可編程控制器實踐教學(xué)改革的探索與實踐

房俊龍等

【摘要】從培養(yǎng)創(chuàng)新人才出發(fā)，針對目前可編程控制器實踐教學(xué)中存在的問題，依托東北農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程實踐平臺，對可編程控制器實踐教學(xué)中的教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教材建設(shè)等方面，進行了有益的改革。經(jīng)過探索與實踐，取得良好效果。

【關(guān)鍵詞】可編程控制器 實踐教學(xué)改革 創(chuàng)新人才培養(yǎng)

【基金項目】黑龍江省教育廳高等學(xué)校教改工程項目：JG2012010062，JG2013010129。

【中圖分類號】G64 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）08-0218-01

引言

可編程控制器作為工業(yè)生產(chǎn)自動化的三大支柱（可編程序控制器、機器人、計算機輔助設(shè)計與制造）的主導(dǎo)，已成為發(fā)展勢頭強勁的工業(yè)控制器，在各個領(lǐng)域的運用無處不在。伴隨著可編程控制器技術(shù)的廣泛應(yīng)用，可編程控制器課程已成為各工科院校相關(guān)專業(yè)開設(shè)的主干課程之一。但從現(xiàn)狀上看，普便存在驗證性實驗多，綜合設(shè)計性實驗少，理論與實踐脫軌等弊端[1-3]。針對這一現(xiàn)狀，近幾年來，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣與信息學(xué)院依托電氣工程實踐平臺，在教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面進行了有益的改革，既體現(xiàn)可編程控制器與生產(chǎn)實際和工程應(yīng)用結(jié)合緊密的自身特色，又很好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和科研能力，取得了較為顯著的成效。

一、依托電氣工程實踐平臺構(gòu)建新教學(xué)體系

實踐教學(xué)是可編程控制器課程重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的實踐教學(xué)模式，大都以驗證性實驗為主，課程設(shè)計僅僅動動筆，寫寫報告。這種模式存在很多弊端，難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，達不到培養(yǎng)創(chuàng)新人才的要求。為解決這些問題，我院制定“雙師型”人才培養(yǎng)目標(biāo)，即大學(xué)生在具有扎實理論知識的基礎(chǔ)上掌握技師熟練的動手操作能力和工程師所應(yīng)具備的設(shè)計思想和創(chuàng)新意識。基于此，以我院電氣工程實踐基地為載體，以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，集“理論學(xué)習(xí)”、工程設(shè)計能力培養(yǎng)及“技能訓(xùn)練”為一體[4-6]，構(gòu)建PLC課程新的教學(xué)模式。

課程體系的構(gòu)建是考慮到可編程控制器這門課程實踐性強的特點，在理論授課前后分別開展實踐教學(xué)，將實踐教學(xué)全部在實踐基地完成，每個實踐基地根據(jù)實踐內(nèi)容安排配備實踐設(shè)施。為保證理論與實踐統(tǒng)一性，授課與實踐均選用日本松下電工FP1系列的可編程控制器，以理論指導(dǎo)實踐，實踐強化理論，在教學(xué)過程中，實施內(nèi)、外環(huán)式教學(xué)方法。外環(huán)指各項實踐教學(xué)環(huán)節(jié)按著理論—實踐—理論的原則；而內(nèi)環(huán)則是在每項工程實踐課程中遵循教學(xué)講解—實際操作—教學(xué)講解的教學(xué)方法。把原有理論授課延伸為理論授課+工程實踐的教學(xué)模式，使學(xué)生掌握專業(yè)知識的同時，鍛煉了動手能力，培養(yǎng)自身的綜合素質(zhì)，形成“知識+能力+素質(zhì)”三位一體的教學(xué)模式[6]。

二、重視實踐教學(xué) 改革教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法

1.加強實踐環(huán)節(jié)

過去由于受重理論、輕實踐的觀念影響，實踐環(huán)節(jié)一直很薄弱。按照我院“雙師型”人才培養(yǎng)模式，我們及時更新教育觀念，對可編程控制器這門課程做出大膽的改革，采用分段式的實踐教學(xué)，即在理論授課之前先通過基礎(chǔ)實踐平臺學(xué)習(xí)，使學(xué)生對可編程控制器有個初步的感性認識，增強學(xué)習(xí)興趣，可以帶著問題進行理論課的學(xué)習(xí)，避免了學(xué)習(xí)的盲目性；學(xué)完專業(yè)理論課堂授課后，再進行更深一層次的工程實踐學(xué)習(xí)，重在對理論知識的綜合應(yīng)用，通過綜合性實踐檢驗，使學(xué)生對可編程控制器的學(xué)習(xí)系統(tǒng)化、實踐化。在實踐學(xué)習(xí)過程中，以學(xué)生實踐為主，教師講授為輔。在實踐授課過程中，結(jié)合學(xué)生的實際情況及各個工程實踐基地的性質(zhì)，教師適當(dāng)進行理論內(nèi)容的講解，并在講解過程中指導(dǎo)學(xué)生進行實踐。

2.深化實驗方式

為提高學(xué)生學(xué)習(xí)可編程控制器的興趣，創(chuàng)造條件對學(xué)生實行“開放性”實驗[7]，引進電梯和立體車庫等可編程控制器控制模型，讓學(xué)有余力的學(xué)生自主構(gòu)思實驗內(nèi)容，編寫程序和控制要求，教師僅起側(cè)面輔導(dǎo)和把關(guān)作用。實驗中心在課外對學(xué)生開放，給有興趣的學(xué)生以更多的學(xué)習(xí)和鍛煉機會，這種開放性實驗方式更利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力與創(chuàng)造思維能力。

3.豐富教學(xué)方法

（1）根據(jù)教學(xué)基本要求，結(jié)合學(xué)生專業(yè)需要和學(xué)生層次不同分別制定教學(xué)大綱，根據(jù)教學(xué)大綱制定的授課計劃。如電氣化專業(yè)課堂教學(xué)54學(xué)時，電子信息專業(yè)課堂教學(xué)36學(xué)時。

（2）在實踐教學(xué)中分別采用了漸近式教學(xué)法和實踐式教學(xué)法。漸近式教學(xué)法是一種在實踐中教授學(xué)生采取從簡單到復(fù)雜，從低級到高級，從入門到精通的學(xué)習(xí)過程，即學(xué)生的學(xué)習(xí)過程分為三個階段，從可編程控制器基礎(chǔ)工程實踐到可編程控制器應(yīng)用工程實踐，逐漸把知識融合到學(xué)生的頭腦中。實踐式教學(xué)法則是在各個實踐基地以學(xué)生實踐操作為主，通過講、做相結(jié)合的方式，使學(xué)生在理論與實踐相結(jié)合過程中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，增強學(xué)習(xí)興趣，并學(xué)會理論知識和應(yīng)用技能[8，9]。

通過合理的理論授課與豐富的實踐教學(xué)，極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，化枯燥為娛樂，使學(xué)生既學(xué)到了知識，又開闊了視野，同時也收獲了成功的喜悅；既鍛煉了動手能力，又加深了理論知識的理解，同時又提高了綜合設(shè)計能力。

三、注重理論與實踐相結(jié)合 編寫配套教材

結(jié)合可編程控制器課程的知識面寬，實踐性強的特點，在教材編寫過程中，為了使學(xué)生能夠擁有更加系統(tǒng)、科學(xué)的理論指導(dǎo)，在原有理論教學(xué)基礎(chǔ)上，添加實驗與工程實踐教學(xué)，課程組先后編寫并出版《可編程控制器實驗與實踐》、《工業(yè)控制工程實踐技術(shù)》和《可編程控制器電氣控制與組態(tài)設(shè)計》教材。教材中既注重理論知識的傳授，以動手能力、工程實踐能力為培養(yǎng)主線，重點放在用可編程控制器解決實際問題的能力上，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力；又遵循循序漸進的原則，由基礎(chǔ)理論知識到綜合實踐技能，采取由淺入深、深入淺出的培養(yǎng)方法，將理論與實踐充分結(jié)合。

四、結(jié)束語

通過這幾年的探索，依托電氣工程實踐平臺，將工程實踐貫穿整個教學(xué)過程，把原有可編程控制器理論授課延伸為“理論授課+工程實踐”的這種教學(xué)模式，顯著的提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強學(xué)生自主創(chuàng)新意識，使學(xué)生在就業(yè)方面及電子設(shè)計大賽均取得了優(yōu)異的成績。

參考文獻：

[1]吉順平，孫承志，路明.“可編程控制器及應(yīng)用”創(chuàng)新教學(xué)方法研究[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2008，30（02）：122-124.

[2]周力，趙凱，李偉.《可編程序控制器》課程教學(xué)的研究與實踐[J].高教論壇，2010，2（2）：36-37.

[3]袁惠娟.PLC課程教學(xué)的探討[J].中國科技信息，2009，（20）：268-269.

[4]束長寶，李新兵，王永華.“電器控制及可編程控制器”教學(xué)改革初探[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2005，27（6）：82-85.

[5]王智朋，文西芹，王其兵等.工程實踐中的創(chuàng)新與教學(xué)方法改革研究[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2007，5（60：77-79.

[6]郭明良，王朋.電氣工程全面教學(xué)改革培養(yǎng)應(yīng)用型人才[J].實驗室研究與探索，2009，28（6）：83-86.

[7]張軍香.建立開放式自動控制實驗中心的探討[J].實驗技術(shù)與管理，2007，（2）：133-135.

[8]沈顯慶.電氣工程全面教學(xué)改革培養(yǎng)應(yīng)用型人才[J].實驗室研究與探索，2009，28（7）：122-124.

[9]何成輝，蘇群.應(yīng)用型本科院校學(xué)生能力培養(yǎng)途徑[J].中國高等教育，2002，（2）：65-67.

作者簡介：

房俊龍（1971.10-），黑龍江延壽人，教授，從事檢測與控制的教學(xué)科研工作。