項(xiàng)目教學(xué)法在高職《ＰＬＣ技術(shù)及應(yīng)用》課程教學(xué)中的應(yīng)用

[摘要]根據(jù)電氣類專業(yè)主干課程《PLC技術(shù)及應(yīng)用》的多年實(shí)踐，闡述了項(xiàng)目法在高職《PLC技術(shù)及應(yīng)用》課程中的教學(xué)和研究。分析該門課程實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法的項(xiàng)目構(gòu)建原則、實(shí)施方法及取得的效果。

[關(guān)鍵詞]PLC技術(shù) 項(xiàng)目教學(xué)法 實(shí)施

高職教育的目的在于培養(yǎng)高技能人才，這個(gè)“高”體現(xiàn)在學(xué)生具有突出的職業(yè)素質(zhì)和敬業(yè)精神、較強(qiáng)的動(dòng)手能力和實(shí)踐能力、較強(qiáng)的適應(yīng)能力和后續(xù)學(xué)習(xí)能力上?，F(xiàn)代社會(huì)是一個(gè)信息密集的社會(huì)，教師很難把自己掌握的所有信息，通過一次性的學(xué)校教育全部傳授給學(xué)生。學(xué)生也不可能指望一次性學(xué)習(xí)就能讓所掌握的知識(shí)終身受用。因此，讓學(xué)生掌握不斷開發(fā)自身潛能和適應(yīng)社會(huì)變化的能力，將成為職業(yè)教育的重要目標(biāo)。傳統(tǒng)的教學(xué)方法很難達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的要求。當(dāng)下比較流行的項(xiàng)目教學(xué)法為職業(yè)教育提供了一種新型教學(xué)方法和思路。

作為一種新的教學(xué)方法，項(xiàng)目教學(xué)法的培養(yǎng)目標(biāo)立足于學(xué)生思維方式與關(guān)鍵能力的培養(yǎng)，整個(gè)教學(xué)過程包括項(xiàng)目引入、任務(wù)分解、方案選擇與實(shí)施、評(píng)價(jià)總結(jié)等環(huán)節(jié)。它一改往日以教師講授為主、學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的傳統(tǒng)教學(xué)形式，讓學(xué)生通過運(yùn)用已有知識(shí)和技能參與到教學(xué)過程中，并對(duì)新問題進(jìn)行研究探討，從而使其在遇到問題、研究問題、解決問題的過程中學(xué)到新的知識(shí)和技能，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生關(guān)鍵能力、綜合職業(yè)行為能力與全面素質(zhì)的教學(xué)目的。

一、項(xiàng)目的構(gòu)建原則

“項(xiàng)目教學(xué)法”的核心在項(xiàng)目，因而項(xiàng)目的構(gòu)建就成為其成功的關(guān)鍵。選取項(xiàng)目要以教學(xué)的內(nèi)容為依據(jù)，以現(xiàn)實(shí)的對(duì)象為材料，既要包含基本的教學(xué)點(diǎn)，又能調(diào)動(dòng)學(xué)生解決問題的積極性。概括而言，項(xiàng)目教學(xué)法的項(xiàng)目選取要突出體現(xiàn)項(xiàng)目的針對(duì)性、可操作性和實(shí)用性三個(gè)原則。

1 針對(duì)性原則。是指項(xiàng)目的選取要針對(duì)教學(xué)對(duì)象和教學(xué)內(nèi)容。首先，學(xué)生是教學(xué)的主體，項(xiàng)目的難易度要針對(duì)學(xué)生的實(shí)際情況而確定，太難太易都不能達(dá)到理想的教學(xué)效果。項(xiàng)目選擇得太容易，學(xué)生沒有壓力，無法體驗(yàn)通過努力獲取成功的快樂。而項(xiàng)目選擇如果太難，學(xué)生很容易知難而退，不利于自信心以及學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)。其次，項(xiàng)目要包含全部教學(xué)內(nèi)容，使其有機(jī)地融合在一個(gè)個(gè)項(xiàng)目當(dāng)中。

根據(jù)以上原則并考慮到學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，筆者由淺人深地將《PLC技術(shù)及應(yīng)用》的教學(xué)內(nèi)容設(shè)置為如下10教學(xué)項(xiàng)目：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和資源、基本邏輯指令、系統(tǒng)操作方法、電機(jī)正反轉(zhuǎn)、電動(dòng)機(jī)y-△降壓啟動(dòng)、三皮帶運(yùn)料機(jī)控制、十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、機(jī)械手的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、舞臺(tái)藝術(shù)燈以及臺(tái)車的呼車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。這十個(gè)項(xiàng)目有次序地先后進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué)，每個(gè)項(xiàng)目逐漸增加新的知識(shí)點(diǎn)，培養(yǎng)了學(xué)生技能和知識(shí)的遷移能力，調(diào)動(dòng)了他們學(xué)習(xí)的積極性，提高了學(xué)習(xí)效率。

2 可操作性原則。是指項(xiàng)目的選取要使得學(xué)生找到適合的切入點(diǎn)。師生應(yīng)共同參與項(xiàng)目的選取，教師要注意啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)身邊的素材，選擇難度適合的項(xiàng)目。如在引入順序控制設(shè)計(jì)法時(shí)，讓學(xué)生找出生活中的例子，最常見的即十字路口交通燈。首先，讓學(xué)生觀察現(xiàn)象，然后寫出控制要求，選取PLC機(jī)型，寫出I／O分配表，畫出I／O接線圖，編寫程序并作注釋，上機(jī)調(diào)試并觀察試驗(yàn)板現(xiàn)象完成操作。通過以上一系列工作，使學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，完成整個(gè)項(xiàng)目的分析、設(shè)計(jì)、實(shí)施過程。

3 實(shí)用性原則。必須強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目的選取直接與工程接軌，要具有實(shí)用性和前沿性，注重新技術(shù)和新器件的使用。例如，在對(duì)長三角地區(qū)的企業(yè)進(jìn)行調(diào)研時(shí)，首先在實(shí)驗(yàn)室的硬件配備上選取本地區(qū)比較常用的三菱FX2N系列PLC以及西門子S7-200系列。其次，對(duì)項(xiàng)目的選取上也按照從工程中來、到項(xiàng)目中去的思路，通過分析和設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使整個(gè)學(xué)習(xí)過程成為一個(gè)不斷地推進(jìn)成功的過程。在掌握工程項(xiàng)目的過程中發(fā)現(xiàn)新問題，驅(qū)動(dòng)學(xué)生到課本中查找基本原理和概念，到其它資料中查找解決問題。最終，不但掌握了工程實(shí)例，學(xué)習(xí)了理論知識(shí)，還學(xué)會(huì)了新的實(shí)用的技術(shù)和維修技能。

二、項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施

項(xiàng)目教學(xué)法是師生通過共同實(shí)施一個(gè)完整的“項(xiàng)目”工作而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)。應(yīng)該依據(jù)項(xiàng)目教學(xué)的指導(dǎo)思想對(duì)《PLC技術(shù)及應(yīng)用》課進(jìn)行改革。結(jié)合本校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件，筆者自主編寫了《PLC技術(shù)及應(yīng)用》校本教材，以模塊為章，以課題為節(jié)，每個(gè)課題都有任務(wù)引入。將一個(gè)班分為20個(gè)小組，每個(gè)小組2-3人。上課時(shí)首先將本節(jié)的問題(項(xiàng)目)提出來，之后進(jìn)行分組討論，讓每個(gè)小組拿出自己的解決方案并提出疑問，教師結(jié)合學(xué)生問題講述章節(jié)的相關(guān)理論知識(shí)，接下來學(xué)生再運(yùn)用所學(xué)新知識(shí)制定項(xiàng)目的實(shí)施方案，上機(jī)運(yùn)行調(diào)試，最后共同總結(jié)出最優(yōu)方案。下面以項(xiàng)目五(電動(dòng)機(jī)的Y-△降壓啟動(dòng))為例說明項(xiàng)目教學(xué)法的具體實(shí)施：

1 項(xiàng)目引入。通過工程上電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)都需要降壓啟動(dòng)，而降壓啟動(dòng)的方式之一就是Y-△降壓啟動(dòng)來引出項(xiàng)目。因此，必須讓學(xué)生明白如何使電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)繞組從星形(Y)連接轉(zhuǎn)換到三角形(△)的連接、如何用程序控制繞組的這一轉(zhuǎn)變。

2 項(xiàng)目的任務(wù)分解。學(xué)生以小組為單位，分別列出解決該項(xiàng)目的計(jì)劃和分工。將項(xiàng)目合理分解為一個(gè)個(gè)小任務(wù)。下圖就是對(duì)該項(xiàng)目的任務(wù)分解。

3 方案的選擇與實(shí)施。

(1)在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生首先明確控制對(duì)象。結(jié)合電動(dòng)機(jī)的硬件原理圖明確繞組y-△的連接變化，反映到本項(xiàng)目。實(shí)質(zhì)就是兩個(gè)不同的接觸器觸點(diǎn)的開閉。

(2)根據(jù)對(duì)控制要求的分析，對(duì)輸入輸出點(diǎn)進(jìn)行分配。由于項(xiàng)目有正反轉(zhuǎn)兩種工作方式，所以還需加入正轉(zhuǎn)接觸器和反轉(zhuǎn)接觸器。

(3)繪制PLC接線圖。根據(jù)所選用的可編程控制器系列型號(hào)。通過查閱手冊(cè)了解輸入輸出點(diǎn)數(shù)、輸出形式等，進(jìn)一步熟悉PLC及PLC內(nèi)部軟元件的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而，繪制出PLC接線圖。

(4)程序設(shè)計(jì)。教師引導(dǎo)學(xué)生拓展程序設(shè)計(jì)思路，利用前一項(xiàng)目(項(xiàng)目四：電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn))積累的知識(shí)遷移到本項(xiàng)目，同時(shí)加入新的知識(shí)即時(shí)間繼電器的概念，這是整個(gè)項(xiàng)目的難點(diǎn)，同時(shí)也是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析問題、解決問題、進(jìn)行創(chuàng)造性思維的過程。教師僅僅擔(dān)當(dāng)配角，起引導(dǎo)作用。

(5)程序調(diào)試。在程序設(shè)計(jì)完成之后，需進(jìn)行程序調(diào)試，分析方案是否可行。在調(diào)試過程中，讓學(xué)生觀察、感知、對(duì)比，培養(yǎng)悟性和洞察力。當(dāng)程序運(yùn)行出現(xiàn)問題時(shí)，教師應(yīng)及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生分析問題，而不是簡單地給以正確答案。學(xué)生通過自己的思考，不斷調(diào)試運(yùn)行，直到成功。在反復(fù)的運(yùn)行調(diào)試實(shí)踐中，學(xué)生始終處于主體地位，解決問題的能力自然也就在實(shí)踐中潛移默化地發(fā)展。

4 總結(jié)評(píng)估。項(xiàng)目的評(píng)估總結(jié)是“項(xiàng)目教學(xué)法r的重要環(huán)節(jié)。師生共同評(píng)價(jià)項(xiàng)目完成的效果和質(zhì)量。學(xué)生的操作會(huì)存在各種各樣的問題，教師在評(píng)估中要指出問題的所在及解決的方法。學(xué)生要進(jìn)行自我評(píng)估，對(duì)項(xiàng)目完成過程中，地址分配、接線圖及元件選用合理性、程序優(yōu)化、編程軟件使用水平、獨(dú)立處理問題以及合作交流能力等綜合評(píng)價(jià)。項(xiàng)目的評(píng)估總結(jié)過程就是學(xué)生的學(xué)習(xí)過程與提高過程。

三、實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法的效果

1 提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與學(xué)習(xí)效率。通過以上項(xiàng)目實(shí)施過程可以看出，學(xué)生若想順利完成任務(wù)，首先要清楚控制要求，明確控制條件以及控制對(duì)象，這是學(xué)生對(duì)硬件電路設(shè)計(jì)知識(shí)的強(qiáng)化。其次，學(xué)生要想完成繞組從Y到△的轉(zhuǎn)變，必須用到時(shí)間的延遲，此時(shí)引入時(shí)間繼電器的知識(shí)，他們就會(huì)非常專心地學(xué)習(xí)，這是因?yàn)樗麄兺ㄟ^掌握這些知識(shí)就能設(shè)計(jì)出滿足要求的程序，體會(huì)學(xué)習(xí)的成功感。而以前在課堂上學(xué)習(xí)這些理論知識(shí)時(shí)，學(xué)生或不感興趣，或不知有何用途，沒有感性認(rèn)識(shí)，降低了課堂學(xué)習(xí)效果，造成時(shí)間和資源的浪費(fèi)。項(xiàng)目教學(xué)法解決了原先課程設(shè)置中的理論與實(shí)踐不統(tǒng)一的現(xiàn)象，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，節(jié)省了時(shí)間，提高了學(xué)習(xí)效率，培養(yǎng)了實(shí)踐動(dòng)手能力，通過任務(wù)的完成，學(xué)會(huì)了在實(shí)踐中思考，動(dòng)腦筋解決實(shí)際問題。學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，同時(shí)提高了搜索資料能力和自學(xué)能力。

2 培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)精神。在傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)基本上是以個(gè)人為主體的。在項(xiàng)目教學(xué)中，學(xué)習(xí)則以小組為單位進(jìn)行，每一個(gè)學(xué)生都是項(xiàng)目參與的一份子，既需要獨(dú)立工作的能力，也需要團(tuán)隊(duì)協(xié)作的意識(shí)。在項(xiàng)目的實(shí)施過程中由于個(gè)人知識(shí)和能力的限制。他們要想完成具有一定難度的程序設(shè)計(jì)、并最終完成調(diào)試操作，就必須在工作中和他人合作討論各種方案的可行性。在熱烈的討論中，學(xué)生不僅學(xué)會(huì)了知識(shí)，掌握了技能，更重要地是培養(yǎng)了勇于表達(dá)的積極精神及團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。

總之，以項(xiàng)目為單位組織教學(xué)，讓學(xué)生在完成項(xiàng)目的過程中引出相關(guān)的理論知識(shí)，隨著項(xiàng)目的逐漸進(jìn)行，逐漸完善知識(shí)，逐漸提高能力。當(dāng)所有項(xiàng)目完成時(shí)，學(xué)生已具有PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力。大部分學(xué)生在綜合能力、實(shí)踐和應(yīng)用能力、職業(yè)素質(zhì)等方面得到提高，能真正實(shí)現(xiàn)畢業(yè)后的“零距離上崗”。