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基于企业项目驱动的PLC 应用技术课程开发与实践

作者

张叶青 伍浩波

湖南汽车工程职业大学  412000

一、引言

随着工业 4.0 和智能制造的快速发展,现代工业生产对自动化控制技术人才的需求呈现出爆发式增长。PLC(可编程逻辑控制器)作为工业自动化领域的核心技术装备,其应用范围已从传统的离散制造扩展到智能工厂、物联网等新兴领域。在这一背景下,高校作为专业技术人才培养的主阵地,亟需对现有的PLC 应用技术课程体系进行深度改革。

二、传统PLC 课程存在的缺陷

传统 PLC 应用技术课程存在诸多亟待改进的缺陷,主要表现在课程内容与工程实践脱节、教学方法单一落后、评价体系不够科学等方面。课程内容往往按照学科知识体系编排,偏重理论讲解而忽视实践应用,与企业实际需求存在明显差距。教材案例陈旧,未能及时反映工业自动化领域的最新技术发展和工程应用趋势。教学方法以教师讲授为主,学生被动接受知识,缺乏真实的工程情境和实践机会,难以培养解决实际问题的能力。实训设备更新滞后,与企业现场使用的先进设备存在代际差异。考核评价过度侧重理论知识记忆,忽视工程实践能力和职业素养的评估。

三、基于企业项目驱动的PLC 应用技术课程开发策略

(一)锚定企业需求,构建产教融合的课程开发逻辑

PLC 应用技术课程的开发必须以企业实际需求为根本出发点,建立深度产教融合的开发机制。课程开发团队需要深入合作企业进行系统调研,通过岗位分析、工作任务分解、技术专家访谈等方式,精准把握工业自动化领域对 PLC 技术人才的能力要求。重点调研典型企业生产线上 PLC 控制系统的实际应用场景,包括设备控制、流程优化、故障诊断等具体工作任务,分析归纳出核心岗位能力要求。

基于调研结果,与行业企业共同制定课程标准,将企业真实项目案例、最新技术标准和岗位能力要求有机融入课程目标与内容。建立由企业工程师、技术专家和教育专家组成的课程开发委员会,确保课程内容与产业发展同步更新。这种以企业需求为导向的课程开发模式,能够有效解决传统职业教育中理论与实践脱节、教学内容滞后于技术发展的问题,培养出真正符合企业需要的技术技能人才。

(二)项目选型与拆解,构建" 阶梯式" 教学项目体系

项目选型是PLC 应用技术课程开发的关键环节,需要构建由简单到复杂、由单一到综合的阶梯式教学项目体系。初级项目选取企业生产中的基础控制任务,如电机启停控制、传送带控制等单一功能项目,帮助学生掌握 PLC 编程基础;中级项目整合多个基础功能,如自动化分拣系统、流水线控制系统等,培养学生系统集成能力;高级项目引入企业真实复杂项目,如智能制造单元控制系统、柔性生产线控制系统等,提升学生解决复杂工程问题的能力。同时,项目案例要体现行业典型性和技术先进性,反映当前工业自动化领域的最新应用趋势。

(三)课程内容重构,以项目为主线重组教学模块

传统按知识体系编排的课程内容需要进行根本性重构,建立以项目为主线的模块化课程结构。打破原有学科界限,将 PLC 硬件配置、编程技术、传感器应用、人机界面设计等分散的知识点有机整合到各个教学项目中。每个项目模块包含完整的工作过程:项目导入(明确任务要求)、知识准备(相关理论学习)、方案设计(控制系统规划)、实施调试(编程与测试)、总结提升(经验提炼与拓展)。

知识学习服务于项目完成,在真实工程情境中实现理论实践一体化。例如,在" 自动化仓储控制系统" 项目中,将PLC 选型、I/O 配置、位移控制算法、安全保护等知识点融入项目实施各环节。课程内容要体现新技术、新工艺、新规范,及时纳入工业物联网、数字化孪生等前沿技术应用。建立模块间的逻辑衔接,确保知识技能的系统性和完整性,避免因项目化教学导致的知识碎片化问题。

(四)教学模式创新," 做中学" 的全流程实践设计实施以学生为中心、以实践为主线的教学模式创新,构建 " 做中学 " 的全流程实践教学体系。采用项目导向、任务驱动的教学方法,将课堂转变为" 工作现场 ",教师角色从知识传授者转变为项目指导者。教学过程模拟企业真实工作流程:需求分析→方案设计→编程实现→系统调试→验收评估。推行小班化、分组式教学,每组4-6 人,模拟企业项目团队分工协作。

建设理实一体化实训环境,配备与企业现场一致的真实设备或高度仿真的实训系统,确保实践教学的真实性和有效性。实施" 三阶段" 教学组织:课前在线预习基础知识,课中集中实践操作,课后拓展巩固提升。

(五)评价体系改革,聚焦工程能力的多元化考核

建立以工程实践能力为核心、过程与结果并重的多元化课程评价体系。改变传统以笔试为主的考核方式,采用项目验收、实操考核、作品评价、答辩展示等多种形式综合评价学生的专业能力。考核内容聚焦四大维度:专业能力(PLC 系统设计、编程、调试能力)、方法能力(问题分析、方案设计、文档撰写能力)、社会能力(团队协作、沟通表达、组织管理能力)和个人素养(安全意识、质量意识、创新意识)。

实施全过程评价,包括项目准备阶段的方案设计评价、实施阶段的技能操作评价、完成阶段的作品质量评价和总结阶段的反思改进评价。引入企业评价标准,邀请行业专家参与考核评价,确保评价结果与岗位要求的一致性。评价结果不仅用于学业评定,更要为教学改进提供依据,形成" 评价- 反馈-改进" 的良性循环。

(六)持续优化机制,基于企业反馈的课程迭代

建立动态持续的课程优化机制,确保 PLC 应用技术课程始终与产业发展同步。构建由学校教师、企业专家、毕业生代表组成的课程建设委员会,定期开展课程诊断与改进。建立毕业生跟踪调查制度,收集就业岗位适应情况、能力短板等信息,作为课程调整的重要参考。与企业保持紧密合作,及时了解新技术、新工艺、新标准的应用情况,更新教学内容和项目案例。

建设课程资源动态更新机制,每学期修订教学项目库,每年更新课程标准,每两年进行课程体系重构。建立教学效果评价数据库,通过学生学习成效、企业满意度、技能竞赛成绩等多维度数据,科学评估课程质量。鼓励教师参与企业实践和技术服务,将工程经验反哺教学。

结语:

基于企业项目驱动的 PLC 应用技术课程能够有效提高学生的实践能力和就业竞争力。通过锚定企业需求、项目选型与拆解、课程内容重构、教学模式创新、评价体系改革、持续优化机制等策略,可以确保课程内容与企业需求紧密结合。未来的研究可以进一步探索如何优化这些策略,以适应不断变化的工业需求。

参考文献:

[1] 杨超 . 基于 PLC 技术的电气自动化控制设计要点分析 [J]. 模具制造 ,2024,24 (04):180-182.

[2] 薛睿鹏. 基于PLC 技术的电气自动化设备连接线自动控制系统研究[J].模具制造 ,2024,24(04):186-188.

[3] 张天翔.PLC 控制系统在自动化设备中的应用分析[J]. 自动化技术与应用,2018,37(2):1-4.

[4] 黄家著 . 谈三菱 PLC 的步进指令 [J]. 福建电脑,2010,26(5):172-173,157.