《可编程控制器(PLC)》课程教学改革与探索

摘 要：文章主要论述了《可编程控制器（plc）》课程在理论教学和实践教学中的改革方案。通过对PLC人才现状和高职教育现状的分析，提出了理论教学环节中的因材施教，启发式教学、利用多媒体技术和采用案例教学的方法。以及在实践教学中与企业实践相结合，实训环节的分层设计、仿真软件的应用等方面的改革与探索，得出了提高学生兴趣和增加学生技能的教学实用性方法。

关键词：理实结合；因材施教；启发式教学；多媒体技术；分层设计；仿真软件

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）35-0046-02

《可编程控制器（PLC）》是高职高专机电一体化、电气自动化、生产过程自动化等专业的一门重要的专业课，也是这类专业的学生就业必备的技能之一。本课程职业性、实用性较强，它对电气相关专业其它课程起到前后支撑作用，对学生核心专业能力形成起到关键作用。电气相关专业学生未来的就业岗位主要定位在维修电工、车间电气技术员、工业自动化系统安装调试工、工业自动化系统设计工程师助理、工业自动化系统维护技术员等岗位，这些岗位对学生掌握生产线中的常用设备PLC的知识能力要求较高。

因此，在教学过程中如何提高学生的学习兴趣，增强学生的实用性技能以及如何能够紧贴企业实际工作的要求，是我们在教堂过程中需要探索的问题。本文主要通过调研经济发达地区PLC相关从业人员所需的技能水平，探讨使得课堂教学环节、理论实践环节中较为行之有效的教学方法。

1 人才需求现状分析

PLC在近年来已经成为工业生产中的重要支柱，从市场规模推算目前PLC从业人员在各行业的分布大致如下：纺织21.04%、冶金14.56%、汽车11.94%、食品饮料10.56%、电子制造7.6%、化工6.96%、电厂5.16%、造纸4.04%、石油开采及冶炼3.86%、建材3.28%、市政3.04%、其他7.96%。 PLC应用从业人员从事现场维护的占一半以上；从事程序设计的占总体的20%；其后依次是从事销售和系统设计的人员，分别占14%和13%。（数据来源：中国工控网《2005中国PLC市场研究报告》）。

根据以上调查报告可以看出，企业对PLC人才的需求的数量较大，而且在未来几年内，需求量还需进一步增加。因此，无论从企业的实际需求出发，还是从目前职业教育的需求出发，都需要加大PLC课程改革的力度。在教学环节中，如何让学生更加有效的增加PLC应用基础的知识，能够熟练的使用PLC进行程序的编写、调试等工作，是高职类学校对PLC人才培养的关键目标所在。

2 职业教育现状与缺点分析

随着学校规模的扩大，学生人数的增加，职业教育中往往出现学生人数和教学资源不相匹配的情况，因此很多学校的PLC教学中存在以下问题。

2.1 教学班级人数较多，理实一体教学思路难以实施

虽然，近年来理实一体教学在职业教育中被广泛的推崇，但是目前很多学校学生人数激增，而设备数量却不能满足理实一体教学的要求，导致实践课的安排不足，学生动手能力较差。学生积极性下降，学习效率无法保证。

2.2 实训课，无具体考核方式，不能够贴近企业实际

由于教学班级人数较多，给实训考核带来一定的难度，实训没有具体的考核方式，效率不高。另外，实训课程的开设多为模拟实验，和企业的实际相差甚远。使得大多数学生走出校门后发现所学课程和实际应用相差甚远。

3 PLC课程教学改革与探索

3.1 解决学生人数和设备不匹配时的教学方案改革

对于学生人数较多，但设备数量有限的职业院校，可以采用大班教学理论课，小班教学实验课的方式，这需要对课时计划进行严格的修订。每2次理论课的内容，由一次实践课来进行巩固。实验课的考核以考高级工为目标，由于和考工考证挂钩，学生的自主学习性会大大增加。

3.2 因材施教，分层教学的探讨。

因为每门课讲授都会受学生学习能力的限制而无法进行比较深的有难度的学习的教学，PLC课程中高速计数、高速脉冲、PID控制，模拟量控制等内容，在实际应用中很广泛，但是因为这些部分比较难懂，在针对大多数同学的普及教学中，受课时限制这些内容很少涉及。对大多数学生来讲，只要达到高级工要求就可。而少部分优秀的学生，可开设自修课程，对它们适当的开放实验室，进行自主学习，最后严格考核，给予推荐好的工作，推荐为优秀毕业生，等待遇。

3.3 理论教学中的启发式教学的探讨

为了唤醒学生自信，提高学生在学习过程中的求知欲望，在教学过程中我们采用了启发式的教学方法。这种教学方法通常采用提出问题、课堂互动讨论、归纳解决方案、在实验中验证、得到结果并进行总结归纳等几个步骤完成。

提出问题这个环节可以设计在一堂课的初期、中间、或者在课堂的最后留下疑问让学生在课下继续探索和思考。例如：在讲授PLC的循环扫描工作方式时，针对学生编程过程中容易出现的双线圈现象，可提出以下问题。

问题：如图1所示，若给PLC的输入端子I0.0和I0.1分别接按钮SB1和SB2。Q0.0端子接指示灯，那么当SB1按下，而SB2松开时，指示灯是得电还是失电状态？

针对此问题进行课堂互动环节，启发学生根据所讲的循环扫描的理论来分析可能产生的结果。将学生讨论的结果归纳出来，如学生可能得出以下结论：①指示灯亮。因为SB1闭合指示灯亮。②指示灯先亮后灭。SB1闭合使它亮，SB2未闭合使他灭。③指示灯灭。由于循环扫描的集中输出所致。

得到不同答案后，让学生从实验中得到第三种结论是正确的。然后分析产生这种结果的原因以及大家分析错误的原因，并告诉学生这样的编程属于双线圈输出是不允许的，接下来可以进一步让学生提出解决方案，进行下一轮的课堂互动讨论。实践证明，这样的启发式教学方法极大的提高的学生的学习兴趣。

3.4 利用多媒体技术，教学实验箱等设备，现场演示软件

中PLC程序的运行过程

PLC的编程是PLC学习过程中的重要环节，采用理论讲解的方式，让一些理解能力差的同学在接受知识的过程中产生了困难。为了解决这个问题，使得教学效果更好，利用多媒体视频手段或者教学实验箱等，在课堂教学的过程中将实验效果搬入课堂。使学生直观的看到软元件的工作过程。

3.5 实践教学中的探索

3.5.1 实训环节教学资源的开发

初学者可以利用现有实验台做一些简单的案例。经过一段时间的学习，则需要将实训环节的案例和企业实际相联系起来，因此作为教师应该经常去企业调研，可以添加一些企业实际中使用的较为简单的案例，作为实践环节的任务要求。

3.5.2 实训环节采用分阶段任务，分层完成的方法

传统的单任务实训，任务较为复杂，学生消化实训任务时需要较长的时间，在此过程中学习程度较好的同学占主导作用，而学习程度较为差的同学通常处于等待状态，在小组中无所事事。因此在实训任务的设计方面，可以采用分层完成，全组参与的方法。将大的实训任务分为几个小的阶段，而每个阶段的设计题目采用由易到难安排。小组每完成一个阶段，在通过答辩后，获得相应的分数。答辩环节可以采用随机抽取小组成员的方式，组员未通过则全组不能通过，这样首先增加了学生实训的压力，适度的压力是动力的源泉，让学生有适度的紧迫感，能增加学习的效果。另外为了全组顺利通过实训，学习程度好的同学会自觉帮助学习程度差的同学完成实训任务，在实训中培养了学生的合作意识。

3.5.3 利用仿真软件，增加学生学习渠道

实验室的资源毕竟还是有限的，为了增强学生的课外继续学习的能力，培养学生的兴趣。在PLC教学中可以引入教学仿真软件来增加学习的兴趣。如三菱系列PLC的教学仿真软件FX-TRN-BEG-C、采用了生动的动画和编程相结合的方式，学生可以在没有实际PLC的环境下，编写小的程序，并仿真。它分为初级挑战，中级挑战，高级挑战等几个循序渐近的阶段，让学生在自己的电脑上就可以体验到编程的无限乐趣。西门子S7-200的仿真软件Simulation1.2，虽然没有生动的画面，但是通过开关和指示灯的演示，可以帮助初学者编写小的程序并且进行验证。

4 总 结

众所周知，PLC已经成为现代工业中的三大支柱之一，在工业上起着至关重要的作用，作为以就业为导向的高职高专类学校，PLC已经成为电气类专业的重要的专业课。因此如何在学校的学习中为学生提供一个良好的学习平台，教给学生良好的学习方法，让学生掌握PLC的调试，维护，编程的基本技能是PLC教学过程中需要长期探索的问题，我们将继续不断的探索，为培养适应社会发展的21世纪的新型综合性人才而努力。

参考文献：

[1] 王泽春.启发式教学在《可编程控制器》教学中的应用[J].职业教论坛，2005，（3）.

[2] 田淑珍.可编程控制器原理及应用[M].北京：机械工业出版社，2008.