《PLC可編程原理及應用》課程教學問題與對策研究

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

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