PLC教學中的問題及解決方法探析

一、引言
《PLC與控制技術》（簡稱PLC）是電氣工程及其自動化專業的一門實踐性和專業性較強的必修課程。教學目的是培養學生正確使用電氣控制元器件，讓學生具備常用低壓電器控制電路設計能力以及從事低壓電氣設備安裝維修能力，掌握電氣控制電路基本知識和基本技能。
通過本課程的學習，使學生完成以下課程目標：
（一）學生具有發現問題、分析問題和解決問題的能力，具備基本的抽象思維和畫電路圖、分析電路的能力，培養學生整體思維、融會貫通、自主學習的能力。
（二）使學生了解低壓電器的分類和定義。掌握常用低壓電器的原理，并熟練區分各種低壓電器的作用。了解電氣線路繪制的基本原則及繪制標準，熟悉線路中的文字符號和圖形符號。掌握電動機的基本控制電路，并能對典型線路進行分析，掌握電氣控制電路的一般設計方法，能夠根據實際系統的控制要求，選擇合適的器件，進行線路設計。
（三）使學生了解PLC的各種編程語言，掌握PLC內部的各種構成和存儲區域；了解PLC內部的尋址方式、程序結構和編程規則；掌握PLC常用的基本指令并能熟練運用；熟悉典型的控制環節并能用基本指令進行程序編寫。對學生考取初、中級維修電工資格證書有很大幫助。對于培養學生的工程意識、提高學生分析問題解決問題的能力、培養學生養成嚴謹的工作作風也具有重要作用。
二、PLC的授課過程中存在的問題
（一）總體課時偏少，特別是實驗課時更少以PLC課程為例，開設學期為第六學期（即大三后半學期），學時48學時，包括課堂講授38學時，實驗10學時（相當于5個實驗），學分為3學分。本課程的先修課程為《高等數學》《大學物理》《電路原理》《模擬電子技術》《數字電子技術》等。學生通過本課程的學習，為運動控制系統、城市軌道交通電氣技術等后續課程的學習和研究打下必要的基礎。本課程的很多內容都與運動控制系統、城市軌道交通電氣技術等有聯系，與這些課程相關內容的銜接和鋪墊應該特別設計，才能為后續相關內容積累良好的先驗知識，達到有效傳承的目的。
從課程的前后銜接程度，說明該課程是一門非常重要的課程，要想學好一門理論性強并且實踐性也很強的課程，必須有足夠的時間保證，即充分的學時是必不可少的，對于專業性強的必修課更是如此，因此加大授課課時迫在眉睫。
（二）課程設計題目老套、內容淺顯、年重復率高課程設計是對整個課程重點知識的應用和總結，有著把理論轉化為實踐的切實意義。課程設計的效果對學生學好一門課有著深遠的影響。
課程設計題目每年基本都是這幾個題目，而且在教材或者參考書上都能找到對應原型，不但內容淺顯，年重復率高，而且沒有新意，基本都是老一套，內容僵化，沒有新鮮血液的注入，就沒有活力，更不會貼近生活，因此課程設計有必要改革。
（三）講課過程中以常規的理論講授為主，缺乏新意PLC課程主要以講授、討論、實驗分析為主，以課外學習為輔。課堂教學以常規的講授法為主，按部就班、波瀾不驚，雖然主要知識點都可以講到，但是上課缺乏創意，學生聽起來索然無味，沒有激情，而且和實際聯系也不緊密，在學生大腦中建立不起來直觀的景象。即便這幾年推行慕課（mooc）、多媒體、微課、翻轉課堂等教學方法，甚至要求加入課程思政。這些措施對于學習自覺性強的同學有一定的作用，因為他們自學能力強，但是大部分同學（尤其以學習能力差、基礎薄弱、自控能力差的同學）收效甚微。結果會造成兩極分化，即好的更好，差的更差，如果一個班的學習風氣差，甚至會造成大面積卷面成績不及格，這點從期末考試卷面成績也能看出來。
杜絕水課，打造金課，不能只停留在口號上和形式上，必須要結合學生的實際情況付諸行動。通過上面的分析，講課過程中以常規的理論講授為主，早已不符合目前教學環境，必須盡快加以改進。
（四）后續課程關聯性不大，沒有突出PLC的典型應用
后續課程主要為運動控制系統、城市軌道交通電氣技術這兩門課，在內容銜接上和PLC關聯不大，聯系較為緊密的電機拖動技術和變頻器技術，一個（電機拖動技術）開設在PLC之前，一個（變頻器技術）和PLC同時開設，在講課過程中有可能知識相互沖突，給學生學習帶來紊亂和錯覺，不利于課程開設的連貫性和知識的連續性。必須盡快加以改進。
（五）畢業設計質量不高，深度不夠
每年電氣專業的畢業設計題目主要有單片機類、PLC類、供配電類、自動控制類和其他類，題目來源既有社會實踐又有工程設計和實際應用，學生也完全做到一人一題。PLC類題目占據了畢業設計的一大部分，以電氣專業畢業設計題目為例，PLC類畢業設計題目一覽表（部分）如表1所示。

從表1可以看出，畢業設計題目和課程設計題目非常相似，難度、深度都不夠。學生在進行畢業設計完成時，設計說明書質量也不高、模型制作創新性不強，甚至有的同學直接在網上購買模型，沒有進行二次創作就作為自己的設計結果，存在變相作弊嫌疑。畢業設計遠遠沒有檢測出本科畢業生的能力，從而讓學生真正達到本科畢業的質量標準，所以必須盡快加以改進。
（六）考核方式單一，缺乏多樣性的考核方案目前常規的考核都是通過做試卷的方法進行考試，按照《PLC與控制技術》課程教學大綱的規定，基于《PLC與控制技術》教學內容與畢業要求指標點的關聯性，制定質量評價方法。課程考試考核總成績由過程考核和結課考核兩部分構成，主要包括：
1．過程考核以學生課堂出勤率、課堂回答問題情況和參與輔導答疑情況，以及作業、討論、測試為考核依據。
2．結課考核采用閉卷考試的形式。
3．課程成績構成：過程考核成績占40%（其中考勤成績占10%，作業成績占10%，實驗成績占20%），結課考核成績占60%。
這種常規的考核方法早已不符合目前教學環境，必須盡快加以改進。
三、提高PLC授課成效的改進措施
（一）針對總體課時偏少的問題，增加總體課時，在教學方法與內容上改進。通過調研后要與時俱進地調整PLC的課程授課內容，增加新的知識，做到與當前先進技術和知識相接軌。同時加大課時數，由原來的48課時增加為64課時，實驗課時也要同步增加，增加的課時可以以選修課、第二課堂、興趣小組的形式計入學分，也可以以實驗課中必選實驗和選修實驗的形式計入學分，這樣也能增加實驗課的學分。
（二）針對課程設計和畢業設計中存在的問題，在講課過程中就要強調突出課程設計和畢業設計的重要性。實踐教學以設計型要求為主，實踐教學必須扎實?？梢酝ㄟ^采取校企合作，工學結合的人才培養模式，不但要聘請企業專家、技術人員參與學校的課程建設和教學改革，同時也要委派教師定期到企業學習，培養“雙師”素質。
教學中教師要通過實用性和趣味性的實例開展教學，使學習內容更貼近工程實際，完善系統地培養學生的知識應用能力。課程設計可以在實驗室、校辦工廠甚至直接在企業進行。有條件的可以把課程設計和畢業設計結合到一起，直接把兩者合在一起進行，讓學生最終設計出符合學校和企業要求的作品。
（三）針對講課過程中缺乏新意的問題。要求教師要不斷創新教學模式，探討多種教學方法和手段，“教無定法、貴在得法”，在教學過程中，要不斷探討和摸索，既能采用基于工作過程的教學模式，使學生在掌握基本理論和分析方法的同時，也要培養學生創新意識并使其具備較好的實踐能力。
（四）針對后續課程關聯性不大，沒有突出PLC典型應用的問題，可以開展廣泛的選修課來彌補不足，也可以通過加大課程設計的工作量來彌補這一方面的缺陷，同時還可以通過開展專題講座、專家論壇、學生辯論甚至現場實操等方式來學習PLC的典型應用案例，增強對PLC的認識。
（五）針對考核方式單一的問題。要積極進行考核評價機制改革，課程內容考核采用多元化，考核學習態度、操作態度、專業知識、專業技能、合作能力和創新能力等。既能通過常規的考核辦法來考核學生，也可以通過上機考試、現場實操、實驗室考試、解決企業的實際問題等多種方式來考核學生，最終達到檢驗學生學習效果的目的。
通過上述內容，既論述了PLC課程在教學過程中的問題，又提出了相應的改進措施，在教學過程中通過相應的吸收、改革和應用，會對PLC課程的教學以及同類課程教學產生一定的積極影響，提高教學質量，增強畢業生素質。