PLC程序課題選擇、設(shè)計(jì)與學(xué)生學(xué)習(xí)興趣培養(yǎng)探析

毛廣建 丁愷

關(guān)鍵詞：PLC ?興趣 ?課題選擇 ?程序設(shè)計(jì)

作為新型工業(yè)不可或缺的技術(shù)， PLC的應(yīng)用越來(lái)越廣泛， 功能越來(lái)越強(qiáng)大，在現(xiàn)代工業(yè)中的地位可謂舉足輕重。怎樣使學(xué)生愿意學(xué)，學(xué)好并用好它，是每個(gè)從事PLC教學(xué)的教育工作者都應(yīng)該思考的問(wèn)題。一個(gè)好的、恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)課題能讓學(xué)生樂(lè)于學(xué)、愿意學(xué)，滿足其探知欲，并在學(xué)習(xí)的同時(shí)不斷提高自身程序設(shè)計(jì)能力，還有助于提升學(xué)生的自信心，使其不斷探索下去。

一、選擇恰當(dāng)設(shè)計(jì)課題，培養(yǎng)PLC學(xué)習(xí)興趣

1.以生活實(shí)例切入，在思考中引入課程

PLC課程對(duì)學(xué)生的要求比較高，要求有一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，且課程本身的專業(yè)性、理論性、技術(shù)性也較強(qiáng)，所以學(xué)生要學(xué)好并非易事。萬(wàn)事開(kāi)頭難，要將學(xué)生引入新的知識(shí)領(lǐng)域，入門便顯得尤為重要。

入門時(shí)，應(yīng)從學(xué)生身邊生活中最為常見(jiàn)的又普遍感興趣的應(yīng)用實(shí)例講起，比如大街小巷的霓虹燈，廣場(chǎng)小區(qū)的噴泉，十字路口的紅綠燈，商場(chǎng)樓宇的電梯等，這些PLC應(yīng)用的例子與我們的生活息息相關(guān)，學(xué)生能看得見(jiàn)，感受得到，易于接受。講解時(shí)可以采用創(chuàng)設(shè)情境的教學(xué)方法，為引起學(xué)生注意，對(duì)其巧設(shè)疑問(wèn)：紅綠燈控制交通是怎么做到的？電梯為什么能夠聽(tīng)指揮上下？人工噴泉噴出的花樣是誰(shuí)的功勞？機(jī)器人工作是什么給它下的命令？諸如此類，而后告訴學(xué)生這些PLC都可以做到，讓學(xué)生在思考過(guò)程中自然地進(jìn)入PLC課程的學(xué)習(xí)。

2.研究學(xué)生特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣

興趣是最好的教師，有了興趣學(xué)生就會(huì)主動(dòng)地探索和學(xué)習(xí)。作為教師不但要備好課，掌握好教材，更要研究學(xué)生的身心特點(diǎn)，了解他們對(duì)什么感興趣。用興趣巧妙引入，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。在教學(xué)過(guò)程中，教師要利用好教材而又不拘泥于教材，結(jié)合學(xué)生特點(diǎn)，靈活運(yùn)用其教學(xué)優(yōu)勢(shì)，將接近學(xué)生日常生活又感興趣的東西或話題引入課堂，學(xué)生就會(huì)帶著興趣去學(xué)，對(duì)所學(xué)知識(shí)也更容易理解，自信心就會(huì)提高，從而學(xué)習(xí)的自覺(jué)性和主動(dòng)性也會(huì)提高。在此過(guò)程中既培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)PLC課程的興趣，又鍛煉了他們動(dòng)手動(dòng)腦的能力，還提高了其分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

要抓住學(xué)生的興趣所在，不要因?yàn)榻處熆斩此腊宓恼f(shuō)教造成學(xué)生失去學(xué)習(xí)熱情，所以教師應(yīng)在教學(xué)中采取學(xué)生樂(lè)于接受的教學(xué)方式，比如幽默風(fēng)趣、貼近學(xué)生的語(yǔ)言，自制趣味的教具，輕松活躍的課堂，以及由易到難、由簡(jiǎn)到繁、循序漸進(jìn)的教學(xué)模式，將靜態(tài)的、呆板乏味的教材內(nèi)容變成動(dòng)態(tài)的、活靈活現(xiàn)的教學(xué)信息，讓學(xué)生做到學(xué)中有樂(lè)，樂(lè)中有學(xué)，使其在不知不覺(jué)中記住課堂內(nèi)容，掌握專業(yè)技能。

3. 選擇適當(dāng)課題，提升教學(xué)效果

PLC教學(xué)過(guò)程中恰當(dāng)?shù)某绦蛘n題設(shè)計(jì)，能夠抓住學(xué)生的興趣所在，吸引其注意力，并很輕松地將其引領(lǐng)到新知識(shí)的學(xué)習(xí)中。一個(gè)好的教授課題既能吸引學(xué)生又包含需要掌握的所有知識(shí)點(diǎn)以方便學(xué)生的學(xué)習(xí)，達(dá)到既動(dòng)手又動(dòng)腦的目的。這樣的課題需要教師根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和學(xué)生特點(diǎn)花心思去構(gòu)思和設(shè)計(jì)的。課題難度程度要考慮學(xué)生的實(shí)際情況，如果課題設(shè)計(jì)較容易，所編程序過(guò)于簡(jiǎn)單，學(xué)生幾乎不用動(dòng)腦就能完成，就會(huì)落入“簡(jiǎn)單驗(yàn)證式”或“機(jī)械重復(fù)式”的窠臼，學(xué)生沒(méi)有成就感，久而久之就會(huì)失去學(xué)習(xí)的積極性;如果課題難度較大，大部分學(xué)生不能在教師的啟發(fā)下完成題目，學(xué)生會(huì)覺(jué)得即使經(jīng)過(guò)努力也不會(huì)有所收獲，其自信心勢(shì)必受挫，就會(huì)產(chǎn)生不愿再學(xué)的情緒，從而影響教學(xué)效果。

在課題實(shí)施過(guò)程中，大膽引入行為引導(dǎo)學(xué)和任務(wù)驅(qū)動(dòng)法等教學(xué)方法，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。對(duì)于小的課題，可以以個(gè)人或小組為單位，通過(guò)競(jìng)賽完成。必要時(shí)可以適當(dāng)?shù)貑l(fā)和引導(dǎo)，切不可和盤托出。對(duì)于復(fù)雜的課題，要從簡(jiǎn)單開(kāi)始，由易到難，由簡(jiǎn)到繁，循序漸進(jìn)地加大難度，等到學(xué)生一步步完成后，再逐步逐項(xiàng)地提升控制要求，直至達(dá)到所有課題要求并最終完成設(shè)計(jì)任務(wù)。對(duì)于大的項(xiàng)目，如電梯、紅綠燈、機(jī)械手，可以采取分工合作的教學(xué)形式，將全班分成若干組，對(duì)各組分配任務(wù)和設(shè)定目標(biāo)，然后對(duì)程序進(jìn)行分層分段設(shè)計(jì)，再進(jìn)行匯總以完成項(xiàng)目或課題。學(xué)生在練習(xí)課題掌握所學(xué)知識(shí)的同時(shí)也提升了自身的專業(yè)水平和職業(yè)素養(yǎng)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和與他人溝通協(xié)作的能力。

二、PLC程序課題設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例

交通燈控制是所有PLC課程都會(huì)涉及的課題，也是PLC應(yīng)用的典型案例。在引入課題時(shí)，可以用一段因紅綠燈出現(xiàn)故障導(dǎo)致行人闖紅燈并造成事故的網(wǎng)絡(luò)視頻作為開(kāi)始，以吸引學(xué)生的注意力。利用其好奇心讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到紅綠燈的重要性，然后啟發(fā)學(xué)生是否可用PLC編程使交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)紅、綠、黃3種顏色有條不紊地工作，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生如何利用已掌握知識(shí)設(shè)計(jì)程序?qū)崿F(xiàn)控制功能，完成課題。

具體控制要求如下表所示。

此課題是各種基本指令、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的綜合運(yùn)用，是對(duì)學(xué)生聯(lián)系生活解決實(shí)際問(wèn)題的考查和檢驗(yàn)。對(duì)于剛剛接觸PLC課程不久的學(xué)生來(lái)講，這個(gè)課題的確有不小的難度，但也不是不能完成，需要對(duì)題目進(jìn)行拆分和化簡(jiǎn)，即從簡(jiǎn)單程序開(kāi)始，逐步增加難度，分層分段的完成。這樣可以最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，有利于保持其學(xué)習(xí)熱情。教師應(yīng)把重點(diǎn)放在程序設(shè)計(jì)和編寫上，引領(lǐng)學(xué)生自主完成。

（1）首先設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單程序（程序1）來(lái)實(shí)現(xiàn)：第一，按下啟動(dòng)按鈕，東西綠燈先亮10秒，東西黃燈再亮4秒，然后東西紅燈亮20秒，之后停止，每次只亮一個(gè)燈;第二，按下停止按鈕，三個(gè)燈全滅。此程序較為簡(jiǎn)單，學(xué)生經(jīng)過(guò)思考很容易設(shè)計(jì)出正確的程序。

（2）在上一程序的基礎(chǔ)上稍微增加難度，設(shè)計(jì)程序2，要求能夠?qū)崿F(xiàn)三個(gè)燈循環(huán)點(diǎn)亮。分析此要求，要想實(shí)現(xiàn)循環(huán)，也就意味著東西綠燈亮除了由啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)外，還受東西紅燈停的信號(hào)驅(qū)動(dòng)。因此只需在與觸發(fā)信號(hào)并聯(lián)循環(huán)觸發(fā)信號(hào)——定時(shí)器即可。

（3）程序2和程序1本質(zhì)上沒(méi)有什么區(qū)別，在指令應(yīng)用和設(shè)計(jì)思路上基本相同，難度上沒(méi)有太大延伸。為此在程序2的基礎(chǔ)上增加計(jì)數(shù)器的應(yīng)用，即程序3，要求綠燈亮完10秒后再閃爍6秒，其余跟程序2要求一樣。

綠燈閃爍可以用亮0.5秒滅0.5秒來(lái)實(shí)現(xiàn)，6秒時(shí)間可以用計(jì)數(shù)器記6次實(shí)現(xiàn)。雖然只增加一個(gè)閃爍功能，但設(shè)計(jì)難度大大提高，教師應(yīng)做必要的提示和引導(dǎo)，幫助學(xué)生完成設(shè)計(jì)要求。

（4）繼續(xù)在程序3的基礎(chǔ)上增加南北方向燈的循環(huán)，形成程序4，既在東西方向綠、黃、紅三個(gè)燈循環(huán)點(diǎn)亮的同時(shí)，南北方向紅、綠、黃也循環(huán)點(diǎn)亮，具體要求如下。

第一，按下啟動(dòng)，南北紅燈先亮20秒，南北綠燈再亮10秒，然后閃亮6秒，之后黃燈亮4秒，紅燈再亮，并循環(huán)下去。

第二，按下停止，南北三個(gè)燈全部熄滅。

題目要求的內(nèi)容到此全部完畢。要設(shè)計(jì)完成完整的程序，依據(jù)時(shí)序圖學(xué)生比較容易接受，根據(jù)程序要求畫出時(shí)序圖，如下圖所示。

在前三個(gè)程序的基礎(chǔ)上，根據(jù)上面的時(shí)序圖，再加以引導(dǎo)和提示，學(xué)生可以完成程序4的編寫。由于指令運(yùn)用、編寫步驟和操作元件的不同而造成學(xué)生所編程序的不同，要將程序進(jìn)行比較，找出各自優(yōu)點(diǎn)和不足，對(duì)程序進(jìn)行優(yōu)化，最后得出較合理的程序。

以上四個(gè)程序由易到難，由淺入深，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，其應(yīng)用到的常用基本指令比較全面，具有針對(duì)性和啟發(fā)性。由于難度逐步加大，既能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)探索的興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生思考鉆研的積極性和主動(dòng)性，在解決層層遞進(jìn)的問(wèn)題過(guò)程中又增強(qiáng)了其自信心，使得學(xué)生更喜歡學(xué)，更愿意學(xué)，形成良性循環(huán)，大大提高了教學(xué)效果。

三、小結(jié)

綜上所述，在選擇和設(shè)計(jì)PLC課題時(shí)，要以學(xué)生的興趣作為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生自主思考和解決問(wèn)題，注重學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和能力的培養(yǎng)，始終讓學(xué)生在興趣中學(xué)，在學(xué)中培養(yǎng)學(xué)習(xí)的興趣。通過(guò)課題巧妙的設(shè)計(jì)，聯(lián)系實(shí)踐，解決實(shí)際問(wèn)題，不是接受死板的教條，學(xué)生才樂(lè)于學(xué)，在學(xué)習(xí)中解決實(shí)際問(wèn)題的能力得到了不斷培養(yǎng)和提高，這門課的開(kāi)設(shè)才能稱得上成功。

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（作者單位：濟(jì)寧市工業(yè)技師學(xué)院）