《PLC可編程原理及應(yīng)用》課程教學(xué)問題與對策研究

摘 要：針對目前職業(yè)學(xué)校《PLC可編程原理及應(yīng)用》課程教學(xué)現(xiàn)狀及其存在的教學(xué)問題，筆者根據(jù)幾年來對本課程教學(xué)的實踐與探索，在逐一分析這些教學(xué)問題的基礎(chǔ)上，相應(yīng)地提出了解決問題的對策和建議，以供廣大教學(xué)同仁的參考。隨著工業(yè)自動化的不斷發(fā)展，以微機處理器為基礎(chǔ)的應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的專用計算機技術(shù)──可編程控制器（以下簡稱PLC）技術(shù)應(yīng)運而生，《PLC原理及應(yīng)用》也因此成為了職業(yè)學(xué)校工科類專業(yè)一門重要的綜合性很強的專業(yè)課程，其教學(xué)目標(biāo)是：使職業(yè)學(xué)校的廣大學(xué)生掌握PLC基本原理及其在自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生運用PLC改造傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)，維護和管理自動化生產(chǎn)線的基本技能，并為廣大學(xué)生今后從事現(xiàn)代軟生產(chǎn)線控制技術(shù)的應(yīng)用與開發(fā)打下良好的基礎(chǔ)。

問題一、教學(xué)基礎(chǔ)比較薄弱：
《PLC可編程原理及應(yīng)用》課程先修課程有：《數(shù)字電路》、《微機原理》、《自動控制原理》，所涉及的主要教學(xué)內(nèi)容有：微機原理、計算機應(yīng)用基礎(chǔ)、數(shù)字邏輯、電子電路、低壓電器、電氣控制、閉環(huán)控制等。但由于各方面的原因，如因?qū)�業(yè)不同所致的課程開設(shè)時間先后不同和教學(xué)內(nèi)容詳略取舍不同，學(xué)生個體學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上的差異等，致使本課程學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不一，尤其是對于《數(shù)字電路》和《自動控制原理》這兩門課程，很大一部分學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)都較差，從而導(dǎo)致本課程教學(xué)基礎(chǔ)薄弱，教學(xué)難度很大。
對策：淡化本課程中與先修課程聯(lián)系緊密的以下純理論性的教學(xué)內(nèi)容，如：PLC系統(tǒng)物理模型；開關(guān)量、模擬量的采集和控制方法；PLC系統(tǒng)軟件的編程；PLC通信原理和方法等。這樣就既能回避教學(xué)基礎(chǔ)薄弱這一客觀教學(xué)現(xiàn)實，又能集中課時于PLC實踐性教學(xué)內(nèi)容，突出本課程“實踐性”和“應(yīng)用性”的教學(xué)特點，有利于實現(xiàn)本課程在職業(yè)學(xué)校的教學(xué)目標(biāo)。但與此相反，凡涉及到與PLC實踐性教學(xué)密切相關(guān)的先修課程中教學(xué)內(nèi)容，如低壓電器、繼電器控制系統(tǒng)等，教師應(yīng)該引起高度重視，新授前先給廣大學(xué)生上好復(fù)習(xí)課，否則，學(xué)生就很難掌握將電氣控制原理圖轉(zhuǎn)化為PLC梯形圖的程序設(shè)計方法，很難掌握有關(guān)PLC外圍電路設(shè)計知識以及安裝接線等方面的操作技能，更談不上形成能夠根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場的控制要求，利用PLC技術(shù)改造和革新傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)線路的能力。
問題二 、教學(xué)重點把握不準(zhǔn)：
PLC產(chǎn)品種類繁多，發(fā)展很快，但目前還沒有一本能與職業(yè)學(xué)�！禤LC可編程原理及應(yīng)用》課程教學(xué)目標(biāo)完全相對應(yīng)的教材，有的教材內(nèi)容與企業(yè)對PLC技術(shù)人才的需求嚴(yán)重脫節(jié)，有的教材所介紹的產(chǎn)品型號與學(xué)校教學(xué)設(shè)備很不配套，甚至還有一部分教材幾乎編寫成了某一種或某幾種PLC產(chǎn)品說明書，章節(jié)不少，但涉及PLC編程方法和實際應(yīng)用的內(nèi)容卻不多。我們教師往往還是根據(jù)教材逐章逐節(jié)地編寫授課計劃、教案和實訓(xùn)指導(dǎo)書，未能在PLC技術(shù)應(yīng)用上突出教學(xué)重點，重視和加強諸如PLC指令及應(yīng)用、PLC編程方法和綜合實用案例實訓(xùn)等方面的教學(xué)，而將這門實踐性很強的綜合性課程──《PLC原理及應(yīng)用》，在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式上都過于“理論化”，因此難以實現(xiàn)本課程在職業(yè)學(xué)校教學(xué)目標(biāo)。
對策：授課教師首先應(yīng)該深入企業(yè)實際，了解企業(yè)PLC技術(shù)的發(fā)展及其對PLC技術(shù)人才的需求，再根據(jù)企業(yè)需求，參考多本教材，并結(jié)合學(xué)校設(shè)備的實際情況和廣大學(xué)生學(xué)習(xí)特點，編寫出能夠體現(xiàn)職業(yè)學(xué)�！禤LC原理及應(yīng)用》課程教學(xué)目標(biāo)的授課計劃、教案和實訓(xùn)指導(dǎo)書，在授課計劃上優(yōu)先保證以下教學(xué)內(nèi)容的課時（以占總課時的70%為宜）：PLC原理和軟元件；基本邏輯指令及應(yīng)用；典型單元程序及應(yīng)用；編程軟件的使用和編程方法；步進順控指令及應(yīng)用；常用功能指令及應(yīng)用；綜合應(yīng)用案例實訓(xùn)。
問題三 、教學(xué)方法呆板單一：
《PLC原理及應(yīng)用》課程具有多變性、綜合性、典型性、實踐性和實用性五大教學(xué)特點，在教學(xué)過程中，既有一般又有特殊，既有新授又有復(fù)習(xí)，既有理論又有實訓(xùn)，既有工作原理又有編程方法，既有典型單元程序又有復(fù)雜實用案例，同時職業(yè)學(xué)校的學(xué)生又是一個學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、習(xí)慣和動機差異很大的群體。這就決定了我們職業(yè)學(xué)校的教師一定要根據(jù)本課程不同教學(xué)內(nèi)容及其特點，采取不同的教學(xué)方法，同時，無論是理論教學(xué)還是實踐教學(xué)，我們教師還要努力做到因材施教，在如何充分調(diào)動廣大學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和發(fā)揮廣大學(xué)生主觀能動性上多下功夫。但調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，目前擔(dān)任《PLC原理及應(yīng)用》的很多教師采取的是“一言堂”和“填鴨式”的教學(xué)，勢必也就造成了“言者津津，聽者昏昏”的教學(xué)局面。
對策：在《PLC原理及應(yīng)用》課程教學(xué)上，尤其是PLC指令及應(yīng)用、編程方法和實際應(yīng)用等教學(xué)內(nèi)容上，最適宜于采取雙邊互動式教學(xué)方法。為了搞好雙邊互動式教學(xué)，就要求我們教師在備課時把教材上靜態(tài)的知識轉(zhuǎn)化為課堂上動態(tài)的教學(xué)信息，并且在教學(xué)過程中要想方設(shè)法地創(chuàng)造出一個可以實現(xiàn)雙邊互動式教學(xué)的環(huán)境和氣氛，通過創(chuàng)設(shè)情境、巧設(shè)疑問、共同討論、動手實踐等多種教學(xué)方式，有效地開展雙邊互動式教學(xué)。
同時還要圍繞《PLC原理及應(yīng)用》課程“多變性”的教學(xué)特點，注重基礎(chǔ)，強化共性，即以一種型號PLC為主線，重點學(xué)習(xí)有關(guān)PLC共性的內(nèi)容，如工作原理、波形圖、指令含義、編程原理等。圍繞《PLC原理及應(yīng)用》課程“典型性”的教學(xué)特點，在PLC技術(shù)應(yīng)用教學(xué)中，通過典型案例，如交通信號燈、小車往返送料等，實施案例教學(xué)法，提高學(xué)生運用基本知識分析和解決實際問題的能力。針對《PLC原理及應(yīng)用》課程“應(yīng)用性”的教學(xué)特點，引入項目教學(xué)法，要求學(xué)生運用PLC技術(shù)對工業(yè)自動化控制領(lǐng)域的實用控制系統(tǒng)，如機械手、電梯等，進行編程、接線和仿真調(diào)試，從而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和綜合職業(yè)能力。
問題四 、實驗實訓(xùn)教學(xué)急待改革：
目前在《PLC原理及應(yīng)用》課程實踐教學(xué)上，由于我們教師所編寫的實訓(xùn)指導(dǎo)書詳盡有余，明明白白，加之所做的實驗實訓(xùn)都是“簡單驗證式”或“機械重復(fù)式”方面的項目，在一定程度上為學(xué)生“依葫蘆畫瓣”提供了方便，學(xué)生在實驗實訓(xùn)時只需要進行程序輸入、線路連接等簡單操作即可順利完成。這種實驗實訓(xùn)教學(xué)方法，目前已被我們教師廣泛認(rèn)可和采用，但至少我認(rèn)為：沒有問題的、不需學(xué)生動腦的實驗實訓(xùn)是毫無意義的。對于與PLC技術(shù)應(yīng)用密切配合的實驗實訓(xùn)教學(xué)，教師只有指導(dǎo)學(xué)生運用PLC編程方法親自編程操作，在實驗實訓(xùn)中既動手又動腦，既能發(fā)現(xiàn)問題又能在教師啟發(fā)指導(dǎo)下分析問題和解決問題，才能從本質(zhì)上學(xué)好這門課程，從而最終實現(xiàn)本課程在職業(yè)學(xué)校的教學(xué)目標(biāo)。
對策：首先在編寫實驗實訓(xùn)指導(dǎo)書時，我們教師應(yīng)該根據(jù)企業(yè)對PLC技術(shù)人才的需求，結(jié)合學(xué)校實際設(shè)備情況，針對職業(yè)學(xué)校本課程教學(xué)特點和教學(xué)目標(biāo)，在如何引導(dǎo)廣大學(xué)生在實驗實訓(xùn)中既動手又動腦上多下功夫。職業(yè)學(xué)校是一個學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、動機和習(xí)慣差異很大的群體，因此實驗實訓(xùn)教學(xué)同樣要做到因材施教，采取因人而異的分層教學(xué)，即按學(xué)生學(xué)習(xí)能力分組，確定每組不同的實驗實訓(xùn)目標(biāo)，從而使成績好的和成績差的學(xué)生在實驗實訓(xùn)中，都能夠得到相應(yīng)的鍛煉和培養(yǎng)。除要求學(xué)生在規(guī)定時間做完基本的實驗實訓(xùn)項目外，還要安排一定量的選修實驗項目和研究性課題，讓廣大學(xué)生自主選擇，教師現(xiàn)場指導(dǎo)，或者督而不導(dǎo)，從而促使學(xué)生自主地分析在實驗實訓(xùn)中所遇到的問題，寫出實驗報告交教師評判，師生共同找出問題的解決辦法。對于大型的實訓(xùn)項目，如電梯、機械手等，還可以采取分工合作的教學(xué)形式，將全班同學(xué)分成不同的小組，由教師明確各小組在實訓(xùn)中的任務(wù)和目標(biāo)，從而培養(yǎng)廣大學(xué)生團結(jié)協(xié)作的職業(yè)素質(zhì)和能力。
《PLC可編程原理及應(yīng)用》課程最重要的特點是“綜合應(yīng)用性”，因為一個實用的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)往往是很復(fù)雜的，其中可能包括機、電、液、氣等內(nèi)容，而且還會因行業(yè)不同控制要求也有所不同。故在本課程的實踐教學(xué)中，應(yīng)把機械、電工、電子、液壓、氣動和計算機等知識與PLC技術(shù)進行有機地聯(lián)系，擴大實驗實訓(xùn)課時的比重，逐步加大學(xué)校相關(guān)設(shè)備的投入，如氣動裝置控制、模擬自動生產(chǎn)線控制、電子自動門控制、沖切設(shè)備自動控制、自動電梯控制等，并用PLC技術(shù)實現(xiàn)相關(guān)的控制系統(tǒng)，建立較為完備的PLC技術(shù)仿真實訓(xùn)室，從而為“PLC仿真項目開發(fā)”的實訓(xùn)教學(xué)創(chuàng)造良好條件。教學(xué)實踐證明，只有通過PLC仿真項目方面的實訓(xùn)，讓學(xué)生親自編程、實際接線和仿真調(diào)試，并對運行過程中所遇到的問題進行分析和改進，才能真正培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和綜合職業(yè)能力，真正實現(xiàn)學(xué)生畢業(yè)后在PLC技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域“零距離上崗”的最終教學(xué)目標(biāo)。