淺談PLC仿真培訓(xùn)軟件在一體化教學(xué)中的應(yīng)用

余志江

【摘 要】技能訓(xùn)練是職業(yè)技術(shù)教育的重要組成部分，突出專業(yè)技能訓(xùn)練是職業(yè)技術(shù)學(xué)校的辦學(xué)特色。由于受到傳統(tǒng)學(xué)科課程教學(xué)模式的影響，技工學(xué)校在教學(xué)實際中不免存在著重理論輕實踐、理論和實踐相脫節(jié)等問題，不利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。一體化教學(xué)模式突出實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，加強理論聯(lián)系實際，能有效地加強學(xué)生的專業(yè)技能的培養(yǎng)。我校將PLC仿真軟件引入教學(xué)中，采取一體化教學(xué)方式，針對中技生對理論教學(xué)感到枯燥乏味，但熱衷于實操動手的特點，輕松有趣地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)PLC，取得事半功倍的教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】PLC仿真培訓(xùn)軟件；一體化； 教學(xué)

《PLC原理及應(yīng)用》是目前各技工學(xué)校機電類專業(yè)學(xué)生的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。它不僅具有系統(tǒng)的理論體系，而且是實踐性較強的一門課。它的實訓(xùn)內(nèi)容綜合性強，牽涉面廣，內(nèi)容復(fù)雜。由于它可通過軟件來改變控制過程﹐而且具有體積小、組裝維護方便、編程簡單、可靠性高、抗干擾能力強等特點，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域，是現(xiàn)代工業(yè)自動化三大支柱之一。

長期以來，許多學(xué)校對《PLC原理及應(yīng)用》采取的是理論教學(xué)和實訓(xùn)教學(xué)分開實施的傳統(tǒng)教學(xué)方法。由于技工學(xué)校的學(xué)生基礎(chǔ)比較薄弱﹐對知識的掌握參差不齊，教學(xué)效果不是很好。在對理論學(xué)習(xí)的時候，學(xué)生普遍感到理論難學(xué)、難入門。而實訓(xùn)操作時，由于缺乏必要的理論指導(dǎo)，往往局限于表面操作訓(xùn)練，或者又要重新進行理論講解。

近年來，我校積極推進教學(xué)改革，對《PLC原理及應(yīng)用》課程進行了一體化的教學(xué)研究。通過教學(xué)實踐和探索，本人運用三菱公司的PLC仿真學(xué)習(xí)軟件，采用一體化教學(xué)模式，把常態(tài)的課堂教學(xué)改在多媒體教室中進行，將虛擬舞臺和教師操作指導(dǎo)結(jié)合在一起，學(xué)習(xí)通用梯形圖邏輯編程。教學(xué)中，為了最大限度地利用仿真系統(tǒng)的特點，引導(dǎo)學(xué)生輕松有效地學(xué)習(xí)該課程，我進行了以下幾方面的探索。

一、引入仿真系統(tǒng)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

仿真系統(tǒng)具有真實生動的教學(xué)效果。它把書中抽象的理論輔以具體圖像、實例，變得較為直觀生動，容易理解，降低了中技生理論學(xué)習(xí)的難度。同時，仿真系統(tǒng)中每個項目以實例為重點，這些實例都是來自學(xué)生熟悉的日常生活。學(xué)生認識到在課堂上所學(xué)的東西有趣、有用，能解決現(xiàn)實問題，學(xué)習(xí)熱情就自然被激發(fā)出來了。

我們經(jīng)過認真研究，針對課程專業(yè)的特點選定了FX-TRN-BEG作為《PLC原理及應(yīng)用》課程技能訓(xùn)練內(nèi)容的仿真軟件。因為該軟件的B單元就是基本程序的學(xué)習(xí)，主要介紹基本輸入輸出程序、標準程序、控制優(yōu)化程序、輸入狀態(tài)讀取程序等。在每一個程序的學(xué)習(xí)單元中，都列出了詳細的操作步驟，一步步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會編制簡單的梯形圖，以及進行仿真運行，使學(xué)生對基本程序的編程有初步的認識。仿真系統(tǒng)這種生動的教學(xué)方式，使學(xué)生能較快地對《PLC原理及應(yīng)用》實踐技能訓(xùn)練內(nèi)容有一個全面的了解，這種教學(xué)方法增強了學(xué)生的感性認識，提高了教學(xué)效果，可謂一舉多得。

二、進行模塊化教學(xué)，理論實踐兩不誤

職業(yè)教育強調(diào)能力的培養(yǎng)，特別是學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)。PLC和工控系統(tǒng)煩瑣復(fù)雜，理論的講解是學(xué)生操作技能的正確性、科學(xué)性的理論依據(jù)，不可或缺；同時，它的實訓(xùn)內(nèi)容綜合性強，內(nèi)容復(fù)雜，只講不練，會導(dǎo)致紙上談兵，收效甚微。

針對這種情況，我在實踐中摸索著采取了模塊教學(xué)。所謂模塊教學(xué)，是指把操作技能與知識點合并在一起，按知識結(jié)構(gòu)分為幾個模塊，在進行操作技能練習(xí)時，講授相關(guān)的知識點，或者是講完某一理論知識后，緊接著進行相關(guān)課題操作練習(xí)的教學(xué)方式。

我在《PLC原理及應(yīng)用》的教學(xué)中，把實踐教學(xué)融于理論教學(xué)中，使實踐教學(xué)貫穿于每一堂課：能實物演示的就不要照本宣科，學(xué)生能親自動手操作的，不要單靠講解演示。

在PLC學(xué)習(xí)中，學(xué)會編程是重點，繪制梯形圖是難點。為此，我在講解理論時，讓學(xué)生利用計算機進行仿真模擬操作技能訓(xùn)練。讓每一個學(xué)生都動手練習(xí)，然后互相討論和分析，找出不正確的地方，并通過個別指導(dǎo)和集體講評，找出解決問題的方法。

三、強化直觀教學(xué)，變抽象為具體

《PLC原理及應(yīng)用》一些功能指令的應(yīng)用，因為梯形圖要求編寫無誤，不得有半點馬虎，錯誤的聯(lián)想或者想象如果用在系統(tǒng)中，將會造成不良的后果。因此，變抽象為直觀，有利于PLC應(yīng)用的教學(xué)。

模擬場景中的仿真運行，可幫助學(xué)生更好地理解PLC的工作原理要讓學(xué)生對PLC的工作過程有全面的認識和了解。在教學(xué)中，我除了培養(yǎng)學(xué)生具備一定的編程能力，掌握基本的編程技巧外，我還要求他們按照實際的控制要求進行仿真運行和調(diào)試，從而找到程序中的不足和漏洞，進行反復(fù)修改，達到優(yōu)化程序、熟悉編程的目的。FX-TRN-BEG-C教學(xué)軟件就是這樣一個能提供各種控制要求、仿真運行各種控制程序的教學(xué)平臺。它操作簡單，利用3D虛擬空間設(shè)計，模擬出各種真實場景。例如，交通信號燈控制、正反轉(zhuǎn)控制、分揀和分配線控制、舞臺裝置控制、升降機控制等等，每一個場景都惟妙惟肖，圖文并茂。課堂上，我要求學(xué)生在任意一個場景中按照控制要求進行編程，繪出梯形圖，并對PLC進行仿真運行操作，在仿真運行中可以觀察運行結(jié)果是否符合設(shè)計要求。同時，在運行中還可以確認各個元件與程序的狀態(tài)，適時監(jiān)控各個元件的工作過程。通過運行監(jiān)控，學(xué)生更好地理解和掌握PLC各個元件的作用，鞏固課堂上所學(xué)的理論知識。

四、堅持啟發(fā)教學(xué)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維

《PLC原理及應(yīng)用》是一門實踐性較強的技術(shù)專業(yè)課程，我在教學(xué)中不但讓學(xué)生掌握理論知識，形成操作技能，還注重引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)深入學(xué)習(xí)專業(yè)課程，為從事工程技術(shù)工作和進一步鉆研新技術(shù)打下基礎(chǔ)。所以，我不但“授之以魚”而且“授之以漁”。

在教學(xué)過程中，我注意通過啟發(fā)式教學(xué)，將一些只能意會不能言傳的技能技巧，讓學(xué)生自主地在動手操作訓(xùn)練中慢慢體會。當發(fā)現(xiàn)學(xué)生做題的思路和操作錯誤時，不急于馬上否定，更不急于給出正確答案，而是抓住時機，引導(dǎo)學(xué)生展開討論，進行思路上或做法上的辨析，引導(dǎo)他們作進一步的思考，必要的時候讓他們查找資料，找到問題的癥結(jié)所在。通過這樣反復(fù)的訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生改進學(xué)習(xí)方法，學(xué)生養(yǎng)成了動手和動腦的習(xí)慣，為日后的發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。實踐證明，這樣培養(yǎng)出來的學(xué)生，不但創(chuàng)新思維能力得到培養(yǎng)，也能創(chuàng)造性地運用課堂上所學(xué)的理論。這對于學(xué)生走上社會后，應(yīng)用科學(xué)技術(shù)解決實際生產(chǎn)問題無疑是一條捷徑，也使得他們能夠更快地適應(yīng)工作崗位的要求。

五、教學(xué)循序漸進，鞏固所學(xué)知識

適度的壓力是動力的泉源。為使學(xué)生能積極參與課程的學(xué)習(xí)中，我在任課時在教學(xué)過程中實行單元過關(guān)制度來增強學(xué)生學(xué)習(xí)的適度緊迫感。每個項目教學(xué)的最后環(huán)節(jié)是課題小測驗，測試內(nèi)容與課題大致相同。一單元結(jié)束時進行一次單元綜合測驗。實施單元過關(guān)制度后，學(xué)生的學(xué)習(xí)勁頭更足了。

《PLC原理及應(yīng)用》課程最重要的特點是“綜合應(yīng)用性”。因為一個實用的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)往往是很復(fù)雜的，其中可能包括機、電、液、氣等內(nèi)容，而且還會因行業(yè)不同控制要求也有所不同。故在本課程的實踐教學(xué)中，我把機械、電工、電子、液壓、氣動和計算機等知識與PLC技術(shù)進行有機地聯(lián)系，擴大實習(xí)實訓(xùn)課時的比重，建立較為完備的PLC技術(shù)仿真實訓(xùn)室，改進教學(xué)方法，注重激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、增加動手實踐機會、培養(yǎng)創(chuàng)新思維等。教學(xué)實踐證明，只有通過PLC仿真項目方面的實訓(xùn)，讓學(xué)生親自編程、實際接線和仿真調(diào)試，并對運行過程中所遇到的問題進行分析和改進，才能真正培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和綜合職業(yè)能力，真正實現(xiàn)學(xué)生畢業(yè)后在PLC技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域“零距離上崗”的最終教學(xué)目標。

參考文獻：

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