宋玉秋　梁岚珍　任俊杰

摘 要： 本文分析了 “PLC原理及应用” 课程的背景与现状， 对其进行教学改革的必要性及有利条件， 着重介绍了教学改革过程中开展的主要工作， 包括教学方法、 教学手段以及实践教学的改革， 总结了取得的主要成果、 特色与创新之处。

关键词： 教学改革， PLC原理， 网络学堂

一、 教学改革的必要性及有利条件

“PLC原理及应用” 是自动化学院电气工程与自动化、 自动化、 智能建筑工程等专业开设的一门专业必修课， 学院每年平均约有7个班级210人学习。 课程内容所涉及的电气控制技术、 可编程控制器应用技术是自动化技术中应用最为广泛的一类， 尤其在工业自动化中更为突出。 现代化工厂中绝大多数生产线、 生产设备都采用可编程控制器实现其自动控制过程。

该课程设有理论教学和实践两部分， 各专业根据其需求安排的教学学时和实践时数各不相同， 特别是在新的教学计划的修订过程中， 根据学校进一步加强实践教学的要求， 各专业增加了该课程的实践学时和要求， 因此， 非常有必要对这门课程的教学内容、 教学方法、 实践／实验教学体系等进行梳理调整， 探索新的方法以适应新的教学要求， 同时也能够在加强应用性教学方面起到重要作用。

该课程的主讲教师及实验人员都工作在教学一线， 长期从事本课程的教学和实践／实验教学工作， 有着丰富的教学经验， 还有一部分同志或具有企业工作经历或承担过多项企业委托的横向课程， 比较了解企业需求， 有着丰富的实践经验。 在学院领导的大力支持下， 用于本课程实验教学改造的设备已经到位， 为课程实践环节提供了有力支撑。 特别是由梁岚珍教授亲自主抓这项工作， 这些都是对 “PLC原理及应用” 进行教学改革的有力条件。

二、 教学改革的探索与实践

为了拓宽眼界、 提高水平， 相关人员到东北大学、 华中科技大学参观学习、 调研，并在沈阳旭风教学仪器公司、 武汉华大电力自动技术有限责任公司进行了技术培训。聘请本学科领域长期工作在科研和教学一线、 理论基础扎实、 实践和教学经验丰富的人员和公司长期从事可编程控制器研发的科技人员作为专家和指导教师， 主要采用参观、 相关应用技术讲解及现场操作培训、 座谈等方式， 结合交流、 讨论、 案例分析等互动形式， 建立了与专家和指导教师之间广阔的交流平台， 共同解决在自己工作实践中碰到的困惑与难题， 收获很大。

实践教学是改革的突破口， 用半年时间完成了实验体系构建， 硬件平台集成， 实验设备安装调试工作。 实验项目开发设计， 综合性、 设计性实验项目开发， 编写了校内使用的、具有新的体系架构的实验实训指导书， 包括SIEMENS S7-200型、 OMROM CP1H机型。选用西门子S7-200系列PLC作为教学对象，开展了以下实训内容：①验证性实验。 包括三相异步电动机起、 保、 停控制， 电动机正反转控制， 基本指令练习，定时和计数指令的应用， 数据移位、 传送指令的应用， 十字路口交通灯控制等。 ②设计性实验。 在实验的选择上， 注意实用性、 典型性， 同时每个实验针对不同的指令或不同的编程方法又需要各具重点。 比如， 自动售货机、 四级皮带运输机、 剪板机、 机械手、 闪光喷泉等设计。 教师在实验前， 可给予学生适当的提示或给出基本的设计思路或提出程序设计中需要注意的问题， 而程序的主体由学生独立完成。 根据课程特点，构建了相对较大的实验体系平台， 在此环境下， 能够满足课程基本教学、 课程设计和毕业设计三个层次的教学需要。 把原有的验证性实验内容更多地转化为具有综合性、设计性和探索性实验内容， 注意体现学生的主体学习地位， 帮助学生增强自主学习意识， 培养学生的实践应用能力， 努力提高他们的综合运用专业知识的能力和设计创新能力。 在实验平台上预留 “接口”， 在思路和体系上充分考虑与其他课程的交叉与融合， 为进一步开展电气工程与自动化专业教学改革研究， 构建面向全学院教学的实验体系和实验平台打下基础。

对传统的课堂讲授方法进行改革， 运用案例教学法， 就是在软件编程教学中坚持以案例为教学主线， 根据教学目标和教学内容， 通过典型而实用的案例， 引导学生分析、 讨论、 设计程序， 引发学生的学习兴趣。 在案例选择上， 注意把握当前授课内容的重点和难点， 注意案例覆盖的知识面， 寻找有代表性的案例。 透过案例分析， 使学生能够比较容易地了解指令特点， 比较深入地掌握授课内容。 比如顺序控制部分， 单序列结构以锅炉的鼓风机和引风机控制为例， 首先阐述顺序控制功能图的画法， 顺序控制功能图包括的五项内容， 以及它们之间的关系等， 然后讲述将顺序控制功能图转换成梯形图的方法， 这是有规律可循的， 在这个过程中， 还练习了刚刚讲过的重点内容即定时器指令的应用。 选择序列则以两种液体的搅拌控制为例， 并行序列以大小两种钻头运行控制为例。 每一个案例都尝试三种不同风格的编程方法， 即使用 “起、 保、停” 电路， 以转换为中心， 还有使用顺序控制继电器。(www.daowen.com)

将现代教育技术手段引入课堂， 开展了网络学堂建设， 电子教案、 课程多媒体课件的研制， 主要特点为： 全部采用幻灯片的形式， 内容翔实、 图文并茂， 与工程实际相结合。 典型案例电子教案针对每个具体案例设计了相应的动画， 动画采用鼠标控制，与梯形图相呼应， 整体性强， 便于课堂讲授。

三、 教学改革的成果

几年来， 经过梁岚珍教授等几位教师的共同努力， “PLC原理及应用” 教学改革取得很大成果。 首先， 根据科学技术的新发展和专业要求， 深入研究本课程的教学内容，在已有的基础上进一步明确了教学基本内容和要求， 制订了新的教学计划。 根据学院已有的实验条件和设备状况， 构建了本课程实践、 实验体系， 集成并形成实验硬件平台。 研究开发了基本理论验证性、 综合性、 设计性等不同层次的实验项目。 编写了校内使用的实验、 实践教材。 几年来在教学过程中重视课件的建设， 全部采用多媒体教学， 丰富了教学内容， 使教学过程增加了形象性、 趣味性， 从而调动了学生的学习积极性， 提高了教学效果。 借助计算机辅助教育 （Computer Aided Instruction） 弥补了课堂教学时间少的限制， 对课堂教学起到加深、 扩展、 提高的作用。 2008年开始建立了网络学堂， 将教学大纲、 教学课件、 习题及分析、 案例教学、 实验指导等教学文档以及全程教学录像等发到网上， 通过网络让学生在课余时间自学自测， 提高了教学效率。在网络学堂上， 开设了名师导学项目， 将梁岚珍教授的一些教学录像片、 教案及指导学生实训的现场照片、 与学生的交流等资料放在了上面。 丰富的内容不但提高了学生的学习积极性， 也扩大了网络学堂的影响， 使课程获得了较高的点击率。

在教学改革的过程中， 各位教师倾注了极大的热情和心血。 自动化学院的学生生源基本来自北京独生子女家庭， 是高考中成绩在中间段的学生， 思想活跃， 但耐性差，学习习惯不好， 坐不住。 作为教师责任很重， 一定要以鼓励为主， 平时多与他们耐心细致地交流、 沟通， 关心他们的学习及生活， 提高教师的凝聚力， 找到适合他们的方法。 根据联大学生生源特点， 教师们潜心研究探索教学方法， 提出课程方案， 帮助学生增强自主学习意识和能力， 提高教学质量， 公开发表教研论文多篇。 为了更好地为学生服务， “PLC原理及应用” 课程教学改革还有好多工作要继续做下去， 争取不断提高水平， 努力使其成为校级精品课程， 将来能成为市级精品课程。

参考文献

［1］ 杨清梅， 宋玉秋. 可编程控制器 （PLC） 的教学实践与探索 ［J］. 应用型大学课程体系与教学质量研究，2008 （10）.

［2］ 林宪生. 教学设计的概念、 对象和理论基础 ［J］. 电化教育研究，2000 （4）.

［3］ 刘薇. 可编程序控制器教学现状分析及课程建设研究 ［EB／OL］. 新浪网， 2008-11-22.

［4］ 尹方. 培养高素质创新人才是高校教学改革的最终目标 ［J］. 东北大学学报， 2000 （4）.