PLC金課實踐教學模式的改革

孫 寧 毛偉民 鄒自力 蔣丹陽

([1]南京信息工程大學濱江學院 江蘇·南京 210044；[2]南京信息工程大學自動化學院 江蘇·南京 210044)

1 傳統教學方式中存在的不足

為配合人才市場招聘和學生的求職需求，學校應注重提高學生的職業能力，以培養應用型高級專業人才為目標，構建學術型和職業型相結合的的現代化教學體系，不僅要求學校對本課程的教學方式要滿足國家職業資格需求，還要增強學生的專業能力、職業意識、團隊精神，從多方面培養人才與職位需求的高契合度。

PLC控制技術的應用現狀，在一定程度上反應了一個國家工業的先進程度。PLC控制技術是一門理論研究、控制、實踐應用較強的學科，對學生的專業綜合能力和實踐要求較高，而傳統PLC教學模式注重書本基礎知識教學，往往忽略實操訓練。課堂講解枯燥無味，不能調動學生的積極性。課后作業單一，容易出現大批量抄襲現象。由于大學的教學方式，師生互動較少，平時遇到的問題不能得到及時解決，可供參考資料較少，降低了學生的學習積極性。由于實驗設備有限，實驗環節多為分組進行，雖然是分工完成，但是檢查方式不合理，小組內也不乏劃水的同學，對待課程敷衍了事。課程教學過于單一，不能鍛煉學生對該門課程的實際應用能力。書本教學與實際PLC技術的應用方面講解較少，不能開發學生的創新思維。

2 教學改革整體框架

本次PLC金課教學改革如圖1所示，科學合理的制定每種形式教學方式對應的內容，不僅能保證學生更好的學習一門課程，也方便教師的管理，線上教學分為三個部分，重點難點視頻，資料匯總，在線答疑和學習反饋，在反饋的過程中教師還可以適當調整方案，線下教學注重實際操作，除了基本知識點的講解，還有實際典型案例，書后實驗，基礎項目，為了更好的符合新時代技術的發展方向，還會拓寬知識點及相關熱點研究，啟發學生的創新思維，在以上各階段的學習后，學生已具備項目實操技能，之后通過一個結課項目來再次提高學生的專業技能。結項時小組成員對自己負責的部分進行講解，教師也會對組內成員負責的部分進行提問。以此來調動學生的責任感。

2.1 基于虛擬實驗平臺的線上線下教學模式

面對信息化背景下的職業教育模式改革，線上線下教學模式是一個重要方向。將云平臺授課和課堂授課相結合，以學生為主體，培養學生自主學習能力，提高主觀能動性。云平臺教學操作簡單、文件傳輸快捷，適合不同學科教師的使用，同時為用戶輕松瀏覽PLC理論課教學內容提供了現實的可行性，還豐富了高校工科教育資源和視野。網絡教學符合現代大學生的學習需求，滿足自由平等，追求開放的特點，為大學生提供了自主學習，研討交流的平臺，學生可以隨時在平臺發布問題，會有老師或者同學一同進行探討，同時，可以看到別人遇到的問題，自己也能夠學到更多的知識。通過網絡教學平臺可快速訪問獲得海量學習資源，圖片、教學資源、研究熱點、參考文獻，并且教學資源不定期的維護更新。以保證平臺資源的及時性、時效性和針對性。線上授課將課程的重點，難點錄制視頻、微課、動畫等形式，學生可以在線預習、復習，反復觀看，能夠滿足不同層次學生的需求。教師可以利用云教學平臺開展教學內容的學習和指導教學活動的實施。在理論部分的教學，學生對抽象性和邏輯性較強的內容難以理解，可以利用虛擬仿真平臺或者在實驗室進行實際操作，以一種更為直觀的方式幫助學生理解和記憶。多樣化的教學資源同樣可以為學生提供更有意義的學習，學生通過掃碼，直接進入課程網站進行觀看學習，方便快捷，提高了學生的學習效率。相關資料匯總供學生參考，安排線上課后答疑，引導和幫助學生解決問題。并制定課堂反饋環節，收集學生對課堂教學難易接受程度，需求意見，以便教師在實踐中不斷改良和完善課程教學體系。

線下授課，引入工程案例進行教學，結合飛速發展的現代科技，既體現了知識結構的多樣性、系統性、整體性、又突出了工程教育這一主題，反映整個課程構思的科學性、嚴謹性，是本課程的另一特色和創新點。拓展講解時下PLC的應用前景和發展趨勢。通過軟件仿真，實驗平臺實際操作，鞏固課堂教學知識，將理論與實踐相結合。實驗部分使學生了解硬件系統構成、工作原理、控制器拆裝以及工業應用場合。學會如何配置一個PLC控制系統，采用適合的控制策略，編程完成控制任務，調試系統使之正常運行。實驗題目可以為課后習題，為了培養學生的活學活用，對實驗題目做稍微改動，考察學生對該知識點的掌握程度，實驗的完成情況直接反應教師的教學成果。教師可根據學生的反應對接下來的課程做出相應的調整。

2.2 項目實操教學模式

圖1：課程改革總體框架

表1：改革后的教學評價體系

課程教學融入項目實戰，突破傳統教學模式下定式學習的弊端。在理論結合實際，人才結合應用等方面有很大的突破。對培養應用型人才體系有積極的推動作用。隨著社會的不斷進步，企業對員工的要求也不斷提高，急需專業技術型人才。而學校教學的目的就是培養符合行業需求的技術型人才，理論結合實際運用，深刻理解和運用PLC技術，在項目合作的過程中能營造良好的學習氛圍，使學生產生濃厚的興趣，激勵學生學習的潛能。在團隊合作的過程中，鍛煉自身發現問題、分析問題和解決問題的能力。同時在思考的過程中，激發創造潛能。融入項目教學能夠實現以學生為主體的思想，教師通過引導，使學生完成制定任務，學生以小組為單位，小組成員利用自身優勢參與到項目中來，涉及到工作劃分、探討、合作，在此過程中能培養學生的組織能力，團隊精神。教師在本次課程中充當引導者的角色，以學生為主體，主要引導和監督學生學習，在項目分組的過程中充當組織者，能夠通過平時課堂和做實驗的表現選出小組組長，在項目實行的過程中充當研究者，給出合理的意見，引導學生發現解決問題的關鍵點，在項目完成的時候充當一個反思者，反思本次課程從開始到結束遇到的問題，解決的途徑以及如何通過教學和引導提高學生的興趣。通過本次教學及學生的反饋情況，調整和改進教學方案。

2.2.1 課題制定

結合教學大綱、學生學習的反饋情況、目前行業發展前景等因素制定項目題目，綜合考慮項目實施的難點和突破點，使學生在老師的引導下能在已學知識的基礎上，結合課堂實際工程案例，查閱文獻資料，課后拓展學習能夠完成的情況下制定一定工作量的項目。這對教師的能力水平要求很高，教師需要熟悉該項目，并能發現學生再操作過程中可能會遇到的問題。

2.2.2 小組成員組成

科學合理的小組成員構成是項目的完成的關鍵，要盡可能對學生進行合理分組，保證小組成員在動手能力、思維能力等因素方面的均衡，構建互相幫助、優勢互補的小組成員結構。教師通過課堂問答，實驗課表現，選擇小組組長，做項目必不可少的就是技術主力，其次是小組其他成員，可有組長討論得出。按工作量保證每組成員人數合理，人數的多少可能影響小組學生的學習效果。一般4～5名為一組，一個班級可產生6個小組，再由各個小組內部討論分工，給組內每個成員分配一定程度的工作量，每組成員原則上不允許私下調整，以保證穩定的團隊精神。項目完成后每組提交項目報告一份，包括國內外研究現狀，關鍵技術，設計思路，硬件部分，軟件部分，項目實戰過程中遇到的問題解決辦法。

3 重置教學評價體系

由于PLC金課的實操性，本次改革采用了多種考核相結合的教學評價方式來重置課程評價體系。新的考核方式能更加全面而客觀地展現學生的能力，這種考核機制可以貫穿學生的整個學習生涯，綜合分析考核成績，學生也能對自己的不足之處有更加清晰的認識，從而針對性的改進，一定程度上促進了學生的成長和進步。線上線下教學模式各10分，線上根據視頻觀看時長，線下根據課上出勤給分，實驗環節也是課程考核的重點，占30分，實驗完成后，教師檢查實驗的完成情況，適當提問，最后的重點是項目部分，占分值最大的原因是實戰是PLC金課的精髓，項目可以考察和鍛煉學生對綜合知識的應用，這也是PLC金課教學改革的目的所在。表1為改革后的教學評價體系。

4 結語

為了提高PLC金課教學質量，針對大學傳統PLC金課教學中的一些問題進行了分析，得出只有注重實踐應用及創新才能提高本課程的教學水平，本文通過融合項目實戰，對傳統PLC教學模式進行了改革，促進教學產業的進步，針對性的培養專業技術人才，充分利用線上資源進行教學，調動了學生學習的積極性，方便老師管理和教學，符合信息化的發展趨勢，通過項目實戰，提前培養學生自主學習和實踐應用能力，傳遞分工合作的團隊精神，增強解決問題的能力，為未來從事本專業工作打下堅實的基礎。