1、可编程控制器课程教学方法的研究与探索摘 要 文章主要针对可编程控制器课程教学环节中存在的问题与教学方法进行剖析，提出改善可编程控制器课程教学效果的一种项目式教学方法，具有一定的指导意义。 关键词 可编程控制器；课程教学；项目式教学 作者简介 马壮，唐山学院信息工程系讲师，研究方向：自动控制系统与自动化技术，河北 唐山，063000 中图分类号 G642 文献标识码 A 文章编号 100-7723（2013）01-0079-0003 可编程控制器课程是电气工程及其自动化、机电一体化等相关专业的骨干课程之一，在工业自动化中起着举足轻重的作用， 在国内外已广泛应用于机械、冶金、石油、化工、轻工、纺织
2、、电力、电子、食品、交通等行业。实践证明， 80%以上的工业控制可以使用可编程控制器（以下简称 PLC）来完成。PLC 是自动化专业学生必须熟练掌握的一种自动控制技术， 进行 PLC 实践教学是自动化专业培养学生工程实践能力不可缺少的重要部分，有利于应用型创新人才培养目标的实现1。 本课程实践教学环节在课程教学中尤为重要，可编程控制器课程的前期课程为电气控制 ，它们之间的衔接关系紧密。因此，掌握电气控制知识点与可编程控制器知识点的融合，采用有效的教学手段，可以显著提高学生的综合分析与设计能力，以及实践动手能力，使学生系统全面理解系统设计的目的和意义，采用可行的手段与方法。 一、 可编程控制器课
3、程教学存在的问题剖析 目前 PLC 教学是应用型本科人才培养中一门较为重要的课程，其课内、外教学学时为 64 学时，还有一周到两周的课程设计学时，总共 100学时左右。笔者在多年的 PLC 课程教学中发现存在如下现象与问题： 1. 理论与实践联系不够紧密。因教师的经验与个人理解不同，缺乏对生产实际情况的了解，教学过程中，片面强调理论教学，使学生在一定程度上对 PLC 应用情况的理解不够透彻。 2. 缺乏系统讲解，与前期课程电气控制知识点脱离。因为为了将课程系统化，把两门课程分开来讲，而且不同教师的教学侧重点有所不同，导致两门课程间的知识点不能很好地融合。因此，不少学生错误地认为电气控制是电气控
4、制，PLC 是 PLC，这是在教学上的误导。 3. 课内外学时不尽合理。在教学大纲上安排的理论与实验教学环节中，实验教学学时不应少于课程总学时的 10%。该课程性质为实践性强的专业课，应多加强实践教学环节学时。 4. 实验教学环节单一，综合性实验的项目较少。实验教学往往是实验指导书的几个典型实验，综合性不强，与实际工程有较大的差别。 5. 教学内容不适合新教学形式，缺乏与生产实际相结合的教学内容2。工业发展的形式，生产工艺和生产要求都在发生变化，所以教学内容也应不断更新。 6. 传统教学方法不适合新教学形式，缺乏新的教学手段。多媒体作为一种较好教学手段，但其内容讲解与形式上，缺乏新意，将教学内
5、容放在 PPT 上，只是简单的翻页。 二、提高 PLC 教学效果的措施 PLC 课程的教学体系主要分为电气控制基础（主要介绍低压电器控制、继电器控制系统、电气控制系统） ；PLC 原理与编程（编程元件、指令系统、PLC 编程技术） ；网络与软件组态（控制系统设计、网络与通信、组态技术）三个方面3。针对 PLC 主要教学内容、方式和方法中存在的问题，可以采取以下一些措施，来改善教学效果。 1. 加强教师的实践能力培训，参与 PLC 相关的生产实践环节的维护、设计与调试工作，逐步积累教学素材，为“零距离上岗”提供必备的基本的条件1。 2. 电气控制与 PLC 两门课程有机融合，系统化讲解两者之间的
6、联系与区别。从本质上让学生理解 PLC 作为电气控制核心控制器在电气控制系统之中的作用。 3. 教学大纲与课内外学时分配应侧重于实践环节。因其实践性与专业性均较强，固加强实践教学比例，鼓励增加综合性、设计性实验环节，提高学生综合设计与分析能力。 4. 教学形式与方法侧重于实际工程项目，使本专业学生感兴趣，并可与课程后期的课程设计结合起来，逐步推进教学进度与课程设计进度的统一，达到最佳的教学效果。 5. 聘请企业电气工程师在课后安排专题讲座，使学生零距离了解PLC 应用与工程实际设计过程，让学生到企业进行实际参观，并增加讨论交流环节，使学生从工业现场了解 PLC 的应用情况。 6. 加强课程教学
7、团队建设。可编程控制器课程是一门理论性和实践性极强的专业课程， 为此系部应加强课程教学团队的建设。教师团队之间的交流可丰富课程的教学内容， 促进教学改革， 提高了教学质量。 三、项目式教学的研究与探索 （一）项目式教学的概念与步骤 所谓项目式教学就是指在教学过程中，以生产实际工程项目为背景，采用 PLC 为控制器通过系统电气设计、PLC 编程、组态设计以及系统调试，完成工业生产技术指标要求的整个过程。项目式教学方法考虑到了系统的综合应用性，尽量减小教学环节与实际工程间的差距。 项目式教学方法因与教学同步衔接，一般需要以下几个步骤4： 第一步：教师提前给出具体项目的名称、控制要求以及系统技术指标
8、； 第二步：让学生以小组的方式，查找相关技术资料和相关文献，在教师的指导和启发下共同完成系统设计方案的确定； 第三步：绘制电气系统外部接线图、I/O 点的分配，并随着教学进度的展开逐步完成系统 PLC 梯形图的设计与调试工作，培养学生团队协作能力； 第四步：根据生产监控系统要求，完成通讯以及组态软件的设计，并完成系统整体调试工作； 最后，采用灵活的考核方式进行设计成果的评估5，并以课程设计方式完成说明书的撰写，并经过教师实际验收。 （二）项目式教学方法的实际案例 工程概况：以耐火材料压砖机为控制对象，控制要求为： 1. 将采用气动控制方式实现系统的手动/自动两种控制方式； 2. 将用计算机组态监控软件与 PLC 相结合实现打砖的各项过程参数的设置与过程的监控； 3. 打砖的尺寸精度控制在1mm。 压砖机系统图 1 所示。图中 摩擦轮；摩擦盘所带的冲头；模板部分结构；支撑结构；出模机构。 系统工作周期为：首先选定好模板样式，固定好后，将称量完好的粉末状原料送入模内；其次，操作人员利用传动机构控制摩擦盘正转，机构
