新工科背景下可编程控制技术课程教学改革与实践
孙汉卿，王桂芝，权庆乐，吕金龙
(河南牧业经济学院 信息工程学院，河南 郑州)
摘 要： 随着新一轮的科技革命与产业升级和 “互联网+”等国家重大战略部署，高校作为人才培养的重要基地，为社会培养合格的技术人才成为目前高校教学改革的重大任务，为此，教育部积极推动新工科建设，形成了“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”等重要的新工科教育改革指南。新工科建设主要体现的工程人才培养，如何培养出社会需要的技术型人才是新工科新一轮高校改革的重点，在新工科教学改革的背景下，如何对课程进行教学改革才能满足新工科建设的需要,可编程控制技术课程作为自动控制等专业的核心课程，同时为工程实践改革的主干课程，以期通过对可编程控制技术课程进行工程实践教学改革，探索新工科建设课程的改革。
关键词： 新工科；可编程控制技术；工程实践；教学改革
一 引言
可编程控制技术课程是机电、电气类等专业的核心专业课程，是一门实践操作性及学习时效性特别强的课程，同时也是实用性特别强的课程，在强化工程能力和工程素质培养的新工科教学改革的课程改革体系中属于主干课程，主要培养学生从事电气控制行业以PLC为控制器的控制系统的设计、安装、调试及维护维修能力。可编程控制技术应用范围广，强调理论和实践的统一，注重培养学生的工程实践能力和工程创新能力。“新工科”中的“新”包含工程人才培养的“新理念”、工程教育学科专业的“新结构”、工程人才培养的“新模式”、工程教育的“新质量”和工程教育各高校分类发展的“新体系”五个方面[1,2]。
二 可编程控制技术课程教学特点
（一）工程实践课时不够
目前大部分高校可编程控制技术课程安排在一个学期，教学总课时为64学时，32+32，32个理论课程授课时间，勉强可以完成基础教学任务，但是32个实践教学课时，只能完成基本的程序单元实践，由于时间有限老师只能让学生按照课本或者实验指导书进行验证性实验，学生们对所涉及的实验内容一知半解，有的甚至是完全按照书本照抄，并不知道什么意思，根本不会活学活用，更别提达到工程实践标准。要完成一个实际工程案例，需要很长的时间，即使老师给学生布置相关开放式的实践任务，但是由于时间有限，往往都是只布置，根本无法跟进。
（二）实践教学内容陈旧
实践内容过于老套，缺乏新颖和实际应用，很多学生反应学习无用，不知道有什么用，能解决什么样的问题，实践教学内容太过程序化和规则化，实践课教师按照教材布置实践教学任务，然后学生按照书上的例子按部就班实践，结果出来了也是一知半解，受学时限制，老师也就只能看结果，即使是实验箱上带的实践项目，也是流程式的，按照实践指导书，按部就班的做下来，就能出正确的结果。学生们也是一知半解，也算是完成了教学任务，并没有达到实践的教学效果。
尽管针对可编程控制课程等实践类较强的课程已提出并实践“做，学，教”一体化教学模式，进行项目化课程开发， 在师生“做”“学”“教”3 个能力层面和配套资源建设等方面进行了探索和实践[3] ，但从学生对实践课程的满意态度来看， 学生参加校内外实习机会偏少，完整参与一个项目或课题实施的机会较少[4]。
虽然教学改革从未停止过，一直在提倡更新教育理念和教育内容，但是大多数课程的教学还是依附于传统的教材课本，目前市场上大部分新教材都是由在校教师编写，教师编写教材往往不是多年教学工作及实践的总结，而是为了完成科研工作量，为了凑数量，新教材普遍表现内容不严谨，知识不连贯、甚至是东拼西凑，变个词语表达换汤不换药，教材的实用性差，实践教学项目都是过时的项目，不能将现有的新的技术及时的应用到课题教学中，新工科教育改革主要提倡以学生为主，虽然“以学生为主”口号一直在提，但是实际教学过程中，却很少体现，学生对过时的东西已经不感兴趣，他们想学习新的知识和技能，对老的知识内容不感兴趣，因此厌学、旷课情况时有发生。
（三）实践教学重视不够
工科新教师培训实践偏离的原因较为复杂，既有学校政策制度的影响又有学校管理体制与机制的制约，既有新教师个体培训动力不足又有培训组织实施不到位等原因。
（四）缺乏实践教师
新工科新一轮教学改革的主要是目标是培养工程人才，缩小学生和社会需求之间的差距唯一途径就是加强工程实践教学，让学生一开始就接触到工程实践，用工程实践教学取代案例验证性实践教学，用工厂技术员的标准要求学生，用工程实践项目验收标准考核学生，用工程实践标准培养学生，学生只有在真正的工程实践中，才能学到真技术，锻炼真能力，用在校期间的工程实践教学代替企业入职实习教育，使学校教学和社会需要零距离，走出校门即可上岗就业。
三 可编程控制技术课程教学问题对策
（一）增加实践课
教师在教育过程中起到关键的作用，没有新工科实践队伍，新工科教育改革就不可能成功，因此组建由企业技术能手、工程实践强的老师组成工程实践教师队伍，专门从事工程实践教学，用活各种政策引进企业技术能手，一线技术工人进课堂，只有长期从事一线工程实践的高素质技能技术人才才能真正的传授工程实践技术，才能培养出合格的工程实践技术人员。
视神经脊髓炎谱系病和多发性硬化患者甲状腺激素水平及甲状腺抗体的相关研究 ………………………………………………………… 陈道文，陈勇，陆杰，等 253
（二）完善理论教学内容
理论教学中涉及的案例，语句设计按照系统来设计，让学生充分明白语句和程序能解决什么问题，将工业现场实际系统案例引入课堂，采用工程实践案例教学法，取代原始的过时的孤立案例，用一个真实的工业实践应用案例，讲解可编程控制技术的指令和语法，这样不但让学生学会每个指令，也要让学生明白该指令在系统中能完成什么样的功能，在系统怎么应用，加深工程实践能力的培养。
（三）加强工程实践教学
教师的创新实践能力才是新工科建设的核心。教师的创新实践动力，才是创新实践教育的关键所在[5]，现在的教师大部分年轻教师都是从高校到高校，他们有着较为扎实的理论基础知识和专业技术能力，但是普遍缺乏实际工程实践能力，有的老师会找一些实践工作案例，拿到课堂上进行讲解，也是只讲一个部分，而且受条件限制，不可能验证结果。更多的老师为了减少课堂压力，尽量的少讲课外的案例分析。真正的有实践能力的老师又多忙于实践项目开发，而且有的项目牵涉的面比较大，不是一节课两节课就能讲完的，所以老师认为多一事不如少一事，干脆就只讲教材涉及的内容。
（四）打造一批新工科实践教师队伍
适当增加实践教学课时，笔者所在的学校可编程控制技术课程开设2个学期，总计128个课时，第一个学期开设64个课时， 32个理论课时，32个基础实践课时，第二个学期开设64个工程实践课时，工程实践主要是系统性设计可编程控制系统，从熟悉被控对象，制定控制方案，分析工艺过程及工作特点，制定控制方案，确定输入输出点数和选择PLC型号及容量，到各种输入输出量的现场选择，再到程序的编写及联机调试，最后到技术文件的书写。让学生全面的学习PLC控制系统的整个设计流程，按照设计内容的大小及难度，总计设计四个不同的实际工程项目，并提供实际工程所需要的设备，让学生利用课下解决，上课仅仅是交流和问题解决。
目前大部分的实践课程还是传统的上课模式和教材上的固定实验内容，而且很多学校重视理论课堂教学，督导听课评课检查等都是针对理论课堂教学，各个学校对理论课堂教学进行了有效监督，但是对于实践教学的管理略显松懈，很多督导组专家认为实践课没有必要监督或是没有办法监督，同时由于实践课实践周期长，大部分是学生的自己操作，老师仅仅是各个指导，教学过程漫长，一个完整的项目，从设计理念、框架的构思、流程图的出来，都需要时间，不是一节课几十分钟就可以完成的，需要很长性间，一个课时的时效性比较小，因此不利于监督，有的学校对实践课程还有小于1的课时系数，这样在一定程度上打击了教师上实践课程的积极性，本来要准备一个完整的工程实践项目，需要老师花费大量的精力，而要讲清楚一个工程实践案例，更需要教师付出更多的努力，因为一个完整的工程实践项目往往需要很多的技术资料及参数资料，还需要考虑工程实际现场的一些情况，而且一部分资料并不是本课程所讲的内容，有的学生学习基础比较差，可能需要老师重新讲解，一定程度上浪费了老师的精力和时间，在现行的课堂教学考核机制下，老师不愿意从事工程实践的教学。
（五）创建新工科实践教学平台
新工科工程实践教学平台应该是学校、企业和学生共同参与、相互补充、相互促进，既要满足学校的人才培养专业要求，又要为企业解决技术难题，归根结底为了培养学生的专业技术能力，真正实现学校、社会和人才教育的三赢[6]。新工科工程实践教学应该是由企业主导、学生主体、教师参与、学校考核的四位一体，要想达到学校教学和社会需要零距离，就必须开放办学，工程实践教学应该立足企业主导，按照企业需要和工程实践需要设计工程实践教学内容，以学生为主体，全面提升学生在工程实践教学中的主体地位，学生可以充分利用互联网海量知识库和丰富的教育资源，提高学生学习的自主性和创造性。
四 结束语
可编程控制技术课程教学改革已经三年，从开始的不适应、选题难、监管难等到后来的逐步适应、潜移默化，再到后来的顺利开展，大部分学生都掌握了可编程控制技术的系统设计并具备了工程实践能力，开始跟着老师承接横向课题，有的在校生已经开始在企业做PLC技术兼职，解决企业生产中遇见的问题，由学生自主设计开发的自动分豆器、豆芽孵化车间控制系统、龙门式自动洗车机系统已经被企业订购，开始服务社会，只要加强工程实践教学，一定能培养学生的工程实践能力，缩短就业周期，提高就业率，提高人才培养质量。
2015年9月，国务院先后发布《中共中央、国务院关于深化国有企业改革的指导意见》和《关于国有企业混合所有制经济的意见》；国家粮食和物资储备局于2016年印发了《关于加快推进粮食行业供给侧结构性改革的指导意见》。这些文件的发布充分彰显了党中央对国有企业及国家粮食安全的高度重视。国有粮食企业是粮食行业的国有企业，本文在国企大改革的背景下，通过梳理国有粮食企业改革的相关文献，为接下来国有粮食企业通过改革提高生存和竞争能力提供借鉴，具有重要意义。
（二）开展生活化问题教学，以此发展学生的数学能力。由于初中数学这门课程中涉及到较多的定理，在这种情况下，就需要教师立足于实际生活，为学生创设问题情境。这样，既能够有效激发学生的学习动机，同时还会促使其学会构建新的知识。
参考文献
[1] 祥风,邓景泉. “新工科”建设背景下的地方高校工科专业改革探索与实践——以滁州学院机械设计制造及其自动化专业为例 [J].高教学刊 , 2018 ( 17) ：135-138．
[2] 王晓红,韩晓敏,马玉英. “新工科”背景下”传感器应用技术”课程教学改革探究[J].无线互联科技,2018(16)：94-95.
[3] 董改香．基于 3DMAX 的《三维建模制作》教学模式改革实践研究 [J].软件工程 ,2017,20(3)： 54-56．
[4] 孙艳丽,赵延斌,周玲等．学生自我评价视角下工程科技人才培养模式满意度调查研究[J]．高等工程教育研究，2016(1)：143-148.
[5] 王凤莲,王邦伦,谢荣见,等.基于创新实践能力培养的高校学科竞赛的激励机制研究[J].重庆科技学院学报（社会科学版），2017 ( 2) ： 104-107.
[6] 阎石,马志新,等.“新工科”电子信息类专业创新实践培养机制探索[J].高等理科教育,2019(1)：97-101.
Teaching Reform and Practice of Programmable Control Technology under the Background of New Engineering
SUN Han-qing, WANG Gui-zhi, QUAN Qing-le, LV Jin-long
(College of Information Engineering, Henan University of Animal Husbandry and Economy, Zhengzhou)
Abstract： With the new strategic revolution of science and technology and industrial upgrading and “Internet +” and other major national strategic deployment, colleges and universities as an important base for personnel training, and training qualified technical personnel for the society has become a major task of teaching reform in Colleges and universities. The Beijing Guidelines and other important guides for the educational reform of new subjects. The “new” in the “new subject” includes five aspects: the “new idea” of engineering talents training, the “new structure” of engineering education discipline specialty,the “new mode” of engineering talents training, the “new quality” of engineering education and the “new system” of classified development of engineering education colleges and universities. The construction of new subjects mainly reflects the cultivation of Engineering talents. How to cultivate the technical talents needed by the society is the focus of the new round of university reform of new engineering. Under the background of the teaching reform of new engineering, how to carry out the teaching reform of courses can meet the needs of the construction of new subjects.
Key words： New engineering; PLC; Engineering practice; Teaching reform
本文引用格式： 孙汉卿，等.新工科背景下可编程控制技术课程教学改革与实践[J]. 教育现代化,2019,6(61)：65-67.
DOI： 10.16541/j.cnki.2095-8420.2019.61.025
基金项目： 本文得到河南牧业经济学院教学改革项目(2018ZCXM042;2018ZCXM007;2018YBXM033)资助。
作者简介： 孙汉卿，男,研究领域为电子信息处理、控制工程；王桂芝，女，研究方向为大数据技术；权庆乐，男，研究领域为软件工程；吕金龙，研究领域为软件工程。
标签：新工科论文; 可编程控制技术论文; 工程实践论文; 教学改革论文; 河南牧业经济学院信息工程学院论文;