《PLC控制技術(shù)》項目教學(xué)法在大專院校的應(yīng)用

李明赫

（長春汽車工業(yè)高等專科學(xué)校，吉林 長春 130000）

1 引言

高職教育所要培養(yǎng)的是針對企業(yè)第一生產(chǎn)線的專業(yè)型技術(shù)人才。對于大專院校來說，首要目的就是提高學(xué)生的理論知識的同時，要更加側(cè)重于加強學(xué)生的實踐能力。 《PLC 技術(shù)應(yīng)用》是一門對學(xué)生實踐能力要求較高的專業(yè)課程， 若通過傳統(tǒng)的教學(xué)方法來講授即先理論后實踐的方法，顯然并不合適。因此我們迫切需求一種理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)方法， 各大院校目前都在積極探索將“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)模式，將其融入實際教學(xué)中。項目教學(xué)法的引入大大改善了此問題，并取得了良好的效果[1]。

2 項目教學(xué)法的引入

以西門子S7_300 為例， 本課程是自動化專業(yè)的核心課程之一。 通過本課程學(xué)習(xí)，學(xué)生必須掌握S7_300PLC 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并以其作為核心控制單元， 基于PLC 對各種電機(jī)的運動及其控制，構(gòu)建工業(yè)常用典型控制系統(tǒng)。 熟練地運用STEP-7 編程軟件對異步電機(jī)的順序邏輯控制，對簡易智能控制，對變頻器驅(qū)動的異步電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)進(jìn)行編程、綜合、調(diào)試，實現(xiàn)系統(tǒng)功能，達(dá)到掌握運用STEP-7 軟件的編程技術(shù)以及電機(jī)控制技術(shù)的基本知識及技能。

本課程的教學(xué)內(nèi)容源于企業(yè)崗位典型工作任務(wù)，教學(xué)目標(biāo)源于企業(yè)崗位知識技能要求， 課程按照項目進(jìn)行， 項目由淺入深，循序漸進(jìn)。 教學(xué)內(nèi)容分為8 個具有實際功能的項目模塊，每一個項目都有項目功能、項目目標(biāo)、項目內(nèi)容、知識準(zhǔn)備及項目的實施和考核。通過本課程學(xué)生可掌握S7_300PLC 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并以其作為核心控制單元， 實現(xiàn)PLC 對各種電機(jī)的運動及其控制，構(gòu)建工業(yè)常用典型控制系統(tǒng)。 熟練地運用STEP-7 編程軟件對異步電機(jī)的順序邏輯控制、對步進(jìn)機(jī)控制、對變頻器驅(qū)動的異步電機(jī)調(diào)速控制進(jìn)行編程、綜合、調(diào)試，實現(xiàn)系統(tǒng)功能，達(dá)到掌握運用STEP-7 軟件的編程技術(shù)以及電機(jī)控制技術(shù)的基本知識及技能。 熟練掌握運用STEP-7 軟件的編程技術(shù)以及電機(jī)控制技術(shù)的基本知識及技能。 使學(xué)生具有PLC 程序設(shè)計能力并以PLC作為主控單元，以電機(jī)作為驅(qū)動單元構(gòu)建自動位置控制系統(tǒng)、交流調(diào)速系統(tǒng)、順序控制系統(tǒng)的能力。

PLC 及電機(jī)控制實訓(xùn)室由計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)同步教學(xué)系統(tǒng)、視頻， 音頻和投影儀等多媒體教學(xué)系統(tǒng)以及8 套PLC 控制電機(jī)技術(shù)實訓(xùn)系統(tǒng)實訓(xùn)系統(tǒng)等組成。 PLC 控制電機(jī)技術(shù)實訓(xùn)系統(tǒng)是由S7-300PLC 作為主控單元構(gòu)成的汽車自動生產(chǎn)線實訓(xùn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)真實模擬了汽車生產(chǎn)線的部分情景， 系統(tǒng)由幾個不同功能的工作站組成。整個系統(tǒng)有機(jī)融合了三相異步機(jī)控制技術(shù)、三相異步電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)、步進(jìn)電機(jī)位置控制技術(shù)、伺服電機(jī)位置控制技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、氣動技術(shù)、傳感檢測技術(shù)等技術(shù)，體現(xiàn)了現(xiàn)代制造業(yè)生產(chǎn)過程的特征。 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由20 臺計算機(jī)及服務(wù)器構(gòu)成的局域網(wǎng)同步教學(xué)系統(tǒng)，多媒體教學(xué)系統(tǒng)由投影儀、音頻等現(xiàn)代教學(xué)設(shè)備組成。 它為大信息量的現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)培訓(xùn)提供了保證。 配以PLC 控制電機(jī)技術(shù)實訓(xùn)系統(tǒng)為學(xué)習(xí)PLC 編程技術(shù)及各種電機(jī)控制技術(shù)提供了一個良好的教學(xué)平臺。

3 項目教學(xué)法的實施

首先，教學(xué)地點要選取多媒體實訓(xùn)室。 即有標(biāo)準(zhǔn)多媒體教室功能同時也要有與實訓(xùn)項目相匹配的實訓(xùn)設(shè)備。 在為學(xué)生分組之后，要保證每個小組至少有一臺設(shè)備可以操作。

整個教學(xué)構(gòu)成分為六步：（1）項目功能確定， 制定實施計劃；（2）硬件接線；（3）軟件編程；（4）綜合調(diào)試；（5）項目總結(jié)報告及PPT 匯報撰寫；（6）項目綜合測評。

項目的選?。簽榱烁玫膶嵤╉椖拷虒W(xué)法，我們需要把以前的交過任務(wù)進(jìn)行重新整合， 把理論教學(xué)內(nèi)容根據(jù)具體的項目進(jìn)行分類，從而將知識點和技能訓(xùn)練融入到了每個項目中[2]。

下面以“彩燈循環(huán)控制系統(tǒng)”項目為例來說明具體教學(xué)過程。

（1）項目內(nèi)容

1）各組依據(jù)項目功能及各組員的實際情況進(jìn)行項目分工，確定工作步驟， 提交項目實施計劃；2）寫出輸入輸出點地址分配，畫出PLC 系統(tǒng)外部；3）分析彩燈循環(huán)控制系統(tǒng)控制要求，寫出程序清單并下載調(diào)試；4）項目驗收并書寫項目報告。

（2）工作任務(wù)

利用S7－300 移位指令構(gòu)建彩燈循環(huán)控制系統(tǒng)。

基本要求：1）通過按鈕SB1 使得6 個彩燈按照HL1、HL2、HL6 的順序亮滅，移到最高位HL6 后，再回到HL1，重復(fù)循環(huán)下去，按下停止按鈕SB2 后，彩燈熄滅，停止工作。彩燈移動的時間間隔為1 秒鐘。 2）按下按鈕SB3，使得6 個燈泡按照HL1、HL2、HL6 的順序亮滅，移到最高位HL6 后，再按HL6、HL5、HL1 的順序亮滅，如此循環(huán)。 彩燈移動時間間隔為2 秒鐘。 按下停止按鈕SB4 后，彩燈熄滅，停止工作。

（3）課時分配：12 學(xué)時

序號 任務(wù) 課時 備注1 功能確定，制定實施計劃 1 由組長負(fù)責(zé)，硬件接線 1 硬件系統(tǒng)制作和軟件編程由不同組員承擔(dān)同時進(jìn)行3軟件編程 4 4綜合調(diào)試 2 功能調(diào)試2 5 項目總結(jié)報告及PPT 匯報撰寫 2報告撰寫由不同組員承擔(dān)和硬件系統(tǒng)制作及軟件編程同時進(jìn)行。 從項目實施就可搜集材料，開始撰寫，和PPT 匯報一起完成6項目綜合測評 2 知識、技能和學(xué)習(xí)態(tài)度

（4）學(xué)習(xí)目標(biāo)

知識目標(biāo)：掌握S7-300 移位指令、數(shù)據(jù)裝載和傳送指令、比較指令。

技能目標(biāo)：利用S7-300 移位指令構(gòu)建彩燈循環(huán)控制系統(tǒng)。

能力目標(biāo)：具有彩燈循環(huán)控制系統(tǒng)構(gòu)建、編程及調(diào)試技能。

4 結(jié)語

4.1 教學(xué)組織

本課程采用項目教學(xué)法。 課程教學(xué)內(nèi)容分為8 個具有實際功能的項目模塊。 模塊由淺入深，循序漸進(jìn)。 由老師給出各項目模塊的功能任務(wù)，提出完成項目的基本知識、技能要求和要提交的項目資料；學(xué)生5～6 個人為一學(xué)習(xí)小組，選擇一個項目，由組長組織大家根據(jù)功能給出設(shè)計方案； 經(jīng)老師確認(rèn)后制定出項目實施計劃、對組員進(jìn)行項目分工，組織實施共同完成項目，在此期間老師及時幫助解決各小組在項目制作過程中出現(xiàn)的各類問題；最后由老師組織學(xué)生對各組項目進(jìn)行功能演示、答辯，進(jìn)行測評，完成知識技能的再歸納。

4.2 教學(xué)方法

在教學(xué)方式上，我們主要以體現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力，尤其是方法能力與社會人性化能力的 “項目教學(xué)法” 來完成課程教學(xué)，教學(xué)過程充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，主動性。他們是主體，老師給與輔導(dǎo)。 這樣不僅培養(yǎng)了學(xué)生的知識技能，而且培養(yǎng)了他們的團(tuán)隊合作能力、交流溝通的社會能力。 學(xué)生們在實際項目完成的過程中達(dá)到本課程的教學(xué)目的。

4.3 實踐教學(xué)

本課程教學(xué)已經(jīng)實現(xiàn)課堂與實踐一體化教學(xué)模式。 學(xué)生在實踐過程中學(xué)習(xí)知識，訓(xùn)練技能，掌握技術(shù)，在“做中學(xué)，學(xué)中練，練中用，用中強”，最終達(dá)到課程教學(xué)目標(biāo)。

通過實踐證明，項目教學(xué)法激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強了理論聯(lián)系實際， 從而提高了學(xué)生對PLC 硬件結(jié)構(gòu)了解以對及軟件編程的能力。 同時，項目的實施過程也讓學(xué)生體會到了團(tuán)隊協(xié)作的樂趣和實現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)的快樂。

[1]張艷萍.當(dāng)前高校班級建設(shè)存在的問題與思考[J].思想理論教育導(dǎo)刊，2011（5）.

[2]柯和平.多媒體技術(shù)的新突破[J].電化教育，1997（12）.

[3]吳言.項目教育法[J].機(jī)械職業(yè)教育，2003（7）.

[4]傅小芳.德國的勞技課及其“項目引導(dǎo)教學(xué)法”[J]，蘇州教育學(xué)院學(xué)報，2001（3）.