PLC课程教学的几点思考与体会
刘小虎，杨宣访
（海军工程大学 电气工程学院，湖北武汉 430033）
摘要： 文章根据士官任职培训PLC课程的特点，提出了PLC课程教学的几点改进方法。首先，以我军舰船装备为切入点，培养学员的学习兴趣；其次，针对士官学员计算机基础比较薄弱的特点，引入小课题，开展计算机仿真教学；最后，从岗位需求出发，筛选难度适中的项目进行项目化教学。
关键词： 士官任职培训；PLC课程；小课题；项目化教学
0 引言
从20世纪60年代到现在，可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）的发展日新月异，其更新速度快，涉及内容广，对理论和实践的要求都比较高。由于PLC在舰船上的应用越来越多，笔者所在学校开设了面向士官的PLC课程。从近几年的士官PLC课程教学情况来看，存在以下几个问题。第一，受训士官的电路基础知识、控制理论基础相对薄弱，对相对枯燥的理论学习缺乏热情。按照传统教学模式，士官任职培训PLC课程中大量的学时为理论授课，受训士官学习兴趣不大，授课效果不理想［1-3］。第二，传统PLC课程设置中软件设计内容较多，包括各种功能指令的学习，大部分功能指令的学习要求士官具有较强的逻辑思维能力，并且抽象性的指令学习使学员普遍感到枯燥乏味，由此产生思维惰性，从而影响PLC课程的教学效果［4］。第三，PLC涵盖的知识点多，传统的教学模式没有针对培训对象的特点对教学内容进行筛选，导致教员讲授的内容大而全，受训士官真正能够掌握的却很少［5］。因此，如何针对受训士官的岗位需求进行有针对性的教学，激发他们的学习兴趣，提高本课程的教学效果是急需解决的问题。笔者曾担任多年的士官PLC培训课程教学工作，在改革教法、创新学法方面进行了一些尝试，收获了一些教学心得。
现行支农贷款利率与支农成本不相对称。当前，银行支农贷款的成本较高，利润空间较小，特别是农户贷款户数多、额度小、手续繁、相当零散，在办理贷款时，需要信贷员对每一贷款人的经济背景、贷款使用和还贷前景作全面的了解，使工作量成倍增加，这势必增加相应的人力、物力和财力，从而提高了管理成本和运作成本。加之农户贷款受自然、市场等诸多因素影响较大，使银行面临的风险也较大。
1 激发学员的学习欲望，培养学员的学习兴趣
俗话说“兴趣是最好的老师”。的确，培养学员对本课程的学习兴趣是首要任务。对PLC技术完全不了解的学员，如何引起他们的学习兴趣？对于基础知识薄弱的士官学员，怎么样调动他们的学习积极性?
1.1 重视第一堂课，激发学员学习欲望
利用好第一堂课的45分钟，让学员从第一堂课开始，建立起对PLC技术的感性认知，而不是仅仅停留在一个抽象的概念上，最终实现从感性认知到理性认知的升华。这样一来，授课教员第一堂课的备课就显得尤为重要。除了广泛收集PLC技术在舰船中应用的实例，比如风机的控制、低压配电板的自动操作等，教员还可以利用图片展现、视频播放等手段，选取学员感兴趣的例子，结合知识点进行讲解。此外，还可以利用PLC实训设备工作台，带领学生参观、接触PLC，建立起对PLC的第一印象。通过感性认知阶段的学习，学员普遍认识到PLC技术应用广泛且与自己的日常工作密切相关，因此能够激发他们的学习欲望。总之，对于士官学员而言，直观的实训比抽象的理论更能引起他们的学习兴趣。
1.2 从基本接线的学习入手，培养学员学习兴趣
PLC是一个面向输入输出逻辑的自动控制系统，传统的PLC实验教学一般不强调接线方面的学习，这就导致学员对PLC的输入输出内部结构掌握得不够深入，同时对于常用的低压电器元件也不是很了解，而这些往往是士官学员在今后的工作中最需要掌握的内容。为了加强接线这方面的训练，笔者尝试从PLC输入输出的结构着手，以具体的低压电气元件为对象，重点要求学员掌握直流电源的接入及检查、按钮常开常闭触点的识别、中间继电器的线圈及触点的接线、常用指示灯的接线以及通用交流接触器的使用等。在学员能熟练接线的基础上再引导他们分析PLC控制系统的硬件结构及工作特点。重点需掌握的接线元件如表1所示。
2 精心设计小实验，开展计算机仿真教学
（3）连接交流接触器及感应电机端子，通电运行，观察电机的运行情况。
劳动争议调解员采用换位思考法进行调解，也可体现在调解协议的达成过程中，即在提出调解方案或引导当事人达成调解协议时，站在当事人的立场，设身处地、将心比心地思考矛盾产生的原因、解决问题的关键和当事人所能接受的向对方让步的底线，从而提出当事人都能接受的调解方案，或促使当事人达成调解协议。
表1 重点要求掌握的接线元件
然而，从二十世纪 70 年代起，随着西方设计理念的创新和发展，中国陶瓷发展已逐渐呈现出“大而不强”的局面，究其原因其中产品设计理念落后是一个关键的因素。从理论上来说，对国内日用陶瓷产品设计理念的研究是一个较为新颖的课题，其中虽然有很多关于人性化设计与日用陶瓷产品设计的研究，但却没有在真正意义的深入展开。在现阶段，我们必须要打破旧有设计观念的束缚，怀揣继承与发展的态度，为我国日用陶瓷产品设计带来新的生机，开创新的日用陶瓷产品设计时代。
3 贴近岗位需求，筛选授课内容
（2）教员编写梯形图，如图2所示，并进行模拟效果演示，即不连接具体的电动机，只是观察PLC的输出指示灯。
（3）在该任务的基础上，增加定时器延时正反转的条件，要求学员自己编写梯形图，教员巡回指导，观察模拟运行效果。
在PLC软件设计教学中，还应强化学员对PLC工作过程及用户程序执行过程的理解。结合表2设计的小实验，可以利用对应的程序来认识程序的扫描周期和执行过程。相关的实验过程应要求学员自己完成，然后将最后的结果描述出来并形成书面文字。通过设计小实验，进行计算机仿真教学，学员不仅掌握了PLC基本知识，更提升了发现问题、探究问题和解决问题的能力。
3.1 理论教学部分
（1）发布任务，给出电气连接图，如图1所示，同时要求学员回顾电机拖动课程相关内容。
目前有关PLC技术的教材比较多，这些教材都从PLC的历史发展、PLC的基本结构、PLC的基本指令及编程应用等方面进行介绍，涵盖的知识点多，在规定的教学时间内，要求士官学员全部掌握比较困难。为了让他们在有限的学时内尽可能多地掌握与岗位需求关系密切的知识点，教员应有针对性地选择教学内容。以舰船机电部门的士官培训为例，笔者筛选出与机电岗位关系密切的PLC知识点，如表3所示。
表2 PLC指令练习小实验
表3 与机电岗位关系密切的PLC知识点
图1 异步电机正反转电路
图2 电机正反转梯形
为了达到较好的教学效果，笔者设计了电机正反转控制的教学项目，通过这一项目化教学，能够将筛选出来的知识点有机串联起来，同时在该项目化教学中强化实际操作训练，培养学员动手能力，从而提高他们的岗位技能水平。下面以电机正反转的控制这一项目为例，对理论教学和实验教学步骤进行说明。
3.2 实验教学部分
（2）按照PLC控制系统要求，进行PLC输入、输出的连线，仔细核实连线是否存在错误连接、漏接等问题。
（1）首先按照传统继电器方式，完成正反转的拖动实验。学习中间继电器、延时继电器、自锁、互锁的硬件连接方法。
PLC的教学内容中，软件学习占有很大的比例，具体内容包括PLC数据类型、基本指令和功能指令等。就近年来的授课情况看，受训士官学员一般计算机基础相对薄弱，相当一部分学员缺乏计算机基础，对变量、二进制等基本知识知之甚少。为了提高软件学习效果，可以应用计算机仿真技术，从而实现PLC组态软件的仿真教学。通过MCGS仿真平台进行教学，可以使PLC的软件教学更加生动化、直观化和形象化。另外，对于PLC指令的学习，传统的授课方式是逐个讲解PLC指令的指令格式、PLC指令的时序等，这种授课方式主要针对有一定计算机基础的本科学员，对于基础知识薄弱的士官学员，效果则不是很理想。笔者通过设计一些难度适宜，易于操作的实验项目来加强受训学员对PLC指令的理解。在这些小的实验项目中，通过设置一系列实验任务，让学员掌握用理论知识解决实际问题的方法，激发学员的主动性和好奇心，真正达到理论服务实践的目的。为了增强PLC软件教学的效果，笔者设计的小实验如表2所示。
（4）学员书写实验报告。
气象观测受到多种条件影响。在对获取到的信息进行分析处理时，需要综合考虑多方面的信息。建立气象监测网络，为气象灾害预测提供了便利，也使得获取信息更完善。因此，地区气象管理部门应对区域气象观测网络进行整体规划。依据当地气象条件以及气象灾害发生规律，借助当前已有的成熟技术条件和专业设备，强化对气象信息的检测工作。农业大省更要加强气象观测网络建设，使气象观测网络能够覆盖整个地区，提高气象观测准确性和有效性[2]。
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在该项目化教学过程中，教员应引导学员自主分析问题，包括自锁和互锁的使用、开通延时定时器的设置等，通过增加新的要求，包括启动延时及正反转延时，激发学员对梯形图编程的兴趣。在实际接线中，一定要培养学员认真检查的习惯，养成基本的工程素养。
4 结语
综上所述，对于PLC的士官任职培训课程，须充分考虑士官学员的实际情况，以我军舰船装备为引入点，激发他们的学习欲望，提高他们的学习兴趣。在课堂授课过程中，要避免授课内容大而全，授课方式抽象、刻板。针对PLC软件指令的学习，要提高学员在课堂中的参与度，设计小的实验环节来代替枯燥的讲解，强化实际操作训练，培养学员动手能力。在综合性实验中，要以学员今后的工作岗位需求为目标，选择合适的、难度适中的项目进行教学。通过项目化教学，提升学员的岗位技能水平。
参考文献
［1］江明颖，姜柸杰.电气控制与PLC应用技术课程教学方法改革与实践［J］.中国电力教育，2014（9）：58-59.
［2］蔡向忠，王秀红，李银生.改革仪器分析实验教学培养学员创新能力［J］.实验室研究与探索，2014（11）：168-171.
［3］潘春玲.高职PLC课程教学改革探讨［J］.湖北函数大学学报，2014（2）：69-71.
［4］袁琦，刘晓梅，易细龙.PLC应用技术课程教学改革的研究与实践［J］.教育教学论坛，2015（4）：122-124.
［5］武艳.基于项目式教学的电气控制与PLC技术课程改革的实践［J］.高等函授学报（自然科学版），2012（6）：64-65.
Some thoughts and experience on PLC course teaching
Liu Xiaohu,Yang Xuanfang
（School of Electrical Engineering,Naval University of Engineering,Wuhan 430033,China）
Abstract: According to the characteristics of the training PLC course of sergeant,this paper puts forward some inproving methodsfor the teaching of PLC course.Firstof all,taking the military ship equipmentasthe cut-in point,itcultivatesthe student's interest in learning.Secondly,according to the characteristics of the poor computer foundation of sergeant,the computer simulation teaching is introduced.Finally,from the position demand,by screening the project with moderate difficulty,itcarries outthe projectteaching.
Key words: sergeant training;PLC course;project with moderate difficulty;project teaching
中图分类号： G420
文献标识码： A
基金项目： 2017年海军工程大学教育科研立项课题；项目编号NUE2017216。
作者简介： 刘小虎（1976—），男，湖北武汉人，讲师，博士；研究方向：逆变技术及其应用。
（责任编辑 王雪芬）
标签：士官任职培训论文; PLC课程论文; 小课题论文; 项目化教学论文; 海军工程大学电气工程学院论文;