李 彪 曹吉花

(宿州學(xué)院機(jī)械與電子工程學(xué)院 安徽宿州 234000)

PLC實(shí)踐教學(xué)在自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)中的探索與實(shí)踐*

李 彪 曹吉花

(宿州學(xué)院機(jī)械與電子工程學(xué)院 安徽宿州 234000)

筆者針對(duì)現(xiàn)行的自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式存在的問(wèn)題進(jìn)行深入分析，結(jié)合自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)以PLC應(yīng)用技術(shù)實(shí)踐課程作為實(shí)踐教學(xué)改革的切入點(diǎn)，著重分析教學(xué)環(huán)節(jié)中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)以及實(shí)踐考核方面對(duì)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的影響力，探尋自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式改革的有效途徑。實(shí)踐證明，通過(guò)在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)和實(shí)踐考核環(huán)節(jié)改革的實(shí)施，教學(xué)效果顯著提高，使自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)更具特色，滿(mǎn)足了應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的需要。

實(shí)踐教學(xué)，實(shí)踐考核，人才培養(yǎng)

“PLC應(yīng)用技術(shù)”課程是自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)必修課程，同時(shí)也是一門(mén)實(shí)踐性、應(yīng)用性非常強(qiáng)的課程。根據(jù)市場(chǎng)需求、技術(shù)進(jìn)步實(shí)時(shí)進(jìn)行人才培養(yǎng)模式的改革勢(shì)在必行，使得學(xué)生在就業(yè)上更具競(jìng)爭(zhēng)力，在工作崗位上更具適應(yīng)性[1]。以本學(xué)院PLC實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的設(shè)備為依托，可供自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)及定期開(kāi)放以輔助畢業(yè)生完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。PLC實(shí)驗(yàn)室的特點(diǎn)：可供實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多，設(shè)備采用應(yīng)用比較廣泛的西門(mén)子PLC作為控制器，PLC和觸摸屏的結(jié)合是工業(yè)控制中的典型組合等[2]，能夠滿(mǎn)足自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)改革的需要。

1 PLC課程性質(zhì)及特點(diǎn)

PLC的課程教學(xué)涵蓋電氣控制原理圖中主電路和控制電路的設(shè)計(jì)與維護(hù)、PLC控制程序的編寫(xiě)與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、整個(gè)PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的測(cè)試等等，具有很更強(qiáng)的綜合性和實(shí)際應(yīng)用性[3]。課程建設(shè)應(yīng)該從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐教學(xué)和實(shí)踐考核幾個(gè)環(huán)節(jié)鞏固和加強(qiáng)理論基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)；在掌握基本知識(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)提高學(xué)生的實(shí)際操作能力，以迎合自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的要求[4]。因此，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的課程建設(shè)具有非常重要的地位。

傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)存在課時(shí)量少、形式單一、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多等缺點(diǎn)，學(xué)生僅僅是對(duì)現(xiàn)有的程序進(jìn)行驗(yàn)證性測(cè)試，僅僅關(guān)注測(cè)試的現(xiàn)象而忽略實(shí)驗(yàn)過(guò)程的中間環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式單一，嚴(yán)重削弱學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)興趣，限制了學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。為了提高實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的效率通過(guò)實(shí)踐教學(xué)和實(shí)踐考核兩方面進(jìn)行改革和實(shí)踐，探索PLC應(yīng)用技術(shù)課程在提高自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力方面的有效性[5]。

2 PLC實(shí)踐教學(xué)改革探索

理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，通過(guò)不同形式的實(shí)踐教學(xué)突出學(xué)生的主體地位，堅(jiān)持“以學(xué)生為主體，以教師為引導(dǎo)”的教學(xué)模式，提高學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)、能力、素質(zhì)的渴求，使學(xué)生真正領(lǐng)會(huì)到“釣勝于魚(yú)”的思想[6]。

2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的改革

PLC的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)主要包括演示性、驗(yàn)證性、綜合設(shè)計(jì)性三部分。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往很少涉及綜合設(shè)計(jì)性這部分內(nèi)容，只停留在主觀現(xiàn)象上，教師應(yīng)該打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)在時(shí)間和空間上的限制，增加綜合設(shè)計(jì)比例，同時(shí)將實(shí)驗(yàn)延伸到課外科技活動(dòng)中，開(kāi)闊學(xué)生視野。比如，在“天塔之光模擬控制”試驗(yàn)中，學(xué)生可以自行設(shè)計(jì)顯示造型，相當(dāng)于自行提出設(shè)計(jì)方案，根據(jù)方案進(jìn)行程序編寫(xiě)呈現(xiàn)出不同的顯示效果；在“水塔水位控制”試驗(yàn)中，針對(duì)一些故障的處理比如缺水、水溢出等的處理，讓學(xué)生盡可能針對(duì)細(xì)節(jié)性的環(huán)節(jié)進(jìn)行程序的控制，增強(qiáng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力等等。

課外科技活動(dòng)的引入可增強(qiáng)學(xué)生對(duì)PLC應(yīng)用的認(rèn)識(shí)。鼓勵(lì)學(xué)生參加各項(xiàng)PLC競(jìng)賽，比如全國(guó)信息技術(shù)應(yīng)用水平大賽、校內(nèi)的課外科技作品等等。以團(tuán)隊(duì)的形式進(jìn)行各項(xiàng)賽事，不但提高學(xué)生的實(shí)踐能力同時(shí)提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。從近幾年就業(yè)形式來(lái)看，參加過(guò)校外科技活動(dòng)的學(xué)生工作能力較強(qiáng)，適應(yīng)性較強(qiáng)，受到公司領(lǐng)導(dǎo)的好評(píng)[7]。

開(kāi)放PLC實(shí)驗(yàn)室也是增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的一種途徑。充分利用PLC實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備，加強(qiáng)管理，做到實(shí)踐內(nèi)容與手段、實(shí)踐設(shè)備資源、實(shí)踐時(shí)間的開(kāi)放，主要提供學(xué)生進(jìn)行自行模擬實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、課題研究等方面的便利。把實(shí)驗(yàn)室充分利用起來(lái)，為學(xué)生提供充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性、創(chuàng)造性和想象力的環(huán)境[8]。

2.2 實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)的考核

實(shí)訓(xùn)也稱(chēng)作課程設(shè)計(jì)，主要目的在于鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。主要涉及電氣控制線(xiàn)路的設(shè)計(jì)、安裝及利用PLC完成相應(yīng)控制要求的整體過(guò)程。根據(jù)課程進(jìn)度及學(xué)生掌握的程度進(jìn)行選題，然后分組測(cè)試。以往的課程設(shè)計(jì)主要集中在整個(gè)調(diào)試過(guò)程僅是專(zhuān)業(yè)成績(jī)較好的同學(xué)，其他的基礎(chǔ)知識(shí)較差的同學(xué)難以跟上整個(gè)進(jìn)度，所以可以考慮在分組的時(shí)候成績(jī)好的帶動(dòng)成績(jī)差的，或者針對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)稍差的同學(xué)分配相對(duì)簡(jiǎn)單點(diǎn)的題目，使每位同學(xué)都能參與到實(shí)際的操作中。

具體過(guò)程如下：每個(gè)班級(jí)根據(jù)設(shè)備數(shù)量分成兩組以方便管理，每組時(shí)間為一周，分組方式采取強(qiáng)弱組合或者自由組合，這樣在選題的時(shí)候盡量做到難度適中，兩位同學(xué)共用一臺(tái)PLC實(shí)驗(yàn)裝置。選題非常重要，需要代課老師根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況選擇合適的題目以供學(xué)生選題。選題后進(jìn)行任務(wù)分工，主要包括項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃，時(shí)間安排和任務(wù)分工，電氣控制線(xiàn)路的設(shè)計(jì)，PLC的選型論證，輸入輸出地址分配，PLC的輸入輸出接線(xiàn)圖，程序的編寫(xiě)及調(diào)試等，完全按照工程設(shè)計(jì)的整體過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。教師在整個(gè)過(guò)程中僅起到指導(dǎo)和管理的作用[9]，這樣有助于學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作、自主學(xué)習(xí)及解決問(wèn)題能力的鍛煉。

3 PLC實(shí)踐考核的改革

考核是對(duì)學(xué)生掌握知識(shí)能力和教師教學(xué)效果的一個(gè)整體評(píng)價(jià)，使教師在評(píng)測(cè)結(jié)果中找出不足加以改正，以更加高效的方式應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)[10]。因此，合理的考核機(jī)制也是提高人才培養(yǎng)的一個(gè)重要保證。

3.1 PLC實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的考核改革

實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的考核應(yīng)該從單一到多元化方向改革，不是僅關(guān)注學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而是整個(gè)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程[11]。對(duì)于驗(yàn)證性和演示性實(shí)驗(yàn)，考核環(huán)節(jié)及所占比重為：實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)(主要是對(duì)控制要求及控制程序的掌握情況)占20%，實(shí)際操作過(guò)程(主要是軟件的熟練使用及程序的調(diào)試過(guò)程等)占50%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)收(主要是實(shí)驗(yàn)報(bào)告中對(duì)電氣控制線(xiàn)路的設(shè)計(jì)、地址分配、程序編寫(xiě)及調(diào)試等)占30%；對(duì)于綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要監(jiān)控學(xué)生進(jìn)行自主設(shè)計(jì)的整體過(guò)程，最終以答辯形式占60%及論文上交占40%的形式進(jìn)行。

3.2 PLC實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)的考核改革

實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)不同于實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，更偏重學(xué)生的實(shí)踐和應(yīng)用能力的培養(yǎng)，在考核方式上也有別于實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)[12]。主要采取實(shí)訓(xùn)結(jié)束后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)答辯的方式驗(yàn)收，答辯老師3-4個(gè)，具體環(huán)節(jié)涉及控制方案如何確定、程序編寫(xiě)思路、現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)調(diào)試及現(xiàn)場(chǎng)提問(wèn)方式進(jìn)行。學(xué)生先以PPT進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的介紹時(shí)間控制在5分鐘，教師現(xiàn)場(chǎng)提問(wèn)時(shí)間在10分鐘左右。答辯過(guò)程涉及學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力的體現(xiàn)及完成情況成績(jī)占到60%，平時(shí)考核及課程設(shè)計(jì)報(bào)告占到40%進(jìn)行驗(yàn)收。

4 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明：PLC課程實(shí)踐教學(xué)改革效果良好，能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，能夠充分參與到PLC的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中。從近幾年學(xué)生參加的各項(xiàng)國(guó)家級(jí)、省級(jí)競(jìng)賽中獲得的各種獎(jiǎng)項(xiàng)再次證明了改革的有效性。PLC作為開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室利用率也充分調(diào)動(dòng)起來(lái)，比如課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、各種競(jìng)賽等等，已成為學(xué)院一大特色。自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)對(duì)于專(zhuān)業(yè)技能的培養(yǎng)是自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的一個(gè)重要方面。應(yīng)該堅(jiān)持“以課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)為中心，以課外科技活動(dòng)為途徑”培養(yǎng)工程型、應(yīng)用型人才為目標(biāo)的實(shí)踐教學(xué)新模式。通過(guò)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合不斷開(kāi)拓學(xué)生就業(yè)和實(shí)習(xí)渠道，加強(qiáng)教學(xué)與工程實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合，教學(xué)方法和手段多樣化的結(jié)合，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，全面提升PLC課程和實(shí)踐教學(xué)水平，為自動(dòng)化領(lǐng)域輸送高素質(zhì)人才。

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(責(zé)任編輯李平)

宿州學(xué)院校級(jí)教學(xué)研究項(xiàng)目《自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)“工程型、創(chuàng)新型”人才培養(yǎng)模式的研究與實(shí)踐》(編號(hào)szxyjyxm201308)；安徽省質(zhì)量工程項(xiàng)目《電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)綜合改革試點(diǎn)》(編號(hào)2013zy079)。

2014-7-23

李彪(1983-)，男，安徽宿州人，碩士，助教，主要研究方向：自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)。Email：179161156@qq.com。

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1674-9545(2014)04-0119-(03)