高職院校PLC教學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革探討是專門為用戶解決疑難問題的，非常具有代表性，在客戶進(jìn)行產(chǎn)品選型前，我們一般建議用戶先看下高職院校PLC教學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革探討。這樣能對用戶選型有非常大的幫助。
摘要：PLC是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，開展PLC教學(xué)實(shí)驗(yàn)對能否完成高職院校的教學(xué)目標(biāo)具有非常重要的意義，本文主要對目前高職院校的PLC教學(xué)實(shí)驗(yàn)課程現(xiàn)狀及主要問題進(jìn)行分析，并給出了相應(yīng)的改革措施。
引言：高職院校PLC課程開展的目的是為了培養(yǎng)更多優(yōu)秀的應(yīng)用型人才，而實(shí)驗(yàn)課程是PLC課程的關(guān)鍵。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對技術(shù)改造、更新的要求也越來越高，工業(yè)的自動化已經(jīng)成為必然的發(fā)展趨勢，因此，很多的高職院校開設(shè)了PLC自動化課程。同時(shí)隨著國家對教育的日趨重視，實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)以及實(shí)驗(yàn)課程的完善已經(jīng)成為了擺在高職院校面前的首要問題。
一、高職院校PLC教學(xué)實(shí)驗(yàn)課程現(xiàn)狀及主要問題
在大多數(shù)高職院校的《PLC原理及應(yīng)用》實(shí)驗(yàn)課程上，由于教師編寫的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書非常詳細(xì)，再加上所有的實(shí)驗(yàn)課程都是“簡單驗(yàn)證式”“機(jī)械重復(fù)式”兩方面進(jìn)行的。因此，在實(shí)驗(yàn)課程的開展上形成了“依葫蘆畫瓣”的情況，學(xué)生在進(jìn)行PLC實(shí)驗(yàn)課程時(shí)，只需要簡單的進(jìn)行程序輸入以及線路連接等操作就可以完成實(shí)驗(yàn)。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法以及唄大多數(shù)的高職院校和PLC培訓(xùn)中心PLC實(shí)驗(yàn)課程所接受，并且已經(jīng)被廣泛的采用，但是筆者認(rèn)為：沒有創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)課程是沒有意義的。對于與實(shí)踐動手相結(jié)合的PLC實(shí)驗(yàn)課程來說，教師只需要對學(xué)生實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行簡單的指導(dǎo)，讓學(xué)生自行的進(jìn)行探索與實(shí)踐，在實(shí)驗(yàn)課程中既動手又動腦，既可以發(fā)現(xiàn)自己的不足，又可以在實(shí)驗(yàn)中開拓創(chuàng)新能力，這樣才能真正的學(xué)習(xí)好PLC這門課程，從而最終實(shí)現(xiàn)PLC實(shí)踐與理論相結(jié)合的教學(xué)目的。
1、PLC實(shí)驗(yàn)課程與理論課程脫節(jié)
對PLC系列的程序以及指令的掌握是建立在實(shí)踐的基礎(chǔ)之上的，目前，大多數(shù)的PLC教學(xué)都是在教室進(jìn)行理論教學(xué)之后，再到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)踐課程的學(xué)習(xí)，但是，由于課次的排序問題，導(dǎo)致了具體的實(shí)驗(yàn)課程并沒有與最近的理論課程相關(guān)。造成了學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)效果不好，在進(jìn)行試驗(yàn)課程時(shí)又缺乏理論基礎(chǔ)而不會編程的現(xiàn)象。
2、教學(xué)實(shí)驗(yàn)資源有限，實(shí)驗(yàn)課程項(xiàng)目不合理
在大部分的高職院校中，在PLC實(shí)驗(yàn)課程中開展重復(fù)性編程練習(xí)，PLC是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的專業(yè)課程，實(shí)驗(yàn)課程要占到整個(gè)教學(xué)課程的二分之一左右。但是，在PLC實(shí)驗(yàn)課程開展時(shí)又受到實(shí)驗(yàn)設(shè)備的局限性，一般高職院校的PLC 實(shí)驗(yàn)臺，配備了一臺PLC基本單元以及若干實(shí)驗(yàn)掛件，開展實(shí)驗(yàn)課程不僅受掛件的限制，而且還受基本單元的功能限制，如何在有限的設(shè)備環(huán)境下，讓學(xué)生開展足夠的PLC實(shí)驗(yàn)課程，是擺在大多數(shù)高職院校的重要課題。
3、實(shí)驗(yàn)課程偏重編程練習(xí)，缺乏整體項(xiàng)目的實(shí)踐認(rèn)識
PLC課程的教學(xué)目的是理論與實(shí)踐相結(jié)合、硬件與軟件相統(tǒng)一，但是，在PLC的實(shí)驗(yàn)課程中，學(xué)生所了解學(xué)習(xí)到的主要是PLC的軟件編程訓(xùn)練，而對PLC在工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及日常生活生產(chǎn)中的作用、地位仍然缺乏整體的認(rèn)識。
4、綜合實(shí)驗(yàn)課程項(xiàng)目單一，與實(shí)際工作環(huán)境相差太大
PLC綜合實(shí)驗(yàn)課程本身是對PLC及其相關(guān)內(nèi)容的整合，使學(xué)生對PLC學(xué)習(xí)有一個(gè)整體的認(rèn)知，但是在目前的PLC實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)中缺乏控制對象，使學(xué)生實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)課程的內(nèi)容在很大程度上演變成了對一個(gè)相對復(fù)雜的系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)，導(dǎo)致了學(xué)生對PLC的用途不大了解，對PLC在實(shí)際工作環(huán)境中的作用仍然缺乏整體的認(rèn)識。這時(shí)候就需要我們的PLC可編程控制實(shí)訓(xùn)裝置。
該教學(xué)設(shè)備可以很好讓理論和實(shí)物相結(jié)合。
在目前高職院校的PLC實(shí)驗(yàn)課程開設(shè)較為單一，因?yàn)槊總�(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力不同，因此要根據(jù)不同的學(xué)生，進(jìn)行不同項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，這樣既有利于激發(fā)全體學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也可以通過觀察其他項(xiàng)目的設(shè)計(jì)安裝，使學(xué)生們對PLC控制系統(tǒng)有更深層次的了解。
二、高職院校PLC教學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革措施
1、改革傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，引導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新思考
教師在進(jìn)行PLC實(shí)驗(yàn)課程指導(dǎo)書的編寫時(shí)，高職院校教師要根據(jù)當(dāng)?shù)仄髽I(yè)對PLC技術(shù)人才的實(shí)際需求并結(jié)合學(xué)校實(shí)際設(shè)備情況，針對高職院校對該課程教學(xué)特點(diǎn)與目標(biāo)，在如何培養(yǎng)學(xué)生對PLC技術(shù)的實(shí)踐創(chuàng)新能力上面多下功夫。高職院校里的學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、能力以及知識的接受水平都有很大的區(qū)別，因此，PLC實(shí)驗(yàn)課程同樣要做到因材施教原則，采用因人而異的教學(xué)方式，也就是說按照學(xué)生的學(xué)習(xí)能力水平進(jìn)行分組，制定出每一組不同的PLC實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，從而使學(xué)習(xí)成績好或者差的學(xué)生都可以完成PLC實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)，都可以得到相應(yīng)的能力的培養(yǎng)。
2、擴(kuò)大高職院校實(shí)驗(yàn)課程比重，增加設(shè)備資金投入
PLC課程的主要特點(diǎn)是“綜合應(yīng)用性”，因?yàn)镻LC在實(shí)際的自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用是非常復(fù)雜的，其中就可能包括了機(jī)、電、液、氣等相關(guān)的內(nèi)容，而且根據(jù)不同的行業(yè)所占的比重也有不同。因此，在進(jìn)行PLC實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)中，要將機(jī)械、電工、電子氣動以及計(jì)算機(jī)等知識和PLC實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，并擴(kuò)大PLC實(shí)驗(yàn)課程的比重，逐步增加對PLC實(shí)驗(yàn)設(shè)備的資金投入，比如氣動裝置控制設(shè)備、模擬自動生產(chǎn)線控制設(shè)備、電子自動門控制設(shè)備等等，并且采用PLC實(shí)驗(yàn)課程完成相關(guān)系統(tǒng)的結(jié)合，建立一個(gè)較為完善的PLC仿真實(shí)驗(yàn)室。在PLC驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)課程中，由于梯形圖的編寫和理解都比較簡單，學(xué)生只需選做一下三個(gè)開關(guān)量控制實(shí)驗(yàn)。
（1）基本位邏輯指令實(shí)驗(yàn)。主要對學(xué)生進(jìn)行PLC的三大編程語言編程、PLC的 I/O 地址分配以及外圍電路的接線教學(xué)。通過這類PLC實(shí)驗(yàn)課程，學(xué)生可以大大加深對PLC的認(rèn)識、輸入輸出單元的分配以及梯形圖的編寫，從而真正掌握PLC的實(shí)踐應(yīng)用能力。
（2）定時(shí)器與計(jì)數(shù)器指令實(shí)驗(yàn)。在PLC應(yīng)用編程中，定時(shí)器和計(jì)數(shù)器有著非常廣泛的應(yīng)用，通過這個(gè)試驗(yàn)，可以使學(xué)生掌握三種定時(shí)器與三種計(jì)數(shù)器的原理特點(diǎn)以及各自不同的使用方法。
（3）PLC順序控制實(shí)驗(yàn)。通過PLC應(yīng)用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編寫出PLC的順序控制程序，狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖是PLC三大主流編程語言之一，這種編程方式是將PLC控制分成若干個(gè)組成部分，各個(gè)不同的部分其狀態(tài)具有不同的動作，當(dāng)狀態(tài)間滿足條件時(shí)就可以實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)換。在一些較復(fù)雜的控制系統(tǒng)中，往往會采用順序控制法進(jìn)行編程，可以簡化控制程序，使系統(tǒng)程序具有直觀易懂的特點(diǎn)。
4、制定PLC實(shí)驗(yàn)課程的綜合教學(xué)目標(biāo)
教師除了讓學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成PLC實(shí)驗(yàn)課程任務(wù)以外，還可以根據(jù)實(shí)際情況給出一定的選修的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐設(shè)計(jì)項(xiàng)目，讓學(xué)生根據(jù)自身能力進(jìn)行自由選擇，教師進(jìn)行現(xiàn)場指導(dǎo)，使學(xué)生在PLC實(shí)驗(yàn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)自身的不足與問題，并寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告交于教師評閱，從而在教師的指引下找出問題的解決方案。對于一些大型的PLC實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如電梯、機(jī)械手等，可以采用分工合作的教學(xué)方式，將全體學(xué)生分成若干小組，由教師明確歌小組的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，從而培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作素質(zhì)能力。開展PLC實(shí)驗(yàn)課程，學(xué)生可以掌握到PLC的基本編程方法以及I/O接口的接線方法，但是對于實(shí)際項(xiàng)目的整體認(rèn)識，進(jìn)一步了解PLC在控制系統(tǒng)中的作用等，卻沒有起到太大的作用。而進(jìn)行PLC綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)在這方面具有很好的效果。
在進(jìn)行PLC實(shí)驗(yàn)課程綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的選擇方面，不僅要考慮到學(xué)生不同的學(xué)習(xí)進(jìn)度的要求，而且還要充分的考慮系統(tǒng)的典型性。筆者進(jìn)過大量經(jīng)驗(yàn)分析，認(rèn)為以下三個(gè)課題比較適合：交通燈控制實(shí)驗(yàn)、電機(jī)的順序啟動實(shí)驗(yàn)以及雙容水箱控制實(shí)驗(yàn)，以下三個(gè)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)在電氣線路、程序設(shè)計(jì)上都具有各自不同的特點(diǎn)。
（1）交通燈的控制系統(tǒng)的電氣控制線路相對比較簡單，控制柜小程序復(fù)雜，同時(shí)涉及到了定時(shí)器的使用、順序控制以及LED數(shù)顯的驅(qū)動等方面學(xué)習(xí)內(nèi)容。
（2）設(shè)計(jì)電機(jī)的順序啟動、停止，不僅僅涉及到PLC本身的功能，而且還包括到低壓電器控制方面的相關(guān)知識。同時(shí)，控制柜以及控制線路相對也比較復(fù)雜。
（3）對于雙容水箱控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，需要學(xué)習(xí)到模擬量輸入/輸出擴(kuò)展模塊的使用以及傳感器的相關(guān)應(yīng)用，控制對象真實(shí)、直觀。
三、結(jié)束語
通過開展PLC實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程的訓(xùn)練，可以使學(xué)生發(fā)現(xiàn)自身的不足，同時(shí)可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，對提高高職院校PLC課程的教學(xué)質(zhì)量、加強(qiáng)學(xué)生動手和實(shí)踐能力以及提高學(xué)生就業(yè)競爭力具有十分重要的意義。同時(shí)通過PLC實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)，可以使PLC理論課程與實(shí)踐很好的結(jié)合，通過PLC實(shí)驗(yàn)的綜合培訓(xùn)，提升了PLC實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)水平，同時(shí)，也為其他專業(yè)課程的實(shí)踐教學(xué)提供了參考。