高職院校機電專業PLC實驗室改造分析探究*

曹嘉佳 王佳慶 沈侃

摘? 要? 高職院校實驗室主要用于學生授課及技能實踐訓練，實驗室的建設水平直接影響院校學生的培養目標。為培養更多高素質技術技能人才、能工巧匠、大國工匠，高水平的實驗室建設刻不容緩。基于機電專業PLC控制系統的構建與維護這門核心課程的實驗室改造建設進行分析探究，分析現存的實驗室缺點，結合當前職業教育機電專業人才培養目標及社會需求，更新改進PLC實驗室設備，滿足職業院校培養符合社會需求的高技能人才需求，同時兼顧技能競賽訓練及社會人員崗前培訓技能鑒定需求。

關鍵詞? 高職院校；機電專業；PLC控制系統的構建與維護；PLC實驗室

中圖分類號：G482? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）20-0018-03

0? 引言

社會主義現代化建設推動職業教育高質量發展，為國家提供堅實的人才和技能支撐。2021年4月，全國職業教育大會召開。習近平總書記對職業教育工作作出重要指示，強調加快構建現代職業教育體系，培養更多高素質技術技能人才、能工巧匠、大國工匠。會議充分體現了國家對職業教育發展的高度重視。近年來，高職院校教學思路理念不斷深入改革，越來越重視學生的技能培訓，強調實操教學的重要性，不斷為國家輸送高素質的技能人才。同時，實驗室建設與管理越來越被重視。實驗室的建設水平直接與高職院校教學培養目標掛鉤，高水平的實驗室建設不但能滿足學校基礎的教學任務，還可以作為學生參加技能大賽的實訓場地，激勵學生不斷提高技能水平。實驗室除了為學生提供學習資源外，還可滿足社會人員的基礎崗前技能培訓及技能鑒定[1]。

本文以機電專業的PLC實驗室為例，結合目前狀況進行分析并改進。PLC控制系統的構建與維護作為機電專業的核心課程，是本專業學生必須掌握的一門課程。智能制造時代，實現生產自動化是大多數企業的發展目標，大部分智能設備和技術與PLC技術密切相關，大力開發PLC技術的應用勢不可擋。為了更好地為智能制造企業培養高素養的技能人才，PLC的學習尤為重要，加強PLC實驗室建設勢在必行。同時，要提高PLC實驗室的利用率并加強實驗室的管理，充分發揮實驗室的作用[2]。

1? PLC實驗室現存問題分析

高職院校實驗室管理對學校發展至關重要，目前實驗室建設和管理都存在一些問題。以蘇州工業園區職業技術學院的PLC技術實驗室為例，本實驗室主要配置德國FESTO和日本Omron公司的各類傳感器，西門子公司的S7-300系列PLC及STEP 7編程軟件，培養學生掌握傳感器與PLC的基本知識，了解PLC控制電路的設計構建，熟練掌握PLC控制程序的設計方法，并能根據工業項目的控制要求，實現PLC控制系統的整體設計、安裝接線及運行調試。本實驗室基本能滿足基礎的PLC技能知識學習，培養學生一定的動手能力，但實際中也存在各種問題，具體分析如下。

1.1? 實驗室設備更新緩慢

目前，蘇州工業園區職業技術學院PLC實驗室配備的是西門子公司S7-300型號的PLC，使用年齡達到十年以上而未更新換代，而多數智能制造企業用的是西門子公司S7-1200型號的PLC產品。實驗室配備了數字量與模擬量的實訓模塊，但模擬量的模塊缺少匹配的實訓設備，企業的生產設備展模擬量的處理是非常常見的，學生缺乏這方面的知識學習，在實際工作中無法處理模擬量信號的編程。實驗室設備可以滿足學生基礎的PLC知識學習，但不匹配企業的實際生產設備，使學生的學習與企業的實際應用情況脫軌，影響學生發展。對PLC實驗室進行改造更新前，實驗室管理人員應對企業的需求進行充分調研，咨詢企業相關工程師以了解當前企業的崗位實際需求。

1.2? 實驗室設備功能有限，利用率低

PLC實驗室的實訓設備只能滿足基礎的PLC指令應用學習，學生在工作中無法利用所學知識點去處理實際問題。同時，當前的實驗室僅能滿足日常的教學任務，無法為一些技能大賽提供場地，限制了學生進一步的發展。如全國西門子大賽中的離散行業競賽利用的是西門子S7-1200產品，鼓勵學生參加此類技能比賽有利于提高學生的學習興趣，培養學生的分析能力、團隊合作能力及問題解決能力。通過改進PLC實驗設備，提高實驗室的利用率，有利于增強實驗教學效果，使高職院校的發展同步社會的發展。

1.3? 實驗室管理制度不完善

PLC實驗室掛有實驗室管理制度及實驗室安全制度，這是實驗室正常運行的保障，但在實際執行中依然存在一些問題，如實驗器材的整理要求、一些較昂貴設備的維護要求等不明確。制定完善的實驗室管理規定，有利于教學任務的正常開展，提高教學質量。同時，實驗室安全至關重要，學生根據實驗室設備操作管理制度安全地操作運行實驗室設備。

1.4? 實驗室管理人員缺少專業培訓

通常管理實驗室的負責人是普通的任課教師，缺少實驗室管理方面的經驗，同時大部分高職院校側重培養教師的科研水平，對教師的實踐能力缺少重視，導致在實驗室管理上存在滯后性，對學校的實驗室長期發展存在不利影響。提高實驗室管理人員的專業素養和管理能力至關重要，有利于高職院校人才培養工作順利進行。

2? PLC實驗室改造可行性分析

PLC技術的應用滿足了工業自動化生產，隨著PLC應用領域日益擴大，PLC技術及其產品結構都在不斷改進，功能日益強大。現有的PLC技術實驗室設備老舊、功能單一，無法滿足企業需求，因此，實驗室的改造勢在必行。通過市場調研及校企合作引進一批新的PLC實驗設備，制定新的PLC教學目標，有利于更好地為自動化行業提供符合企業需求的高技能人才。更新后的實驗室不僅可以提供豐富的教學實踐資源，還可以為PLC相關技能類競賽提供培訓平臺，同時可以承擔一些社會服務，如企業的崗前培訓、技能認證等。PLC實驗室的改造提升不僅有利于提高學生學習質量，通過承擔各類培訓更有利于提高高職院校的認可度和知名度，推動高職院校可持續發展[3]。

2.1? 課程教學實訓及技能競賽培訓

蘇州工業園區職業技術學院的PLC控制系統的構建與維護為機電專業學生的核心課程，主要來源于制造企業生產過程中針對自動化生產線（或設備）的控制、運行、技術改造、維護和管理等工作任務。本課程以培養學生獨立以及合作完成專項工作任務能力為目標，通過本課程的學習，使學生了解傳感器和PLC控制回路的構成，掌握西門子S7 PLC的編程方法，能夠閱讀PLC的程序，分析PLC控制系統，能根據工業要求進行氣動回路的設計、安裝、調試，并用PLC進行編程控制，同時培養學生發現、排除簡單故障的能力。但隨著企業的自動化技術發展不斷更新，原有的PLC實驗室教學設備無法匹配企業的人才需求。并且，現在有很多國家級及省級的技能大賽涉及PLC的相關技術，因此，更新實驗室的教學設備有助于擴展學生的實踐能力。學生通過參加一些PLC相關的技能大賽也有助于培養學習的主動性，提高專業技能，從而增強未來的職業適應性[4]。

2.2? 職業技能培訓與認證

開展職業技能鑒定，推行職業資格證書，是國務院在科教興國戰略中的一個重要舉措，它有利于提高勞動者的素養，推動勞動力市場深化改革，對促進我國經濟發展具有重要意義。目前，高職院校制定實踐教學培養目標應與職業技能證書相聯系，PLC實驗室設備更新可依據PLC相關的技能認證內容，這樣學生都可以得到針對性的PLC專業技能培訓，從而獲取就職崗位所需要的PLC技術職業證書，有利于拓寬學生的職業發展道路，也有利于增強學生就業后的崗位適應性[5]。

2.3? 社會人員培訓服務

高職院校除了承擔日常的教學任務，也應該承擔相應的社會服務。企業對PLC技術人才的需求日益增加，但企業無法提供充足的人力物力為員工提供PLC培訓。通過校企合作，學校可以專門定制可以滿足企業實踐培訓的實訓設備，為企業提供崗前培訓，緩解企業的培訓壓力，進而為促進社會發展貢獻自己的力量[6]。

3? PLC實驗室教師團隊建設

目前，大部分實驗室由學校的專業教師管理，大部分教師的專業知識能力很強，但缺乏一定的實驗室管理能力。同時，學校也缺乏對實驗室管理的培訓，實驗室設備更新緩慢，實驗室只能提供簡單的教學培訓。如何提高教師的實驗室管理能力和實驗室的利用率，已成為大部分高職院校迫切需要解決的問題。完善的實驗室管理規定和高效的實驗室利用率更有利于高職院校培養綜合型技能人才[7]。

高職院校可以和企業加強合作，將企業的實驗室管理制度適度引進自己的實驗室。專業任課教師與企業的工程師也需要建立一定的聯系，及時了解企業的技術設備更新程度，從而對實踐教學內容及設備進行相應的更新調整。高職院校應對管理實驗室的教師進行定期的專業培訓與考核，有利于實驗室的可持續發展，高質量的實驗室對人才培養及社會服務具有重要影響[8]。

4? 結束語

PLC實驗室是學生開展PLC技能實訓的平臺，對學生實踐能力的培養具有關鍵性的作用，可以促進高職院校長遠發展。隨著技術的日新月異，傳統的實驗室存在各種問題及隱患，無法滿足目前的人才培養目標。因此，高職院校應該加大投入進行實驗室升級改造以及實驗室管理員培訓管理，提高實驗室的利用率，不斷提升人才培養質量。

參考文獻

[1] 張立峰，武小芳.職業教育中實驗室規劃建設問題探討[J].考試周刊，2016（48）：148.

[2] 吳鈺琳.PLC一體化實驗室建設開發[J].職業，2016（35）：96.

[3] 梁興華.構建基于技能大賽和崗位需求的中職PLC實訓室[J].亞太教育，2019（6）：87-88.

[4] 沈曉斌，李蕊，李梅紅.基于應用型人才培養的智能制造柔性生產線實驗室建設[J].天津職業院校聯合學報，2020，22（1）：47-53.

[5] 徐志紅.可編程控制器實驗室改造分析[J].造紙裝備及材料，2020（49）：104.

[6] 孟祥海.PLC實驗室硬件升級改造與實訓項目設計[J].無線互聯科技，2020，17（8）：48-49.

[7] 李莎.基于機電類“技術技能人才”培養的自主創新綜合實訓裝置的開發與研究[J].河北農機，2021（6）：94-95.

[8] 施乙展.淺談高職院校實驗室建設與管理[J].大學，2021（22）：14-16.

*項目基金：江蘇省骨干專業建設項目“汽車運用與維護技術”（項目編號：2017JYTZYTD12）；江蘇省2021年高校教育信息化研究重點課題“‘空中課堂備教研學評實踐探究——以PLC課程為例”（項目編號：2021JSETKT033）；江蘇高校哲學社會科學研究一般項目“‘研究導向型教學模式在高職教育中的應用探究”（項目編號：2022JYT01ZZ12）。

作者：曹嘉佳、王佳慶、沈侃，蘇州工業園區職業技術學院在讀研究生，研究方向為機電一體化研究（215123）。