基于數(shù)控專業(yè)的《PLC》項(xiàng)目式教學(xué)研究與實(shí)踐

曾軍華　溫林

摘 要：依據(jù)對(duì)企業(yè)的調(diào)研，分析數(shù)控專業(yè)《PLC》課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，提出項(xiàng)目教學(xué)法的課程教學(xué)改革思路，并進(jìn)行了項(xiàng)目教學(xué)法的課程教學(xué)改革實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：PLC；實(shí)踐；項(xiàng)目教學(xué)；教學(xué)改革

前言：《PLC》課程是高職學(xué)院數(shù)控專業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用型課程，教學(xué)目的是使學(xué)生熟悉電氣控制系統(tǒng)的基本控制電路，具有電氣控制系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的基本能力；掌握PLC內(nèi)部資源、PLC編程指令及程序設(shè)計(jì)等基本知識(shí)；掌握利用PLC進(jìn)行一般控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、改造、安裝、調(diào)試及維護(hù)的技能，最終能勝任企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備維修和保養(yǎng)崗位的實(shí)際要求。

我院組成力量，對(duì)企業(yè)和PLC教學(xué)情況優(yōu)秀的院校進(jìn)行考察、調(diào)研，尋找并開(kāi)發(fā)典型工作任務(wù)，廣泛收集資料，確定項(xiàng)目教學(xué)方案，擬定行動(dòng)計(jì)劃，并做好實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)配套工作，實(shí)施并控制行動(dòng)計(jì)劃，進(jìn)行教學(xué)試驗(yàn)，在教學(xué)中不斷地收集學(xué)生反饋，認(rèn)真研究；并與企業(yè)相關(guān)技術(shù)人員討論教學(xué)實(shí)施情況，聽(tīng)取他們的建議。目前，我院通過(guò)對(duì)學(xué)生反饋以及對(duì)企業(yè)相關(guān)技術(shù)人員建議的總結(jié)，調(diào)整教學(xué)方案，使研究的PLC教學(xué)采用項(xiàng)目式教學(xué)，縮小知識(shí)涉及領(lǐng)域，有針對(duì)性地傳授適合企業(yè)數(shù)控工作的深層次PLC實(shí)用技能，為企業(yè)培養(yǎng)出綜合職業(yè)素質(zhì)高的學(xué)生。

一、項(xiàng)目教學(xué)法的改革思路

項(xiàng)目教學(xué)法具有的特點(diǎn)是：把整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程分解為一個(gè)個(gè)具體的工程或事件，設(shè)計(jì)出一個(gè)個(gè)項(xiàng)目教學(xué)方案。按行動(dòng)回路設(shè)計(jì)教學(xué)思路。不僅傳授給學(xué)生理論知識(shí)和操作技能，更重要的是培養(yǎng)他們的職業(yè)能力，這里的能力已不僅是知識(shí)能力或者是專業(yè)能力，而是涵蓋了如何解決問(wèn)題的能力：方法能力、接納新知識(shí)的學(xué)習(xí)能力以及與人協(xié)作和進(jìn)行項(xiàng)目動(dòng)作的社會(huì)能力等幾個(gè)方面[1]。

（一）以學(xué)生為主體，充分發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用。首先，需要在第一堂課中向?qū)W生說(shuō)明PLC課程的特點(diǎn)和注意點(diǎn)，讓學(xué)生明白大量的知識(shí)需要通過(guò)自己的探究和小組研討來(lái)獲得，課前需要仔細(xì)閱讀教師指定的案例及相關(guān)材料，并進(jìn)行認(rèn)真分析和思考；在課堂上，要積極開(kāi)動(dòng)腦子，就不同的見(jiàn)解展開(kāi)討論，充分表述自己的思考和步驟，從而發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)新精神。在教學(xué)過(guò)程中，教師需要由過(guò)去的“講授者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸笇?dǎo)者”，只用小部分時(shí)間結(jié)合實(shí)例來(lái)講授重點(diǎn)理論和核心知識(shí)點(diǎn)，大部分時(shí)間則負(fù)責(zé)整個(gè)教學(xué)的組織和引導(dǎo)工作，讓學(xué)生有更充裕的時(shí)間開(kāi)展自主討論、操作與探究等活動(dòng)，對(duì)解決項(xiàng)目和案例中存在的問(wèn)題提供必要的幫助.通過(guò)這些項(xiàng)目和案例，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)解決問(wèn)題過(guò)程的復(fù)雜性（背后隱含的各種因素）及可能存在的多種可能性，從而激發(fā)學(xué)生的探索精神和學(xué)習(xí)興趣，形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，為學(xué)好課程奠定良好的基礎(chǔ)。

（二）以實(shí)際為標(biāo)準(zhǔn)，選取項(xiàng)目和案例。將PLC教學(xué)分兩個(gè)階段。一是系統(tǒng)學(xué)習(xí)一種型號(hào)的PLC；二是在學(xué)生具備一定基礎(chǔ)后進(jìn)行綜合訓(xùn)練。為此我們把第一階段PLC教學(xué)內(nèi)容分為PLC的基礎(chǔ)、西門(mén)子S7-200 PLC的組成和編程基礎(chǔ)、S7-200

PLC基本邏輯指令及應(yīng)用、S7-200 PLC基本功能指令及應(yīng)用、S7-200 PLC模擬量控制、PLC復(fù)雜控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用六個(gè)模塊。前兩個(gè)模塊以專題形式教學(xué)，后四個(gè)模塊的教學(xué)任務(wù)項(xiàng)目化，以項(xiàng)目為教學(xué)主線，通過(guò)設(shè)計(jì)不同的項(xiàng)目，巧妙地將知識(shí)點(diǎn)和技能訓(xùn)練融于各個(gè)項(xiàng)目之中，各個(gè)項(xiàng)目按照知識(shí)點(diǎn)與技能要求循序漸進(jìn)編排。在具體選定項(xiàng)目時(shí)，要把握三點(diǎn)：一是每個(gè)項(xiàng)目以某個(gè)重點(diǎn)指令的應(yīng)用為主線，應(yīng)用程序由簡(jiǎn)單到復(fù)雜；二是項(xiàng)目選取盡量來(lái)源于生活、直觀形象能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。三是項(xiàng)目的制定和本校學(xué)生的現(xiàn)狀及實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件緊密聯(lián)系，以便更好地實(shí)施開(kāi)展“教學(xué)做”一體化教學(xué)。PLC復(fù)雜控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用作為最后一個(gè)模塊，該模塊中選定的項(xiàng)目則要體現(xiàn)綜合應(yīng)用能力。第二階段PLC教學(xué)項(xiàng)目應(yīng)以工程綜合項(xiàng)目為主，每個(gè)項(xiàng)目由校企共同研發(fā)確定，以此訓(xùn)練學(xué)生職業(yè)崗位能力。這樣在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中將各個(gè)知識(shí)點(diǎn)和項(xiàng)目的每個(gè)模塊緊密地融合在一起，使學(xué)生在完成項(xiàng)目的同時(shí)掌握所學(xué)的各個(gè)知識(shí)點(diǎn).使用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法教學(xué)，就可使“老師講，學(xué)生聽(tīng)”的課堂，變成“大家共同參與”解決問(wèn)題的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生在參與過(guò)程中加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，同時(shí)這種知識(shí)點(diǎn)的安排符合人們的認(rèn)識(shí)規(guī)律，便于學(xué)生學(xué)習(xí)掌握。

（三）以交流為中心，著力打造良好教學(xué)氛圍。我院從目前已在使用的“討論式學(xué)習(xí)法”、“案例教學(xué)法”、“自主學(xué)習(xí)法”、“項(xiàng)目教學(xué)法”和“問(wèn)題導(dǎo)向法”等教學(xué)方法中，結(jié)合學(xué)校生源情況與PLC課程的特點(diǎn)，選用了其中的“項(xiàng)目教學(xué)法”、“案例教學(xué)法”和“討論式學(xué)習(xí)法”，采用開(kāi)發(fā)“十字路口交通燈的PLC控制”的實(shí)際項(xiàng)目，按章節(jié)內(nèi)容的需要，分別使用不同的教學(xué)方法，如此師生可從傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)法中解脫出來(lái)，形成“以項(xiàng)目或案例為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”的教學(xué)模式，通過(guò)案例或項(xiàng)目的層層分解、合理組合、相互討論和實(shí)踐，使學(xué)生摸得著、看得見(jiàn)，不再是原有的空穴來(lái)風(fēng)，從而大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與邏輯分析能力，提升了學(xué)生學(xué)好該課程的信心，使學(xué)生的實(shí)際編程與操作能力也得到了大大加強(qiáng)。

我院研究的 PLC 教學(xué)采用項(xiàng)目式教學(xué)，不再把教師掌握的現(xiàn)成知識(shí)技能傳遞給學(xué)生作為追求的目標(biāo)，或者說(shuō)不是簡(jiǎn)單的讓學(xué)生按照教師的安排和講授得到一個(gè)結(jié)果，而是在教師的指導(dǎo)下，親自處理一個(gè)項(xiàng)目的全過(guò)程，解決在處理項(xiàng)目任務(wù)中遇到的困難，最終得到想要的結(jié)果，學(xué)習(xí)的重點(diǎn)在學(xué)習(xí)過(guò)程而不是學(xué)習(xí)結(jié)果，他們?cè)谶@個(gè)過(guò)程中鍛煉各種能力。教師已不是教學(xué)中的主導(dǎo)地位，而是成為學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的引導(dǎo)者、指導(dǎo)者和監(jiān)督者。這提高了學(xué)生的興趣，調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)的積極性。

基于數(shù)控的 《PLC》 項(xiàng)目式教學(xué)不同于一般的項(xiàng)目式教學(xué)， 它具有以下核心特點(diǎn)： 改變粗放式、寬口徑的教學(xué)理念，縮小所學(xué)知識(shí)涉及領(lǐng)域，根據(jù)企業(yè)數(shù)控相關(guān)崗位需求，有針對(duì)性地傳授適合企業(yè)數(shù)控相關(guān)工作崗位的深層次PLC實(shí)用技能，實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)和就業(yè)的趨零對(duì)接，力求為企業(yè)培養(yǎng)出綜合職業(yè)素質(zhì)高的學(xué)生。

二、項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)踐

教學(xué)過(guò)程是學(xué)與教的過(guò)程，是由教師和學(xué)生共同參與相互配合的過(guò)程。教學(xué)目的能否實(shí)現(xiàn)，關(guān)鍵是教師應(yīng)根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，因材施教，能夠靈活地選擇最佳的教學(xué)手段和材料，注意要循序漸進(jìn)，不斷激發(fā)學(xué)生這個(gè)學(xué)生主體的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，進(jìn)而提高學(xué)生的知識(shí)水平和應(yīng)用能力，為今后的就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)[2]。這就要求教師在教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)時(shí)刻注意觀察學(xué)生的接受掌握情況，并根據(jù)學(xué)生的情況在每堂課要結(jié)合知識(shí)點(diǎn)準(zhǔn)備好一個(gè)完整的開(kāi)發(fā)案例（如十字路口交通燈的PLC控制），既有一定趣味性，又有貼近學(xué)生生活的小案例。給學(xué)生演示這些案例，通過(guò)演示案例的趣味性和新穎性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。在每堂課靈活采用不同的教學(xué)策略，通過(guò)對(duì)案例的剖析，說(shuō)明解決問(wèn)題的方法和關(guān)鍵技術(shù)，并將項(xiàng)目分解為若干個(gè)任務(wù)，在任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下，逐步完成案例的制作與設(shè)計(jì)，最后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納總結(jié)。通過(guò)實(shí)例剖析，學(xué)生能較快地理解PLC及其操作過(guò)程，實(shí)例的吸引能起到良好的示范效果，從而充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，達(dá)到較好的教學(xué)效果。下面以十字路口交通燈的PLC控制為例來(lái)說(shuō)明項(xiàng)目教學(xué)法的教學(xué)過(guò)程。

（一）項(xiàng)目導(dǎo)入。項(xiàng)目導(dǎo)入是整個(gè)教學(xué)過(guò)程的開(kāi)始，教師介紹項(xiàng)目的應(yīng)用環(huán)境，注意事項(xiàng)、并將項(xiàng)目的要求講授給學(xué)生，讓學(xué)生帶著問(wèn)題有的放矢聽(tīng)課，項(xiàng)目如何實(shí)現(xiàn)由此引發(fā)疑問(wèn)。創(chuàng)設(shè)情景，布置任務(wù)。老師首先提出問(wèn)題：并用多媒體課件中典型的圖片演示，假設(shè)道路上沒(méi)有紅綠燈，世界會(huì)變成什么樣子？突出紅綠燈的重要性。接著提出問(wèn)題：生活中的紅綠燈是怎樣的控制過(guò)程？任務(wù)驅(qū)動(dòng)：情景1紅綠燈控制過(guò)程-情景2單向紅綠燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-情景3雙向紅綠燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-情景4復(fù)雜紅綠燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

（二）項(xiàng)目相關(guān)知識(shí)點(diǎn)析。紅綠燈控制過(guò)程分析，明確完成任務(wù)所需的知識(shí)，由老師講授定時(shí)器指令的工作原理和使用方法。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)室對(duì)三種不同類型的定時(shí)器工作原理做一個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對(duì)定時(shí)指令用法熟練掌握。

（三）項(xiàng)目的實(shí)施。此環(huán)節(jié)是學(xué)生學(xué)和做的過(guò)程。學(xué)生分析控制要求，繪制I/O分配表，根據(jù)題意繪制時(shí)序圖，編制梯形圖，準(zhǔn)備材料，完成安裝接線。在此過(guò)程中，學(xué)生以小組形式互相討論，擬定設(shè)計(jì)方案，老師巡回指導(dǎo)檢查。

（四）檢查評(píng)價(jià)。在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)學(xué)生做好程序編制、安裝接線后，在實(shí)訓(xùn)室模擬調(diào)試，老師檢查調(diào)試結(jié)果，對(duì)于調(diào)試有問(wèn)題的組指導(dǎo)學(xué)生修改程序，直到調(diào)試正確為止。最后要求學(xué)生上交項(xiàng)目實(shí)施的全部資料。包括I/O地址分配表、梯形圖、PLC外部接線圖。結(jié)束后，老師對(duì)最終的學(xué)生成果展示，一方面引導(dǎo)歸納PLC程序設(shè)計(jì)的一般工作流程和該項(xiàng)目設(shè)計(jì)的知識(shí)點(diǎn)；另一方面展示學(xué)生優(yōu)秀設(shè)計(jì)方案及程序。教師根據(jù)小組完成項(xiàng)目的情況給出基本分；根據(jù)小組成員在組中的表現(xiàn)由各成員進(jìn)行互評(píng)得到貢獻(xiàn)分；項(xiàng)目小組學(xué)生自我評(píng)價(jià)，得出學(xué)生的自評(píng)分。根據(jù)這三個(gè)分按一定的比例（基本分×0.5+貢獻(xiàn)分×0.3+自評(píng)分×0.2）來(lái)綜合評(píng)定每一名學(xué)生的學(xué)習(xí)考核成績(jī)。這種采取教師評(píng)價(jià)和學(xué)生評(píng)價(jià)相結(jié)合的方法充分考慮了學(xué)生實(shí)際的動(dòng)手能力，有效地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新意識(shí)。通過(guò)這種考核，可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思、總結(jié)和改進(jìn)自己的合作學(xué)習(xí)方式，從而完成邏輯關(guān)系較復(fù)雜的一些任務(wù)，大大提升學(xué)生的交流學(xué)習(xí)能力，完成個(gè)人不可能完成的任務(wù)。

三、結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，在《PLC》課程教學(xué)中合理地采用“項(xiàng)目教學(xué)法”，配合合適的案例，可以有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生積極參與到實(shí)踐活動(dòng)中，提高了學(xué)生應(yīng)用PLC編程的能力。鍛煉和提高了學(xué)生的思維能力、培養(yǎng)了學(xué)生的社會(huì)能力。要深入推行一體化教學(xué)模式，師資力量的一體化和教學(xué)場(chǎng)地的一體化是關(guān)鍵。對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)，還需要和企業(yè)緊密合作，開(kāi)發(fā)綜合項(xiàng)目。我們將《PLC》“項(xiàng)目教學(xué)法”教學(xué)模式進(jìn)一步升華，為社會(huì)培養(yǎng)高技能型人才。

參考文獻(xiàn)：

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