高職PLC課程對學生綜合應用能力的培養探討

劉琳霞

蘇州健雄職業技術學院 江蘇省蘇州市 215400

1 引言

PLC課程指的就是集電氣、自動化、測控等專業和技術為一體的一門單獨的課程，具有較強的綜合性和靈活性，對學生思維能力的培養有著很大的促進作用，因此該項課程的改革和完善是未來高職院校課程發展的主要趨勢。現階段高職院校PLC課程的發展只是基于單機的研究，與現代企業管控一體化的生產模式嚴重脫節，因此必須要加快該項課程的改進速度，才能與社會發展很好地接軌。

2 對一體化教學的相關介紹

在傳統PLC的教學中，往往只注重學生理論知識的培養，忽略了實踐項目。這樣的教學模式使得學生不能將學到東西運用在具體的實踐當中，以后走向社會工作時會存在很大的阻礙，因此實現一體化教學模式是非常有必要的。現代高職院校在引入一體化教學上已經有了初步的進展，該種教學模式的特點是在同一教學目標下，實現雙師型課堂。在該種模式實行的過程中，將實踐課程很好地融入教學環節，當老師講完一個階段的知識點，便讓學生進行相應的試驗和操作練習，在加強動手能力的同時使學生的知識體系更加牢固。相關的實踐課程以檢查學生的學習成果為主要目的，其次是要注意與實際生產的緊密結合，盡量選擇近幾年企業比較熱門的PLC生產過程作為實驗的主體。將企業和學校教學很好地融合在一起，教學計劃的制定要以現階段企業所需的技能和知識作為參考。

在原來的PLC教學中，試驗課程還停留在對單機的研究和操作，例如利用其編程程序來編寫相應的圖形。這與目前企業的網絡一體化的管理和生產模式嚴重脫節，因此在學校的試驗課程上要加強學生聯網操作的能力。CFC編程是現代企業生產中常用的編程模式，以此作為培養學生綜合能力的依據，讓學生以多種思路對同一項目進行編寫。在此教學過程中，還需熟練掌握通信技術，這對實現實際生產中的信息傳遞和交流有著很大的幫助。通常書本上的知識都是按部就班的，缺乏創新和系統性，在一體化教學模式下學校教學要跟著生產項目走，才能真正實現學生對知識的靈活運用。

以搶答比賽中的搶答器為例，學生首先需要應用自己學過的知識進行相應程序的編寫，在編寫過程中可能會遇到一系列計算，可使用迭代法、組合法等算法輔助計算從而完成程序的編寫。完成的程序要包括以下三個階段：搶答、搶答器發出信號被裁判接收，最后做出相應的回答。這一過程的實現不僅需要PLC編程功能，還需要強大的網絡通信作支撐。這一項目的完成需要大量的時間，因此在課時的設置上要盡量緊湊，才能避免學生對之前學習的遺忘，將項目教學更快地完成[1]。

3 對實踐教學的相關介紹

實踐教學過程并不是一蹴而就的，需要分階段進行，目前很多高職院校已經開始設立工程實訓中心，學生的實踐教學已經初具規模。該種教學模式分為三步走：對學生基本技能的考核，接著進行各個項目的單獨訓練，最后將各訓練科目綜合起來。第一步的教學在上文已經進行了詳細講解，即做到理論和實踐相結合，實現一體化教學的目標。要想做到教、學、做一體化，首先要強化學生的理論知識，在此基礎上下發相應的實踐任務。學生在完成任務時，需要大致經歷以下幾步：明確任務要求；整理任務所需的相關資料和算法；完成編寫任務并運用到具體的生產過程中，對其中存在的問題進行改正。

接著就是較長時間的單獨課目訓練，一般兩周時間為宜。下面以機械手的設計和工作為例進行詳細步驟的講解：已經明確需要設計的內容，首先要進行相關資料的收集，資料內容為機械手臂的控制；以收集到的資料作為依據，將機械手的工作過程進行分析和理解，并畫出對應的電路圖；接著需要著手相應的程序編寫工作，在此之前需要制定相應的編程方案，經過小組討論確定沒有問題開始進行下一步的任務；在老師的指導下，學生要獨立完成各項計劃內容，最終將編寫的程序以文字的形式展現出來；最后是對該項目的檢驗和評價，檢驗程序是否編寫成功的依據是，觀察機械手的動作過程是否與預想一樣即可；學生對設計、編寫以及最終成果的展示，需要老師進行總結和評價，根據學生的完成情況，客觀的評價。

通過以上描述，我們可以看到工程實訓內容大致分為六步走，就能將學生前期學到的基礎知識進行全方位的檢驗，由此可見實踐在教學活動中的重要地位[2]。

4 在實踐中不斷提高綜合應用能力

僅僅依靠平時的理論教學是很難提高學生的綜合能力的，上文只是對理論與實踐相結合的大致介紹，在企業的生產過程中可能會遇到各類問題，需要工作人員利用相關知識進行解決。因此實訓的主要目的是鍛煉學生發現和解決問題的能力，通過完整的項目訓練，不僅能鞏固所學知識，在綜合應用能力上也會有很大的提高。以機床的產品制造為例，通常沒有固定的題目，每個小組只需完成相關機械零件的加工和裝配工作即可。

假如某一小組以起重臂的制造和組裝作為訓練題目，首先需要完成的是對起重機械相關資料的搜集和整理，在明確起重臂的組成和工作原理之后才能進行編程工作。編程時按照起重臂動作的先后順序，將其拆分為零部件，小組成員分工合作分別編寫出零件的加工過程。最后在實際操作中檢驗設計的成果，需要依次在機床的控制終端輸入零件的制造程序，看制造出來的零件與設計圖紙是否一致。若一致就可進行相應的組裝工作，若不一致需要反復檢查知道改正問題為止。最后將組裝好的起重臂通電，在電路的作用下若能完成正常的起吊工作，則說明設計和制造過程是非常成功的。

起重臂的設計、制造及組裝過程較為繁瑣，比機械手的設計難度大的多，因此需要的實訓時間較長，通常以一個月左右為宜。最后檢驗學生成果是否合格，不僅要看其理論設計部分，還要求其在36個小時之內完成起重臂的生產和組裝，后期的調試工作也包含在此時間范圍內，這是對學生綜合能力最好的檢查方式。綜合能力的訓練是對學生理論知識、實踐能力的全面考核，同時學生也需要具備良好的心理素質，才能保證設計和制造工作有條不紊的進行。在設計和理論準備階段就算沒有出現任何差錯，但在實際操作過程當中難免會發生意外，對突發事件能夠快速解決并毫不慌亂地完成產品制造，說明學生已經具有了現代企業相關從業人員的工作素質[3]。

5 加強對學生創新意識的培養

在現代化教學中，學校需要與企業的發展保持高度一致狀態，因此對創新型人才的培養是十分重要的。創新型人才也是當前企業發展所需的主要人才，培養學生的創新意識為以后其走向工作崗位提供了強有力的競爭優勢。以三軸機械手的設計組裝為例，在傳統的設計中機械手只能同時完成一項工作，效率較低。在項目訓練中，給學生的任務就是實現三軸機械手多站位的獨立工作。在設計時需要將生產效率及產品質量放在首位，設計沒有固定的模板，需要學生和老師共同商討，在討論中碰撞出創新的火花。

對設計成果進行軟件仿真是對PLC教學課程的又一大創新，無論是對虛擬游戲還是實際機械的設計，都需要有一定的資料作為參考，設計需要創新，但創新不是毫無根據的幻想，因此學生需要在現有技術水平的基礎上進行切實有效的創新。基于對生產材料節約的相關考慮，在設計完成后可以借助相應的模擬軟件，對相應的設計方案進行模擬仿真。通過仿真數據可以清晰的看到設計中存在的不足，對其進行改進和完善就能有效避免后期生產中可能出現的故障。借助相應的仿真軟件，例如MATLAB、ANSYS等，很多學生進行創新設計，成功研制出適合各種工作環境的機器人，將編程滲透到社會生活的各個方面。在提升創新意識的同時極大地方便人們的日常生活。

進行合理的創新是對生產安全的重要保證，在具體的實踐課程中，可以向學生展示近幾年企業生產過程中遇到的典型故障，讓學生進行通過不同的途徑對故障進行改進，學生在日常學習過程中對企業生產的接觸是非常少的。通過對企業真實案例的分析和完善，為學生的創新工作打開了一扇全新的大門，真實的案例能夠最大程度的激發學生的創新思維，使得其綜合應用能力進一步提高。創新意識不僅為以后學生的相關工作打下良好的基礎，在實際工作當中易從眾多的員工中脫穎而出，得到更好的發展[4]。

6 結束語

綜上所述，是對PLC課程中的一體化教學模式、創新思維的培養及應對該課程教學進行的各項改革的詳細介紹，通過不同的設計實例反映出實踐對學生綜合能力培養的重要性。為達到現代企業對員工的招聘需求，對高職院校的PLC課程教學引進實踐教學是其未來發展的必然趨勢。只有讓學生將理論和時間相結合，才能將學到的知識靈活應運，才能為以后的發展打下堅實的基礎。