工程化教學在“可編程控制器”課程教學中的應用策略探究

張立武

【摘要】在電氣信息類專業中，“可編程控制器”屬于實踐性和綜合性較強的一門專業課程，該課程教學效果對相關其它課程的學習會帶來一定影響，并且對學生畢業后的就業及工作都會產生影響。本文主要可編程控制器教學的現狀進行分析，在此基礎上提出工程化教學模式在可編程控制器課程教學中的應用策略。

【關鍵詞】工程化教學；可編程控制器；教學應用

可編程控制器（PLC）是通過微機處理機實現控制效果，當前制造業在激烈的市場環境中為了能夠實現產品的高質量、低成本、多規格、多品種的目的，采用PLC，使生產線或生產設備的靈活性與可靠性得到提高。而從現階段用人單位所反饋的情況來看，大部分學生在就業中都會遇到可編程控制器相關工作，而具體工作中存在學生缺乏實踐能力，對工作中出現的問題無法很好的進行解決等。所以，本文提出在教學中引入工程項目為案例進行教學，提高學生的實踐能力，提高教學的效果。

一、當前“可編程控制器”教學現狀

在學習可編程控制器課程之前，要學習“微機原理”、“電機與拖動”、“模擬與數字電子技術”等基礎課程，為PLC課程的學習奠定基礎，讓學生具備相關電氣控制電路設計的能力。現階段，因為自動化專業的方向與課程都比較多，任務比較繁重，而學生學習的時間有限，造成很多學校在教學計劃的設計時，都與不合理的現象發生。例如，PLC課程先于基礎課程開課或PLC課程與部分基礎課程同時開課。由于PLC的概念是在電氣控制電路基礎上建立起來的，而很多學校并未開設相關電氣控制課程，造成學生在學習PLC課程的時候，往往難以理解，學習中遇到的困難較大。而目前，一些學校在教學方法的選擇上也不合理，過多的理論教學占據了大部分時間，留給實踐教學的時間非常少，因此學生的動手操作能力得不到鍛煉。除此以外，由于工業生產中PLC的應用非常廣泛，而且種類較多，造成PLC編程方式也不同，教學中缺乏合適的教材與試驗裝置，對于教師和學生而言，不管是教還是學，都存在一定的困難。

二、工程化教學在PLC教學中的應用

由于學生缺乏對理論的實踐，因此在教學中增加實驗課程，選擇一些工程性實驗，幫助學生更好的掌握理論知識的同時，提高其實踐操作能力。

1、實驗設備的選擇

現階段，很多學校選擇的實驗設備主要是試驗箱類的實驗設備，在箱子底部安裝PLC及相關部件，對相關狀態通過指示燈的指示來完成。學生進行實驗的時候，只需要進行簡單的連線和程序的錄用即可完成實驗任務。這種實驗模式造成學生對PLC的控制功能完全不清楚，實驗也僅僅是試驗室的事情，與工業現場實際情況嚴重脫離。在日常學生中，偏重的是對編程的鍛煉，對具體項目沒有一個整體認識。為了對這些不足之處進行解決，在實驗課程中，不能選擇試驗箱類的設備，應該選擇一些開放性較強的實驗設備。如硬件電路圖繪制、系統選型與配置、軟件開發與軟件硬件聯合調試等，教師對學生進行引導，讓學生自己獨立完成這些實驗項目，最后對學生完成的質量進行檢查，保證實驗的效果及設備的安全，對實驗中學生存在的問題及時進行解決，達到實驗教學的目的。

2、實驗內容及實踐的選擇

在工業領域內，PLC的應用非常廣泛，在實際中通常與電子、電工、計算機、機械及液壓傳動等知識相關聯。所以，在試驗內容設置中，應該綜合考慮，將實驗盡可能的貼近實際。因為工業中應用的控制系統都較為復雜，不同系統不同行業的控制要求也不同。所以在對實驗內容選擇的過程中，要選擇有代表性的項目，如啟動與氣液傳動控制、電機傳動控制、帶閉合回路的過程工藝控制等。實驗內容的改變也要求實驗設備的更換，對于簡單的裝置可以由學生制作，復雜裝置可以購買。課時安排上實訓課程放置在周末進行，每次6-8學時。

3、工程化教學方法的實施

首先，通常，教師要提前3天以上通知學生實驗的時間、分組情況、工程項目內容以及相關要求等，目的是讓學生有充分的時間去查找相關資料進行準備，以此來保證實驗的效率及質量。其次，在實驗開始之前，教師先讓學生對系統工藝流程、控制方案、控制要求等進行討論，教師對學生的討論情況進行指導，以此來培養學生的創新意識和思維。第三，對各小組內的人員進行分工，如軟件編程、電路原理圖繪制、輸入與輸出點分配、接線圖繪制、仿真調試等交給不同學生來完成，這樣學生之間的團隊精神也得到鍛煉。第四，按照接線圖與原理圖，接好電線。此時教師要對學生進行提示，注意強弱電的區分，防止弱電系統接入強電造成設備的損壞，接線完成后，對電路進行檢查，通過教師再次檢查沒有問題后，接通電源。第五，下載軟件。對硬件與軟件進行聯調，測試相關功能，在調試過程中，如果出現故障，讓學生自己查找，解決故障，對學生分析問題和解決問題的能力進行培養。最后，對實驗結構進行驗收，由學生撰寫實驗報告。

三、結語

在可編程控制器課程中實施工程化教學方法，需要注意以下問題：由于實驗中大量的電路都是由學生自己設計完成的，所以必須保證學生在實驗中的人身安全與設備安全；因為實驗裝置都是開放性的，最開始學生接觸困難較大，因此教師要對實驗內容合理設置，由易到難，在試驗過程中，應該對學生多進行鼓勵，提高學生的自信心；在實驗教學中，可以將競賽機制引入其中，讓小組間進行競賽，討論不同小組提出的不同方案，對最佳方案應該給予肯定和鼓勵；適當增加實踐教學的比例。通過工程化教學方法的實施，PLC課程教學質量得到提升，學生的動手能力、實踐能力和解決問題的能力都得到有效的提高。

參考文獻：

[1]張曉丹，葉念渝.獨立學院“可編程控制器”課程教學改革與實踐[J].中國電力教育，2014，（02）：257-258.

[2]馬壯.《可編程控制器》課程教學方法的研究與探索[J].沿海企業與科技，2013，（02）：206-207.