主頁 > 技術(shù)文章 > 關(guān)于“可編程控制器原理與應(yīng)用”課程教學(xué)改革的研究 2024-10-15

關(guān)于“可編程控制器原理與應(yīng)用”課程教學(xué)改革的研究

摘要：“PLC可編程控制器原理與應(yīng)用”是自動(dòng)化及其相關(guān)專業(yè)的一門重要的課程，其課程的內(nèi)容多，涉及范圍廣，以往教學(xué)和考試側(cè)重理論學(xué)習(xí)，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)薄弱，學(xué)生動(dòng)手能力弱，難以適應(yīng)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。結(jié)合課程特點(diǎn)和多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，筆者提出從教學(xué)大綱、教學(xué)方式、實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)方案和考核方式這幾個(gè)方面進(jìn)行該門課程的教學(xué)改革，培養(yǎng)和提高學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力，為社會(huì)輸出優(yōu)秀人才。
　　“可編程控制器原理與應(yīng)用”是在繼電器控制基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)以及通訊技術(shù)而發(fā)展起來的新型工業(yè)控制裝置。它是自動(dòng)化的三大支柱之一，因其功能性大、可靠性高、應(yīng)用性廣、易于使用、便于設(shè)計(jì)及施工而被廣泛使用。“可編程控制器原理與應(yīng)用”是高等院校機(jī)械制造以及電氣自動(dòng)化等相關(guān)專業(yè)必修的一門重要課程。學(xué)院“可編程控制器原理與應(yīng)用”課程是為自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)課程，也是高級(jí)維修電工資格考試培訓(xùn)的重要內(nèi)容之一。然而傳統(tǒng)的重理論輕實(shí)驗(yàn)的教育模式，填鴨式的教學(xué)方法已不適合實(shí)踐性、應(yīng)用性很強(qiáng)的“可編程控制器原理與應(yīng)用”課程，不能滿足社會(huì)對(duì)高素質(zhì)工程技術(shù)人才的需求，尤其在近年的教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)生普遍反映原課程教學(xué)模式側(cè)重理論，感覺“學(xué)習(xí)時(shí)好像會(huì)了，學(xué)完之后實(shí)踐時(shí)又什么都不會(huì)”，實(shí)驗(yàn)課時(shí)偏少，缺少操作和實(shí)踐機(jī)會(huì)，導(dǎo)致工程實(shí)踐能力偏弱。教學(xué)改革和教學(xué)研究是學(xué)校教學(xué)過程的重要工作，為提高教學(xué)效果，促進(jìn)學(xué)生就業(yè)，“可編程控制器原理與應(yīng)用”課程的改革勢(shì)在必行。
一、理論授課：
　　“plc可編程控制器原理與應(yīng)用”這門課程在技術(shù)上集成了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)的學(xué)科知識(shí)，面廣量雜，傳統(tǒng)的教學(xué)方式是以教師課堂教學(xué)為主、學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)為輔，教學(xué)過程枯燥、抽象使課程知識(shí)更加顯得乏味。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對(duì)課程容易產(chǎn)生畏難情緒，授課教師要想在后面的課程中調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)本門課程的積極性和興趣比較困難；學(xué)生學(xué)起來不動(dòng)腦筋，生搬硬套，學(xué)習(xí)效果不好，教學(xué)改革的核心就是要改變?cè)械膯渭兘邮苁降膶W(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)伊始，教師就列舉可編程控制器在生活生產(chǎn)中的實(shí)例，使學(xué)生了解可編程控制器應(yīng)用的廣泛性，充分調(diào)動(dòng)、發(fā)揮學(xué)生主體性的學(xué)習(xí)方式。
　　教師在制訂教學(xué)計(jì)劃的時(shí)候?qū)ΜF(xiàn)有的內(nèi)容進(jìn)行增減，在課時(shí)分配時(shí)提高實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)數(shù)，增加實(shí)踐和實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，提高動(dòng)手能力；在理論課堂上通過對(duì)日常生活中常見案例的剖析，增加趣味性和使用性強(qiáng)的案例。這就需要教師在教學(xué)過程中將理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來，給學(xué)生任務(wù)，讓其參與項(xiàng)目，在實(shí)踐中提高學(xué)生理論及動(dòng)手能力。
　　講授法是最傳統(tǒng)普遍的教學(xué)方式。教師按計(jì)劃講授學(xué)習(xí)內(nèi)容，教案加板書。這種方式注重理論教學(xué)，不適合“可編程控制器原理與應(yīng)用”學(xué)科特點(diǎn)，學(xué)生不能真正了解掌握可編程技術(shù)的核心及應(yīng)用，有些復(fù)雜難懂的理論知識(shí)難以理解吸收。隨著現(xiàn)代化教學(xué)手段發(fā)展，多媒體已成為目前應(yīng)用廣泛的教學(xué)手段。利用多媒體大大減少教師課堂畫圖、書寫梯形圖的時(shí)間。教師對(duì)多媒體課件進(jìn)行完善，用多媒體動(dòng)畫演示或生產(chǎn)視頻對(duì)這門課詳細(xì)地介紹，精講多練，以練為主，突出應(yīng)用，使其內(nèi)容更加豐富，形式更加易于被學(xué)生接受。
　　許多學(xué)生對(duì)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(dòng)畫、視頻，帶給學(xué)生較強(qiáng)的視覺、聽覺沖擊，把不容易理解的原理、方法通過實(shí)例和仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行演示，這樣不但可以提高教學(xué)質(zhì)量，也大大增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。但避免使用過多動(dòng)畫及視頻，把課堂學(xué)習(xí)變成觀看視頻，忽略重點(diǎn)，對(duì)于“可編程控制器”這樣一門理論性實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，必須結(jié)合多媒體和板書一起教學(xué)，解釋難點(diǎn)和重點(diǎn)，以產(chǎn)生較好的教學(xué)效果。
二、實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)授課：
　　實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)要結(jié)合課堂理論教學(xué)，所以首先要制訂合理的實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)方案。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)也是“可編程控制器原理與應(yīng)用”這門課程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通過該環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力、操作能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和自主動(dòng)手能力，便于其就業(yè)及更好地適應(yīng)工作崗位。授課老師同時(shí)承擔(dān)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，避免理論實(shí)驗(yàn)脫節(jié)，學(xué)院所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)由易到難分為：一般驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，期間參與工廠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)。
一般驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)主要是學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上的操作得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以加強(qiáng)對(duì)所學(xué)的書本理論知識(shí)的掌握，提高相關(guān)理論水平，培養(yǎng)其基本動(dòng)手能力；綜合應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、較寬的知識(shí)面和分析解決問題的能力，對(duì)一些應(yīng)用廣泛的案例在實(shí)驗(yàn)室已有的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)；設(shè)計(jì)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)則是對(duì)能力較強(qiáng)的學(xué)生組成興趣小組，結(jié)合校內(nèi)外大學(xué)生競(jìng)賽項(xiàng)目，根據(jù)所學(xué)知識(shí)和自己的興趣愛好，設(shè)計(jì)一些具有實(shí)際意義的實(shí)際系統(tǒng)，以學(xué)生為主，教師為輔。
在實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)中以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，以學(xué)習(xí)小組為單位，分配任務(wù)，從立項(xiàng)到設(shè)計(jì)再到實(shí)現(xiàn)，全程分步驟按計(jì)劃引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)；開放實(shí)驗(yàn)室給學(xué)生，在項(xiàng)目中學(xué)生通過電路板繪圖和燒制、計(jì)算機(jī)編程軟件仿真、硬件安裝、調(diào)試等練習(xí)，也能夠進(jìn)一步加深對(duì)可編程器件原理內(nèi)容的了解和深入；同時(shí)，讓學(xué)生加入到教師科研課題中來，通過具體項(xiàng)目，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際，提高學(xué)生的科研能力和課程的實(shí)踐能力，為此，應(yīng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)條件編寫合適的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。
　　在學(xué)習(xí)后期，組織學(xué)生去工廠實(shí)習(xí)，增加柳工、柳鋼等企業(yè)的實(shí)習(xí)時(shí)間，在實(shí)習(xí)期間，分組安排學(xué)生跟班作業(yè)、輪流跟進(jìn)，多接觸生產(chǎn)線、了解實(shí)際生產(chǎn)流程，多向工廠工程人員和工人學(xué)習(xí)操作，在實(shí)踐中檢驗(yàn)知識(shí)、提高理論和實(shí)踐能力、學(xué)習(xí)積累工作經(jīng)驗(yàn)、培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神，為以后就業(yè)打下基礎(chǔ)。
　　在教學(xué)互動(dòng)中，強(qiáng)化“雙師型”教師隊(duì)伍建設(shè)，滿足適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)管理特點(diǎn)的自動(dòng)化人才培養(yǎng)的師資要求；加強(qiáng)與用人單位的溝通，將企業(yè)最需要的教學(xué)內(nèi)容納入日常教學(xué)體系；加強(qiáng)PLC可編程實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)，校內(nèi)外基地相互補(bǔ)充，保證自動(dòng)化本科人才技能訓(xùn)練的實(shí)習(xí)場(chǎng)所，切實(shí)加強(qiáng)實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng)；探索產(chǎn)學(xué)研合作的道路，培養(yǎng)面向社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，留得住、用得上、熟練掌握新型自動(dòng)化技術(shù)的高級(jí)人才。
三、考核方法：
　　以往課程考試主要以筆試為主，學(xué)生多重理論輕實(shí)踐，只記書本知識(shí)，忽視動(dòng)手能力的培養(yǎng)。針對(duì)該學(xué)科實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，現(xiàn)在把考核分成三部分，平時(shí)學(xué)習(xí)占30%，理論考試30%，綜合實(shí)踐考試40%，其中綜合實(shí)踐考試以分配任務(wù)的方式，安排學(xué)習(xí)小組用兩周時(shí)間完成項(xiàng)目，小組內(nèi)學(xué)生單獨(dú)給分。
　　現(xiàn)在學(xué)院注重實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的考核，以檢驗(yàn)學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力。首先，規(guī)范實(shí)驗(yàn)報(bào)告，不光要記錄實(shí)驗(yàn)過程，還要能夠?qū)?shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行分析和總結(jié)。對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)嚴(yán)格要求，準(zhǔn)確無誤、實(shí)事求是。做綜合設(shè)計(jì)時(shí)，分析、流程、設(shè)計(jì)、測(cè)試、驗(yàn)收，每一步都要詳細(xì)說明，使學(xué)生了解設(shè)計(jì)工作步驟，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，指導(dǎo)學(xué)生撰寫科技論文。
　　此外，授課教師與招生就業(yè)處相協(xié)調(diào)，對(duì)自動(dòng)化畢業(yè)生的就業(yè)去向、就業(yè)形式、單位情況進(jìn)行大規(guī)模的調(diào)查，對(duì)用人單位的新要求、新標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析歸納，并將研究結(jié)果納入到教學(xué)體系的改革中，不斷更新考試內(nèi)容及考核方式。
四、總結(jié)：
　　針對(duì)學(xué)院自動(dòng)化專業(yè)的特點(diǎn)和畢業(yè)生的就業(yè)形勢(shì)，結(jié)合數(shù)年的專業(yè)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，首先制作有針對(duì)性的教學(xué)大綱，選擇合適的教材；制作及豐富多媒體課件，注重添加實(shí)際操作視頻信息；合理安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加實(shí)驗(yàn)時(shí)間，自主編寫適合本校學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教材；安排學(xué)生工廠實(shí)習(xí)，提高學(xué)習(xí)興趣，邊看邊學(xué)邊動(dòng)手，理論聯(lián)系實(shí)際，在實(shí)習(xí)中培養(yǎng)和提高學(xué)生紀(jì)律性和團(tuán)隊(duì)合作精神；采取綜合的考核方式，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，把學(xué)生培養(yǎng)成有一定動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的人才。
隨著社會(huì)和技術(shù)的進(jìn)步，教師在今后的教學(xué)中將與時(shí)俱進(jìn)，不斷更新課程教學(xué)內(nèi)容和方式，完善教案和課件，加強(qiáng)建設(shè)PLC可編程實(shí)驗(yàn)室硬件條件，同時(shí)開發(fā)完善網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)，建立立體教學(xué)模式。將教學(xué)與實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)結(jié)合、將教學(xué)和科研相結(jié)合、將學(xué)習(xí)和就業(yè)結(jié)合，做到理論聯(lián)系實(shí)際、學(xué)習(xí)服務(wù)工作，培養(yǎng)出適應(yīng)社會(huì)需要的具有應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的人才。

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