“卓越工程师教育培养计划”下PLC应用技术教学

摘要：文章结合卓越工程师的内涵，从教材建设、课堂理论教学、实践环节、教学评价等方面提出卓越工程师教育培养计划下PLC应用技术的教学，探索了应用型高校卓越工程师教育培养模式，以充分体现“卓越工程师教育培养计划”对促进高等教育面向社会需求培养人才以及全面提高工程教育人才培养质量的意义。

关键词：应用型高校；卓越工程师；培养模式；工程能力；PLC

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）31-0077-02

“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）为了培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为我国走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略，对促进高等教育面向社会需求培养人才，全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用。

一、卓越工程师的内涵

在卓越培养计划中，重点强调“创新性”和“实践性”。因为卓越工程师面对的培养对象就是工程技术方面的人才，所以，从其本质上来说就是要培养出既有较高理论水平，又有解决工程实际难题能力的开拓型工程师。可编程控制器应用技术这门课程本身就实践性和创新性的结果。

二、教材建设

首先，卓越教材建设必须不同于传统的教材。具体应突出现在以下几点：创新性。卓越计划中教材的创新性，一方面应该包含本学科最新学术成果的利用，教材内容反映工程领域的最新科研成果和应用前言。另一方面，要求教材在知识模块、应用实例和教学方法上都有所创新。实践性。实践教学时数多是卓越计划的特征性。因此作为实践教学支撑的教材必须突出在一定的理论高度上的实践性，使学生在深刻理解本课程工程理论基础上，掌握工程设计方法，对在后续的实践环节可以起到桥梁的作用。综合性。具体指本学科与相近的学科知识的相互包容。目前，PLC的教材五花八门，品种繁多。但能符合以上要求的教材基本上没有。因此应该打造符合卓越计划的PLC教材。在教材中应该突出PLC技术的最新应用实例。这需要从合作的企业取得最新的应用实例资料和最新PLC的技术资料，去除在现有教材中落后技术相应环节，和其他学科如机电传动等实现学科融合。

三、通过课堂教学夯实基础理论

1.课程引入。PLC产生本身就是一个由实践引发创新的经典案例。在课程中引入可以提高学生的学习兴趣，为这门课程后续拓展打下良好的基础。

2.课程理论体系。目前，市场上PLC品种繁多，加上PLC不同于PC，并没有统一的平台。因此要在众多的PLC中选择适合的PLC进行教学，也是本课程考虑的内容之一。上海工程技术大学选择了市场占有率最高的产品进行。教学中，笔者以硬件为基础，展开PLC组成工作原理。随后指令系统分别以基本指令、步进指令和功能指令为相对独立模块践行教学。配合以相应指令让学生完成对三相异步电机、多台电机、步进电机、伺服电机的按要求控制。再以联网组态的模式完成大型控制系统的设计。然后再进行其他品牌的PLC教学，使得学生能够举一反三，完成各种品牌PLC控制系统的选型搭建程序编写，为将来的企业实践或者工作时能够灵活地应用PLC打下强劲的基础。在具体教学中，在理论教学环节笔者以先基本指令的灵活运用让学生小试牛刀。自锁、互锁、连锁，定时计数器的灵活应用，让学生感到这门课程的无穷奥妙，极大地激发了学生的学习热情。在比较复杂的基本指令程序设计中指出这一程序设计方法的长处和短处。长处在于指令短少，而缺点在于一人编程，他人难读。在工业实际应用中极为不便。所以要找到一种类似标准的程序设计方法，让程序易读、易懂。在以上基础上，老师提出步进指令的程序设计方法。对于复杂的机械动作，如果仍像上例一样，采用文字来表述的话将遇到一些困难，首先，要正确表达工艺过程将非常困难。其次，表达不直观。实施时，要求机械技术人员与电气技术人员密切配合，对工艺过程共同进行分析。然后，在此基础上，再由电气技术人员进行程序设计。一般而言，用梯形图按照顺序动作进行编程，实现工序步进动作的机械顺序设计是相当复杂的，必须具有相当的经验以及花费相当的设计时间。为此，顺序控制的设计师一直在设法摆脱具体的机械动作，设计出一种易于理解的顺序图。几乎所有的PLC都具有解决顺序控制类问题的特殊指令。FX系列PLC的步进阶梯指令及状态编程法和S7-200系列PLC的顺序功能指令及顺序设计法，使得这类问题的解决变得非常容易。完成上述断点控制环节，提出连续模拟量控制方案，完成单机控制，搭建多机网络控制系统。循序渐进将本课程知识逐步展开。

3.理清与其他学科关系。PLC也是一门与多学科交叉的学科，因此在教学中与《液压与气动》、《机电传动》、《单片机》、《数控技术》、《分布式控制系统》等经常有交叉内容，且互相补充。教师在教学中指出在学科交叉中PLC的作用，极大地提高了学生进一步学习的兴趣、专业兴趣和专业自信心，为将来的课程打下坚实的基础。

四、实践教学环节

针对卓越工程师计划，构建了实验教学创新的新理念：从学科建设和发展角度，根据“卓越工程师培养计划”培养目标，重新制订实验大纲，大幅度增加了实验、实践性教学环节的比重。首先，整合实验内容，体现在先取消单纯验证性的实验，增加操作性实验和应用性较强的实验内容，增设设计性、综合性、研究性实验内容。按照循序渐进、逐步推进的方法，分层次、分模块安排实验内容。在实验室管理上采取灵活机动的预约制。在课余给学有余力的学生提供支持。结合定期的生产实习环节，使实验教学内容密切联系企业生产实践与科研，形成良性互动循环。采取学生进入教师相应科研计划的方法，让学生在实际的课题中得到扎实的锻炼。

五、评价体系

成绩考核是教学活动的重要组成部分之一，一个合理的考核方式可调动学生的学习积极性，有利于学生对该门课程知识与技能的掌握。PLC课程的考核由过程考核（平时考核、实验成绩等）和期末的集中考试两部分组成。由于PLC是应用性很强的课程，应用能力的考核应该成为重中之重，所以在试卷和过程考核中都应该有所创新。在考卷中重点考核学生对于实际工程案例的硬件配置和软件设计能力。在实验环节中则重点考核学生实际接线、排障能力，为下一步毕业设计环节打下良好的基础。实验成绩由教师依据论文质量给出，重点考查实验方案的设计。

笔者在卓越计划体系下提出PLC教学改革方案，从PLC控制技术教材、课堂教学、实践环节以及教学评价等几个角度探讨该课程卓越工程师培养的方式和策略，取得了良好的效果

参考文献：

[1]林健.校企全程合作培养卓越工程师[J].高等工程教育研究，2012，（3）.

[2]林健.面向“卓越工程师”培养的课程体系和教学内容改革[J].高等工程教育研究，2011，（5）.