SCI论文（www.lunwensci.com）:
摘要：针对目前国内高校《可编程控制器原理及应用》（以下简称PLC）教学中存在的普遍问题，结合中国矿业大学徐海学院的办学宗旨和办学特色，以提高学生实践动手能力、培养与时俱进的优秀工程应用人才为目标，提出一种“学践竞工”相结合的PLC教学改革方法及教材建设思路。采用教师教学和学生实践紧密结合的手段，引导学生分析问题、解决问题，提高学生处理实际工程应用项目的能力，为独立学院应用型、复合型人才的培养奠定基础。
关键词：PLC；应用型人才；教学改革；教材建设
本文引用格式：程国栋等.基于应用型人才的PLC教革与教材建设研究[J].教育现代化，2019，6（14）：1-3
在十九大“科教兴国、人才强国”的战略框架背景下，以服务区域经济发展为目标的应用型人才培养显得尤为重要。应用型本科教育旨在培养现代化建设所需的具备基础扎实、知识面宽、能力强、素质高、直接从事解决实际问题并具有创新精神和责任意识的高级应用型人才。与研究型本科教育不同，应用型本科教育更加侧重于对学生实用知识和实践能力的培养，更强调知识的实用性和实践性。
中国矿业大学徐海学院作为一所以“应用型本科教育”为特色的独立学院，坚持“学而优则用，学而优则创”的办学理念，以“培养德智体美全面发展，厚基础、精专业、重实践、强能力、高素质的应用型、复合型人才”为人才培养目标。徐海学院目前开设的《可编程控制器原理及应用》（PLC）是电气工程及其自动化专业的一门主干课。该课程由继电器接触器控制系统应用基础和PLC应用技术两大部分组成。其最大特点是涉及的知识面宽泛、控制技术及产品更新换代快，既强调理论又偏重实践，与生产实际结合紧密，是一门实践性较强的专业课。作为电气工程及其自动化专业学生必须掌握的基础知识和重要技能，PLC技术在我院人才培养目标中具有重要地位[1]。
一PLC教学改革现状
（一）国内高校PLC教学改革现状
随着社会与科学技术的不断发展与进步，PLC控制技术得到了飞速发展。作为当代工业自动化系统的重要支柱，PLC控制技术对我国工业生产的质量及效率起到越来越关键的作用。为培养与时俱进的应用型人才，国内大多数高校已将PLC课程设置为电气工程及自动化专业的核心课程。如何更好地培养PLC技术人才、服务当地工业经济发展，成为各大高校及大专院校探讨的热点问题。
针对PLC相关课程的教材建设及教学改革，国内高校相关教学工作者进行了广泛深入的探索，并提出了许多具有建设性的教改方法。例如：王烈准、江玉才等提出了一种“教、学、做”一体化和渐进式多层次实践教学模式的改革，将教材内容整合为6大模块、18个项目，每个项目案例按照“项目导入介绍、相关周边知识、项目实施、考核与评价、知识拓展、项目总结”6个环节设计内容[2]。王亭岭、熊军华等认为PLC教材内容应重点围绕学生的工程设计能力及实践能力，贯彻基于工程应用、以工程项目为载体、理论联系实际的基本思路；教材撰写上坚持深入浅出、循序渐进、理论结合实际的原则，书后应附有实验指导书、课程设计任务书、课程设计指导书等，以便学生课后自学[3]。
（二）徐海学院PLC课程教学现状
PLC课程在我院已开设多年，通过近五年的教学效果总结及反思，目前的PLC课程教学中，主要存在以下问题：
（1）教学内容多与课时少的矛盾突出
PLC课程是一门综合性学科，其控制包括电、机、液、气等控制要求，教学大纲内容众多，同时也是机电、数控等专业学生的专业基础课程，重要性突出[4-6]。这就要求PLC课程要安排充裕的课堂教学时间，还要尽可能多安排实践课时，而实际上往往由于客观条件所限，造成教学内容繁多与课时时间有限之间的矛盾突出。
（2）理论教学与实践教学相脱节
目前PLC教学过程中，通常的做法是将理论教学和实验实践课程独立设置。一般是先进行理论课教学，然后才进行实验实践训练。这种做法使得学生在学习理论知识时，无法得到相应的动手操作，进而无法理解相关指令的功能，最终使学生的学习热情随着理论学习的不断深入而衰减、学习兴趣也会随着时间的推移而减弱。
（3）教材内容偏重理论，实际案例讲解较少
目前，PLC课程所选教材为王永华主编的《现代电气控制及PLC应用技术》。该教材主要详细讲解PLC的基本指令，但PLC指令繁多、课时量有限，很多学生在学习时囫囵吞枣、理解不透，导致学生学习压力较大，逐渐失去信心，学习兴趣也趋向下滑。另外，该教材与工业现场实际案例联系较少，即使学生学会了很多指令，却不能有效地利用相关指令实现实际系统，达不到学以致用的目的。
（4）当代企业需求与学校教学内容脱节的矛盾突出当代自动化行业企业为更好地适应市场经济发展
需求，抢占发展先机，扩大市场份额，必须紧跟PLC技术发展潮流，这对PLC人才的知识更新提出新的要求，需要更多能够解决新型PLC实际问题的专业技术人才[7-9]。原有教学、教材更新速度滞后于PLC产品更新发展速度；原有教学中存在的问题是本课程教学不符合我院应用型人才培养的目标。如何在有限的48学时内，结合学生专业特点，使理论与实践相结合，培养学生的动手实践能力，植入先进技术理念，激发学生的学习兴趣是PLC课程的理论教学与实践教学中必须思考的问题，其教学模式改革势在必行。
二“学践竞工”相结合的PLC教学改革研究
本文围绕“理论学习、实践操作、参与竞赛、促进就业”（“学践竞工”）四个方面对PLC教学改革进行了研究与实践。具体实施方法如下：
（一）制定适用于应用型人才培养特色的PLC课程大纲
针对目前PLC课程设置及学时分配不合理、教学偏重理论，未体现前沿、专业特色和不接“地气”等缺点，对授课内容进行了重新梳理，制定PLC新课程大纲。引入触摸屏、变频器、通信技术等前沿内容，并重点突出PLC控制系统与继电器控制系统的联系与区别。授课方式方面，采用现场案例教学、形象化教学与启发式教学来提高学生的学习兴趣。
（二）增加实践实训环节，并将课程答辩模式引入教学环节
在原有48学时理论课基础上，增加50学时的PLC综合实训课程，充分保证学生足够的实践练习时间。实训课程内容结合目前应用较多的工业控制要求，指导学生设计一种“基于PLC的交流异步电机转速闭环控制系统”，确保学生所学知识的科学性及合理性。实训课程结束后，每班分为5-6个小组，在已学基础系统之上分别增加不同的扩展功能。学生设计完成后，以小组为代表队，汇报完成课题情况及心得体会。在与答辩组评委老师互动交流过程中，扩充学生知识面，加深对理论和实践的认识，增强学生的学习动力。
（三）校企共建，充实教学硬件资源
针对目前实验教学平台较少且技术落后等问题，与北京北京三维力控科技有限公司共建“监控组态软件实验室”，获赠35套监控组态软件；同时自主设计16套模拟工业自动化系统的实训实践平台，充分保证教学所需硬件资源。
（四）以竞促学，理论联系实际
课程结束后，选拔优秀学生参加PLC类大学生竞赛，通过比赛，使学生接触到最新PLC产品和技术，进一步提高学生设计实际系统的能力，培养与时俱进的应用型人才，同时解决了企业需要与学校教学脱节的矛盾。
（五）鼓励学生参加“PLC设计与开发应用工程师（高级）”考试
在学生夯实PLC基础知识上，鼓励学生积极参加PLC工程师考证，增加学生今后找工作时的筹码，同时响应了徐海学院“应用型、复合型人才”的培养目标。
三 PLC教材建设研究
现有PLC教材存在内容滞后、偏重理论、实际案例讲解较少、与现代企业需要相脱节的矛盾突出、不利于应用型人才的培养等缺点。根据中国矿业大学徐海学院办学背景和办学特色，以服务淮海经济区经济发展为宗旨，以电气工程及自动化专业学生就业方向为依托，以培养与时俱进的优秀工程应用人才为目标，建设一本讲解PLC最新技术、适用于应用型人才培养特色的教材。教材建设内容如下：
（一）紧跟PLC技术发展，讲解新型PLC技术
现用教材主讲PLC200，该系列产品已停产，其替代品为PLC1200，为培养与时俱进的应用型人才，所建教材选用PLC1200来讲解PLC的原理及应用。
（二）增加简单逻辑控制系统实例，提高学生学习兴趣及信心
（1）增加工业实用简单电路实例，如：优先电路、闪烁电路、表决电路等实例；
（2）增加日常生活常见的舞台灯光、十字路口交通灯、电梯等控制系统实例；
（3）增加工业生产常用的机械手、皮带机、物料分拣搬运等控制系统实例。
（三）利用“案例项目化”手段，增加模拟控制系统实例，提高学生对工业实际系统的认识
（1）增加工业生产中常用的异步电机转速闭环控制系统实例；
（2）增加农业、医疗等场合常用的恒温箱温度闭环控制系统实例；
（3）增加日常生活常用的恒压供水控制系统实例。
（四）利用“案例项目化”手段，增加较先进的上位机编程实例
（1）增加上位机组态软件编程实例；
（2）增加基于上位机的异步电机转速闭环控制系统实例；
（3）增加基于上位机的化学反应釜控制系统实例。
（五）利用“案例项目化”手段，增加较先进的通信功能及组网设计实例
（1）增加基于自由口通信模式的读卡机控制系统实例；
（2）增加基于Modbus通信的造纸机控制系统实例；
（3）增加基于Profinet通信的轧钢机控制系统实例。
（六）制作微课视频、教材课件及电子教案等配套资料
根据所建设教材中增加的工业现场实例，深入工业生产现场获取素材，制作配套微课视频、教材课件、电子教案等资料，为学生在课后复习、自主学习时提供保障，帮助学生更好地了解工业现场实际控制系统的构成、工作原理，进一步提高学生的学习兴趣，并为学生增加应聘工作的筹码。
四 PLC教学改革与教材建设意义
与传统PLC课程教学改革中只改教学手段、教学模式不同，“学践竞工”相结合的PLC教学改革与教材建设切实围绕“应用型、复合型人才”培养目标，理论联系实际，全面提高学生的实践动手能力，真正达到学以致用的目的。具体意义如下：
（一）理论与实践相结合，使学生加深对理论知识理解，提高了实践能力
在现有48学时理论课时基础上，新增50学时的PLC综合实训课程，使学生有足够时间进行实践操作。结合工业控制系统常见控制工艺，指导学生设计PLC实际控制系统。通过理论结合实践，加深学生对理论知识更深层次的理解，切实提高学生的实践动手能力。
（二）与时俱进，为当代企业培养新型技术人才
通过更新教学大纲、建设PLC教材等手段，引入PLC最新知识，使学生实时了解自动化行业的最新发展方向，掌握与时俱进的实用技术。通过参加PLC比赛和应用工程师考证，培养学生的实际工程设计经验和基本素质，为企业培养录用即可委以重任的新型技术人才。
（三）以递进式教学模式强化工程应用能力培养
将以往相互独立的课堂教学、社会实践、生产实习、毕业设计等环节有机衔接起来，构建以实际工程应用为依托、理论教学为引导、动手实践为主线的贯穿递进式教学模式，并理清了阶段间的联系与阶段目标。使学生从“课堂→实践”每一次循环的过程中，认识和能力都得到了提高，从“基础专业知识→初级实践能力→更深入的专业知识→更强的实践能力”的递进式课程设置中，将课堂与工业现场、理论与实践紧密结合，强化学生的工程素质和应用、创新能力，实现校企人才的无缝对接。
五 总结
本文对目前国内高校PLC课程教学中存在的问题进行分析，结合中国矿业大学徐海学院的办学宗旨和办学特色，以电气工程与自动化专业背景为依托，提出一种“学践竞工”相结合的PLC教学改革方法，结合PLC最新技术，建设适用于独立学院应用型人才培养特色的PLC教材。结合工业实际案例，应用多种课堂教学方法，引导学生分析、解决问题，提高学生处理实际工程应用项目的能力，为与时俱进的应用型、复合型人才的培养奠定基础。
参考文献
[1]王永华.现代电气控制及PLC应用技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2013.
[2]王烈准，江玉才，黄敏.电气控制与PLC课程改革与教材建设[J]．黄山学院学报，2012(5)：116-119.
[3]王亭岭，熊军华，周玉.《电气控制与PLC应用》课堂教学模式探索与教材建设[J]．高教学刊，2017(2)：84-88.
[4]王燕芳．PLC原理及应用课程教学模式的探讨[J]．中国电力教育，2011(10)：85-86.
[5]陈富海.PLC编程课程教学改革研究[J].时代教育，2017(1)：104
[6]刘建萍，刘媛杰，裴久玲等.电气控制与PLC编程实习课程教学改革与实践[J].科技展望，2016(11)：335.
[7]罗俊，朱洪杰.PLC可编程控制技术课程的教学改革与探索[J].西部素质教育，2016(10):83.
[8]胡兵.新工科背景下地方应用型本科电气控制与PLC课程教学改革与探索[J].教育现代化,2018,5(06):70-72+81.
[9]张立国,张甫,金梅.基于信息物理系统的电气控制与PLC课程教学改革研究[J].教育现代化,2018,5(47):83-84.
关注SCI论文创作发表，寻求SCI论文修改润色、SCI论文代发表等服务支撑，请锁定SCI论文网！ 文章出自SCI论文网转载请注明出处：https://www.lunwensci.com/jiaoyulunwen/8394.html
