PLC可編程控制器教學(xué)方法研究

張玲霞

【摘 要】本文從《PLC可編程控制器》課程教學(xué)研究的相關(guān)背景入手，首先進(jìn)行了學(xué)習(xí)領(lǐng)域設(shè)計(jì)研究，接著具體的研究了教學(xué)的實(shí)施情況，最后做了教學(xué)效果評(píng)估。

【關(guān)鍵詞】PLC可編程控制器；教學(xué)領(lǐng)域設(shè)計(jì)；教學(xué)實(shí)施情況；教學(xué)效果評(píng)估

【中圖分類號(hào)】G623.58【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1672-5158（2013）07-0150-02

1 前言

可編程控制器技術(shù)是一門(mén)理論性、趣味性、實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，而它又與機(jī)床電器控制電路有著密不可分的緊密聯(lián)系。只要我們從教學(xué)實(shí)踐出發(fā)，抓好專業(yè)教學(xué)的基礎(chǔ)訓(xùn)練，以市場(chǎng)需求和導(dǎo)向?yàn)楦玖⒆泓c(diǎn)，合理安排好教學(xué)內(nèi)容的先后順序，注重學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和能力的培養(yǎng)，就一定能確保教學(xué)質(zhì)量，在教學(xué)中取得很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的。也只有這樣，我們的職業(yè)技術(shù)教育才能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中求得發(fā)展，煥發(fā)出勃勃的生機(jī)與活力。

2 學(xué)習(xí)領(lǐng)域設(shè)計(jì)

以“電機(jī)運(yùn)動(dòng) PLC 控制系統(tǒng)編程與實(shí)現(xiàn)教學(xué)設(shè)計(jì)”的學(xué)習(xí)情境為例，具體展開(kāi)論述：

2.1 學(xué)習(xí)目標(biāo)

2.1.1 專業(yè)能力目標(biāo)

能夠運(yùn)用三菱 FX2N 系列 PLC 實(shí)訓(xùn)設(shè)備，完成三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)停止控制系統(tǒng)、正反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)、Y /△降壓起動(dòng)控制系統(tǒng)、自動(dòng)往返控制系統(tǒng)和步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝； 控制程序的設(shè)計(jì)、編制；整體系統(tǒng)的運(yùn)行、調(diào)試任務(wù)。

2.1.2 方法能力目標(biāo)

（1）具有進(jìn)行系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)、實(shí)施、評(píng)價(jià)的能力。

（2）具有獲取、分析、歸納、交流、使用信息和新技術(shù)的能力。

（3）具有自學(xué)能力、理解能力與表達(dá)能力。

（4）社會(huì)能力目標(biāo)具有良好的職業(yè)道德和敬業(yè)精神。

（5）具有團(tuán)隊(duì)意識(shí)及妥善處理人際關(guān)系的能力。

（6）具有溝通與交流能力。

2.2 學(xué)習(xí)內(nèi)容與情境描述

以“電機(jī)運(yùn)動(dòng) PLC 控制系統(tǒng)編程與實(shí)現(xiàn)”實(shí)踐工作任務(wù)為載體，通過(guò)實(shí)施啟動(dòng)停止控制、正反轉(zhuǎn)控制、Y /△降壓?jiǎn)?dòng)控制、自動(dòng)往返可逆運(yùn)行控制、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制等5項(xiàng)由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的具體工作任務(wù)，采用理論與實(shí)踐融合互動(dòng)一體化教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)與5項(xiàng)工作任務(wù)相關(guān)聯(lián)的 PLC 編程軟元件、基本邏輯指令、功能指令等理性知識(shí)，學(xué)習(xí)并培養(yǎng)PLC 硬件控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝能力、控制程序的設(shè)計(jì)、輸入、調(diào)試能力。

3 教學(xué)實(shí)施

3.1 組建“教、學(xué)、做”一體化情境氛圍的教學(xué)平臺(tái)

為了實(shí)現(xiàn)基于工作過(guò)程導(dǎo)向的理論與實(shí)踐一體化教學(xué)，需要重新整合、組建理論實(shí)踐一體化情境氛圍教學(xué)條件。我們改變了現(xiàn)行教學(xué)理論與實(shí)踐在空間和時(shí)間上分別進(jìn)行的時(shí)空結(jié)構(gòu)，將實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)室與教室三者整合為一，建成了“一體化”情境氛圍的教學(xué)平臺(tái)，同時(shí)配置了方便“融合互動(dòng)教學(xué)模式”實(shí)施需要的多媒體大屏幕投影、對(duì)實(shí)踐性目標(biāo)對(duì)象及儀器設(shè)備的使用進(jìn)行同步跟蹤的攝像視投設(shè)備、以及便于實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)場(chǎng)各方位空間指導(dǎo)的無(wú)線話筒音響等設(shè)備。以學(xué)生為中心，學(xué)生是主體，教師是主導(dǎo)，依據(jù)不同的任務(wù)配合采用示教教學(xué)法、引導(dǎo)文教學(xué)法、比較教學(xué)法、項(xiàng)目教學(xué)法、主持人教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法等不同的教學(xué)方法。

3.2 六環(huán)節(jié)的教學(xué)過(guò)程實(shí)施

基于工作過(guò)程導(dǎo)向的課程教學(xué)不同于傳統(tǒng)的學(xué)科體系結(jié)構(gòu)教學(xué)，是依據(jù)生產(chǎn)或工作過(guò)程特征的“資訊—計(jì)劃—決策—實(shí)施—檢查—評(píng)價(jià)”六環(huán)節(jié)組織教學(xué)的，具體實(shí)施時(shí)，可以根據(jù)教學(xué)過(guò)程實(shí)際需要靈活應(yīng)用為四步、五步或輔以相應(yīng)教學(xué)方法與手段。下面以“三相異步電動(dòng)機(jī) Y /△降壓起動(dòng)控制系統(tǒng)編程與實(shí)現(xiàn)“為例說(shuō)明如下：

3.2.1資訊階段

主要是教師布置任務(wù)，提供或講授資訊。教師依據(jù)三菱系列 PLC 實(shí)訓(xùn)設(shè)備、PC 機(jī)、三相異步電動(dòng)機(jī)、接觸器等電氣設(shè)備構(gòu)成的工作任務(wù)為載體向各工位小組布置任務(wù)，并說(shuō)明要求及能力目標(biāo)。本工作任務(wù)是能夠運(yùn)用三菱FX2N系列PLC實(shí)訓(xùn)設(shè)備，完成三相異步電動(dòng)機(jī)Y /△降壓起動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝； 控制程序的設(shè)計(jì)、編制； 整體系統(tǒng)的進(jìn)行、調(diào)試任務(wù)。

教師講授為完成本工作任務(wù)所需要掌握的理論知識(shí)和職業(yè)技能，指定學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容、思考問(wèn)題、參考資料、參考工作任務(wù)、參考網(wǎng)站等。本任務(wù)提供的引導(dǎo)文資訊是三相異步電動(dòng)機(jī)Y /△降壓起動(dòng)系統(tǒng)的主電路和繼電器邏輯控制電路等，講授資訊是利用PLC進(jìn)行改造繼電器邏輯控制電路的一般思路與方法； 優(yōu)化設(shè)計(jì)可能使用的指令及其功能：主控指令MC，傳送指令MOV。

3.2.2計(jì)劃階段

學(xué)生依據(jù)工作任務(wù)，組長(zhǎng)組織學(xué)生交流對(duì)工作任務(wù)的認(rèn)識(shí)，討論工作任務(wù)及分析相關(guān)知識(shí)，制定工作計(jì)劃。包括： 學(xué)習(xí)內(nèi)容、工作步驟、時(shí)間分配、交流形式、自評(píng)方法、結(jié)果展示方式等。

3.2.3決策階段

學(xué)生確定最終實(shí)施方案、選擇好正確的裝接工藝和工具、進(jìn)行合理的分工。這一階段教師要參與實(shí)施方案的修訂，及時(shí)發(fā)現(xiàn)方案中不合理的地方，與學(xué)生進(jìn)行理論與實(shí)踐融合互動(dòng)式討論交流，最終由學(xué)生自己作出相應(yīng)的調(diào)整。

3.2.4工作實(shí)施階段

學(xué)生依據(jù)工作任務(wù)、工作計(jì)劃開(kāi)始實(shí)施工作。本任務(wù)實(shí)施分為主電路與控制電路設(shè)計(jì)、系統(tǒng)安裝與接線、程序設(shè)計(jì)與編制傳送、系統(tǒng)運(yùn)行與調(diào)試四個(gè)階段。在每個(gè)階段學(xué)生都要向教師機(jī)傳送（ 或報(bào)送） 工作結(jié)果。每個(gè)階段結(jié)束后，都將根據(jù)實(shí)施情況優(yōu)選學(xué)生組代表進(jìn)行講解交流。在第一、第四階段，學(xué)生要自由結(jié)合相互檢查電氣控制系統(tǒng)安裝、接線的正確性。提倡互相討論。

3.2.5檢查與自評(píng)階段

工作任務(wù)完成后，學(xué)生依據(jù)工作任務(wù)《配分評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)成品進(jìn)行檢查、測(cè)試和檢驗(yàn)，進(jìn)行自評(píng)打分。對(duì)照《配分評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)》尋找錯(cuò)誤與不足，進(jìn)一步掌握正確的工作過(guò)程與工作方法，訓(xùn)練學(xué)生的系統(tǒng)評(píng)價(jià)能力。

3.2.6評(píng)價(jià)展示階段

分小組匯報(bào)總結(jié)，上交項(xiàng)目實(shí)施報(bào)告，進(jìn)行匯報(bào)演講、答辯。各小組對(duì)工作結(jié)果進(jìn)行展示，講解工作體會(huì)，互相交流學(xué)習(xí)心得，學(xué)生自評(píng)與互評(píng)，共享成果。

教師對(duì)學(xué)生、團(tuán)隊(duì)評(píng)價(jià)，指出項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程的整個(gè)過(guò)程中存在的問(wèn)題及改進(jìn)措施。在學(xué)生工作過(guò)程中，教師進(jìn)行巡回指導(dǎo)，除了及時(shí)糾正不符合工藝要求的設(shè)計(jì)、安裝、接線及操作外，還要依據(jù)學(xué)生在工作期間的工作狀況、工作順序、工具使用、出現(xiàn)的問(wèn)題、完成任務(wù)時(shí)間等進(jìn)行考核。依據(jù)《配分評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)學(xué)生的工作結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

4 教學(xué)效果評(píng)估

基于工作過(guò)程行動(dòng)導(dǎo)向?qū)W習(xí)使學(xué)生動(dòng)腦與動(dòng)手平衡發(fā)展，二者之間動(dòng)態(tài)地交互影響伴隨整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中。學(xué)生說(shuō)這種模式能讓學(xué)生更好、更快、更清楚得到所學(xué)的知識(shí)，能讓我們?cè)诶碚撆c實(shí)踐兩方面都有好的發(fā)展，讓課程不那么枯燥。邊進(jìn)行實(shí)操邊學(xué)理論，讓我們對(duì)所學(xué)知識(shí)由抽象化變?yōu)橹庇^化。在豐富我們頭腦知識(shí)的同時(shí)，也提高了我們的動(dòng)手操作能力。理論與實(shí)踐的結(jié)合，可以讓我們對(duì)一些東西進(jìn)行比較。比如，電動(dòng)機(jī)的 Y /△控制，用輸出端口送數(shù)的方式實(shí)現(xiàn)控制，比用基本指令編寫(xiě)的程序設(shè)計(jì)有了較大的變化。對(duì)這兩種方式都進(jìn)行了實(shí)操，讓我們很直觀地比較出兩者的不同。在討論中各抒已見(jiàn)，經(jīng)過(guò)實(shí)踐就全都解開(kāi)了。老師講課也不再枯燥，學(xué)生學(xué)得也很開(kāi)心。由于是自己動(dòng)手解決了問(wèn)題，使得對(duì)知識(shí)理解得更加透徹。這種方法使學(xué)習(xí)變得容易、輕松、效果更好，更加容易學(xué)懂。調(diào)動(dòng)了同學(xué)們學(xué)習(xí)的互動(dòng)性。理論與實(shí)踐結(jié)合，我們學(xué)到了知識(shí)，更得到了學(xué)習(xí)的方法。加強(qiáng)了自己的動(dòng)手能力、思維能力和創(chuàng)新能力。

結(jié)束語(yǔ)

在良性循環(huán)中，教與學(xué)相互促進(jìn)，相得益彰。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)也會(huì)不斷發(fā)展壯大。如此不僅能夠豐富教師的教學(xué)手段，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果，而且能夠?yàn)閷I(yè)教師在復(fù)雜控制系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)等方面的研究提供了實(shí)驗(yàn)對(duì)象及實(shí)驗(yàn)手段，探索適合自己學(xué)校的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

參考文獻(xiàn)

[1] 萬(wàn)秋蘭.21世紀(jì)電氣工程人才培養(yǎng)模式及教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革初探[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2009，21（4）：1-3

[2] 束長(zhǎng)寶，李新兵，王永華，等./電氣控制與可編程控制器0教學(xué)改革初探[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2011，27（6）：25-27

[3]夏建國(guó).技術(shù)應(yīng)用型本科院校辦學(xué)定位思考[J].高等工程教育研究，2010，（6）：80-83

[4] 石偉平，徐國(guó)慶.試論當(dāng)前中國(guó)發(fā)展技術(shù)本科的意義與策略[J].教育發(fā)展研究，2009，（12）：57-60