论文部分内容阅读
[摘要]“PLC原理及应用”课程是电气工程及其自动化专业的一门重要专业课，文章针对该课程实践应用性强、理论更新快的特点，从教学内容、教学方法、实践教学等方面提出一些改革措施，以激发学生的学习兴趣，增进学生的自主创新能力，提高学生的综合素质。
[关键词]“PLC原理及应用”课程改革；任务书式教学；教学实践
[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.23.213
可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是把传统的继电器控制技术、计算机技术、通信技术融为一体，专为工业控制而设计的装置。目前，许多企业在技术改造和新建项目中，PLC 起着不容忽视的作用。PLC为工业控制提供了几乎完美的现代化控制装置，被公认为现代工业自动化的三大支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一。“PLC原理及应用”课程是沈阳工业大学（下简称我校）电气专业的一门实用性和实践性很强的专业课。
随着经济和科技的飞速发展，我国高等教育进入了一个高速发展的时期，同时也对高校的教学质量提出了新的挑战，新理论新技术层出不穷，学科间的交叉和联系不断增强，仅仅依赖于课本、文字和简单演示说明的教学方式，已经跟不上科学发展的步伐；另外，随着PLC控制技术的发展，社会对PLC领域的技术人才的需求逐年大幅度的增加，因此课程改革势在必行。
1优化教学内容
我校致力于培养应用技术型人才，因此，在教学过程中兼顾教学大纲和教学基本内容的基础上，对教学内容进行整合，突出重点，强化实践能力的培养。
2改革教学方法
2.1激发学习兴趣，树立信心
要想提高动手能力，首先要激发学生的学习兴趣，树立学会的信念。通过精彩的绪论部分及贴近学生周围的一些实例的讲解，让学生了解到当前PLC 应用的广泛性以及社会对该方面专业技术人才的需求，从而令学生更有兴趣、投入更多的精力来学习这门课程。
学习新的一门课程入门是关键，所以在课程的开始阶段要通过形象、生动的教学语言来调动学生的学习积极性。通过精彩的绪论部分的讲解，让学生了解到当前PLC 应用的广泛性以及社会对该方面专业技术人才的需求，从而令学生产生兴趣、投入更多的精力来学习这门课程。具体措施可以采用现代化的多媒体辅助教学，展示现场拍摄的工业控制设备画面、相关的实践视频，使得学生犹如亲临现场，达到把工厂搬到课堂的效果，帮助学生了解生产设备的工艺流程，有利于进一步分析控制要求和设计程序，使教学过程具体生动。在讲述PLC 程序设计过程中，因为PLC 程序设计的方法有多种，如经验设计法、顺序控制设计法、逻辑控制法等，教学中应选择顺序控制设计法为重点，根据学生的实际情况，调整PLC 程序设计的工程实例。其他的设计方法在学好顺序控制设计法后，比较容易掌握。总之，要摒弃抽象教学的方法，一开始就要让学生建立PLC控制系统的概念，引导学生产生学习兴趣。
2.2任务书式教学，增进学生自主创新的能力
任务书式教学的指导思想是将一个实际的工程项目以任务书的形式交给学生独立完成，即从资料的收集、方案设计、软件编写、硬件接线与调试，直到最后完成任务的评价，都由学生自己完成。教师在此过程中仅起到引导、指导和督促的作用，充分调动学生学习的自主性和积极性，让学生成为学习过程的主导者。
课前将相关知识点以“任务书”的形式，下发给学生，让学生带着任务去查找相关内容完成任务。比如，在讲定时器指令前，给学生发出任务书——设计闪烁电路。学生拿到任务后主动去查找西门子S7-200的定时器都有哪些，每种定时器的工作原理，注意事项，必须自己动脑筋、想办法，独立地动手实现闪烁电路，遇到问题，可以通过手机网络等及时与老师联系，通过提示解决疑惑，最后让学生上实验室调试完成任务，老师再将定时器的分辨率特点等规律性的内容进行总结，将定时器这一知识点深深印到学生的记忆中。
任务书的教学形式，要求指导老师将更多的工作集中于为学生提供实践设备、条件以及相关的参考资料方面。在培养学生应用能力的教学过程中，教师不仅是知识的传授者、讲解者，还是指导者、咨询者；学生不再是被动地接受，而是主动地获取知识。让学生边学边用，以用促学，学以致用，教师在教学中应激发学生的学习兴趣。在整个教学过程中改“授以鱼”为“授以渔”，即要求“学为主体，教为主导”，而不是以往的“教为主体”的教学方法。
2.3多种途径进行答疑解惑
在教学过程中，指导教师不能包办替代学生去做，而是应该起到答疑解惑、引导和把关的作用。固定的答疑时间次数有限，答疑滞后不及时，为了解决这个问题，笔者和学生们在QQ与微信上建立群，这样就可以及时有效的了解学生对理论内容的掌握理解程度，针对问题及时解答，及时调整教学进度等。另外，在学生需要教师指导查找梯形图错误时，不应简单地帮助找出错误、告诉其改正方法，而应该教会学生如何利用软件、查取存储器状态字等调试方法来查找程序错误，并且帮助学生分析错误。这样才能让学生加深对知识点的理解，更好地调动学生的学习积极性，提高学生的自主创新能力。
3突出实践教学
3.1合理安排理论内容，增强实验环节效果
“PLC原理及应用”课程除了要掌握PLC组成原理、CPU的性能指标、指令编程方法之外，还要掌握开关量控制系统、模拟量控制系统、A/D和D/A转换、系统的人机界面及由工控机与PLC构成的计算机—PLC控制系统等内容。为了更好地突破教学难点，要求任课教师能够根据课程特点及学生认知水平等实际情况，采用适合的教学形式和方法。大学教育的培养目标是学生的技术应用能力，应根据培养目标对教学内容进行整合，合理安排课程内容，使学生易懂、易记、有用、实用。理论要通过课程实践教学活动来丰富，PLC 实践性教学包括科研开发、课外科技活动、产品创新、实验教学、课程设计、毕业设计、认识与生产实习等，同时，还可以安排学生进行校外参观，使学生们多方位了解当前PLC 在工业现场控制中的作用，培养学生具有创造性思维理念与综合实践能力。
3.2紧密联系PLC的发展，培养适应时代需求的PLC技术人员在教学过程中选用一些当前工业自动化实例充实教材内容，拓宽知识面，为学生就业打下基础。在教学过程中可以经常向学生展示或分析一些我们身边的PLC 产品，通过剖析系统的结构功能并与授课内容联系起来，如PLC 对电机的控制、天塔之光的控制、交通灯的控制等。在完成理论教学与实际PLC上机练习后，学生已基本掌握了理论知识和PLC的编程技巧，设置1～2周的课程设计，给学生选择容量合适的PLC控制系统课题，让学生从PLC使用、电气系统原理设计、器件选择、安装工艺、调试方法上都经历一个完善的工程设计练习，经受工程师的基本素质训练，参与工程实践任务，从而缩短了大学毕业生与工程师之间的距离。
4结论
通过优化教学内容、改革教学方法、突出实践能力和完善成绩评定等方法，课程改革取得了很好的效果。本课程开设在第五学期，此时学生已经具备了自学的基础和能力，能够独立完成任务式教学，扎实地掌握相关的理论知识。在教学中利用各种教学手段培养和激发学生的学习兴趣，会收到事半功倍的效果，缩短毕业生与工程师之间的距离，为培养合格的应用型人才奠定基础。
参考文献：
[1]曹冬梅，张琦.可编程控制器技术课程改革实践[J].中国职业技术教育，2007（1）：34-36.
[2]廖常初.PLC编程及应用[M].3版.北京：机械工业出版社，2008.
[3]吉敬华，黄永红，张新华.“PLC原理及应用”教学改革的几点思考[J].中国电力教育，2008（12）：49-50.
[4]刘昕，曾水玲，向继文.“PLC原理及应用”课程教学研究与实施 [J].高教学刊，2015（17）：91-92.
[关键词]“PLC原理及应用”课程改革；任务书式教学；教学实践
[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.23.213
可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是把传统的继电器控制技术、计算机技术、通信技术融为一体，专为工业控制而设计的装置。目前，许多企业在技术改造和新建项目中，PLC 起着不容忽视的作用。PLC为工业控制提供了几乎完美的现代化控制装置，被公认为现代工业自动化的三大支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一。“PLC原理及应用”课程是沈阳工业大学（下简称我校）电气专业的一门实用性和实践性很强的专业课。
随着经济和科技的飞速发展，我国高等教育进入了一个高速发展的时期，同时也对高校的教学质量提出了新的挑战，新理论新技术层出不穷，学科间的交叉和联系不断增强，仅仅依赖于课本、文字和简单演示说明的教学方式，已经跟不上科学发展的步伐；另外，随着PLC控制技术的发展，社会对PLC领域的技术人才的需求逐年大幅度的增加，因此课程改革势在必行。
1优化教学内容
我校致力于培养应用技术型人才，因此，在教学过程中兼顾教学大纲和教学基本内容的基础上，对教学内容进行整合，突出重点，强化实践能力的培养。
2改革教学方法
2.1激发学习兴趣，树立信心
要想提高动手能力，首先要激发学生的学习兴趣，树立学会的信念。通过精彩的绪论部分及贴近学生周围的一些实例的讲解，让学生了解到当前PLC 应用的广泛性以及社会对该方面专业技术人才的需求，从而令学生更有兴趣、投入更多的精力来学习这门课程。
学习新的一门课程入门是关键，所以在课程的开始阶段要通过形象、生动的教学语言来调动学生的学习积极性。通过精彩的绪论部分的讲解，让学生了解到当前PLC 应用的广泛性以及社会对该方面专业技术人才的需求，从而令学生产生兴趣、投入更多的精力来学习这门课程。具体措施可以采用现代化的多媒体辅助教学，展示现场拍摄的工业控制设备画面、相关的实践视频，使得学生犹如亲临现场，达到把工厂搬到课堂的效果，帮助学生了解生产设备的工艺流程，有利于进一步分析控制要求和设计程序，使教学过程具体生动。在讲述PLC 程序设计过程中，因为PLC 程序设计的方法有多种，如经验设计法、顺序控制设计法、逻辑控制法等，教学中应选择顺序控制设计法为重点，根据学生的实际情况，调整PLC 程序设计的工程实例。其他的设计方法在学好顺序控制设计法后，比较容易掌握。总之，要摒弃抽象教学的方法，一开始就要让学生建立PLC控制系统的概念，引导学生产生学习兴趣。
2.2任务书式教学，增进学生自主创新的能力
任务书式教学的指导思想是将一个实际的工程项目以任务书的形式交给学生独立完成，即从资料的收集、方案设计、软件编写、硬件接线与调试，直到最后完成任务的评价，都由学生自己完成。教师在此过程中仅起到引导、指导和督促的作用，充分调动学生学习的自主性和积极性，让学生成为学习过程的主导者。
课前将相关知识点以“任务书”的形式，下发给学生，让学生带着任务去查找相关内容完成任务。比如，在讲定时器指令前，给学生发出任务书——设计闪烁电路。学生拿到任务后主动去查找西门子S7-200的定时器都有哪些，每种定时器的工作原理，注意事项，必须自己动脑筋、想办法，独立地动手实现闪烁电路，遇到问题，可以通过手机网络等及时与老师联系，通过提示解决疑惑，最后让学生上实验室调试完成任务，老师再将定时器的分辨率特点等规律性的内容进行总结，将定时器这一知识点深深印到学生的记忆中。
任务书的教学形式，要求指导老师将更多的工作集中于为学生提供实践设备、条件以及相关的参考资料方面。在培养学生应用能力的教学过程中，教师不仅是知识的传授者、讲解者，还是指导者、咨询者；学生不再是被动地接受，而是主动地获取知识。让学生边学边用，以用促学，学以致用，教师在教学中应激发学生的学习兴趣。在整个教学过程中改“授以鱼”为“授以渔”，即要求“学为主体，教为主导”，而不是以往的“教为主体”的教学方法。
2.3多种途径进行答疑解惑
在教学过程中，指导教师不能包办替代学生去做，而是应该起到答疑解惑、引导和把关的作用。固定的答疑时间次数有限，答疑滞后不及时，为了解决这个问题，笔者和学生们在QQ与微信上建立群，这样就可以及时有效的了解学生对理论内容的掌握理解程度，针对问题及时解答，及时调整教学进度等。另外，在学生需要教师指导查找梯形图错误时，不应简单地帮助找出错误、告诉其改正方法，而应该教会学生如何利用软件、查取存储器状态字等调试方法来查找程序错误，并且帮助学生分析错误。这样才能让学生加深对知识点的理解，更好地调动学生的学习积极性，提高学生的自主创新能力。
3突出实践教学
3.1合理安排理论内容，增强实验环节效果
“PLC原理及应用”课程除了要掌握PLC组成原理、CPU的性能指标、指令编程方法之外，还要掌握开关量控制系统、模拟量控制系统、A/D和D/A转换、系统的人机界面及由工控机与PLC构成的计算机—PLC控制系统等内容。为了更好地突破教学难点，要求任课教师能够根据课程特点及学生认知水平等实际情况，采用适合的教学形式和方法。大学教育的培养目标是学生的技术应用能力，应根据培养目标对教学内容进行整合，合理安排课程内容，使学生易懂、易记、有用、实用。理论要通过课程实践教学活动来丰富，PLC 实践性教学包括科研开发、课外科技活动、产品创新、实验教学、课程设计、毕业设计、认识与生产实习等，同时，还可以安排学生进行校外参观，使学生们多方位了解当前PLC 在工业现场控制中的作用，培养学生具有创造性思维理念与综合实践能力。
3.2紧密联系PLC的发展，培养适应时代需求的PLC技术人员在教学过程中选用一些当前工业自动化实例充实教材内容，拓宽知识面，为学生就业打下基础。在教学过程中可以经常向学生展示或分析一些我们身边的PLC 产品，通过剖析系统的结构功能并与授课内容联系起来，如PLC 对电机的控制、天塔之光的控制、交通灯的控制等。在完成理论教学与实际PLC上机练习后，学生已基本掌握了理论知识和PLC的编程技巧，设置1～2周的课程设计，给学生选择容量合适的PLC控制系统课题，让学生从PLC使用、电气系统原理设计、器件选择、安装工艺、调试方法上都经历一个完善的工程设计练习，经受工程师的基本素质训练，参与工程实践任务，从而缩短了大学毕业生与工程师之间的距离。
4结论
通过优化教学内容、改革教学方法、突出实践能力和完善成绩评定等方法，课程改革取得了很好的效果。本课程开设在第五学期，此时学生已经具备了自学的基础和能力，能够独立完成任务式教学，扎实地掌握相关的理论知识。在教学中利用各种教学手段培养和激发学生的学习兴趣，会收到事半功倍的效果，缩短毕业生与工程师之间的距离，为培养合格的应用型人才奠定基础。
参考文献：
[1]曹冬梅，张琦.可编程控制器技术课程改革实践[J].中国职业技术教育，2007（1）：34-36.
[2]廖常初.PLC编程及应用[M].3版.北京：机械工业出版社，2008.
[3]吉敬华，黄永红，张新华.“PLC原理及应用”教学改革的几点思考[J].中国电力教育，2008（12）：49-50.
[4]刘昕，曾水玲，向继文.“PLC原理及应用”课程教学研究与实施 [J].高教学刊，2015（17）：91-92.