高職院校項目教學(xué)法在PLC課程教學(xué)中的應(yīng)用

王曉娟

摘 要：針對PLC課程的實(shí)踐性、應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，采用“項目導(dǎo)向，任務(wù)驅(qū)動”的項目式教學(xué)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)組織、考核方法等方面對PLC課程項目教學(xué)法進(jìn)行了探討，項目教學(xué)法的實(shí)施，有效提高了學(xué)生的實(shí)踐動手能力、分析問題和解決問題的能力，實(shí)現(xiàn)理論實(shí)踐一體化，較好地提高了教學(xué)效果與教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：項目教學(xué) PLC課程 教學(xué)設(shè)計

PLC（可編程控制器）被廣泛地應(yīng)用于機(jī)電一體化、工業(yè)自動化控制等各個領(lǐng)域，PLC課程已成為高職院校的機(jī)電、電氣類等專業(yè)的核心課程，地位極其重要。有別于傳統(tǒng)的課程教學(xué)，PLC課程的實(shí)踐性、應(yīng)用性較強(qiáng)，同時，由于PLC指令多而抽象，學(xué)習(xí)能力弱是目前高職學(xué)生整體的特點(diǎn)，大多數(shù)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中學(xué)了后面的就忘了前面的，對各指令的功能學(xué)習(xí)有限，不能正確理解與應(yīng)用，學(xué)生主動性、積極性差，出現(xiàn)理論實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)的現(xiàn)象。因此，恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)法是高職PLC課程教學(xué)中關(guān)注的重要課題。筆者在目前教學(xué)改革的背景下，經(jīng)過幾年的教學(xué)改革實(shí)踐，在PLC課程中采用“項目導(dǎo)向，任務(wù)驅(qū)動”的項目式教學(xué)，由教師設(shè)置教學(xué)情境，學(xué)校提供教學(xué)環(huán)境，學(xué)生跟隨任務(wù)流程，通過師生共同完成學(xué)習(xí)項目和學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生成為教學(xué)的主體，有效提高了學(xué)生實(shí)踐動手能力、分析問題和解決問題的能力，對教學(xué)效果與教學(xué)質(zhì)量的提高有顯著的作用。因此，項目教學(xué)法應(yīng)用在PLC課程教學(xué)中具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、PLC課程教學(xué)中項目教學(xué)法的意義

“項目教學(xué)”是以實(shí)踐為導(dǎo)向、師生共同實(shí)施一個完整的項目工作而進(jìn)行的教學(xué)活動。其實(shí)質(zhì)是選用可以動手的工程實(shí)例項目，為學(xué)生創(chuàng)建學(xué)習(xí)情景，學(xué)生通過對實(shí)際項目的認(rèn)識、了解與動手完成，學(xué)習(xí)并掌握相關(guān)的理論知識和實(shí)踐技能。

項目教學(xué)先由教師明確項目目標(biāo)、項目任務(wù)，演示每個項目的結(jié)果，使學(xué)生對所學(xué)知識及應(yīng)用有初步認(rèn)識，然后講授完成項目需要的理論知識，項目需要用到的理論知識避免長篇大論、過度深奧，應(yīng)按需講解，其他內(nèi)容可作為學(xué)生自學(xué)知識少講或不講。最后，由學(xué)生分組完成動手操作。在項目任務(wù)驅(qū)動下，學(xué)生能夠自主、自由進(jìn)行學(xué)習(xí)，主動克服、處理項目中出現(xiàn)的問題，促使學(xué)生從“要我學(xué)習(xí)”向“我要學(xué)習(xí)”轉(zhuǎn)變。學(xué)生厭學(xué)得到了極大的改善，同時培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度和一絲不茍的工作作風(fēng)。

筆者對5年的PLC教學(xué)予以總結(jié)：傳統(tǒng)的教學(xué)方法中，老師先講解指令，然后舉例指令應(yīng)用，最后由學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證。通常學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室后，不知從何入手，即使做出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，也對所學(xué)內(nèi)容不知有何實(shí)際用途，很難建立理論與實(shí)踐連接的橋梁。因此，傳統(tǒng)教學(xué)模式中理論與實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)，使得理論教學(xué)的效果難以得到鞏固。幾堂課過后學(xué)生失去了學(xué)習(xí)興趣。在逐步嘗試PLC課程項目教學(xué)法后，將實(shí)際的工程項目作為學(xué)生學(xué)習(xí)的任務(wù)，驅(qū)動學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中運(yùn)用專業(yè)知識，分析和解決項目工程中遇到的實(shí)際問題，提高綜合能力，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合的一體化教學(xué)，有效提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

二、項目教學(xué)法在PLC課程中的實(shí)施

項目教學(xué)法關(guān)鍵之處在于教學(xué)過程中項目的選擇和確定。項目的選擇要以教學(xué)目標(biāo)為方向，以教學(xué)大綱為依據(jù)，以書本的知識為基礎(chǔ)，以創(chuàng)新為開拓空間，同時要滿足項目之間層層遞進(jìn)的關(guān)系，注意項目間知識點(diǎn)的緊密相連，而且能夠充分體現(xiàn)實(shí)際工程情況。這樣學(xué)生對知識的掌握也是層層遞進(jìn)，由易到難，使得學(xué)生在掌握基本的理論知識后能及時應(yīng)用到實(shí)踐中去，同時還可以運(yùn)用學(xué)過的知識發(fā)揮創(chuàng)新，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1.項目設(shè)計

高職院校PLC課程的項目設(shè)計要以課程的知識目標(biāo)和能力目標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)。既要符合教學(xué)大綱要求，同時要保持PLC知識的系統(tǒng)性與完整性，又要符合企業(yè)和崗位技能需求，具有針對性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的能力、分析問題和解決問題的能力及溝通協(xié)作的能力。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，我們圍繞日常生活，由淺入深地將PLC課程教學(xué)內(nèi)容從易到難，由淺入深設(shè)置了以下幾個項目。

項目一 基礎(chǔ)知識，主要介紹常用低壓電器的工作原理和使用方法，及PLC的基礎(chǔ)知識。

項目二 PLC基本指令應(yīng)用，主要介紹PLC基本指令及PLC實(shí)現(xiàn)基本電氣控制線路方法。

項目三 順序控制系統(tǒng)設(shè)計方法及其應(yīng)用，主要介紹順序控制系統(tǒng)設(shè)計方法和步進(jìn)指令。

項目四 模塊4為S7-200功能指令及其應(yīng)用，主要介紹常用功能指令及應(yīng)用。

項目五 為PLC的功能模塊與通信。

任務(wù)有時也被稱為子項目。為了使學(xué)生能系統(tǒng)充分掌握PLC的知識點(diǎn)，在每個大項目下，分若干子項目，子項目的設(shè)置也要遵循由簡到繁、循序漸進(jìn)的方式，每個子項目的針對性要強(qiáng)，同時也要充分體現(xiàn)相應(yīng)的知識點(diǎn)和相關(guān)能力的培養(yǎng)。例如在項目三順序控制系統(tǒng)設(shè)計方法及其應(yīng)用中，設(shè)有子項目任務(wù)：（1）運(yùn)料小車自動往返；（2）十字路口交通燈控制；（3）大小球分揀PLC控制系統(tǒng)；（4）機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)。子項目1、2、3分別由易到難地設(shè)置了順序控制系統(tǒng)基本知識，單序列、并行序列、選擇序列三種控制方式的知識點(diǎn)，最后由機(jī)械手控制系統(tǒng)體現(xiàn)順序控制系統(tǒng)的綜合應(yīng)用，學(xué)生在前三項任務(wù)勝任后，可以順利完成機(jī)械手的控制，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自信心。

2.項目實(shí)施

在任務(wù)實(shí)施階段，學(xué)生是活動的主體， 教師主要是創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，營造學(xué)習(xí)氛圍，提供幫助與咨詢，引導(dǎo)教學(xué)過程順利進(jìn)行。堅持項目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)思路，按照“任務(wù)目標(biāo)-任務(wù)描述-相關(guān)知識-任務(wù)實(shí)施-技能考評-任務(wù)拓展”的順序組織教學(xué)，實(shí)現(xiàn)完整的“教、學(xué)、做”一體化。以項目三中的任務(wù)“運(yùn)料小車的自動往返控制”為例，介紹教學(xué)活動組織過程。

（1）項目準(zhǔn)備

任務(wù)目標(biāo)

項目教學(xué)進(jìn)行初期，由教師明確本次項目的任務(wù)目標(biāo)，直接決定本次任務(wù)的教學(xué)方向，是完整項目順利進(jìn)行的核心，在“運(yùn)料小車的自動往返控制”任務(wù)中，任務(wù)目標(biāo)是：①掌握順序功能圖的含義及畫法；②掌握單序列順序功能圖的畫法；③掌握將單序列順序功能轉(zhuǎn)化為梯形圖。endprint

任務(wù)描述

由于本次任務(wù)目標(biāo)是順序控制設(shè)計法相關(guān)知識，所以選擇運(yùn)料小車的自動往返作為任務(wù)目標(biāo)的載體最能突出順序控制的特點(diǎn)，同時符合單序列控制的目標(biāo)要求。任務(wù)要具體描述運(yùn)料小車自動往返的工作過程，細(xì)致分析運(yùn)料小車的工作方式，每一步對應(yīng)的控制要求、動作要求。這一階段的重點(diǎn)是要求學(xué)生按運(yùn)料小車的工作過程和控制要求畫出工作流程圖，順序功能圖是從工作流程圖演變而來的。

相關(guān)知識

相關(guān)知識即順序功能圖知識的學(xué)習(xí)，這時學(xué)生運(yùn)用順序控制設(shè)計法實(shí)現(xiàn)運(yùn)料小車自動往返控制的理論基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)的內(nèi)容包括順序功能圖的組成、結(jié)構(gòu)類型、順序功能圖與梯形圖的對應(yīng)關(guān)系、根據(jù)順序功能圖畫梯形圖的方法等。

在項目準(zhǔn)備階段，教學(xué)活動的主體是教師，教師對任務(wù)目標(biāo)、任務(wù)描述及相關(guān)知識進(jìn)行講授，以確保知識系統(tǒng)的完整性。在這一階段，筆者充分利用學(xué)校提供的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)場地和多媒體教室，對學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)和多媒體動畫演示，增加了授課的直觀性，使得PLC控制任務(wù)趣味化，有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

（2）項目實(shí)施

首先學(xué)生按4人一組，詳細(xì)分析小車運(yùn)料自動往返的控制要求，根據(jù)控制要求確定PLC控制系統(tǒng)的I/O分配表、輸入輸出所需的電器元件、電氣控制系統(tǒng)的主電路，PLC控制系統(tǒng)的外部接線圖，繪制運(yùn)料小車自動控制順序功能圖，對PLC控制程序進(jìn)行初步設(shè)計，上述任務(wù)由學(xué)生分組完成，教師主要負(fù)責(zé)任務(wù)的布置，并為學(xué)生提供疑難解答。

然后學(xué)生對任務(wù)的結(jié)果進(jìn)行現(xiàn)場匯報，由教師對其結(jié)果檢查評價。在這一階段的教學(xué)活動中，教師和學(xué)生共同參與，以討論的方式進(jìn)行，著重對比使用項目二的編程方案和順序控制編程方案。項目二中的編程方法基于電氣控制原理，在運(yùn)料小車控制系統(tǒng)同樣可以完成控制任務(wù)，但需要學(xué)生有較強(qiáng)的邏輯思維和熟練的電氣控制原理圖設(shè)計，使用此方法設(shè)計梯形圖時，雖然程序較長，但邏輯關(guān)系清晰，程序也易于按模式編寫，大大增加了學(xué)生的編程興趣。在任務(wù)實(shí)施過程中，教師應(yīng)鼓勵和肯定學(xué)生的每一種方案和程序設(shè)計，即使不完整或有明顯的錯誤。本階段師生互動的主要目的在于確定方案、完善程序。

最后程序輸入與調(diào)試。學(xué)生分組上機(jī)操作，教師檢查每組操作結(jié)果并給出意見和建議，在基本任務(wù)完成后，學(xué)生進(jìn)入下一環(huán)節(jié)的活動，設(shè)計運(yùn)料小車多功能的控制系統(tǒng)例如增加手動控制、單步控制、單周期控制等環(huán)節(jié)。上機(jī)操作完成后，學(xué)生在課外完成任務(wù)報告。

在任務(wù)實(shí)施階段，教師參與討論，及時了解學(xué)生對項目認(rèn)識的程度，并輔導(dǎo)學(xué)生在設(shè)計的過程中掌握設(shè)計一個順序控制系統(tǒng)的基本步驟、編程的思路及需要注意的問題，如何調(diào)試程序等。

三、項目評價

項目評價是項目教學(xué)中的一個重要環(huán)節(jié)，項目評價分為自我評價（30%）、各組評價（40%）和教師評價（30%）三部分，通過現(xiàn)場演示及報告會的形式進(jìn)行，教師對每組進(jìn)行點(diǎn)評，最后由各組長進(jìn)行總結(jié)發(fā)言。有效的項目評價可以使得學(xué)生在評價過程中相互學(xué)習(xí)，同時鍛煉學(xué)生語言表達(dá)、總結(jié)歸納、協(xié)調(diào)合作能力，教師可以清楚地了解學(xué)生對相關(guān)知識點(diǎn)的掌握情況，及時把握項目設(shè)計方向和進(jìn)度。

四、結(jié)束語

PLC課程的項目教學(xué)以項目為單位，以典型的任務(wù)為載體，貫徹項目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動的思想。按教學(xué)活動順序的每一個環(huán)節(jié)讓學(xué)生學(xué)到相關(guān)的理論知識和專業(yè)技能，有效地將理論知識和實(shí)踐技能相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、做”一體教學(xué)活動。通過項目教學(xué)，學(xué)生能較好地掌握PLC應(yīng)用技術(shù)，達(dá)到了預(yù)期的學(xué)習(xí)效果，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。

本文受內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學(xué)?？茖W(xué)研究項目基金（項目編號：NJZC13349）資助

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