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《可编程控制器》课程教学方法改革的研究——卫民社等
2013-10-30 11:25  

太原科技大学化学与生物工程学院机电工程系 卫明社、王洪涛、林楠、孙石柱

摘要:针对专业教学特点,结合我院应用型高级人才培养的实际,致力于课程教学模式的改革。采用工程案例教学,学生学习时以“任务”为驱动,建立“阶梯式”实验教学模式,加强学生工程实践能力的培养,通过教学实践,学生的动手能力和知识的综合能力得到了很大的提高,取得了常规教学方法难以达到的教学效果。

关键词:教学方法改革案例教学 任务驱动 “阶梯式”实验教学 课程设计

可编程控制器是高等院校自动化、机械制造等专业的必修课程,也是一门实践性强、应用性广、学生易于就业的重要课程。首先,PLC课程具有很强的实践性,需要大量的实验环节与课程相配合,如果只注重理论教学,那么学生根本不能真正掌握其技术的核心,使得理论教学与实践应用严重脱节,影响到学生能力的培养和教学质量的提高;其次,PLC技术先进,学生渴望通过PLC课程在学校里就有深入学习PLC的机会;作为当代工业自动化的三大支柱之一,PLC的应用面很广,经过调查,发现在每年的大学生招聘见面会上,都急需大量PLC方面的技术人才。为此,我们对PLC课程的教学方法进行改革,紧紧围绕“以PLC控制技术为核心,以提高学生PLC系统综合设计能力为主线,以培养出社会上急需的PLC技术人才为目标”的思想,努力给学生创造培养综合能力的教学环境,为社会输送更多工程技术人才。

一、在理论教学的研究中改革课程教学模式。

面对现代工业发展对工程技术人员工程能力要求较高的形式,我们认真分析了PLC课程教学中存在的教材陈旧,内容较多,课时缩短的问题,课程教学研究团队致力于课程教学模式的改革,采用先进的教学方法,加强课程建设。

1.进行典型工程案例教学,使学生建立工程意识

在教学科研工作中,我们搜集一些电气控制和PLC的工程实例,为了保证案例教学效果,教师要事先花更多精力做好各项准备工作、制定一个详细周密的案例教学计划。其内容包括根据本课程教学目标计划安排案例的个数、根据本学期教学进度安排各个案例实施的时间。在此基础上,给每个教学案例制定一个具体的实施计划,内容包括:案例类型、案例讨论的具体步骤以及可能出现的问题与对策、相关设备的配备等。其次,教学中对所应用的案例不妨先演示,通过演示讲解,使学生明确了学习内容与目标,激发了学生的求知欲望。

结合有关章节进行案例教学,案例教学通常分为四个阶段。第一个阶段是案例准备,这一阶段,要收集并筛选出具有典型意义的案例进行编辑和整理;第二阶段是案例介绍、分析,引导学生进行讨论,相互启发;第三阶段是写出工程分析报告,提出改进意见;第四阶段是总结提高,教师可在综合学生方案的基础上提出一种完善的方案,并与原方案比较,这样可提高学生灵活应用知识的能力。

2.学生学习时以“任务”为驱动。

任务驱动教学法是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学法。所谓“任务驱动”,就是让学生在一个典型的PLC程序设计“任务”的驱动,展开教学活动,引导学生由简到繁、由易到难、循序渐进地完成一系列“任务”,从而构建真正属于自己的知识和技能。其中的“任务”,既蕴涵了学生应该掌握的知识,也蕴涵了学生应该获得的能力训练。在完成“任务”的过程中,培养学生分析问题、解决问题的能力。

3.采用多媒体课件的教学方式,增加教学直观性和趣味性,而且可以解决教学内容和课时之间的矛盾。

PLC课程的特点是逻辑性、抽象性强。教师在教学中应尽量使用多媒体设备教学,这样带来的好处是:直观、印象深刻;方便、节省时间;生动、激发学习兴趣。

由于多媒体增加了教学中的信息量,加快了教学进度,因此解决了教学内容和课时之间的矛盾,使得授课教师可以放心展开启发式、讨论式、研究式教学,通过采用多媒体技术,将获得许多常规教学方法所得不到的教学效果。

二、实践教学的研究

为提高PLC课程的教学质量,教师除了在课堂上要深入理论知识的教学外,还要注重实践环节的教学,在实验课、课程设计中,理论联系实际,让学生充分认识和掌握电气控制的特点、积累电气控制系统设计和故障处理的经验,熟练应用PLC实现电气控制,为此,在教学科研工作中采取了如下的措施[1]

1.建立“阶梯式”的实验教学模式,强化学生动手实践能力。

实践教学环节中,实验课是重要的组成部分,项目组成员采用“阶梯式”实验教学模式,即通过四个层次使学生完成本课程实验[2],具体如下:

第一层次实验,通过案例实验教学,激发学生对实验产生浓厚的兴趣,引导学生由“被动实验”向“主动实验”转变;第二层次实验,注重培养学生通过实验认知和掌握PLC课程理论知识;第三层次实验,使学生精通PLC硬件设计和软件编程;第四层次实验,培养学生灵活应用PLC实现各种工业设备的自动化控制。

2.重视课程设计,加强学生动手能力培养。

PLC课程教学的一个重要实践环节是课程设计,学生通过课程设计可以全面、深入地掌握课程的知识点和知识的综合应用。

3.组织学生参与工程实践。

利用周六、周日的时间到附近的厂矿如化工厂进行参观调查,了解PLC在实际现场中实现的控制[3],增强同学们对课本所学知识的了解。

4.邀请工矿企业中有丰富经验的工程师作专题报告。

聘请工矿企业中有丰富经验的工程师作专题报告,其讲座的内容一般都应是工程实践中碰到的、且非常实用的具体问题,这样能让学生学习到课堂上不全面的知识点,学生听了专题报告后受益匪浅。

三、结语

总之,PLC课程的教学改革是一项非常重要的工作,既要重视理论知识的学习,又要重视教学实践环节。同时任课教师也要不断学习,更新知识,提高自身素质。教学方法要不断创新,跟上科学技术发展的步伐,课程教学以“实际应用”为出发点,为社会培养具有创造能力的人才。

参考文献:

[1] 张欣,张树文,陈振瑜.改革专业实验教学,提高学生综合能力[J].实验技术与管理,2007.8

[2]袁慧,于兆琴,秦哲.新形式下培养功课学生工程实践能力与实践[J].高教探索,2009.2

[3]项新建,自动化专业学生工程应用能力培养模式探讨[J].浙江科技学院学报,2010.3

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