可編程控制器課程教學探討

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一、概述

《可編程控制器》是機電、電氣、自動化專業的專業課，也是與實際應用緊密結合的一門課程。可編程控制器(PLC)課程是集熱能、電力工程、計算機技術、通信技術以及自動化專業課程于一體的專業技術課程，以微處理器為核心，涉及面廣，內容繁雜，具有廣闊的應用前景。PLC與生產實踐和工程的應用緊密相連，由此進行的教學內容調整和教學質量改革，已經取得了較好的成效，為了適應新時展的需要，PLC課程教學改革勢在必行。當下社會當中自動化技術的發展迅速，PLC技術也隨之不斷完善和進步，其中網絡技術、智能控制理論和軟件配置技術使得PLC蓬勃發展，逐漸在現代工業自動化當中成為了三大支柱的重要成分。PLC技術教育課程的發展是課程改革的關鍵，構建了一套新的技術知識體系和實踐能力培養體系，能夠滿足自動化專業應用型人才培養的需要。課程包括傳統繼電器接觸器的電氣控制基礎、PLC網絡通信、現代可編程控制器原理、軟件配置技術四個部分，以PLC為控制核心，從控制系統的知識結構入手，融合網絡技術、軟件配置技術等新型PLC課程理論到教學內容體系中，在強調本課程基本理論的基礎上，減少了傳統繼電器觸點電氣控制部分的課程內容，突出了傳統繼電器接觸器電氣控制的經典電路、典型環節和設計思路，重點介紹了PLC的工作原理、PLC控制系統的網絡技術應用、PLC控制系統的分析與設計、控制系統中上位機監控軟件的設計與開發。本堂PLC課程包括32個學時的理論課程和8個課時的實驗課。

二、可編程控制器課程教學改革的措施

（一）舉實例用實物，激發學生的學習興趣

教師在剛接手上課，一定要講清楚課程的研究方向。讓學生了解學習該門課程有什么用，可以用在什么地方。比如在PLC教學過程中，列舉PLC在工業、農業及日常生活中廣泛應用的例子，如企業的生產流水線，城市的霓虹燈、電梯、自動售貨機等例子，使學生對PLC課程有所了解，讓學生感覺到PLC技術已在自己的身邊得到了廣泛應用。增加現場教學，組織學生到學校實習基地進行現場教學，帶學生去實驗室參觀，實驗室有數控機床，電梯模型和立體倉庫模型，深入汽車、電視、空調制造企業生產線或裝配線進行現場教學，以科研活動、技術開發、工程實踐等形式及時補充教學內容，了解其控制系統和網絡，激發學生的學習熱情，讓學生明白學習是無止境的。通過機器、電、液等設備的連接，掌握控制系統的分析和功能，提高學生對本課程的工程概念和技術概念的學習，大大地激發了學生對該門課程的興趣。第一次課結束后，會布置一個作業，讓學生自己用百度、谷歌等搜索引擎去查，PLC的應用，PLC招聘信息等。使學生全面了解該課程的重要性。

（二）改進教學方法，盡量使課堂生動

首先，借助多媒體教學方式和仿真編程平臺，促進教學改革。在課堂教學中，對于一些抽象的，難懂的內容，利用圖片和動畫形象和直觀性，幫助學生更好的理解，比如在講解低壓電器的結構與原理時，我采用大量的圖片與動畫，來輔助教學。課程教學團隊采用多媒體的方式幫助學生理解內容，常用的PLC原件有：常用的低級電器電壓電器元件，電機控制電路，三菱FX系列，這些PLC控制器的具體理解形式借助多媒體形式和仿真軟件平臺，構建具有較強交互性的課程網絡教學資源，使得課堂教學內容豐富，生動，直觀，易懂，詳細地描述了應用程序梯形圖的控制原理和功能，幫助學生更好地理解教學知識，掌握教學要點。在課堂教學中，多媒體教學與傳統教學方法相結合，建立了可編程控制器的課程網站，為虛擬網絡教學課程提供了無縫學習和實用的鏈接，以大量信息多媒體為輔助教學工具，注重師生之間的互動交流，充分發揮黑板寫作、教師教學等傳統教學方法的優勢，要通過問題，練習，交流和討論來提高學生的注意力，激發他們的思維積極性。第二種實踐方式是通過虛擬實驗室開放，在虛擬實驗室中，了解學術前沿課程，學生可以了解本課程教學團隊的教學和研究進展，自動工業控制領域的發展，并獲得最前沿的學術報告。第三種實踐方式是采用案例或項目輔助教學，幫助學生更好地了解相關內容，更加形象地明晰相關實驗細節，使學生掌握綜合應用知識的能力，偶爾讓學生上講臺講課，促進學生的上課參與度和積極性，充分調動課堂。其次，重視實踐教學。受重理論、輕實踐的觀念影響，實踐環節一直很薄弱，為適應時展的需要，我們必須大膽改革。實踐教學過程當中，可以先在實踐平臺上初步學習，了解基本知識要點，采用分段式教學，幫助學生多階段鞏固學習內容，增強學習興趣，帶著問題進行理論課的學習，也更針對性地幫助學生了解學習知識，避免了學習的盲目性；學完專業理論課堂授課后，再進行更深一層次的工程實踐學習，將理論知識應用于實踐操作當中，使學生對可編程控制器的學習更加系統化、實踐化。在實踐授課過程中，教師帶領學生參觀的同時也需要詳細向學生講解相關內容，詳細闡述理論知識要點，從而幫助學生更好地參與實踐，并且結合學生的實際情況及各個工程實踐基地的性質，教師適當進行理論內容的講解，并在講解過程中指導學生進行實踐。在實驗教學中，要注意培養學生的實踐能力和分析問題的能力。為了提高學生學習可編程控制器的興趣，有必要為學生開展“開放式”實驗創造條件，引入可編程控制器控制模型，如電梯和三維車庫，具體模型使學生清晰了解到PLC內容，讓學習可以獨立構思實驗內容，相關程序和控制要求。除此之外，實驗中心在課后應該向學生開放，給學生提供更多鍛煉和熟悉的機會，這種開放的實驗方法更有利于培養學生的綜合實踐能力和創造性思維能力。

（三）及時了解學生的情況

上課時，關注學生的反應，比如學生的表情以及回答問題的情況，根據學生的反應調整教學進度和方法。在教學中期，安排問卷調查。即利用快下課的10分鐘左右的時間，讓學生每人拿出一張紙，寫下對該門課程的建議，比如對老師的教學方法是否滿意，對老師有什么要求，對該門課程的理解或學習該門課程有什么困難等。然后通過學生反饋的信息，來調整自己的教學方法和思路，這樣取得了比較好的效果。教學過程應該建立完善的考核評價體系，對學生的學習情況準確的評價，從而針對性地進行彌補，考核結果應該真實地反映學生的知識、能力和素質。具體采用的課堂考核形式應該涵蓋基礎知識、應用知識、綜合知識、課程難點知識、設計改進等各個知識點，實驗要點和操作流程的考察則占另一部分，通過課堂教學表現、課堂討論、家庭作業、學習態度和自律來綜合評估的。為了真正地評估學生的課程的理解和掌握,我們根據教學大綱,綜合考慮知識的分布,試題的難度,各種評價的比例等等,提高要點覆蓋率，建立完整的試題庫。在加強基礎理論考核的同時，加大對綜合設計內容的考核，突出創新思維和創新能力的培養。

（四）教師應不斷充實自己的知識

教師應不斷充實自己的知識，只有教師自己具有豐富的知識，課才能講的生動，學生才有興趣聽。可編程控制器課程是一門理論性和實踐性很強的專業課程，對教師的要求較高，學校應該重視本課程教學團隊的建設。教師在豐富自己科研和實踐水平的同時，還需要注意教學水平的提高和教學內容的豐富，促進教學改革，提高教學質量。近年來，老師們參與了計算機監控系統等多項科研項目，并在教學中引入了一些內容，提高了學生對課堂學習的興趣，將觸摸屏、變頻器等設備和技術融入到學生的畢業設計中，還結合工程實踐或生產設計，注重應用和實用性，為培養學生的工程技術應用能力打下了堅實的基礎。

三、可編程控制器課程教學改革的效果

在教學改革實施之后，在多種形式的教學方法改革下，越來越多的學生對該門課程產生了興趣，并取得了優異的學習成績，在畢業設計中，將觸摸屏、變頻器等設備和技術融入到畢業設計當中，之后，學習也繼續在這一領域深造，或從事相關方法的工作，為學生的人生發展奠定了基礎。其中，具有代表的是05級柯興昌和07級陳華同學畢業設計做的是PLC的應用，其論文被評為湖北省優秀學士學位論文。在PLC的課程教學改革下，利用新教育教學方法，結合實驗案例，從學生興趣點出發，不斷提高教師教學、科研和實驗水平，從而在教學實施下取得了良好的效果。

四、結論

可編程邏輯控制器課程的教學改革，與網絡技術與軟件配置技術的有機結合，對夯實自動化專業課程平臺起到了重要作用。教學過程的優化設計對于促進教育及其創新教育，培養全面素質、全面發展的應用型工程技術人才具有一定的理論價值和實踐意義。教學有法、教無定法、貴在得法。教學方法改革是一項非常重要的工作，教師要不斷更新知識，更新教學方法，才能跟上科學發展的步伐，才能為社會培養出具有創造性的人才。

【作者簡介】陳艷（1979-），講師，研究方向為機電傳動與控制研究與教學。

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