工程化教學在“可編程控制器”課程教學中的應(yīng)用策略探究

張立武

【摘要】在電氣信息類專業(yè)中，“可編程控制器”屬于實踐性和綜合性較強的一門專業(yè)課程，該課程教學效果對相關(guān)其它課程的學習會帶來一定影響，并且對學生畢業(yè)后的就業(yè)及工作都會產(chǎn)生影響。本文主要可編程控制器教學的現(xiàn)狀進行分析，在此基礎(chǔ)上提出工程化教學模式在可編程控制器課程教學中的應(yīng)用策略。

【關(guān)鍵詞】工程化教學；可編程控制器；教學應(yīng)用

可編程控制器（PLC）是通過微機處理機實現(xiàn)控制效果，當前制造業(yè)在激烈的市場環(huán)境中為了能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的高質(zhì)量、低成本、多規(guī)格、多品種的目的，采用PLC，使生產(chǎn)線或生產(chǎn)設(shè)備的靈活性與可靠性得到提高。而從現(xiàn)階段用人單位所反饋的情況來看，大部分學生在就業(yè)中都會遇到可編程控制器相關(guān)工作，而具體工作中存在學生缺乏實踐能力，對工作中出現(xiàn)的問題無法很好的進行解決等。所以，本文提出在教學中引入工程項目為案例進行教學，提高學生的實踐能力，提高教學的效果。

一、當前“可編程控制器”教學現(xiàn)狀

在學習可編程控制器課程之前，要學習“微機原理”、“電機與拖動”、“模擬與數(shù)字電子技術(shù)”等基礎(chǔ)課程，為PLC課程的學習奠定基礎(chǔ)，讓學生具備相關(guān)電氣控制電路設(shè)計的能力?，F(xiàn)階段，因為自動化專業(yè)的方向與課程都比較多，任務(wù)比較繁重，而學生學習的時間有限，造成很多學校在教學計劃的設(shè)計時，都與不合理的現(xiàn)象發(fā)生。例如，PLC課程先于基礎(chǔ)課程開課或PLC課程與部分基礎(chǔ)課程同時開課。由于PLC的概念是在電氣控制電路基礎(chǔ)上建立起來的，而很多學校并未開設(shè)相關(guān)電氣控制課程，造成學生在學習PLC課程的時候，往往難以理解，學習中遇到的困難較大。而目前，一些學校在教學方法的選擇上也不合理，過多的理論教學占據(jù)了大部分時間，留給實踐教學的時間非常少，因此學生的動手操作能力得不到鍛煉。除此以外，由于工業(yè)生產(chǎn)中PLC的應(yīng)用非常廣泛，而且種類較多，造成PLC編程方式也不同，教學中缺乏合適的教材與試驗裝置，對于教師和學生而言，不管是教還是學，都存在一定的困難。

二、工程化教學在PLC教學中的應(yīng)用

由于學生缺乏對理論的實踐，因此在教學中增加實驗課程，選擇一些工程性實驗，幫助學生更好的掌握理論知識的同時，提高其實踐操作能力。

1、實驗設(shè)備的選擇

現(xiàn)階段，很多學校選擇的實驗設(shè)備主要是試驗箱類的實驗設(shè)備，在箱子底部安裝PLC及相關(guān)部件，對相關(guān)狀態(tài)通過指示燈的指示來完成。學生進行實驗的時候，只需要進行簡單的連線和程序的錄用即可完成實驗任務(wù)。這種實驗?zāi)Ｊ皆斐蓪W生對PLC的控制功能完全不清楚，實驗也僅僅是試驗室的事情，與工業(yè)現(xiàn)場實際情況嚴重脫離。在日常學生中，偏重的是對編程的鍛煉，對具體項目沒有一個整體認識。為了對這些不足之處進行解決，在實驗課程中，不能選擇試驗箱類的設(shè)備，應(yīng)該選擇一些開放性較強的實驗設(shè)備。如硬件電路圖繪制、系統(tǒng)選型與配置、軟件開發(fā)與軟件硬件聯(lián)合調(diào)試等，教師對學生進行引導(dǎo)，讓學生自己獨立完成這些實驗項目，最后對學生完成的質(zhì)量進行檢查，保證實驗的效果及設(shè)備的安全，對實驗中學生存在的問題及時進行解決，達到實驗教學的目的。

2、實驗內(nèi)容及實踐的選擇

在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，PLC的應(yīng)用非常廣泛，在實際中通常與電子、電工、計算機、機械及液壓傳動等知識相關(guān)聯(lián)。所以，在試驗內(nèi)容設(shè)置中，應(yīng)該綜合考慮，將實驗盡可能的貼近實際。因為工業(yè)中應(yīng)用的控制系統(tǒng)都較為復(fù)雜，不同系統(tǒng)不同行業(yè)的控制要求也不同。所以在對實驗內(nèi)容選擇的過程中，要選擇有代表性的項目，如啟動與氣液傳動控制、電機傳動控制、帶閉合回路的過程工藝控制等。實驗內(nèi)容的改變也要求實驗設(shè)備的更換，對于簡單的裝置可以由學生制作，復(fù)雜裝置可以購買。課時安排上實訓(xùn)課程放置在周末進行，每次6-8學時。

3、工程化教學方法的實施

首先，通常，教師要提前3天以上通知學生實驗的時間、分組情況、工程項目內(nèi)容以及相關(guān)要求等，目的是讓學生有充分的時間去查找相關(guān)資料進行準備，以此來保證實驗的效率及質(zhì)量。其次，在實驗開始之前，教師先讓學生對系統(tǒng)工藝流程、控制方案、控制要求等進行討論，教師對學生的討論情況進行指導(dǎo)，以此來培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和思維。第三，對各小組內(nèi)的人員進行分工，如軟件編程、電路原理圖繪制、輸入與輸出點分配、接線圖繪制、仿真調(diào)試等交給不同學生來完成，這樣學生之間的團隊精神也得到鍛煉。第四，按照接線圖與原理圖，接好電線。此時教師要對學生進行提示，注意強弱電的區(qū)分，防止弱電系統(tǒng)接入強電造成設(shè)備的損壞，接線完成后，對電路進行檢查，通過教師再次檢查沒有問題后，接通電源。第五，下載軟件。對硬件與軟件進行聯(lián)調(diào)，測試相關(guān)功能，在調(diào)試過程中，如果出現(xiàn)故障，讓學生自己查找，解決故障，對學生分析問題和解決問題的能力進行培養(yǎng)。最后，對實驗結(jié)構(gòu)進行驗收，由學生撰寫實驗報告。

三、結(jié)語

在可編程控制器課程中實施工程化教學方法，需要注意以下問題：由于實驗中大量的電路都是由學生自己設(shè)計完成的，所以必須保證學生在實驗中的人身安全與設(shè)備安全；因為實驗裝置都是開放性的，最開始學生接觸困難較大，因此教師要對實驗內(nèi)容合理設(shè)置，由易到難，在試驗過程中，應(yīng)該對學生多進行鼓勵，提高學生的自信心；在實驗教學中，可以將競賽機制引入其中，讓小組間進行競賽，討論不同小組提出的不同方案，對最佳方案應(yīng)該給予肯定和鼓勵；適當增加實踐教學的比例。通過工程化教學方法的實施，PLC課程教學質(zhì)量得到提升，學生的動手能力、實踐能力和解決問題的能力都得到有效的提高。

參考文獻：

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