王琰琳 纪利琴 吴姗姗

摘要：结合应用型人才的培养目标，针对传统《PLC及应用》理论考试模式对实践动手环节弱化等缺点，提出了“以赛代考”的考核方式取代传统的理论考试.并结合考核要求，对课程的教学过程及手段等进行了相应的改革，以培养学生独立思考的习惯及提高学生的工程实践能力.

关键词：以赛代考;考核方式;PLC及应用;改革

中图分类号：G642  文献标识码：A  文章编号：1673-260X（2019）02-0166-03

随着智能制造业的迅速发展和“中国制造2025”计划的提出，对于应用型本科高校，特别是与智能制造业息息相关的自动化类专业，如何能够培养学生独立思考和提高学生的工程应用能力，成为当前教学中亟待解决和突破的问题.在传统的教学中，由于过于追求最终的分数，而造成学生“高分低能”的现象时有发生，即许多卷面成绩优异的学生在给予实际控制要求时，无从下手，无法解决实际的问题，针对这一现象，以“西门子杯”中国智能制造大赛为依托，提出并采用了“以赛代考”的考核方式，进一步推进“以赛促学”“以赛促改”的课程教学改革.

1 教学模式改革

1.1 传统教学模式分析

传统教学模式采用理论与实验线性进行的方式，即理论课在理论教室采用PPT结合板书的方式讲授，在理论课程进行到相应的章节或者完全结束后，结合理论课展开实验，如图1所示.

《PLC及应用》为一门实践性很强的课程，内容包括低压电器设备的使用、电气控制线路的分析与设计、PLC软硬件的设计.在传统教学模式下，无法进行元器件的拆接线和实践验证.例如，在讲授低压电器的原理时，仅能通过PPT的模拟动画来了解低压电器的工作原理，即便是“触点”这一简单的概念，文字表述都较为抽象，无法给学生很直观的认识.

1.2 “以赛代考”为依托的改进教学模式分析

“以赛代考”的考核方式提出，大大提高了对学生实践能力的要求，原有的讲解式教学不再适应这种新的考核方式，因此，改进的新的教学方式将理论课安排在实验室进行，在理论讲解中引入实物，在程序讲解中加入上机实践环节，充分将理论与实践结合，而不是传统的理论课和实验课的分离教学，很大程度上，提高了课程的应用能力培养，如图2所示.

2 实践方式改革

2.1 原有实践方式分析

在传统教学模式下，由于理论和实践的分离执行，理论课中的实践时间为0.这就使得在其后的实践环节的设置中，对应的要降低實践环节的难度，特别是在前2～3个实验中，将大量时间放在软件和指令的使用上.所以在实验项目设置上，前2～3个项目仅为验证性的基础实验，在进行过程中教师讲授占了很大一部分比例，无法给学生充分的时间去独立思考和调试，这对学生应用能力的培养非常不利.

2.2 新理论教学模式下的新实践方式分析

为更好践行“以赛代考”的考核方式，在的新理论教学模式下，由于在理论教学过程中，学生就已经掌握了软件的使用，并且验证了指令的用法，甚至于一些简单的程序.

以Y-△降压启动为例，在传统的教学方式中，该例在理论教学中对电气控制线路、PLC控制线路、程序设计，均需要进行详细的分析，由于学生无法直观的用现象来理解而该例又是降压启动中的一个经典实例，所以在实践课程设置的时候，该例将结合软件的使用作为一个基础性实验.而实际上，程序主体内容非常小，该例在学习过前期的正反转控制、时间顺序控制之后，学生完全可以在课堂上独立完成验证.在实验课的设置上，就可以将此类基础实验删除，以综合性设计性实验取而代之.并且由于学生已经通过理论课的多次实践验证理论的过程中，掌握了硬件的链接和软件的使用，在实验课上，所开展的综合性设计性实验将交由学生完全自主去分析控制要求、设计硬件、设计程序，最终通过不断的调试，完成实验任务，很大程度上锻炼了学生的分析和实践能力.

在此基础上，再进行课程实训时，可以引入在传统教学方式下，没有充分时间教学的上位机界面使用及设计.在最终课程所有理论和实践环节结束后，学生可以自己独立完成从控制要求分析、下位机软硬件设计、上位机界面设计等完整的设计流程.

3 “以赛代考”考核方式实施

3.1 考核范围

采用“以赛代考”考核方式取代原有的笔试考核之后，原有知识点考核范围不变，包括低压电器基础知识、电气控制线路基础知识、PLC外围电路设计、PLC程序设计.

3.2 命题要求

命题分为设计和提问两个部分，其具体要求设计如下：

（1）赛题可涉及生产生活各个方面，分为基本功能和扩展功能2个部分.基本功能难度相对简单，能够实现系统的基本运动功能即可.扩展功能分为硬件扩展和功能扩展两个部分，硬件扩展部分要求学生根据系统的扩展要求，分析和连接外围电路;功能扩展部分基于原有基本功能的基础上，将系统复杂化，充分考查学生的逻辑分析能力、编程能力和实践动手能力.

（2）教师现场提问部分要基于系统，结合课程教学大纲，提出软硬件各类问题，可以富有启发性，使学生进一步的拓宽设计思路，具体问题由提问教师根据现场调试情况决定.

3.3 考核方式

改革后的考核方式，既是对本课程的最终考核，也是对“西门子杯”中国智能制造挑战赛（以下简称“西门子杯”）的选拔.竞赛模式参考“西门子杯”的设置，并在此基础上，结合学生特点和课程特点进行相应调整，具体方式如下：

（1）考核（比赛）采用2人一组，现场抽题，限时2小时调试的方式进行.

（2）学生通过对系统的分析、硬件的设计和连接、程序的编写，完成基本功能，方可合格.再根据系统性能进一步的优化和完成扩展功能.

（3）教师现场根据系统提问学生，问题涉及本课程相关知识点，学生需正确回答出教师的问题，方可视为独立完成.

4 改革成效

4.1 学生课堂积极性显著提高

将比赛引入教学，在枯燥的理论知识中加入实践，充分提高了学生的兴趣和积极性，将学生从被迫做实验变成主动做实验.在传统教学模式下，学生不能直接观察现象，不易发现问题，很少进行提问，这也就意味着学生很少进行深入的思考.而改革之后，在日常的教学中，学生提问明显增多，并且在发现问题的时候，能够主动思考如何去解决问题，而不是遇到问题仅依靠教师解决.

4.2 考核成绩更加客观公正

在以往的纸质考试中，一部分学生会采用背题目的方式应付考试，一方面不可避免地会造成许多课堂学习效果不是很好的学生，通过记忆的方式走捷径得到较好的成绩;另一方面，纸质类的考试，特别是程序的编写，都是根据步骤酌情给分，实际程序运行的时候，并不一定能够实现功能.而变成以赛代考以后，要求必须调试出现象以完成控制要求，这样学生就必须主动的分析问题，解决问题，真正将系统所需功能用软硬件结合实现，正是因为有这种压力，学生能够注重日常的练习，较以往动手能力增强很多，最终的成绩也更能客观的说明学生平时的学习情况.成绩也较以往有了显著提升，如表1所示：

4.3 参加学科竞赛的主动性和成绩有了明显提升

通过实践能力的加强和竞赛奖项的鼓励，学生对学科竞赛产生了浓厚的兴趣，以“西门子杯”中国智能制造挑战赛近3年参赛为效果为例，2016未实行以赛代考的方式，仅有6名同学参加，2017年、2018年人数增长为10人.同时成绩也有了顯著提升，如表2所示：

其中2017年二等奖中，包括国家二等奖1项，2018年一等奖中，包括国家一等奖1项.

此外，通过改革，学生的实践能力得到了锻炼，可以根据所学知识，举一反三的独立的去学习新的软件、研究用法、实现功能.在“西门子杯”竞赛中，采用与课堂上S7-200型PLC的S7-1200型PLC进行控制，学生也可以很快地熟悉新的博途软件编程软件、WINCC监控软件的使用与设计，在使用中能够类比之前所学的类似软件解决问题和发现新功能，比较不同PLC和编程软件的不同、优缺点，而不是仅仅局限于课堂所学的知识，真正可以把所学的东西用活.

5 结语

《PLC及应用》课程，以“西门子杯”中国智能制造挑战赛为依托，通过考核方式的改革，推进了整个教学过程的改进，充分强调了实践在《PLC及应用》课程中的地位，使得学生对于课程的学习由应付考试改为主动上机调试学习，提高了学生的学习的兴趣和实践的主动性，教学效果较以前有了显著提升.

参考文献：

〔1〕纪利琴，王琰琳，朱小利，孙静.以能力培养为目标的课程教学改革[J].集宁师范学院学报，2018，40（03）：103-105.

〔2〕李彪，曹吉花，郝保明.任务驱动法在PLC教学中的探索[J].赤峰学院学报（自然科学版），2012，28（18）：166-167.

〔3〕杜川，李军伟.基于项目化教学法的可编程控制器课程教学改革[J].新乡学院学报，2016，33（12）：74-76.

〔4〕王笑，陈婵娟.基于工作过程的PLC课程教学改革探讨[J].当代教育实践与教学研究，2016（11）：202.

〔5〕王静.基于工程应用型人才培养的PLC课程教学改革[J].榆林学院学报，2016，26（02）：77-79.

〔6〕熊树.工学结合模式下的高校电气控制与PLC课程改革分析[J].教育教学论坛，2018（34）：130-131.