构建与企业需求对接的PLC课程知识体系的路径探索
张叶青 伍浩波
湖南汽车工程职业大学 412000
一、引言
PLC 技术作为自动化控制领域的核心,其教育与培训质量直接关系到学生的就业竞争力和企业的技术创新能力。本文探讨如何构建一个与企业需求对接的PLC 课程知识体系,以提高高校教育的实用性和前瞻性。
二、PLC 课程与企业需求的差距分析
(一)课程内容滞后
当前 PLC 课程内容更新速度明显落后于工业自动化领域的技术发展步伐。许多高校仍在教授基于传统继电器逻辑的编程方法,而现代智能制造企业已普遍采用支持工业物联网、边缘计算的新型 PLC 系统。课程中缺乏对 PROFINET、EtherCAT 等工业以太网协议,以及 TIAPortal 等新一代工程软件的介绍,导致毕业生入职后需要较长时间适应企业实际技术环境。
(二)实践环节不足
PLC 课程普遍存在重理论轻实践的问题,实验设备更新缓慢,多为功能单一的教学演示箱,无法模拟真实产线的控制需求。学生实践课时有限,通常只能完成基础性验证实验,缺乏综合性项目训练机会。虚拟仿真平台建设不足,难以为学生提供充足的离线编程练习环境。实践指导师资力量薄弱,多数教师缺乏工业现场经验,难以指导学生解决实际工程问题,导致学生动手能力与企业期望存在较大差距。
(三)校企合作有限
校企合作多停留在设备捐赠、参观实习等浅层次,未能建立深度融合的技术与人才共育机制。企业真实项目案例转化为教学资源的渠道不畅,教师参与企业技术攻关的机会有限。实习环节管理粗放,学生难以接触核心岗位的 PLC应用场景。缺乏校企联合实验室等长效合作平台,新技术新工艺难以及时反馈到教学过程,造成人才培养与用人需求的”时间差”。毕业生需要企业投入大量培训成本才能胜任实际工作。
三、构建PLC 课程知识体系的策略
(一)课程内容更新
在构建 PLC 课程知识体系过程中,课程内容的持续更新是确保教学与行业发展同步的关键环节。随着工业自动化技术的快速发展,PLC 技术也在不断演进,传统的教学内容已难以满足现代工业现场的需求。[1] 课程更新应当建立在对行业趋势的持续跟踪和技术发展的深入分析基础上,形成动态调整机制。
具体而言,需要定期调研智能制造企业对 PLC 技术人才的最新需求,收集行业典型应用案例,分析主流 PLC 品牌的技术更新路线。在基础理论方面,应当保持 PLC 工作原理、编程语言标准等核心内容的稳定性,同时及时融入现场总线技术、工业以太网、边缘计算等新兴技术内容。在应用层面,需要增加智能制造、工业物联网等新兴领域的 PLC 应用案例,如将 PLC 与工业机器人、视觉系统的集成应用纳入教学内容。[2]
针对不同专业方向的学生,可以开发模块化的选修内容,如过程控制方向加强 PID 控制算法教学,而离散制造方向则侧重运动控制内容。课程更新还需要考虑与相关课程的衔接,如工业网络、传感器技术等,形成系统化的知识体系。通过建立由专业教师、企业专家和毕业生代表组成的课程指导委员会,定期评估和修订教学大纲,确保课程内容始终与行业需求保持同步。
(二)实践环节强化
实践教学环节的强化是 PLC 课程知识体系构建的重要组成部分,对培养学生的工程实践能力具有不可替代的作用。实验室建设应当紧跟工业现场实际,配置主流品牌的 PLC 硬件和配套设备,构建贴近真实工业环境的实验平台。基础实验项目要覆盖 PLC 编程的各个方面,如基本指令应用、功能模块使用、人机界面开发等,帮助学生掌握核心技能。在项目驱动学习方面,可以设计多层次的综合实践项目,从简单的产线控制到复杂的系统集成,引导学生运用所学知识解决实际问题。[3]
企业实习环节需要制定详细的实习大纲和考核标准,确保学生能够在真实工作环境中应用 PLC 技术。可以开发虚拟仿真实验平台,作为实体实验的有益补充,帮助学生突破时空限制进行实践训练。实践教学的评价体系应当注重过程性评价,关注学生在解决问题过程中展现的工程思维和实践能力。通过构建”
基础实验 - 综合项目 - 企业实践”的递进式实践教学体系,使学生的 PLC 应用能力得到系统化培养。
(三)校企合作深化
深化校企合作是构建高质量 PLC 课程体系的重要途径,能够有效弥合学校教育与行业需求之间的鸿沟。校企合作应当建立在互利共赢的基础上,形成长期稳定的合作关系。在课程开发方面,可以邀请企业专家参与教学大纲的制定,共同确定人才培养目标和能力要求。合作开发教学案例库,将企业真实项目转化为适合教学的应用案例,确保教学内容的实用性。
共建实验室是校企合作的重要形式,企业可以提供最新的设备和技术支持,学校则提供场地和基础保障,实现资源共享。[4] 建立企业导师制度,聘请经验丰富的工程师参与实践教学指导,为学生提供来自一线的技术经验。开展定向培养项目,根据企业特定需求定制课程内容,实现人才培养与就业的无缝衔接。校企还可以联合开展技术攻关项目,教师和学生共同参与解决企业实际问题,促进产学研深度融合。
(四)师资队伍建设
高水平的师资队伍是保障 PLC 课程教学质量的核心要素,需要建立系统化的教师发展机制。针对专业教师的技术培训应当常态化,定期组织教师参加PLC 厂商的技术认证培训,如西门子、三菱等主流品牌的认证课程。鼓励教师到企业实践锻炼,参与实际工程项目,积累工业现场经验,提升工程实践能力。可以建立教师企业实践基地,制定详细的实践计划和考核标准,确保实践效果。引进具有丰富行业经验的企业技术人员担任兼职教师,优化师资队伍结构。
建立教学团队内部的学习交流机制,如定期开展技术研讨、教学观摩等活动,促进经验分享和共同进步。支持教师参与行业技术竞赛和教学能力比赛,以赛促教,提升教学水平。完善教师评价体系,将工程实践能力、教学创新等纳入考核指标,引导教师全面发展。通过”内培外引、专兼结合”的方式,打造一支既精通 PLC 技术理论,又熟悉工业应用实践的高素质教师队伍,为 PLC课程体系的持续发展提供人才保障。
结语:
构建与企业需求对接的 PLC 课程知识体系对于提高学生的就业能力和企业的技术创新至关重要。通过课程内容更新、实践环节强化、校企合作深化和师资队伍建设等策略,可以有效提高 PLC 教学的质量和效果。未来的研究可以进一步探索这些策略的长期影响和优化路径。
参考文献:
[1] 张贝克,元娜,张昕,等 .“西门子杯”中国智能制造挑战赛倡导的理念 [J]. 自动化博览,2018,35(8):16-21.
[2] 张贝克,于立群,柏隽 . 新工程师:智能互联时代的“新物种”[J].中国工业评论,2017(11):54-62.
[3] 杨配轻,何小军,温玲玲 . 工学一体化背景下机电一体化专业人才培养策略 [J]. 装备制造技术,2024(1):84-87.
[4] 宛东,石季伟,陈元浪 . 职业技能大赛对促进学生和教师综合素质提高之我见 [J]. 大学教育,2013(16):13-15.