能力；具有PLC控制系統程序設計及調試能力；具有PLC控制系統維護、維修和檢查能力。經過PLC課程教師多年教學、企業調研、技術培訓和各種技能大賽的經驗積累，目前PLC課程教學知識目標、能力目標和素質目標已經較好地滿足企業對高職PLC技能人才的需求，但是還有一些方面需要提升，具體包括以下幾個方面。

1.教學實驗實訓設備低端。PLC產品與其他大多數電子產品一樣，都具有種類比較繁多、發展比較快速的特點，因此常常導致教學內容針對的產品設備不能及時更新。本著服務地方企業的宗旨，通過調研吉林省地方大型企業，得知PLC在地方企業生產中主要以西門子S7-300系列和西門子S7-400系列為主，西門子S7-200系列已經屬于面臨淘汰的設備，而高職院校大多采用西門子S7-200低端系列設備，學生學習西門子S7-200系列相關知識后，參加工作還需要再學習西門子比較高端設備的相關知識，因此從設備選擇方面對學生就業有一定影響。

2.教學項目選取范圍略窄。由于高職院校大多數學生自身學習能力一般，學習態度不夠端正，學習PLC技術相對比較困難，所以在PLC項目教學中主要涉及硬件組成、性能指標、可編程軟元件指令應用等理論知識。PLC課程大多選擇簡單項目，一般在教學做一體化教學模式中選擇項目主要包括四部分：可編程控制器認知、三相交流電機控制系統的設計與實現、燈光控制系統的設計與實現以及PLC主從通信的實現，一般不涉及步進電機、伺服電機和變頻器等方面，學生對PLC的實際應用理解較淺，對學生就業崗位涉及的實際操作環境應用設備較少。

3.教學項目實施平臺局限性。在PLC課程教學過程中，需要大量的控制器件，尤其PLC和變頻器等器件價格較高，教學資金投入較大，升級和更新換代受限。在教學做一體化中，學生位于主要地位，教師處于引導輔助地位，最重要的“做”環節主要體現在PLC實驗實訓室進行的講練結合操作。雖然通過“做”環節提高了學生的編程技巧和動手能力，但是由于實驗臺臺數有限和使用時間限制，在教學中發現大部分學生在課上只能完成驗證性內容，無法實現創新能力培養，并且一般高職院校采購一次PLC設備，需要在教學中使用多年，PLC設備很難根據教學的不斷發展而進行修改和擴充。

4.教學與技能大賽融合深度不夠。通過多年國家和各省舉辦的高職技能大賽，全國高職學校在教學和技能大賽互相促進方面取得了巨大的成績。通過PLC技能大賽，教師的專業技能得到了較大的提高，整體教學水平和質量突飛猛進，優秀的學生更是能夠在大賽中脫穎而出。但是由于大賽時間緊張和指導教師人員較少等原因，大部分學生接觸不到PLC技能大賽相關內容，對技能大賽只有概念認識，而無實際接觸學習和能力提高。

5.教學考核范圍不全面。在PLC考核中，大部分高職學校采用“過程考核+操作考核或者過程考核+理論操作考核”的考核方式。在教學做一體化教學模式下學生一般執行三步驟：學習理論知識，通過PLC設備完成教學項目從而驗證理論知識，課程學習完畢后參加期末考核。但是在教學過程和考核中沒有重視學生的自學性和創新性，而這是學生將來從事PLC相關崗位工作必須具備的兩方面能力。

二、PLC課程改革措施

PLC課程教師通過多年教學經驗和培訓學習等方面的沉淀與積累，全面深刻地對高職PLC課程現狀進行剖析和反思，上述出現的PLC課程問題可以通過以下幾個方面得到解決。

1.教學項目設備升級。通過企業調研，從學校服務主要地方企業需求出發，發現在以往教學中選取的項目載體S7-200屬于低端產品，針對使用西門子S7-200PLC進行教學已經不能滿足企業的技能人才需求這一問題，故將西門子S7-200PLC升級為西門子S7-300PLC。西門子S7-300PLC屬于中低端產品，其優勢主要包括具有功能強大的模擬器、有管腳基本不受限制的功能塊、點數可以做得多和通訊強大等方面。將教學項目載體升級為西門子S7-300PLC能夠使學生掌握比較前沿的PLC技術，較好地實現與企業PLC技術人才需求對接。

2.教學項目選取范圍擴大。PLC技術本身具有比較高的理論深度，涉及的知識面廣泛，同時以PLC技術為核心又衍生出很多新的控制技術和使用方法，PLC課程項目載體局限于彩燈控制，電機控制等方面已經不能滿足企業對PLC技能人才的需求。在機電控制領域，PLC技術有非常廣泛的應用，以PLC為核心而設置多門課程，PLC和相關課程在教學內容實施過程中存在一定邏輯和依賴關系，通過研究分析，以學生興趣為遷移設計科學合理的PLC內容，將教學項目擴展，主要擴展領域包括液壓控制、溫度控制、機床控制和變頻器控制等領域，以實際PLC應用為引導，讓學生體會到PLC在機電控制領域中的重要地位。

3.教學平臺增加仿真軟件。PLC的教學過程主要采用講練結合的方式，學生在學習理論部分時感到枯燥無趣，梯形圖指令不僅多而且需要掌握指令實際應用特點，這些都需要通過反復上機操作讓學生驗證知識點并加深對理論知識實際應用的理解。由于場地、設備和時間等諸多因素，學生上機操作只是完成驗證性實驗，操作只有簡單插接線和編程，達不到地方企業對PLC崗位人員的綜合性技術能力要求。西門子公司推出S7-PLC SIM Simulating Modules仿真軟件，該仿真軟件在研究設計PLC項目中可以替代西門子硬件PLC，主要包括組態設計、軟件編程和系統仿真三部分功能，PLC仿真軟件具有不涉及設備維護維修等實際問題，節省教學投入資金，不受PLC硬件設備和場所限制等優點。在沒有PLC硬件平臺的前提條件下，學生設計好控制程序后，可以直接調用S7-PLCSIM Simulating Modules仿真軟件來驗證系統功能，并且能創新設計新功能，充分鍛煉了學生的動手能力和創新能力。

4.開展PLC第二課堂活動。為了能夠讓更多的學生參與到技能大賽中來，滿足大部分學生通過技能大賽平臺提高自身技能的愿望，PLC課程團隊開展了第二課堂活動，學生可以根據自身學習情況自愿申請參加PLC第二課堂，教師將技能大賽任務點拆分重組，按照由淺到深的認知規律設計多個項目內容，參加第二課堂活動的大部分學生PLC綜合設計能力得到較大的提高。通過以技能大賽為平臺的第二課堂活動實現了“在學中做，在做中學”的良好教學效果，培養了多批理論知識掌握扎實、綜合素質過硬、自學能力和創新能力較強的學生，更好地與地方企業技能人才需求相對接，增加學生學習興趣，提高學生創新能力。

5.考核增加預習部分和創新部分考核。在過程考核中，在原有的考核基礎上，將預習內容填充到實驗實訓指導書中，預習內容以填空、繪圖、連線和判斷等簡單形式給出以激發學生學習興趣，并進行打分考核，讓學生重視預習部分，將預習內容問題和教學內容相結合，形成一種較好的帶著問題投入到教學做三個環節中的狀態，讓學生通過課上教師引導講解和動手操作解決在預習中遇到的難題，極大地調動學生學習積極性。創新內容設計即與教學內容相聯系，又與企業實際生產情況相結合，讓學生能較好地理解PLC指令在實際生產中的應用。同時在操作考核部分，將創新內容增加到操作考核中，學生在完成必考內容后，可以選擇性進行創新內容考核，提高學生綜合PLC編程能力，為將來從事PLC相關崗位工作打下良好的堅實基礎。

三、結束語

在高職PLC課程教學改革實施過程中，及時升級教學實驗實訓設備和專業仿真軟件，與企業發展同步精選課程的教學項目及教學內容，遵循學生能力培養的認知規律，采用不斷改革的教學做一體化等教學方法，實踐環節強調基于實驗臺和仿真軟件相結合的開放式設計，積極開展以技能大賽為平臺的第二課堂活動，考核部分增加預習考核部分和創新考核部分。這一系列的教學實踐與教學改革取得了良好的效果，培養出以PLC為主要技能的高職綜合技能型人才，得到了地方企業和社會的認可，較好的體現了PLC課程在高職教育中的帶動性和重要性。

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