項目教學法在PLC教學中的應(yīng)用

賴永鎮(zhèn)

摘要：在PLC教學中運用項目教學法，充分體現(xiàn)了以學生為主體的教學理念，有利于激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生自主探究、分析問題、團結(jié)協(xié)作解決問題的能力，以及將理論知識運用于實踐的能力。

關(guān)鍵詞：項目教學法；PLC教學

中圖分類號：G712文獻標識碼：A文章編號：1005-1422（2016）06-0062-02

一、前言

可編程序控制器（英文全稱Programmable Logic Controller）簡稱PLC，是現(xiàn)代工業(yè)控制及生產(chǎn)過程中的主要部件，是實現(xiàn)工廠自動化（FA Factory Automation）流水線的支柱之一。它是自動控制技術(shù)與計算機及電氣控制三者有機結(jié)合的產(chǎn)品，即工業(yè)專用計算機。它既有計算機控制系統(tǒng)的可編程特點（控制功能由軟件實現(xiàn)），又具有繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)良的抗電噪能力（適應(yīng)工業(yè)控制的各種惡劣的工作環(huán)境）?？删幊绦蚩刂破鬟€具有很強的聯(lián)網(wǎng)能力和很高的可靠性，不僅可以單機使用，而且可以與計算機結(jié)合組成集散式控制系統(tǒng)。

傳統(tǒng)的PLC教學采用教師講解為主、學生聽課為輔的教學方法，學生被動地接受課堂知識，不利于提高動手能力，限制了學生的創(chuàng)造性思維，不利于提高學習主動性。教學過程是課堂教學和實驗教學相結(jié)合，而且課堂教學占用大量課時，實驗僅占三分之一課時。為了提高學生分析問題和解決問題的能力，PLC教學應(yīng)采用項目教學法并在一體化教室里進行。

二、項目教學法在PLC教學中的具體實施過程

1.項目教學法概述

項目教學法是通過實施一個完整的項目而進行的教學活動，其目的是在課堂教學中把理論教學與實踐教學有機地結(jié)合起來，充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，提高學生解決實際問題的綜合能力。項目教學主要由內(nèi)容、活動、情境和結(jié)果四大要素構(gòu)成。項目教學與傳統(tǒng)教學相比較有自己的顯著特征，具體表現(xiàn)為：教學內(nèi)容以工作任務(wù)為依托；教學活動以學生為主體；學習成果以多樣化為特征。在項目教學中，每個學生會給出不同的解決任務(wù)的方案與策略，因此，學習成果不是唯一的，而是多樣化的。項目教學法具有實踐性、明確性、自主性、發(fā)展性、綜合性、開放性等特點。項目教學的流程如圖1所示。

項目設(shè)計與確立項目教學法成敗的關(guān)鍵是能否設(shè)計一項合適的教學任務(wù)。因此，在選擇和設(shè)計項目時要充分考慮以下幾個方面的問題：①項目活動能否很好地應(yīng)用學生已有的知識。②項目活動能否引導并幫助學生完成新知識的自主學習。③所選擇的項目內(nèi)容在現(xiàn)階段教學中能否較好地起到承上啟下的作用，充分體現(xiàn)綜合性和應(yīng)用性。④項目活動能否讓學生感興趣并激發(fā)學習新知識的興趣。⑤所選的項目活動在進行過程中能否有效地促進學生之間的溝通與合作。⑥能否讓學生將所學的知識與現(xiàn)實生活聯(lián)系起來。

2.項目教學法的應(yīng)用

筆者現(xiàn)以PLC教學為例，談?wù)勴椖拷虒W法的應(yīng)用。

在進行“PLC項目教學”時，考慮到學生對噴泉非常熟悉，筆者將“單頭噴泉的PLC控制”列為噴泉系列第1個教學任務(wù)。具體的控制要求如圖2所示：

要求學生寫出 I/O分配表、畫出I/O接線圖、編制出控制程序并作注釋，上機完成模擬操作。

制定實施計劃、確定教學項目之后，針對學生情況進行分組。一個組以三名學生為宜，將基礎(chǔ)好、動手能力強的學生與基礎(chǔ)相對較差的學生組合在一起。這樣，既能保證項目活動按時完成，又有利于學生互相交流，有助于專業(yè)較差的學生快速提高。分組后，學生以小組為單位制定項目活動的實施計劃，包括任務(wù)分配以及各項內(nèi)容需要的時間等。在此次項目教學過程中，進行小組人員分工是一個比較好的做法。以往形式上的分組，教師布置的項目活動其實只是使小組中學習較好的學生得到鍛煉，基礎(chǔ)較差的學生得不到鍛煉。而分工后每個學生都有壓力，基礎(chǔ)較差的學生即使被分配了一些不太難的任務(wù)，他們也要自主學習、動腦思考。

學生在此階段進行自主學習，需要小組完成“寫出I/O分配表、設(shè)計I/O接線圖和編制程序”等幾項內(nèi)容。學生按分工各自進行相應(yīng)內(nèi)容的學習和準備。在此過程中，教師要注意觀察，鼓勵每個學生都積極動腦思考和發(fā)言，可以討論，但不能抄襲。此時，小組中基礎(chǔ)較差的學生在完成任務(wù)上有一定的困難，筆者就鼓勵他們多請教同組中學習好的學生，同學間相互幫助共同完成項目活動。這樣，對基礎(chǔ)較差的學生來說，是一個很好的樹立學習信心的過程，對學習好的學生也是一種促進。

項目實施階段，要求各小組將編寫好的程序由小組每個成員各輸入一遍，調(diào)試正確后進行接線。然后，小組間互相檢查，確認無誤后進行加電測試。在巡視、檢查過程中，筆者發(fā)現(xiàn)學生輸入地址分配基本統(tǒng)一，輸出地址分配出錯比較多。于是及時加以引導，幫助學生理清思路，并在調(diào)整程序過程中與學生討論定時器的使用等，指導他們應(yīng)用所學知識，發(fā)揮主觀能動性，正確地編程。之后，筆者又要求學生按照設(shè)計要求驗證設(shè)計是否正確，并指導他們在實驗板上接線。接線完畢每組進行檢查。在這個過程中，筆者發(fā)現(xiàn)有的學生對工作臺不熟悉，不知道如何連接輸入輸出。于是筆者讓學生結(jié)合理論解決接線問題，加深對理論知識的理解。接線問題基本解決后，讓各小組進行通電試驗，有的小組一次性成功，有的小組沒有按要求實現(xiàn)程序控制，電路沒有反應(yīng)。此時，要求沒有成功的小組分析問題出現(xiàn)的原因，小組內(nèi)進行討論，檢查連線，修改程序。通過努力，他們基本上獨立完成了本次項目活動。看著實驗板上的噴泉信號燈按照控制要求有序地閃亮著，學生們高興地笑了。

評估、總結(jié)在項目實施過程中具有重要的作用。學生根據(jù)實際問題設(shè)計出程序，有的用基本指令，有的用步進指令等。設(shè)計方法有梯形圖經(jīng)驗設(shè)計法、順序控制設(shè)計法以及順序功能圖等。筆者適時加以提示，讓學生展開討論、互相幫助來修改自己的設(shè)計。最后評價時，筆者充分肯定了學生的成績，并簡要介紹了PLC編程的設(shè)計思路、正確的設(shè)計方法、連接電路時應(yīng)注意的事項及PLC的廣泛應(yīng)用等知識，讓學生經(jīng)過自主學習后獲得對知識的系統(tǒng)性認識。

“單頭噴泉PLC控制”項目實施完成之后，筆者又設(shè)計了“雙頭噴泉控制PLC”，此后，又設(shè)計了“三頭噴泉PLC控制”。如圖3和圖4所示。

噴泉系列PLC控制項目的特點是，單頭噴泉比較簡單，雙頭噴泉比單頭噴泉復雜一點，三頭噴泉比雙頭噴泉又更進一步接近實際。通過這些項目的教學，學生分析問題和解決問題的能力得到提升。

三、運用項目教學法的反思

誠然，應(yīng)用項目教學法進行專業(yè)課教學的效果十分明顯，但在實施過程中也遇到了不少的問題：①要求教師不僅要有較高的理論知識水平，還有較強的實踐動手能力。②職校學生素質(zhì)不一，學習能力差，給自主學習、完成項目任務(wù)帶來一定的困難。因此，在實施項目教學前，需要在前面幾節(jié)課提前進行準備或鋪墊，在項目教學實施時，也應(yīng)予以課時的保證，必要時延長授課時間，以保證項目活動的完成，否則將使學生對項目教學失去興趣，更難以達到有效提高學生實踐能力的目的。③項目教學的核心是通過實踐最終完成一項任務(wù)，因此對實驗實訓設(shè)備提出了較高的要求。學校不但應(yīng)在硬件建設(shè)方面予以重視，還應(yīng)在硬件維護保養(yǎng)方面加強管理，努力為師生創(chuàng)造一個良好的實踐環(huán)境。

參考文獻：

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[3] 張華龍.圖解PLC與電氣控制入門[M].北京：人民郵電出版社，2008.

責任編輯陳春陽