高职院校《PLC编程与应用技术》课程教学探索.pdf

第40 卷第2 期2023年6 月长江工程职业技术学院学报Journal of Changjiang Institute of TechnologyVol.40 No.2Jun.2 0 2 3高职院校PLC编程与应用技术课程教学探索邸静妍（江苏联合职业技术学院无锡机电分院，江苏无锡2 140 2 8）摘要：探讨了高职院校PLC编程与应用技术课程的现状，从知识技能目标、内容的设计、思政目标和思政元素的设计等方面阐述课程改革的设计思路，并从教学资源、教学模式以及考核评价等方面讨论课程的教学改革实践。关键词：PLC应用技术；课程思政；教学探索和调试，使得学生对触摸屏的使用更加熟练2 ，可以中图分类号：G712DOI:10.14079/42-1745/tv.2023.02.0101PLC 编程与应用技术课程的教学现状1.1与企业沟通的紧密程度需要增强目前，学生毕业后进人企业，工作性质已经从以前的简单接线转换为绘制电气原理图、编写设计程序、对设备故障进行维修和对设备进行维护保养等工作。企业里需要的是可以独立完成项目设计和编程且具有创新精神和实践精神的高素质技能人才。在教学中，教师除了进行传统的PLC教学以外，还要引入工厂企业的案例来提高学生各方面的综合素质以及增强学生的专业能力，以便未来能更好的适应企业。专业教师要经常走访企业，同时让企业的先进技术走进学校。建立校企合作团队，专业教师要参与到企业里机电一体化设备的技术研发、技术培训中去，同时聘请企业里的工程师来校兼课1。提升教师的教学水平和学生的素质的同时，也为企业提供了他们迫切需求的人才。1.2课程教学方式需要改革在教学过程中，教学知识点要实现有序衔接。学生学过的知识能力不能只限于这门课，要将所学的知识融会贯通，形成学生本身的综合能力和素质。综合能力包括识图和绘制电气原理图的能力、设计和编制程序的能力、语言和文字表达能力等。综合素质包括严谨的科学态度，脚踏实地的精神、具备规则意识等。例如，教师在讲解电梯的PLC控制这一课题时，首先要对硬件进行设计，编写1/O分配表，使用AUTOCAD等画图软件进行原理图的绘制，复习了电气制图的知识后，接下来进行电梯程序的编写和调试，程序调试好后再使用触摸屏进行设计收稿日期：2 0 2 3-0 2-2 7作者简介：邸静妍（19 8 2-），女，辽宁本溪人，硕士，讲师，研究方向：电工、控制工程。一44一文献标识码：A文章编号：16 7 3-0 49 6(2 0 2 3)0 2-0 0 44-0 4培养学生的团队合作精神和提高分析实践能力3 。1.3与课程思政的融合不足教育部在高等学校课程思政建设指导纲要中指出，落实立德树人根本任务，必须全面推进课程思政建设4。但是在实际的专业课教学中，有的专业课教师缺乏融入思政教育的意识，认为专业课加人思政教育影响了专业课的教学进度。还有的专业课教师对思政教育的内涵不能理解，思政元素无法与相关知识点结合起来，课程思政融入得比较生硬，导致教学效果一般。2PLC 编程与应用技术课程改革的设计思想2.1矢知识技能目标及教学内容的设计PLC 编程与应用技术课程整体结构如图1所示，内容的组织上分为PLC的认识及基本逻辑指令的应用、PLC步进指令的应用、掌握复杂序列的程序编制方法，并能对复杂程序进行分析（即综合课题的应用)3 个模块，包含13 个任务。既符合学生的认知与技能形成规律，同时兼顾学生的可持续发展。其中输送分抹、气动机械手单元的控制为综合性课题，由小组合作，共同完成。2.2思政目标及思政元素的设计思政元素需要根据企业的岗位要求来进行设计，企业希望学生掌握专业知识和技能的同时，也要会查阅技术资料，会书写总结性报告，具备语言表达能力。具有较强的安全意识、环保和节约理念、成本意识、创造和创新意识、团队合作精神和产品质量观念。在工作岗位上能精益求精、爱岗敬业，不断重复，不断超越，有脚踏实地、求真务实的工作态度，为实现“中国智造强国之路开拓进取。要在实际的教任务一电动机连续运行控制的编程与安装邸静妍高职院校PLC编程与应用技术课程教学探索项目一电动机的控制模块一PLC认识及基本逻辑指令的应用PLC编程与应用技术模块二PLC步进指令的应用任务二电动机正反转运行控制的编程与安装任务三电动机Y-降压启动控制的编程与安装任务一采用PLC实现四路抢答器控制项目二抢答器的控制项目三交通灯的控制项目四流水灯的控制任务二PLC实现四路抢答器的数码管显示任务三电动机报警显示电路任务一采用定时器编程实现交通灯控制任务二采用比较法实现交通灯控制任务三采用步进指令编程实现交通灯控制任务一流水灯的控制任务二PLC实现平面工作台往返运动控制任务三PLC实现电梯控制模块三综合课题的项目五输送分栋、气动机械手单元控制应用图1PLC编程与应用技术课程整体结构学中融人以上相关课程思政的元素，为企业输送高素质的技能人才。3PLC编程与应用技术课程教学改革的实施过程3.1提炼思政元素，丰富教学资源教师从人才培养方案出发，根据教学内容和需要掌握的知识点，找寻一些的行业新闻和热点。比如观看厉害了，我的国大国工匠大国重器等纪录片，都可以激发学生的爱国主义热情。在课程中引人世界著名科学家的故事，让学生深入了解科学的发展，学习他们思维创新的方法。在课程中讲述国内PLC企业的发展，激发学生热爱祖国和建设现代化中国的热情等。在课程建设中，专业课教师应与思政课老师协同讨论备课，同时走访企业行业。挖掘课程中的思政元素，将每一个思政元素的点汇集起来，整合教学内容，形成思政元素的知识体系。如项目一电动机的控制的部分思政思政案例如表1所示。3.2采用线上线下混合式的教学模式线上线下混合式教学就是以学生为中心，将信息教学与传统教育教学相结合，形成“线上+线下”的教学模式,增强了学生学习主动性和师生的有效互动。教师需要在课余时间利用超星学习通、云班课、慕课等平台，将本门课的学习目标、教学课件、微课、视频、练习题、技术资料等全部电子化并上传，教师应及时优化平台内容，实现学习资料的与时俱进。以PLC编程与应用技术课程中项目一电动机的控制任务三电动机Y-降压启动控制为教学课例，采用线上线下教学。具体的实施过程按照以下六个教学环节循序渐进，依次开展。(1)7S整理由于本课程是理实一体化课程，学生进人实训室首先要进行7 S整理，包括工位卫生、个人着装等，养成良好的习惯。教师进行安全教育，强调实习场地的规章制度，正确使用设备，注意自身及设备安全。利用7 S生产现场管理法，培养学生的职业素养、安全意识。(2)创设情境，提出任务本课题的教学目标是完成电动机Y-降压启动的PLC控制，教师先播放一段动画，动画的内容是：“自从车间增加一批设备后，小任发现一个问题：一台功率较大的电动机启动后，车间的灯总是要暗一下。小任一直在琢磨，可总是找不到解决的办法，只好请教师傅。师傅说：这个问题的解决办法你们在学校里应该学过啊！你仔细想想，从启动方法上找原因吧。真是一语点醒梦中人，小任恍然大悟。”一45一2023年6 月学习任务任务一电动机连续认识PLC实训运行控制设备任务一电动机连续绘制接线图运行控制任务二电动机正反编程的规则转运行控制任务二电动机正反程序的优化转运行控制任务三电动机Y-降压启动控制长江工程职业技术学院学报表1项目一部分PLC课程思政元素的融合及育人目标内容思政案例切入点日本的小型PLC和欧美国家的大型PLC在我国工业市场份额的比重很大，而国产的PLC市场份额不多。工程人员必须画出符合行业要求的电路图纸。要认真对待电路图的每一条线，避免安全事故。如果不按规则进行编程，程序则无法写人PLC。优化使程序简单易理解，也方便阅读。优化后步数也会变少。定时器只有到达预设的时间，定时器定时器的概述及才能工作。运用马克思主义的量变工作原理质变规律，定时器的时间增长是量变，到达预设时间是质变。第40 卷第2 期思政育人目标报效祖国的爱国情怀：激发学生刻苦学习、报效祖国。精益求精的工匠精神和安全意识：作图和PLC安装接线时，培养学生养成一丝不苟、精益求精的工作作风。培养规则意识：人生要守规矩、守纪律，绝不做触犯法律法规的事情。不断创新改进的精神踏踏实实的工作态度：学习和成长是不断发现问题、解决问题的过程，不能心生浮躁，急于求成，要厚积薄发。通过动画演示，激发学生的求知欲，引起学生的学习兴趣，由此引人本任务一一Y-降压启动。（3）知识总结，体验练习课前，学生已经在学习平台上预习过定时器相关的微课视频，课上，教师总结微课内容，包括定时器的工作原理、指令格式及定时器的用法。定时器的工作原理是只有到达预设的时间，定时器才能工作。由定时器的工作原理引申到马克思主义的量变质变规律，定时器的时间增长是量变，到达预设时间是质变。成长和学习也是一个不断发现问题、解决问题的过程，只有这样才能学到知识技能，积累经验和经历，不能心生浮躁，急于求成。（4)明确分工，完成任务学生对任务进行分工合作，对PLC的输人输出点进行分配、对接线图进行电脑绘制、编写程序、运行调试。这部分以学生为主体，学生自主完成。教师巡回观察、分层指导，并强调操作中的安全性和绘制接线图和安装的规范性，培养学生养成一丝不苟、精益求精的工作作风。（5）展示成果，评价总结学生以小组为单位进行成果展示，介绍任务的完成情况、任务实施的设计思路、遇到的困难和解决方法、待解决的问题、对别人的编程方法的看法等。学生通过讲解锻炼了自己的口语表达能力，提高了综合素质。学生可以根据展示的情况，在超星学习平台上，对自已和他人进行评价。教师根据学生展示时出现的问题，进行进一步的阐述，帮助学生提升编程水平。如学生展示中出现优秀的编程方法，需及时表扬和推广。(6)任务拓展，勇于创新一46 一基本任务完成后，学生已经掌握电动机Y-降压启动的PLC控制。在此基础上，结合企业需求，要求学生设计两级运料传输带自动运行的PLC控制程序。课后，让学生在超星学习平台上完成课后作业，课后作业使课堂时空范围上得到了延伸，如有未掌握的知识点，可以重新观看微课、课件和资料，保证了课堂教学的有效性。3.3优化考核方案考核方式采用多元化评价，采用过程性考核和结果考核（分结业性考试3 0%和综合考核2 0%)各占50%的方式。过程性考核中，每一个项目的完成度和参与度，都会得到一次平时分，以免老师出现随意打分的现象，使得学生对实习成绩不重视。综合考核的成绩包括课题报告和答辩两个部分。答辩可以考察出学生对这门课的实践能力和创新能力，同时也可以锻炼学生的语言表达能力，最后学生编写的课题报告锻炼了学生的写作水平，实现综合素质的提高，也为毕业设计打下基础。PLC实训考核评价表如表2 所示。4教学改革的成果为了检测教学改革的效果，通过问卷星设计了一份调查问卷，利用手机APP完成问卷，对课程改革的满意度进行评价。在课堂教学效果方面，“课程有启发性思考和热点问题讨论”“课程导人设计合理”“教师讲解生动、教学热情高”“课堂气氛好，学生兴趣被激发”“课程思政融人不生硬”等题目的完全赞同率高于9 4%，说明课程思政方面效果明显，学生积极性得到提高。在教学资源方面，“微课知识点邸静妍高职院校PLC编程与应用技术课程教学探索表2 PLC实训考核评价表考核项目及评分标准过程性考核优秀：实现拓展练习课内完成情况（2 5分）良好：实现基本功能项目完成情况（包括课一般：多次指导后实现功能内、课外两部分）优秀：观看平台微课和视频，完成在线测试和作业情况优秀课外完成情况（2 5分）良好：很少观看微课和视频或完成测试和作业情况良好一般：多次督促后完成测试和作业综合性考核优秀：完成完整课题设计，口头表达清晰、课题报告书写水平较高且创新性强综合课题设计（课题报良好：完成完整课题设计，口头或书面表达水平一般告和答辩两部分）一般：只能实现部分功能优秀：完成完整功能，用时短、程序简练、作图规范抽取题目考核良好：完成完整功能，但出现超时、程序复杂或作图不规范的情况一般：只能实现部分功能注：在考核中，也要考虑学生是否做到团结合作、是否遵守安全操作规程。讲解清晰”“学习平台的学习资源丰富，有助于课后自学和练习”“课程思政视频素材丰富”等题目的完全赞同率8 3%，说明学习资源还有待增加和更新5。同时，调查问卷中学生也提出了一些建议，比如学生希望学校组织一些企业的参观活动来深人了解自已的专业、希望综合课题的难度增加等建议，教师也应该积极地讨论建议的可行性。调查结果显示，学生基本认可这门课程的改革，通过教学改革，学生既学习了知识，又接受到了价值观熏陶，将理论知识、专业技能和素质教育融合起来，全面提高学生的综合素质。参考文献：1 周建清，王金娟.“三教”改革背景下PLC应用技术课Teaching Exploration of“PLC Programming and Application Technology(Jiangsu United Vocational and Technical College Wuxi Mechanical and Electrical Branch,Wuxi 214028,Jiangsu,China)Abstract:The current situation of the course“PLC Programming and Application Technology in higher vocationalcolleges has been discussed,the design ideas of course reform from the aspects of knowledge and skill objectives,content design,ideological and political objectives,and the design of ideological and political elements have been ex-pounded.The teaching reform practice of the course in terms of teaching mode and assessment and evaluation has al-so been discussed.Keywords:PLC application technology;curriculum ideology and politics;teaching exploration得分50分20分结业性考核30分程同步闭环建设的实践与探索J.产业与科技论坛，2 0 2 2(20):180-181.2胡斌，仓玉萍，陈新武，等.以服务地方企业为导向的PLC教学改革探索以“PLC原理及应用”课程为例LJ.工业和信息化教育，2 0 2 2（6）：46-50.3曹智龙.产教融合背景下PLC应用技术综合实训课程改革的探究与实践J.科技视界，2 0 2 2（14)：140-142.4教育部.教育部关于印发高等学校课程思政建设指导纲要的通知EB/OL.（2 0 2 0-0 6-0 1).h t t p:/w w w.m o in Higher Vocational CollegesDI Jingyan47