淺談中等職業(yè)學(xué)校PLC實(shí)訓(xùn)教學(xué)

劉　垚

(天津市第一商業(yè)學(xué)校，天津　300180)

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淺談中等職業(yè)學(xué)校PLC實(shí)訓(xùn)教學(xué)

劉垚

(天津市第一商業(yè)學(xué)校，天津300180)

自動控制技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。為了順應(yīng)國家生產(chǎn)力的發(fā)展，在中職學(xué)校已經(jīng)把自動控制作為機(jī)電學(xué)生所必須掌握的基礎(chǔ)課程。不僅講授基礎(chǔ)理論知識，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的動手能力以及分析解決問題的能力，因此PLC的實(shí)訓(xùn)教學(xué)就顯得尤為重要。

中等職業(yè)學(xué)校；PLC；實(shí)訓(xùn)教學(xué)

隨著全球經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，現(xiàn)代企業(yè)的自動化生產(chǎn)已經(jīng)走向了智能化，加工手段也已進(jìn)入了全面智能化。傳統(tǒng)的繼電器控制生產(chǎn)設(shè)備，由于其體積龐大、可靠性較差、耗電量多等缺點(diǎn),已經(jīng)無法滿足多樣的產(chǎn)品需求。而PLC控制技術(shù)則采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)相連接的方法達(dá)到控制的目的，以其體積小、可靠性高、耗電量低等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代企業(yè)自動化生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。但由于現(xiàn)代企業(yè)的工人對PLC專業(yè)基礎(chǔ)知識理解較淺，或具備了相應(yīng)的基礎(chǔ)知識卻缺乏相應(yīng)的技能對機(jī)器設(shè)備進(jìn)行維修與檢測，導(dǎo)致產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中無法正常出產(chǎn)，從而導(dǎo)致企業(yè)的損失。因此，對于掌握PLC控制技術(shù)的機(jī)電專業(yè)學(xué)生，已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)所必需的人才，同時(shí)也為其在就業(yè)競爭中的提供了更多的選擇平臺。

一、理清PLC與傳統(tǒng)繼電接觸器的關(guān)系是開展PLC實(shí)訓(xùn)教學(xué)的基礎(chǔ)

初級維修電工和中級維修電工都是中職學(xué)校機(jī)電專業(yè)的傳統(tǒng)課程，在學(xué)習(xí)過程中學(xué)生掌握繼電器、接觸器、控制按鈕等元器件的外形及工作原理，同時(shí)學(xué)習(xí)用這些元器件組成的相關(guān)控制電路，在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)了學(xué)生對電路的分析和解決能力。但在諸如機(jī)床控制等復(fù)雜的邏輯控制課程中，教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)效果均不理想，教學(xué)深度受學(xué)生素質(zhì)和實(shí)習(xí)條件的限制而無法深入，使得以PLC為核心、繼電接觸器為外圍執(zhí)行電路的控制系統(tǒng)逐漸體現(xiàn)出優(yōu)越性。

在PLC教學(xué)過程中，教師選用帶有PLC模塊的一體化教學(xué)設(shè)備，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行本門課程的學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)。首先進(jìn)行PLC發(fā)展史等基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)指令時(shí)要結(jié)合學(xué)過的繼電-接觸器控制電路進(jìn)行對比學(xué)習(xí)，從而幫助學(xué)生理解抽象的指令符號。隨后利用一個簡單的程序?yàn)閷?shí)例，帶領(lǐng)學(xué)生理清編程的思路，并進(jìn)行程序的調(diào)試和運(yùn)行，這是實(shí)訓(xùn)教學(xué)中非常重要的一個過程，也是理論教學(xué)無法替代的。在此過程中可以培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的能力，以及動手技能。

實(shí)訓(xùn)教學(xué)的課堂應(yīng)以學(xué)生為主、教師為輔。教師在應(yīng)先由簡到難，由淺入深地講解PLC的基礎(chǔ)指令，并在每個指令講解完成后，以生活中的小案例帶領(lǐng)學(xué)生分析項(xiàng)目需求，進(jìn)行I/O分配，畫出外部接線框圖，最終編寫出符合題目要求的梯形圖。這樣不僅幫助學(xué)生理解了編寫程序的過程，同時(shí)也學(xué)會了對相應(yīng)指令的運(yùn)用。教師在還可以在課后作業(yè)時(shí)提出與所舉實(shí)例相類似的題目，這樣既培養(yǎng)了學(xué)生舉一反三的能力，同時(shí)也讓學(xué)生鞏固了課上所學(xué)知識，開發(fā)了學(xué)生的思路。

PLC的核心其實(shí)就是一塊CPU芯片，但近年隨著PLC技術(shù)的普及推廣，PLC控制系統(tǒng)已經(jīng)不能單純地只用一塊小小的芯片來執(zhí)行程序，而是需要與繼電器控制電路相結(jié)合，完成復(fù)雜的控制要求。PLC繼承了傳統(tǒng)的繼電接觸器控制技術(shù)，其采用的梯形圖編程語言,與繼電接觸器的電器元件有著一一對應(yīng)的關(guān)系。它可以通過編寫、修改程序來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制，不僅實(shí)現(xiàn)了電路的功能，又一改傳統(tǒng)繼電接觸器更換電路功能復(fù)雜的缺點(diǎn)，在工廠企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中得到了普遍應(yīng)用。因此，傳統(tǒng)繼電器控制電路的學(xué)習(xí)，成為掌握PLC課程知識的基礎(chǔ)。

二、推進(jìn)PLC實(shí)訓(xùn)教學(xué)的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)有效的實(shí)訓(xùn)步驟

教學(xué)方法是講好一節(jié)課的關(guān)鍵所在，如果教學(xué)內(nèi)容很豐富，而教學(xué)設(shè)計(jì)不好的話，就很難實(shí)現(xiàn)預(yù)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)，從而無法達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。實(shí)訓(xùn)教學(xué)就更要注意教學(xué)方法，否則就不能很好地組織教學(xué)，導(dǎo)致課堂的混亂，更嚴(yán)重還可能出現(xiàn)人身傷害。PLC實(shí)訓(xùn)教學(xué)開始時(shí)老師可以講解與實(shí)訓(xùn)相關(guān)的繼電-接觸器電路，并帶領(lǐng)學(xué)生共同將電路轉(zhuǎn)變?yōu)榕c之對應(yīng)的PLC梯形圖電路，在此過程中培養(yǎng)了學(xué)生編寫PLC梯形圖的方法，讓學(xué)生知道梯形圖不是空想出來的，而是需要電氣控制電路作為支撐，這樣就避免了學(xué)生在編寫程序時(shí)無從下手的局面。隨后老師可以根據(jù)學(xué)生掌握情況，加大難度，讓學(xué)生鞏固編程的思路和方法。當(dāng)學(xué)生基本掌握編程方法后，老師可以提出控制要求，讓學(xué)生直接編寫梯形圖，考查學(xué)生掌握的情況。具體實(shí)訓(xùn)步驟如下：

(一)提出控制要求

在實(shí)訓(xùn)過程中，教師根據(jù)學(xué)生對理論知識的掌握情況，結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)例，對學(xué)生提出控制要求。通過觀看視頻，引入教學(xué)情境，讓學(xué)生身臨其境，充分感受到PLC控制的重要性，與此同時(shí)加深學(xué)生對控制要求的理解，為學(xué)生后面設(shè)計(jì)思路及實(shí)施項(xiàng)目奠定了基礎(chǔ)。

(二)進(jìn)行分組討論

將學(xué)生分成小組，對老師提出的控制要求進(jìn)行討論，并根據(jù)要求設(shè)計(jì)出方案。在討論過程中，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)自己掌握的知識已無法滿足控制要求，這就激發(fā)了學(xué)生對新知識的探求。教師可以以文字、圖片及表格的形式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)生可以利用手中的教科書、網(wǎng)絡(luò)及一些輔助教材完成表格的填寫，從而實(shí)現(xiàn)對新知識的學(xué)習(xí)過程。在此過程中，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力，運(yùn)用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)及多媒體等先進(jìn)手段是學(xué)生完成自學(xué)過程的關(guān)鍵。

在此期間老師解答學(xué)生遇到的問題，同時(shí)了解學(xué)生的實(shí)際情況及每個小組的學(xué)習(xí)進(jìn)度。當(dāng)各小組完成新知識的學(xué)習(xí)后，便可開始討論各自的設(shè)計(jì)方案，編寫出符合控制要求的I/O分配表，并根據(jù)I/O分配表設(shè)計(jì)出電氣原理圖，老師進(jìn)行檢查，對不符合要求的設(shè)計(jì)進(jìn)行指導(dǎo)，并提出改進(jìn)思路，學(xué)生自己進(jìn)行修改，培養(yǎng)了學(xué)生開拓創(chuàng)新的能力。

(三)制定實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目計(jì)劃

各小組根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案，由組長對小組成員進(jìn)行分工，在組長的帶領(lǐng)下對實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目制定計(jì)劃，根據(jù)項(xiàng)目要求及I/O分配表畫出實(shí)訓(xùn)時(shí)需連接的外部電路圖-外部接線框圖。該過程考察了學(xué)生對學(xué)過知識的掌握情況，以及根據(jù)已學(xué)的外部接線框圖進(jìn)行改造，從而完成實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，培養(yǎng)了學(xué)生活學(xué)活用及舉一反三的能力，同時(shí)也體現(xiàn)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

(四)具體實(shí)施實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

根據(jù)各組設(shè)計(jì)的方案和計(jì)劃，進(jìn)行具體的任務(wù)實(shí)施：首先，編寫符合項(xiàng)目要求的程序-梯形圖；其次，連接PLC模塊與控制設(shè)備之間的導(dǎo)線；最后，將程序下載到PLC模塊中，運(yùn)行程序，并觀察現(xiàn)象。與此同時(shí)跟控制要求進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)其中的錯誤之處，并進(jìn)行調(diào)試，最終完成控制要求。在此過程中老師不斷巡視，解答學(xué)生在操作中遇到的問題，幫助學(xué)生更好地完成實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。在實(shí)施過程中，充分地鍛煉了學(xué)生的動手能力及分析解決問題的邏輯思維能力。

(五)評價(jià)與反思

在學(xué)生完成項(xiàng)目后，各組組長對本組的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行講解，并對該組的設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行展示，其他組的同學(xué)對本組的完成情況進(jìn)行打分，并評選出優(yōu)秀小組。最后老師進(jìn)行綜合評價(jià)，對優(yōu)秀小組進(jìn)行表揚(yáng)，對稍落后的小組進(jìn)行鼓勵，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。在此階段，不僅培養(yǎng)了學(xué)生分析問題的能力，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生誠信的職業(yè)素質(zhì)。

三、PLC實(shí)訓(xùn)教學(xué)的效果落實(shí)了與技能大賽和就業(yè)的兩個結(jié)合

中職學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生就是以實(shí)際工程應(yīng)用為背景、以項(xiàng)目問題為目的而培養(yǎng)的技術(shù)型人才。因此，中職學(xué)校實(shí)訓(xùn)課程必須要以增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動手能力為目標(biāo)，以能夠獨(dú)立解決實(shí)際問題為培養(yǎng)的最終目的。

在日常教學(xué)工作中，一方面要理實(shí)一體，既要讓學(xué)生學(xué)習(xí)好相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識，又要以實(shí)訓(xùn)設(shè)備為平臺鍛煉學(xué)生的動手能力?；A(chǔ)理論知識是深入學(xué)習(xí)PLC課程的關(guān)鍵，也是熟練運(yùn)用PLC解決實(shí)際問題的根本。因此在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論時(shí)，教師應(yīng)由淺入深，由易到難進(jìn)行引導(dǎo)，讓學(xué)生扎實(shí)掌握其中的重點(diǎn)。僅有理論的支撐是無法滿足對PLC的學(xué)習(xí)，這就需要學(xué)生充分運(yùn)用實(shí)訓(xùn)設(shè)備對所學(xué)理論進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證。這樣不僅能加深學(xué)生對所學(xué)知識的印象，更重要的是理論聯(lián)系實(shí)際，同時(shí)充分鍛煉了學(xué)生的動手能力。另一方面在PLC實(shí)訓(xùn)教學(xué)中還要與天津市和國家機(jī)電一體化技能大賽項(xiàng)目相結(jié)合，在實(shí)訓(xùn)課堂上引入技能大賽的題目，作為學(xué)生綜合實(shí)訓(xùn)的項(xiàng)目。通過技能大賽項(xiàng)目，學(xué)生能夠更加清楚地了解到PLC在當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)過程中最前沿的應(yīng)用，同時(shí)也能發(fā)現(xiàn)自身專業(yè)知識的匱乏，因?yàn)榧寄艽筚惖念}目不僅僅是運(yùn)用到PLC這一門課程的知識內(nèi)容，更重要的是整個機(jī)電專業(yè)課程的匯總及靈活運(yùn)用，這樣就能更好地激發(fā)學(xué)生的自學(xué)能力及對本專業(yè)課程的學(xué)習(xí)興趣。通過大賽題目的引入既可以為技能大賽培養(yǎng)人才，也能讓學(xué)生在校期間通過實(shí)訓(xùn)接觸實(shí)際項(xiàng)目，大大激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造熱情和創(chuàng)造興趣，真正實(shí)現(xiàn)PLC工程應(yīng)用類人才的普及，也有利于大多數(shù)學(xué)生技能的提高，同時(shí)為技能大賽選拔優(yōu)秀選手做好充足準(zhǔn)備。

實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中要本著工學(xué)結(jié)合的原則，與企業(yè)相結(jié)合。中職學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生的最終目的是為社會輸送技能型人才，滿足企業(yè)的用工需求。這就需要我們在日常教學(xué)過程中不能大門緊閉，而是應(yīng)該走出校園。在完成了PLC基礎(chǔ)理論知識學(xué)習(xí)和簡單實(shí)訓(xùn)后，教師帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)企業(yè)，讓學(xué)生在PLC應(yīng)用崗位上進(jìn)行學(xué)習(xí)和實(shí)習(xí)。通過實(shí)習(xí)，學(xué)生能夠更加深刻明白學(xué)習(xí)PLC的重要性以及對知識的靈活運(yùn)用。在此過程中，學(xué)生還可以與企業(yè)中有著多年操作經(jīng)驗(yàn)的工程師進(jìn)行交流，從而豐富自己在實(shí)際操作中的經(jīng)驗(yàn)，大大彌補(bǔ)了自身的不足之處，這也是我們在校學(xué)習(xí)過程中所無法實(shí)現(xiàn)的。其次，通過工學(xué)結(jié)合，學(xué)生還可以更早地接觸社會，適應(yīng)企業(yè)對員工的行為規(guī)范，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)，避免日后就業(yè)難以適應(yīng)企業(yè)要求，從心理上讓學(xué)生樹立堅(jiān)定信念，為日后就業(yè)奠定基礎(chǔ)。

為了適應(yīng)社會各工種的分配情況，以及產(chǎn)業(yè)技術(shù)變革和自身發(fā)展。各企業(yè)對人才需求也多種多樣，學(xué)校與企業(yè)合作的模式體系，其直接目的是提高人才培養(yǎng)效率和技術(shù)能力，從而將中職學(xué)校的實(shí)訓(xùn)教學(xué)滲透到企業(yè)實(shí)習(xí)和操作過程中，這一過程也反映了實(shí)訓(xùn)教學(xué)的趨向性和針對性。因此基于企業(yè)的教學(xué)實(shí)訓(xùn)模式是最為合理的實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式。

總而言之，中職學(xué)校要培養(yǎng)符合國家現(xiàn)代化發(fā)展的專業(yè)技術(shù)人才，而PLC課程作為中職學(xué)校機(jī)電類專業(yè)一門必修的專業(yè)課，其目的就是培養(yǎng)集維護(hù)、安裝、設(shè)計(jì)等相結(jié)合的技能性人才。采用實(shí)訓(xùn)教學(xué)的方法，讓學(xué)生不僅在課堂上學(xué)習(xí)到了相關(guān)的理論知識，更重要的是對理論知識的應(yīng)用，同時(shí)了解PLC設(shè)計(jì)的思路和步驟。在實(shí)踐中充分理解基礎(chǔ)知識，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，而且培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐動手能力。PLC實(shí)訓(xùn)課程要從傳統(tǒng)的教師演示講解操作，學(xué)生機(jī)械地模仿這種傳統(tǒng)教學(xué)思路和教學(xué)方式，轉(zhuǎn)變?yōu)樽寣W(xué)生成為實(shí)訓(xùn)的主體和主動者，教師只扮演其中的組織者、參與者和引導(dǎo)者。這樣，學(xué)生的動手能力、思考能力、創(chuàng)新能力和職業(yè)素質(zhì)才能明顯地的得到提高，從而培養(yǎng)了PLC專業(yè)實(shí)踐型人才。與大賽相結(jié)合的教學(xué)理念，不僅能讓學(xué)生更加深入地學(xué)習(xí)理論知識，更重要的是激發(fā)學(xué)生對專業(yè)課程的學(xué)習(xí)興趣，為大賽儲備人才力量。與企業(yè)相結(jié)合的教學(xué)模式，大大提高了學(xué)生的實(shí)訓(xùn)技能，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)，為今后就業(yè)奠定了夯實(shí)基礎(chǔ)，同時(shí)為社會輸送合格的技能型人才。

[1]賈志.中職學(xué)校PLC實(shí)訓(xùn)教學(xué)側(cè)重點(diǎn)分析[J].職業(yè),2010,(05).

[2]王冬.中等職業(yè)學(xué)校PLC技能實(shí)訓(xùn)教學(xué)探討[J].中學(xué)時(shí)代,2013,(24).

[3]魏剛?cè)A.中等職業(yè)學(xué)校電子專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革的研究[D].四川師范大學(xué),2012.

Discussion on PLC Practical Training Teaching in Secondary Vocational Colleges

LIU Yao

(TianjinNo.1BusinessSchool,Tianjin300180)

automation control technology has been widely used in industrial fields. In order to adapt to the development of national productivity, the secondary vocational schools have taken the automation control as the basic course for the electromechanical student to master. Not only to teach the basic theoretical knowledge, more importance is attached to develop the students’ practical ability and analytical problem-solving skills, therefore, the practical training teaching of PLC is particularly important.

secondary vocational schools; PLC; practical training teaching

2016-05-15

劉垚(1986-)，女，天津人，天津市第一商業(yè)學(xué)校助理講師，主要從事中等職業(yè)學(xué)校機(jī)電相關(guān)專業(yè)的教學(xué)與研究工作。

G718.2

A

1673-582X(2016)09-0121-04