基于《PLC技術(shù)及應(yīng)用》課程的大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與實(shí)踐

1、    基于plc技術(shù)及應(yīng)用課程的大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與實(shí)踐    屈丹，冮明穎摘要：培養(yǎng)和提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力，為學(xué)生畢業(yè)工作打下良好的實(shí)踐基礎(chǔ)，是高等院校理工科專業(yè)的重要任務(wù)之一。本文針對(duì)電氣工程專業(yè)學(xué)生面臨就業(yè)時(shí)遇到的擇業(yè)困難，及工作后面臨的經(jīng)驗(yàn)匱乏困難，提出了基于plc技術(shù)及應(yīng)用課程的加強(qiáng)理論課堂的啟發(fā)性教育、改善實(shí)驗(yàn)課堂的獨(dú)立思考和動(dòng)手能力培養(yǎng)、創(chuàng)造課余參與plc工程實(shí)踐活動(dòng)等多項(xiàng)改革措施，以期達(dá)到對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的目的。關(guān)鍵詞：plc技術(shù)；電氣工程；教學(xué)實(shí)踐：g642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：a ：1674-9324（2017）48-018

2、0-02隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力的要求越來越高。加強(qiáng)電氣工程類大學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，已經(jīng)成為高等院校工科專業(yè)教學(xué)改革和學(xué)科建設(shè)的迫切要求和重要任務(wù)。plc技術(shù)及應(yīng)用課程作為電氣工程專業(yè)的一門主要專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，由于plc在工業(yè)控制中的廣泛應(yīng)用，它成為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力方面得到教師和學(xué)生的一致重視。在理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生可以掌握plc技術(shù)及編程方法，提供更多的創(chuàng)新和實(shí)踐機(jī)會(huì)，提高plc方面的工程實(shí)踐能力，鍛煉綜合創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神，對(duì)于提高綜合創(chuàng)新能力、創(chuàng)新思維和項(xiàng)目開發(fā)素質(zhì)，有必不可少的推波助瀾的作用。一、目前pl

3、c技術(shù)及應(yīng)用課程存在的問題plc技術(shù)及應(yīng)用課程在理論教學(xué)及實(shí)踐創(chuàng)新中，存在以下幾個(gè)方面的問題。（一）理論知識(shí)薄弱，缺少綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)plc技術(shù)及應(yīng)用課程的理論知識(shí)較為復(fù)雜，邏輯性、抽象性強(qiáng)。一方面，plc在硬件及工作方式上，具有計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)；另一方面，plc的梯形圖設(shè)計(jì)不但要有計(jì)算機(jī)的編程基礎(chǔ)，更要有電氣控制線路的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。而學(xué)生的基礎(chǔ)層次不一，要想讓他們盡快地理解和接受plc的工作原理和程序設(shè)計(jì)，平鋪直敘地講解很難調(diào)動(dòng)他們的學(xué)習(xí)積極性。學(xué)生在課堂教學(xué)中沒有真正理解plc的工作原理及工作方式，對(duì)plc基本指令的應(yīng)用只是膚淺地掌握，死記硬背，不能做到熟練應(yīng)用和獨(dú)立思考，以至于在實(shí)驗(yàn)中茫然不知從哪

4、做起，更不可能去實(shí)踐和創(chuàng)新。扎實(shí)掌握并靈活運(yùn)用這些基礎(chǔ)理論知識(shí)，是進(jìn)行plc應(yīng)用的必備基本條件。但是在實(shí)際教學(xué)過程中，由于學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性較差等，造成他們的基礎(chǔ)理論知識(shí)薄弱。還有的學(xué)生學(xué)習(xí)這些課程主要是應(yīng)付考試，很少對(duì)這些基礎(chǔ)理論進(jìn)行深入的獨(dú)立思考，導(dǎo)致后續(xù)的各種實(shí)驗(yàn)教學(xué)達(dá)不到鞏固和加強(qiáng)理論教學(xué)的效果，削弱軟件編程思維所發(fā)揮的作用，教師只能例行公事完成課時(shí)任務(wù)，學(xué)生也僅僅是獲得實(shí)驗(yàn)成績。（二）缺乏實(shí)際項(xiàng)目鍛煉參與實(shí)際項(xiàng)目鍛煉，參加某個(gè)具體項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過程，包括控制功能的設(shè)計(jì)、硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、電氣元件的選擇、完成硬件接線及軟件程序設(shè)計(jì)等完整實(shí)踐過程，使學(xué)生初步熟悉工業(yè)控制系統(tǒng)所涉及的知識(shí)、技能等，

5、是學(xué)生全面、綜合掌握專業(yè)知識(shí)和技能的重要環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)。但是現(xiàn)在由于本科生多以理論學(xué)習(xí)為主，學(xué)校未提供給學(xué)生充分的實(shí)驗(yàn)室資源，安排的實(shí)習(xí)和實(shí)訓(xùn)按照指導(dǎo)書的內(nèi)容進(jìn)行走馬觀花式的參觀，學(xué)生根本來不及體驗(yàn)完整的設(shè)計(jì)過程，其創(chuàng)新能力的鍛煉效果不盡如人意，這與創(chuàng)新設(shè)計(jì)所要求的能力差距較大。二、教學(xué)改革思考與實(shí)踐針對(duì)以上存在的問題，結(jié)合plc技術(shù)及應(yīng)用課程，從理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、創(chuàng)新實(shí)踐等方面提出了幾點(diǎn)解決方案，并在教學(xué)實(shí)踐中逐步實(shí)施。（一）加強(qiáng)基礎(chǔ)理論知識(shí)教學(xué)，激發(fā)創(chuàng)新思維在基礎(chǔ)理論知識(shí)的教學(xué)過程中，把重點(diǎn)放在理論聯(lián)系實(shí)際方面的講授。例如，學(xué)生以前從未接觸和聽說過plc，首先在介紹pl

6、c時(shí)，讓學(xué)生知道plc的功能及在工業(yè)控制中的作用、plc和單片機(jī)的共同點(diǎn)和區(qū)別、plc控制與繼電器控制的區(qū)別；在講基本指令時(shí)，先給學(xué)生布置一個(gè)簡單的任務(wù)，掌握了該指令后，用它實(shí)現(xiàn)之前布置的任務(wù)。這既能讓學(xué)生有目的地學(xué)習(xí)，又能調(diào)動(dòng)他們的好奇心，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣。將任務(wù)完成后，學(xué)生就有了成就感，對(duì)后續(xù)要講的內(nèi)容也會(huì)有所期待，加深他們對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)及其應(yīng)用的理解。積極引導(dǎo)學(xué)生在此基礎(chǔ)上進(jìn)行再思考、再創(chuàng)新，對(duì)某一任務(wù)主動(dòng)思考多種實(shí)現(xiàn)方法，從而比較和選擇一個(gè)最佳方法來實(shí)現(xiàn)，為將來的創(chuàng)新設(shè)計(jì)打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此外，開設(shè)文獻(xiàn)查閱課程，培養(yǎng)學(xué)生的文獻(xiàn)綜述能力。通過查閱專業(yè)書籍、學(xué)術(shù)期刊、專利、企業(yè)產(chǎn)品手冊(cè)和網(wǎng)絡(luò)查詢等多

7、種方式，了解國內(nèi)外對(duì)相關(guān)技術(shù)的研究進(jìn)展和市場需求。扎實(shí)掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)，充分了解和借鑒國內(nèi)外同行業(yè)的相關(guān)技術(shù)，有利于培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。（二）豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，鍛煉實(shí)踐能力完美地完成實(shí)驗(yàn)，是培養(yǎng)創(chuàng)新能力、高實(shí)踐動(dòng)手能力、強(qiáng)獨(dú)立思考和分析解決問題能力的一個(gè)良好開始。對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革：課時(shí)安排，理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)交叉進(jìn)行，使學(xué)生學(xué)有所用，并通過實(shí)驗(yàn)鞏固所學(xué)知識(shí)，為后續(xù)教學(xué)內(nèi)容打下基礎(chǔ)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容分層次，分為必做與選做兩個(gè)環(huán)節(jié)，使理論基礎(chǔ)好、實(shí)踐能力強(qiáng)的學(xué)生得到充分鍛煉；開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)：單獨(dú)設(shè)定時(shí)間，由學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)書的要求，獨(dú)立完成i/o接口電路設(shè)計(jì)、梯形圖設(shè)計(jì)、運(yùn)行及調(diào)試，實(shí)現(xiàn)任

8、務(wù)書的控制要求，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)從“抱著走”模式轉(zhuǎn)變成“放開手”模式，在實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)和鎖定有能力、適合做創(chuàng)新設(shè)計(jì)的學(xué)生和對(duì)plc控制設(shè)計(jì)真正感興趣的學(xué)生。通過驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生盡快熟悉設(shè)備，掌握設(shè)備的硬件和軟件使用方法，進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)；通過設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生獨(dú)自完成一個(gè)小型plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；通過綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生能夠熟練應(yīng)用所學(xué)的plc知識(shí)，掌握硬件和軟件設(shè)計(jì)方法，為以后的各種大學(xué)生創(chuàng)新競賽、創(chuàng)新項(xiàng)目打下良好的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。（三）拓寬課外實(shí)驗(yàn)，充實(shí)開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間畢竟有限，多利用學(xué)生的課余時(shí)間，組織有能力、有興趣的學(xué)生，參加開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選擇一些內(nèi)容豐富、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的

9、課題，使學(xué)生得到多層面的訓(xùn)練。（四）指導(dǎo)學(xué)生申請(qǐng)或參與相關(guān)項(xiàng)目在具備了基礎(chǔ)理論知識(shí)和基本軟件編程技能的基礎(chǔ)上，吸引部分優(yōu)秀學(xué)生參與到教師主持的相關(guān)科研項(xiàng)目中，從基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作做起，逐步了解和熟悉項(xiàng)目的論證、設(shè)計(jì)和運(yùn)行過程，以提高學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力。在此基礎(chǔ)上，再指導(dǎo)學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)申請(qǐng)校級(jí)、市級(jí)或者自治區(qū)級(jí)的大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)項(xiàng)目，從項(xiàng)目的可行性分析、立項(xiàng)、方案設(shè)計(jì)到具體的技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計(jì)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)都由學(xué)生親自參與。這樣，學(xué)生既可以得到項(xiàng)目的鍛煉，又可以得到經(jīng)費(fèi)的支持，可以有條件將理論與實(shí)踐相結(jié)合，促進(jìn)創(chuàng)新能力的進(jìn)一步提高。（五）校企聯(lián)合培養(yǎng)引導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際參與項(xiàng)目鍛煉后，學(xué)生對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)流程有了切身體會(huì)

10、，同時(shí)對(duì)所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)也有了更加深刻的理解，具備了進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基本能力和基本素質(zhì)。在此基礎(chǔ)上，教師應(yīng)積極聯(lián)系相關(guān)企事業(yè)單位為學(xué)生安排實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，進(jìn)行校企聯(lián)合培養(yǎng)，讓他們到工廠一線去了解企業(yè)和社會(huì)對(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)知識(shí)和能力的實(shí)際需求，進(jìn)一步了解企業(yè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)流程。這有利于引導(dǎo)學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中將理論與實(shí)際相結(jié)合，也使得高校對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與社會(huì)需求接軌，培養(yǎng)真正符合社會(huì)需求的具有創(chuàng)新能力的機(jī)械人才。三、結(jié)束語培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力，是高等院校工科專業(yè)的主要任務(wù)之一。本文以plc技術(shù)及應(yīng)用課程為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)際教學(xué)過程中大學(xué)生學(xué)習(xí)和實(shí)踐存在的問題進(jìn)行探討和分析，通過對(duì)教學(xué)改革的思考，提出了加強(qiáng)基礎(chǔ)理論知識(shí)教學(xué)、豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、申請(qǐng)或參與相關(guān)項(xiàng)目等解決方案，還需要通過不斷的教學(xué)實(shí)踐對(duì)上述方案進(jìn)行補(bǔ)充和驗(yàn)證。我們期望通過這些行之有效的措