PLC教學(xué)探討

解德鑫

[摘要]微機(jī)技術(shù)與微電子技術(shù)的迅速發(fā)展極大地推動(dòng)了PLC在世界范圍內(nèi)的發(fā)展，使其在生產(chǎn)中的地位越來越重要。適應(yīng)這一發(fā)展形勢(shì)，可編程序控制器技術(shù)已成為各類職業(yè)技術(shù)學(xué)校電子與電氣專業(yè)的一門必修課，且在職業(yè)技能鑒定中也逐漸成為指定的考核內(nèi)容。為了滿足這一要求，生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具有極高的可靠性和靈活性?？删幊绦蚩刂破鳎ê?jiǎn)稱PLC）正是順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的。電氣、機(jī)電一體化的學(xué)員必須掌握PLC的基礎(chǔ)知識(shí)和應(yīng)用技能。文章針對(duì)教師如何在教學(xué)中做好引導(dǎo)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)PLC的興趣、調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與、發(fā)揮學(xué)生的主體作用展開論述，以提高學(xué)生PLC應(yīng)用能力，適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)崗位要求。

[關(guān)鍵詞]PLC；直觀教學(xué)；輔助教學(xué)；項(xiàng)目教學(xué)

[DOI]1013939/jcnkizgsc201533186

1身臨其境引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情

上好第一堂課是引導(dǎo)學(xué)生成功學(xué)好PLC課程的前提和基礎(chǔ)。剛開始上PLC課程時(shí)，學(xué)生對(duì)本課程并不了解，在現(xiàn)代化科技飛速發(fā)展的信息時(shí)代，教師應(yīng)多獲取與本專業(yè)相關(guān)的資料，提高自身素質(zhì)，給學(xué)生以信心，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如講授PLC課程時(shí)，首先列舉PLC在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)及日常生活中廣泛應(yīng)用的例子，例如：汽車生產(chǎn)流水線，學(xué)校的機(jī)械加工中心、數(shù)控機(jī)床、機(jī)械手的控制、電梯控制、鋼鐵集團(tuán)（如包鋼）的高爐上料，貨物的存取、運(yùn)輸、檢測(cè)，大型造紙廠中PLC的應(yīng)用，甚至是機(jī)器人的控制等都有PLC的功勞，還有繁華城市的霓虹燈、交通燈，舒適小區(qū)里的人工噴泉等，這些與大家日常生活息息相關(guān)的例子，使學(xué)生對(duì)這門課程有一個(gè)初步的了解，覺得它就在我們身邊，同時(shí)教師還可以聯(lián)系就業(yè)市場(chǎng)的需求（有較多單位提出“懂得PLC者優(yōu)先”），從而激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望。

2讓學(xué)生自己動(dòng)手制作圖片

在現(xiàn)代化科技飛速發(fā)展的信息時(shí)代，教師的教學(xué)媒體不僅是黑板、教材，還可以從各方面獲取更多的資料信息，如校園網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)。同時(shí)不僅是老師傳授給學(xué)生，學(xué)生可以通過老師給出的任務(wù)書，從各方面獲取資料，充分發(fā)揮學(xué)生的想象。這樣不僅培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力，而且在完成任務(wù)書的同時(shí)，不自覺地學(xué)會(huì)了解決問題的方法，在這過程中還增強(qiáng)了學(xué)生之間信息交流。例如：在了解PLC的用途之后，讓每個(gè)組的學(xué)生自己動(dòng)手畫有關(guān)與PLC應(yīng)用有關(guān)的圖片，有條件的可以用相機(jī)拍或者從網(wǎng)上下載與PLC應(yīng)用有關(guān)的圖片，連成一幅作品，完成后展覽在班級(jí)教室內(nèi)，供學(xué)生參觀他們所做的成果。例如，在我所代課的班級(jí)中，學(xué)生做成的圖片五彩繽紛，有美麗的噴泉、霓虹燈、交通燈、電子屏幕車展，轟隆隆的煉鋼爐、數(shù)控車床、自控軋鋼機(jī)、自動(dòng)運(yùn)料車等，學(xué)生的一幅幅作品，有的還加上“PLC就在這里”“瞧，PLC多厲害”“沒有PLC，工人就更辛苦”的說明等。這樣不但激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，還在享受成就感的同時(shí)培養(yǎng)自信心、拓展了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

3改革教材，分組教學(xué)

PLC教學(xué)教材按照原理、指令、應(yīng)用、操作等分成幾個(gè)獨(dú)立的章節(jié)。如果按照教材的順序進(jìn)行教學(xué)，則要等基本指令、基本應(yīng)用學(xué)習(xí)完畢后，再進(jìn)行基本操作的學(xué)習(xí)，這樣在此期間學(xué)生所學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)得不到鞏固應(yīng)用，容易混淆且效率不高。

教師教學(xué)時(shí)，則要考慮有利于學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)態(tài)過程而開展。為此，筆者在教學(xué)中打亂了固定的教學(xué)模式，采用課題教學(xué)的方式，重組教學(xué)章節(jié)。

筆者多方面收集了若干PLC應(yīng)用實(shí)例，整合成五個(gè)教學(xué)章節(jié)：PLC基本原理、順序控制、時(shí)序與計(jì)數(shù)控制、位置控制和特殊功能綜合應(yīng)用。每個(gè)課題以一個(gè)應(yīng)用為主，介紹應(yīng)用實(shí)例的生產(chǎn)應(yīng)用、用PLC實(shí)現(xiàn)的控制線路、應(yīng)用的基本指令和編程調(diào)試。各章節(jié)以難易結(jié)合的方式，依次展開電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)雙重連鎖控制，多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的順序控制、電動(dòng)機(jī)的Y-Δ控制、信號(hào)燈的閃爍控制、多個(gè)信號(hào)燈用特殊指令實(shí)現(xiàn)的亮滅控制等。這樣，每個(gè)課題以教學(xué)單元為核心科學(xué)連貫，能有效地服務(wù)于教學(xué)。

4因材施教，直觀教學(xué)

PLC課程是理論性和實(shí)踐性緊密聯(lián)系的課程。單純依靠教師在黑板上畫圖講解程序或分析控制動(dòng)作過程，學(xué)生常常感到枯燥無味，難于理解，而且由于受板書的限制，所講內(nèi)容不夠直觀。

直觀教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生的興趣，同時(shí)還培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力，增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，開闊學(xué)生的想象力，有利于知識(shí)的理解。例如，在講解PLC的結(jié)構(gòu)時(shí)，教師帶學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室觀看PLC實(shí)驗(yàn)板，了解PLC的外部結(jié)構(gòu)及外部設(shè)備等，這樣與老師在黑板上詳細(xì)地講解這些理論知識(shí)比較起來，學(xué)生更傾向于前者。在講解機(jī)械手操作控制步驟時(shí)，學(xué)生對(duì)機(jī)械手的操作步驟在空間、時(shí)序上都缺乏思維的邏輯性，很難把一個(gè)復(fù)雜的控制系統(tǒng)分解為若干個(gè)獨(dú)立的控制過程。通過多媒體，教師可以把機(jī)械手控制步驟以動(dòng)畫的形式形象地展示給學(xué)生。這樣的教學(xué)環(huán)境更能激發(fā)學(xué)生的思維，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的印象。

在整個(gè)課堂教學(xué)過程中，教師和學(xué)生處于一種互動(dòng)的狀態(tài)，更易引起學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生的認(rèn)知過程更為生動(dòng)和深刻，增強(qiáng)課堂教學(xué)的感染力，提高教學(xué)水平。

5采用直觀教學(xué)，組織學(xué)生到企業(yè)實(shí)習(xí)

直觀教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生的興趣，同時(shí)還培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力，增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，擴(kuò)大學(xué)生的思維空間，開闊學(xué)生的想象力，有利于對(duì)知識(shí)的理解。例如：在講解PLC的結(jié)構(gòu)時(shí)，教師帶學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室觀看PLC示教板，了解PLC的外部結(jié)構(gòu)及外部設(shè)備等，這樣對(duì)PLC的外部結(jié)構(gòu)就有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)，與老師在黑板上詳細(xì)地講解這些理論知識(shí)比較起來，學(xué)生愿意選擇前者，教學(xué)效果前者會(huì)好得多，對(duì)理性知識(shí)，學(xué)生在感性直觀教學(xué)中易于理解、掌握。但對(duì)于PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，則利用掛圖講解，這樣學(xué)生對(duì)PLC就有一個(gè)較清晰的印象。有條件的情況下可以組織學(xué)生到企業(yè)實(shí)習(xí)，在工人師傅XCPLC設(shè)備及強(qiáng)大功用的講解下，了解PLC在實(shí)際工作崗位的重要作用，提高學(xué)習(xí)的興趣與動(dòng)力。

6根據(jù)項(xiàng)目教學(xué)上好實(shí)驗(yàn)課

項(xiàng)目教學(xué)法對(duì)職業(yè)技術(shù)學(xué)校的學(xué)生很有針對(duì)性，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)、提高學(xué)生動(dòng)手能力有重要意義。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生樂于接受的學(xué)習(xí)方式，滿足學(xué)生們的好奇心，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的興趣。實(shí)驗(yàn)課不但是對(duì)理論課的補(bǔ)充，也是強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果的重要手段，可以加深對(duì)理論知識(shí)的理解，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中體會(huì)到PLC教學(xué)內(nèi)容豐富、應(yīng)用廣泛，體會(huì)到PLC是能解決實(shí)際問題的實(shí)用學(xué)科，而不是枯燥無味的說教。因此根據(jù)項(xiàng)目教學(xué)的特點(diǎn)上好實(shí)驗(yàn)課是十分必要的。

實(shí)驗(yàn)主要要求學(xué)生通過動(dòng)手、觀察、直觀感受，掌握現(xiàn)象和結(jié)論，進(jìn)一步加深理解所學(xué)理論知識(shí)，同時(shí)PLC實(shí)驗(yàn)可以調(diào)試自己編制的程序，進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用理論知識(shí)的能力及處理和解決問題的能力。

7綜合實(shí)訓(xùn)，一體化教學(xué)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生樂于接受的學(xué)習(xí)方式，滿足學(xué)生的好奇心，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。實(shí)驗(yàn)主要要求學(xué)生通過動(dòng)手、觀察、掌握現(xiàn)象和結(jié)論，進(jìn)一步加深理解所學(xué)理論知識(shí)，同時(shí)可以調(diào)試自己編制的程序，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

例如，在學(xué)習(xí)PLC控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)時(shí)，師生共同分析雙重連鎖電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的電氣原理圖，通過經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，把它變成由PLC實(shí)現(xiàn)控制的梯形圖。接著由學(xué)生自己動(dòng)手把I/O接線圖接好，再運(yùn)行編制的程序。當(dāng)電動(dòng)機(jī)按照預(yù)定的要求運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生很濃厚的成功意識(shí)：原來PLC控制也不是想象的那么困難，難以克服。

在此基礎(chǔ)上，可以引導(dǎo)學(xué)生編制工作臺(tái)往返控制“工作臺(tái)由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)先正轉(zhuǎn)運(yùn)行，到行程限位開關(guān)時(shí)再反轉(zhuǎn)，如此循環(huán)”的程序，這時(shí)通過更改正反轉(zhuǎn)就輕而易舉地實(shí)現(xiàn)了控制要求。通過以上實(shí)驗(yàn)，學(xué)生既動(dòng)手編制、調(diào)試自己的程序，又對(duì)行程限位控制加深了理解。