項(xiàng)目驅(qū)動法，基于工作過程為導(dǎo)向的PLC教學(xué)

潘鋒

[摘 要] 可編程序控制器（PLC）是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的專業(yè)課，從高等職業(yè)院校的培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，結(jié)合其課程的特點(diǎn)和特色，介紹了深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院采用項(xiàng)目驅(qū)動法，基于工作過程，引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)踐過程。項(xiàng)目驅(qū)動法對職業(yè)技術(shù)學(xué)院和學(xué)校的學(xué)生很有針對性，對提高學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)、提高學(xué)生動手能力有重要意義。

[關(guān) 鍵 詞] 項(xiàng)目驅(qū)動法；PLC；實(shí)訓(xùn)；能力培養(yǎng)

[中圖分類號] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）18-0222-02

項(xiàng)目驅(qū)動法是構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下的一種教學(xué)方法，就是以團(tuán)隊(duì)合作的形式，采取小組討論、團(tuán)結(jié)協(xié)作的學(xué)習(xí)方式，實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動，學(xué)生在這一過程中掌握教學(xué)計(jì)劃涵蓋的全部教學(xué)內(nèi)容。

教師先將知識點(diǎn)設(shè)置于項(xiàng)目中，并且演示項(xiàng)目和講解每個(gè)項(xiàng)目的控制任務(wù)和最后達(dá)到的效果，然后將項(xiàng)目展開，逐一講授完成該項(xiàng)目所需要的理論知識，只對項(xiàng)目需要的理論知識講透、講深，其他內(nèi)容少講或不講，最后由團(tuán)隊(duì)動手操作，完成該項(xiàng)目，通過項(xiàng)目驅(qū)動，學(xué)生不僅容易接受所需掌握的理論知識，而且培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)際動手能力。

一、項(xiàng)目驅(qū)動法實(shí)施前的準(zhǔn)備

（一）認(rèn)清高職教育培養(yǎng)的目標(biāo)

高職教育培養(yǎng)的目標(biāo)是面向生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線的技術(shù)應(yīng)用型人才。為此，必須突出實(shí)踐教學(xué)的地位，按照高職高專的“理論夠用，重在實(shí)踐“的教育特色，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)訓(xùn)課時(shí)，對理論課時(shí)進(jìn)行必要的刪減，因?yàn)閷?shí)訓(xùn)教學(xué)作為實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中的重要組成部分，在增強(qiáng)學(xué)生對理論問題的理解、培養(yǎng)科學(xué)求知思想、提高實(shí)訓(xùn)操作技能方面具有十分重要的作用。

（二）上好第一堂課

俗話說“萬事開頭難”，對一門課程來說，第一堂課也顯得尤為重要，因?yàn)樗P(guān)系到學(xué)生對該門課程的興趣，如果學(xué)生在第一堂課就對這門課有抵觸情緒，認(rèn)為學(xué)好學(xué)壞沒有太大差別，那么要想讓學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)這門課就難了，更不用說學(xué)好了。那么如何上好第一堂課呢？這就對教師提出了非常嚴(yán)峻的考驗(yàn)，要求教師不僅要有廣博的知識，而且必須認(rèn)真?zhèn)浜玫谝惶谜n，想方設(shè)法讓學(xué)生對這門課感興趣，下面是我們學(xué)院的一些做法。

首先，要讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)這門課的目的、意義。高職院校的生源質(zhì)量本身就比較差，很多學(xué)生學(xué)習(xí)目的不明確，更不用說學(xué)這門課的目的，如果我們還是按照傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法授課，學(xué)生就會產(chǎn)生厭倦情緒。因此，在第一堂課的時(shí)候老師就要明確告訴學(xué)生學(xué)習(xí)這門課的目的，讓學(xué)生明確學(xué)完這門課后能做什么。其次，是列舉生活中最廣泛應(yīng)用的例子，使他們體會到PLC的實(shí)用性，認(rèn)識到其是能解決實(shí)際問題的實(shí)用學(xué)科。比如，日常在電視里看到的自動化流水線、機(jī)械手、每天乘坐的電梯、交通燈、現(xiàn)代化小區(qū)里的自動噴泉，甚至是機(jī)器人的控制等，都有PLC的功勞，通過列舉這些與大家日常生活息息相關(guān)的例子，學(xué)生對這門課程有了一個(gè)初步的了解，感覺到PLC就在身邊，從而激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。再次，如果有條件的話放上一段現(xiàn)代化企業(yè)利用PLC控制生產(chǎn)線的錄像片，感染力會更強(qiáng)，效果會更好。2004年，我院從德國FESTO公司購買了一套柔性制造加工系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)就是由PLC控制，由若干個(gè)工作站組成，每一個(gè)工作站都是一個(gè)獨(dú)立的PLC控制系統(tǒng)，可以獨(dú)立編程，我們將整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況制作成錄像片，第一次上PLC課時(shí)，讓學(xué)生先觀看錄像片，讓學(xué)生有種身臨其境的感覺，學(xué)生在觀看錄像片的時(shí)候，就好像自己就處在現(xiàn)代化的工廠和企業(yè)里面，紛紛贊嘆PLC的功能強(qiáng)大；當(dāng)然最好的方式還是帶學(xué)生親自進(jìn)入現(xiàn)代化的生產(chǎn)車間，讓學(xué)生親自感受PLC的控制魅力。俗話說“百聞不如一見”，比如我們學(xué)院2015級自動化專業(yè)，上這門課之前，就去了深圳有名的生產(chǎn)彩色顯像管的日資公司——賽格日立公司，整個(gè)公司從一樓到四樓的自動化生產(chǎn)線全是由PLC控制的，縱橫交錯(cuò)的流水線有條不紊的工作，讓學(xué)生看得眼花繚亂，但是PLC將其一切盡在控制中?！皩?shí)在是太神奇了“，學(xué)生紛紛贊嘆。教師這時(shí)候要適當(dāng)鼓勵(lì)學(xué)生：“其實(shí)這樣的系統(tǒng)看上去很龐大，很復(fù)雜，實(shí)際上用PLC控制起來并不難，PLC的控制奧妙就在這里，只要你們認(rèn)真學(xué)習(xí)，等學(xué)完這門課之后，你們也能設(shè)計(jì)這樣的系統(tǒng)?！边@時(shí)候你還用擔(dān)心學(xué)生對這門課沒有興趣嗎？

二、項(xiàng)目驅(qū)動法的實(shí)施

（一）項(xiàng)目的確定

首先根據(jù)課程的特點(diǎn)和學(xué)生對知識結(jié)構(gòu)和操作技能的要求，來設(shè)定相應(yīng)的學(xué)習(xí)模塊項(xiàng)目，以掌握基本知識和基本技能為原則來設(shè)計(jì)項(xiàng)目內(nèi)容。比如，在設(shè)計(jì)三菱FX系列可編程序控制這門課時(shí)，我們知道FX系列的PLC不僅有基本邏輯指令，還有步進(jìn)指令和上百條功能指令，如果單獨(dú)講解這些指令應(yīng)用和編程方法，學(xué)生會感覺抽象、枯燥，難以理解，往往出現(xiàn)“言者津津，聽者昏昏”的教學(xué)局面，教學(xué)效果可想而知。但是如果教師將它們?nèi)诤系矫總€(gè)工作項(xiàng)目里，通過項(xiàng)目驅(qū)動來教學(xué)，在饒有興味的實(shí)訓(xùn)操作中，學(xué)生就自然而然地掌握了這些指令的應(yīng)用。在設(shè)定項(xiàng)目的時(shí)候也是按照由易到難，先基礎(chǔ)、后綜合的順序。我們設(shè)定的基礎(chǔ)項(xiàng)目分別為電動機(jī)啟保停控制、電動機(jī)正反轉(zhuǎn)、搶答器、霓虹燈的隔燈閃爍、兩臺電動機(jī)輪流啟動、三臺輸送線的順序啟動順序停止、噴泉電路、交通燈共八個(gè)項(xiàng)目，這八個(gè)項(xiàng)目是必做項(xiàng)目，每一個(gè)學(xué)生都必須完成；綜合項(xiàng)目為機(jī)械手控制、三層電梯的控制，要求部分學(xué)生必須完成，對特別有興趣，且學(xué)有余力的學(xué)生，我們鼓勵(lì)他們完成四層電梯的控制、自動售貨機(jī)和與變頻器綜合的項(xiàng)目——自動洗衣機(jī)的控制，發(fā)揮他們的才華和動手能力。從我們設(shè)計(jì)的項(xiàng)目不難看出，都是些與我們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)的看得見、摸得著的例子，因此，學(xué)生的積極性都很高。

（二）項(xiàng)目的實(shí)施

1.根據(jù)實(shí)訓(xùn)室目前有訓(xùn)練設(shè)備20套，學(xué)生36人，將兩個(gè)學(xué)生分為一組，剩余兩套設(shè)備留作備用，按照成績優(yōu)秀的和成績一般的搭配組合，這樣學(xué)生之間可以互相幫助，互相合作、互相促進(jìn)。

2.針對具體內(nèi)容，安排對應(yīng)的項(xiàng)目。比如在講到PLC控制與電氣控制的關(guān)系時(shí)，教師不是按照傳統(tǒng)的書本上的內(nèi)容逐條和大家解釋、比較其優(yōu)缺點(diǎn)，這樣的解釋不僅枯燥無味，而且學(xué)生也不能理解和接受。于是采用項(xiàng)目驅(qū)動法，引入項(xiàng)目——電動機(jī)的啟保停控制，教師先將繼電器控制和PLC控制電動機(jī)的啟、保、停電路搭建出來并運(yùn)行，讓學(xué)生先進(jìn)行比較，說出兩者的優(yōu)劣，這時(shí)候絕大部分學(xué)生在開動腦筋并且積極發(fā)言，從硬接線的數(shù)量多少、復(fù)雜程度等方面進(jìn)行了比較。當(dāng)然學(xué)生不可能將兩者的優(yōu)缺點(diǎn)全部列舉出來。最后教師進(jìn)行補(bǔ)充，雖然控制的是同一個(gè)項(xiàng)目但是它們之間有本質(zhì)的區(qū)別，這也是PLC控制的優(yōu)點(diǎn)，具體表現(xiàn)在：電氣控制線路圖是許多真正的硬件繼電器組成，而梯形圖則由許多所謂“軟繼電器”組成，這些“軟繼電器”實(shí)質(zhì)上是存儲器中的每一位觸發(fā)器，可以置“0”或置“1”，硬件繼電器易磨損，而軟繼電器則無磨損現(xiàn)象；硬件繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量有限，用于控制的繼電器觸點(diǎn)數(shù)一般只有4～8對，而梯形圖中每只軟繼電器可供編程的觸點(diǎn)數(shù)有無限對；在電氣控制線路中，要實(shí)現(xiàn)某種控制是通過各種繼電器之間的硬接線解決的，由于其控制功能已包含在固定線路之間，而PLC控制是通過梯形圖即軟件編程就解決了問題，這樣學(xué)生不僅聽起來覺得有趣，而且記憶牢固。

再比如需要學(xué)生掌握計(jì)數(shù)器的使用的時(shí)候，我們又引入項(xiàng)目——兩臺電動機(jī)輪流啟動，且運(yùn)行四個(gè)周期停止，教師先演示，學(xué)生看現(xiàn)象，而且?guī)椭處熯M(jìn)行計(jì)數(shù)，看是否僅運(yùn)行了四個(gè)周期，當(dāng)四個(gè)周期一到，電動機(jī)立即停止運(yùn)行后，這時(shí)候就有的學(xué)生開始在想，為什么四個(gè)周期一到，電動機(jī)就停止運(yùn)行，莫非是PLC里面有一種神奇的東西在計(jì)數(shù)，這時(shí)候教師開始講解在本項(xiàng)目里用到一種特殊的功能即計(jì)數(shù)器，那么我們怎么使用呢？教師再將這部分內(nèi)容介紹清楚就可以了，講完之后讓學(xué)生開始練習(xí)剛才的項(xiàng)目，這樣學(xué)生在練習(xí)的時(shí)候就具有針對性，學(xué)完的知識點(diǎn)也能立即在實(shí)際控制中得到應(yīng)用，這樣不僅學(xué)生興趣高，而且善于開動腦筋去完成項(xiàng)目，對該知識點(diǎn)很快就掌握了，而且鍛煉了自己的實(shí)際動手能力和編程能力。

3.加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)之間的交流。對項(xiàng)目完成比較出色的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行實(shí)時(shí)鼓勵(lì)，并請他們走上講臺，就實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)目的思想和方法與其他團(tuán)隊(duì)交流，這樣做的好處是，不僅能使沒有完成該項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)從中得到啟發(fā)，從而迅速完成該項(xiàng)目，而且完成該項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)在介紹他們的方法和思想的時(shí)候，覺得這是一種榮耀，有成就感，同時(shí)也激發(fā)了其他暫時(shí)沒有被請上講臺的團(tuán)隊(duì)，他們也會想方設(shè)法想將自己程序編制完美并分享給大家，于是就形成了“你追我趕”的學(xué)習(xí)氛圍。

三、考試考核方法的改革

實(shí)行考試考核方法的改革，不僅達(dá)到了加強(qiáng)學(xué)生動手能力培養(yǎng)的目標(biāo)，而且體現(xiàn)了高職高專的教育特色，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

通過考試，學(xué)生不僅可以對本學(xué)期所學(xué)課程進(jìn)行系統(tǒng)的、綜合的復(fù)習(xí)，而且教師也可以通過考試了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，檢查自己的教學(xué)效果，以及明確采用什么樣的考試方式，如何考核。由于PLC課程實(shí)踐性較強(qiáng)，實(shí)踐課時(shí)在總課時(shí)中所占比例較大，學(xué)生學(xué)習(xí)這門課的目的就是要培養(yǎng)工程綜合實(shí)踐能力，實(shí)現(xiàn)與企業(yè)的零接軌，因此我們對考試考核方法進(jìn)行了改革。學(xué)生的綜合成績主要由兩部分組成：行程性考核（30%）+技能考試（70%）=總成績（100%）。行程性考核包含平時(shí)的出勤、作業(yè)以及對實(shí)訓(xùn)的態(tài)度和投入程度，技能考試主要考核學(xué)生運(yùn)用PLC的基本技能，通過抽簽選題（題目絕大部分是學(xué)生上課練習(xí)過的，但是已經(jīng)改變了系統(tǒng)的功能，比如系統(tǒng)時(shí)間、循環(huán)次數(shù)、動作的順序等，這樣可以避免部分學(xué)生死背程序），由每位學(xué)生根據(jù)題目要求，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成編程、接線和調(diào)試。

四、總結(jié)

實(shí)踐證明，這種實(shí)踐教學(xué)模式增加了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了動手能力和獨(dú)立思考能力，使學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和工程綜合實(shí)踐能力明顯增強(qiáng)。經(jīng)過教學(xué)實(shí)踐，教學(xué)效果良好，最主要的是激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，采用這種教學(xué)方法不僅吸引了學(xué)生，而且留住了學(xué)生，使學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚興趣，學(xué)生主動要求延長學(xué)習(xí)時(shí)間，完全改變了以前那種“要我學(xué)”的狀況，而變成了“我要學(xué)”。

參考文獻(xiàn)：

[1]許特.項(xiàng)目教學(xué)法在中職動態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)課程中的應(yīng)用[J].新課程，2015（35）.

[2]孫步瀛.項(xiàng)目教學(xué)法在汽車維修專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)踐[J].好家長，2015（4）.

[3]曹冬梅.可編程控制器技術(shù)（PLC）課程改革實(shí)踐[J].中國職業(yè)技術(shù)教育，2007（1）.