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。本文針對電氣工程專業(yè)學(xué)生面臨就業(yè)時遇到的擇業(yè)困難，及工作后面臨的經(jīng)驗匱乏困難，提出了基于plc技術(shù)及應(yīng)用課程的加強理論課堂的啟發(fā)性教育、改善實驗課堂的獨立思考和動手能力培養(yǎng)、創(chuàng)造課余參與plc工程實踐活動等多項改革措施，以期達(dá)到對大學(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，社會對大學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和工程實踐能力的要求越來越高。加強電氣工程類大學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力，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，它成為一門實踐性很強的課程，在培養(yǎng)學(xué)生實踐創(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)和實驗教學(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)新和實踐機會，提高plc方面的工程實踐能力，鍛煉綜合創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神，對于提高綜合創(chuàng)新能力、創(chuàng)新思維和項目開發(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)及實踐創(chuàng)新中，存在以下幾個方面的問題。（一）理論知識薄弱，缺少綜合設(shè)計性實驗plc技術(shù)及應(yīng)用課程的理論知識較為復(fù)雜，邏輯性、抽象性強。一方面，plc在硬件及工作方式上，具有計算機的特點；另一方面，plc的梯形圖設(shè)計不但要有計算機的編程基礎(chǔ)，更要有電氣控制線路的設(shè)計基礎(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，平鋪直敘地講解很難調(diào)動他們的學(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)用和獨立思考，以至于在實驗中茫然不知從哪

4、做起，更不可能去實踐和創(chuàng)新。扎實掌握并靈活運用這些基礎(chǔ)理論知識，是進(jìn)行plc應(yīng)用的必備基本條件。但是在實際教學(xué)過程中，由于學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性較差等，造成他們的基礎(chǔ)理論知識薄弱。還有的學(xué)生學(xué)習(xí)這些課程主要是應(yīng)付考試，很少對這些基礎(chǔ)理論進(jìn)行深入的獨立思考，導(dǎo)致后續(xù)的各種實驗教學(xué)達(dá)不到鞏固和加強理論教學(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任務(wù)，學(xué)生也僅僅是獲得實驗成績。（二）缺乏實際項目鍛煉參與實際項目鍛煉，參加某個具體項目的設(shè)計過程，包括控制功能的設(shè)計、硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計、電氣元件的選擇、完成硬件接線及軟件程序設(shè)計等完整實踐過程，使學(xué)生初步熟悉工業(yè)控制系統(tǒng)所涉及的知識、技能等，

5、是學(xué)生全面、綜合掌握專業(yè)知識和技能的重要環(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)生充分的實驗室資源，安排的實習(xí)和實訓(xùn)按照指導(dǎo)書的內(nèi)容進(jìn)行走馬觀花式的參觀，學(xué)生根本來不及體驗完整的設(shè)計過程，其創(chuàng)新能力的鍛煉效果不盡如人意，這與創(chuàng)新設(shè)計所要求的能力差距較大。二、教學(xué)改革思考與實踐針對以上存在的問題，結(jié)合plc技術(shù)及應(yīng)用課程，從理論教學(xué)、實驗教學(xué)、創(chuàng)新實踐等方面提出了幾點解決方案，并在教學(xué)實踐中逐步實施。（一）加強基礎(chǔ)理論知識教學(xué)，激發(fā)創(chuàng)新思維在基礎(chǔ)理論知識的教學(xué)過程中，把重點放在理論聯(lián)系實際方面的講授。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，讓學(xué)生知道plc的功能及在工業(yè)控制中的作用、plc和單片機的共同點和區(qū)別、plc控制與繼電器控制的區(qū)別；在講基本指令時，先給學(xué)生布置一個簡單的任務(wù)，掌握了該指令后，用它實現(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)動他們的好奇心，增強學(xué)習(xí)興趣。將任務(wù)完成后，學(xué)生就有了成就感，對后續(xù)要講的內(nèi)容也會有所期待，加深他們對基礎(chǔ)知識及其應(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，對某一任務(wù)主動思考多種實現(xiàn)方法，從而比較和選擇一個最佳方法來實現(xiàn)，為將來的創(chuàng)新設(shè)計打好堅實的基礎(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)品手冊和網(wǎng)絡(luò)查詢等多

7、種方式，了解國內(nèi)外對相關(guān)技術(shù)的研究進(jìn)展和市場需求。扎實掌握基礎(chǔ)理論知識，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）豐富實驗教學(xué)內(nèi)容，鍛煉實踐能力完美地完成實驗，是培養(yǎng)創(chuàng)新能力、高實踐動手能力、強獨立思考和分析解決問題能力的一個良好開始。對于實驗教學(xué)內(nèi)容的改革：課時安排，理論教學(xué)與實驗教學(xué)交叉進(jìn)行，使學(xué)生學(xué)有所用，并通過實驗鞏固所學(xué)知識，為后續(xù)教學(xué)內(nèi)容打下基礎(chǔ)；實驗教學(xué)內(nèi)容分層次，分為必做與選做兩個環(huán)節(jié)，使理論基礎(chǔ)好、實踐能力強的學(xué)生得到充分鍛煉；開放性實驗教學(xué)：單獨設(shè)定時間，由學(xué)生根據(jù)實驗任務(wù)書的要求，獨立完成i/o接口電路設(shè)計、梯形圖設(shè)計、運行及調(diào)試，實現(xiàn)任

8、務(wù)書的控制要求，使實驗教學(xué)從“抱著走”模式轉(zhuǎn)變成“放開手”模式，在實驗過程中，發(fā)現(xiàn)和鎖定有能力、適合做創(chuàng)新設(shè)計的學(xué)生和對plc控制設(shè)計真正感興趣的學(xué)生。通過驗證實驗，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)計性實驗，讓學(xué)生獨自完成一個小型plc控制系統(tǒng)設(shè)計；通過綜合設(shè)計實驗，讓學(xué)生能夠熟練應(yīng)用所學(xué)的plc知識，掌握硬件和軟件設(shè)計方法，為以后的各種大學(xué)生創(chuàng)新競賽、創(chuàng)新項目打下良好的理論和實踐基礎(chǔ)。（三）拓寬課外實驗，充實開放實驗項目課內(nèi)實驗教學(xué)時間畢竟有限，多利用學(xué)生的課余時間，組織有能力、有興趣的學(xué)生，參加開放實驗項目。開放實驗項目選擇一些內(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)生申請或參與相關(guān)項目在具備了基礎(chǔ)理論知識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)科研項目中，從基礎(chǔ)設(shè)計工作做起，逐步了解和熟悉項目的論證、設(shè)計和運行過程，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)隊申請校級、市級或者自治區(qū)級的大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計項目，從項目的可行性分析、立項、方案設(shè)計到具體的技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計和產(chǎn)品設(shè)計都由學(xué)生親自參與。這樣，學(xué)生既可以得到項目的鍛煉，又可以得到經(jīng)費的支持，可以有條件將理論與實踐相結(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)系實際參與項目鍛煉后，學(xué)生對整個設(shè)計流程有了切身體會

10、，同時對所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識也有了更加深刻的理解，具備了進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計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)生安排實習(xí)機會，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)和社會對創(chuàng)新設(shè)計知識和能力的實際需求，進(jìn)一步了解企業(yè)創(chuàng)新設(shè)計流程。這有利于引導(dǎo)學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中將理論與實際相結(jié)合，也使得高校對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與社會需求接軌，培養(yǎng)真正符合社會需求的具有創(chuàng)新能力的機械人才。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)合實際教學(xué)過程中大學(xué)生學(xué)習(xí)和實踐存在的問題進(jìn)行探討和分析，通過對教學(xué)改革的思考，提出了加強基礎(chǔ)理論知識教學(xué)、豐富實驗教學(xué)內(nèi)容、申請或參與相關(guān)項目等解決方案，還需要通過不斷的教學(xué)實踐對上述方案進(jìn)行補充和驗證。我們期望通過這些行之有效的措