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關于“可編程控制器原理與應用”課程教學改革的研究

摘要：“PLC可編程控制器原理與應用”是自動化及其相關專業的一門重要的課程，其課程的內容多，涉及范圍廣，以往教學和考試側重理論學習，實驗環節薄弱，學生動手能力弱，難以適應應用型人才的培養。結合課程特點和多年教學經驗，筆者提出從教學大綱、教學方式、實驗實習方案和考核方式這幾個方面進行該門課程的教學改革，培養和提高學生的動手能力、創新能力，為社會輸出優秀人才。
　　“可編程控制器原理與應用”是在繼電器控制基礎上，綜合了計算機技術、自動化技術以及通訊技術而發展起來的新型工業控制裝置。它是自動化的三大支柱之一，因其功能性大、可靠性高、應用性廣、易于使用、便于設計及施工而被廣泛使用。“可編程控制器原理與應用”是高等院校機械制造以及電氣自動化等相關專業必修的一門重要課程。學院“可編程控制器原理與應用”課程是為自動化專業學生開設的一門專業課程，也是高級維修電工資格考試培訓的重要內容之一。然而傳統的重理論輕實驗的教育模式，填鴨式的教學方法已不適合實踐性、應用性很強的“可編程控制器原理與應用”課程，不能滿足社會對高素質工程技術人才的需求，尤其在近年的教學實踐中，學生普遍反映原課程教學模式側重理論，感覺“學習時好像會了，學完之后實踐時又什么都不會”，實驗課時偏少，缺少操作和實踐機會，導致工程實踐能力偏弱。教學改革和教學研究是學校教學過程的重要工作，為提高教學效果，促進學生就業，“可編程控制器原理與應用”課程的改革勢在必行。
一、理論授課：
　　“plc可編程控制器原理與應用”這門課程在技術上集成了計算機技術、自動化技術的學科知識，面廣量雜，傳統的教學方式是以教師課堂教學為主、學生實驗實習為輔，教學過程枯燥、抽象使課程知識更加顯得乏味。學生在學習過程中對課程容易產生畏難情緒，授課教師要想在后面的課程中調動學生對本門課程的積極性和興趣比較困難；學生學起來不動腦筋，生搬硬套，學習效果不好，教學改革的核心就是要改變原有的單純接受式的學習。學習伊始，教師就列舉可編程控制器在生活生產中的實例，使學生了解可編程控制器應用的廣泛性，充分調動、發揮學生主體性的學習方式。
　　教師在制訂教學計劃的時候對現有的內容進行增減，在課時分配時提高實驗課學時數，增加實踐和實習機會，提高動手能力；在理論課堂上通過對日常生活中常見案例的剖析，增加趣味性和使用性強的案例。這就需要教師在教學過程中將理論知識和實際應用聯系起來，給學生任務，讓其參與項目，在實踐中提高學生理論及動手能力。
　　講授法是最傳統普遍的教學方式。教師按計劃講授學習內容，教案加板書。這種方式注重理論教學，不適合“可編程控制器原理與應用”學科特點，學生不能真正了解掌握可編程技術的核心及應用，有些復雜難懂的理論知識難以理解吸收。隨著現代化教學手段發展，多媒體已成為目前應用廣泛的教學手段。利用多媒體大大減少教師課堂畫圖、書寫梯形圖的時間。教師對多媒體課件進行完善，用多媒體動畫演示或生產視頻對這門課詳細地介紹，精講多練，以練為主，突出應用，使其內容更加豐富，形式更加易于被學生接受。
　　許多學生對硬件和編程語言有很大興趣和愛好，教師可以利用多媒體制作圖片、動畫、視頻，帶給學生較強的視覺、聽覺沖擊，把不容易理解的原理、方法通過實例和仿真實驗進行演示，這樣不但可以提高教學質量，也大大增強了學生的學習興趣。但避免使用過多動畫及視頻，把課堂學習變成觀看視頻，忽略重點，對于“可編程控制器”這樣一門理論性實踐性都很強的課程，必須結合多媒體和板書一起教學，解釋難點和重點，以產生較好的教學效果。
二、實驗實習授課：
　　實驗實習環節要結合課堂理論教學，所以首先要制訂合理的實驗實習方案。因為實驗實習也是“可編程控制器原理與應用”這門課程的一個重要環節，通過該環節的學習以實現對學生動手能力、操作能力的培養，提高學生的創新能力和自主動手能力，便于其就業及更好地適應工作崗位。授課老師同時承擔理論和實驗教學，避免理論實驗脫節，學院所開設的實驗由易到難分為：一般驗證性實驗、綜合應用性實驗和設計創新性實驗，期間參與工廠生產現場實習。
一般驗證性實驗主要是學生按照實驗指導書上的操作得出實驗結果，以加強對所學的書本理論知識的掌握，提高相關理論水平，培養其基本動手能力；綜合應用性實驗要求學生具有扎實的理論基礎、較寬的知識面和分析解決問題的能力，對一些應用廣泛的案例在實驗室已有的基礎上進行設計和實現；設計創新性實驗則是對能力較強的學生組成興趣小組，結合校內外大學生競賽項目，根據所學知識和自己的興趣愛好，設計一些具有實際意義的實際系統，以學生為主，教師為輔。
在實驗實習中以項目為驅動，進一步培養學生的實際動手能力，以學習小組為單位，分配任務，從立項到設計再到實現，全程分步驟按計劃引導學生實驗；開放實驗室給學生，在項目中學生通過電路板繪圖和燒制、計算機編程軟件仿真、硬件安裝、調試等練習，也能夠進一步加深對可編程器件原理內容的了解和深入；同時，讓學生加入到教師科研課題中來，通過具體項目，將所學知識應用到實際，提高學生的科研能力和課程的實踐能力，為此，應結合實驗條件編寫合適的實驗指導書。
　　在學習后期，組織學生去工廠實習，增加柳工、柳鋼等企業的實習時間，在實習期間，分組安排學生跟班作業、輪流跟進，多接觸生產線、了解實際生產流程，多向工廠工程人員和工人學習操作，在實踐中檢驗知識、提高理論和實踐能力、學習積累工作經驗、培養團隊精神，為以后就業打下基礎。
　　在教學互動中，強化“雙師型”教師隊伍建設，滿足適應現代企業管理特點的自動化人才培養的師資要求；加強與用人單位的溝通，將企業最需要的教學內容納入日常教學體系；加強PLC可編程實訓基地的建設，校內外基地相互補充，保證自動化本科人才技能訓練的實習場所，切實加強實際應用能力的培養；探索產學研合作的道路，培養面向社會經濟發展，留得住、用得上、熟練掌握新型自動化技術的高級人才。
三、考核方法：
　　以往課程考試主要以筆試為主，學生多重理論輕實踐，只記書本知識，忽視動手能力的培養。針對該學科實踐性強的特點，現在把考核分成三部分，平時學習占30%，理論考試30%，綜合實踐考試40%，其中綜合實踐考試以分配任務的方式，安排學習小組用兩周時間完成項目，小組內學生單獨給分。
　　現在學院注重實驗內容的考核，以檢驗學生實踐能力與創新能力。首先，規范實驗報告，不光要記錄實驗過程，還要能夠對實驗內容進行分析和總結。對實驗過程的實驗數據嚴格要求，準確無誤、實事求是。做綜合設計時，分析、流程、設計、測試、驗收，每一步都要詳細說明，使學生了解設計工作步驟，培養嚴謹的工作態度，指導學生撰寫科技論文。
　　此外，授課教師與招生就業處相協調，對自動化畢業生的就業去向、就業形式、單位情況進行大規模的調查，對用人單位的新要求、新標準進行分析歸納，并將研究結果納入到教學體系的改革中，不斷更新考試內容及考核方式。
四、總結：
　　針對學院自動化專業的特點和畢業生的就業形勢，結合數年的專業教學經驗，首先制作有針對性的教學大綱，選擇合適的教材；制作及豐富多媒體課件，注重添加實際操作視頻信息；合理安排實驗內容，增加實驗時間，自主編寫適合本校學生的實驗教材；安排學生工廠實習，提高學習興趣，邊看邊學邊動手，理論聯系實際，在實習中培養和提高學生紀律性和團隊合作精神；采取綜合的考核方式，促進學生學習，把學生培養成有一定動手能力和創新能力的人才。
隨著社會和技術的進步，教師在今后的教學中將與時俱進，不斷更新課程教學內容和方式，完善教案和課件，加強建設PLC可編程實驗室硬件條件，同時開發完善網絡遠程教學平臺，建立立體教學模式。將教學與實驗實習結合、將教學和科研相結合、將學習和就業結合，做到理論聯系實際、學習服務工作，培養出適應社會需要的具有應用能力和創新能力的人才。

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