精講與多練在中職PLC課程教學(xué)中的運(yùn)用

孟淑婕

[摘? ?要]當(dāng)前，PLC課程教學(xué)效果不盡如人意。在PLC課程教學(xué)過(guò)程中，教師可以采取精講與多練相結(jié)合的方式，培養(yǎng)學(xué)生的PLC基本操作技能以及基礎(chǔ)應(yīng)用能力。

[關(guān)鍵詞]PLC;精講;多練;課程教學(xué);能力培養(yǎng)

[中圖分類(lèi)號(hào)]? ? G71? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ? A? ? ? ? [文章編號(hào)]? ? 1674-6058（2019）09-0089-02

現(xiàn)階段，各工業(yè)國(guó)家紛紛將PLC作為工業(yè)控制的重要設(shè)備之一。PLC具有順序控制、位置控制、過(guò)程控制等功能，隨著其不斷發(fā)展完善，已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、汽車(chē)、交通及各種機(jī)電產(chǎn)品的生產(chǎn)中，運(yùn)用范圍甚至覆蓋了大部分行業(yè)。了解PLC的工作原理，具備設(shè)計(jì)、調(diào)試和維護(hù)PLC控制系統(tǒng)的能力，已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)對(duì)電氣技術(shù)人員和工科學(xué)生的基本要求。

基于此大環(huán)境，我國(guó)有很大一部分中職學(xué)校開(kāi)設(shè)了PLC課程，但是成效并未達(dá)到預(yù)期。經(jīng)過(guò)一系列分析，筆者認(rèn)為有以下五方面原因：其一，PLC梯形圖是在繼電器-接觸器控制電路的基礎(chǔ)上進(jìn)一步演化而成的，中職生掌握的電氣控制技術(shù)相關(guān)知識(shí)較少，且不夠深入，而各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的銜接性較差。其二，隨著中職學(xué)校招生制度的不斷改革以及中職教育的不斷開(kāi)放，中職生源的素質(zhì)水平有所下降，這無(wú)疑會(huì)使課堂理論教學(xué)的難度系數(shù)增大。其三，學(xué)習(xí)PLC時(shí)缺乏必要的基礎(chǔ)理論支撐，部分學(xué)校課程體系設(shè)置不夠科學(xué)，PLC的學(xué)習(xí)應(yīng)該建立在電工電子、電力拖動(dòng)等內(nèi)容的基礎(chǔ)上。其四，PLC控制技術(shù)的實(shí)踐性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣、實(shí)用價(jià)值高，學(xué)校配套的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備過(guò)于老化，無(wú)法充分迎合現(xiàn)代PLC實(shí)踐教學(xué)的需要。其五，PLC課程內(nèi)容復(fù)雜且多樣，對(duì)編程的邏輯要求較高，部分中職生難以適應(yīng)，從而缺乏學(xué)習(xí)熱情。

針對(duì)以上現(xiàn)狀，筆者提倡在PLC課程教學(xué)過(guò)程中，采取精講與多練相結(jié)合的方式，培養(yǎng)學(xué)生的PLC基本操作技能以及基礎(chǔ)應(yīng)用能力。

一、精講是對(duì)PLC課程授課教師水平的更高要求

PLC是一門(mén)既包含原理又包含應(yīng)用，既包含軟件又包含硬件的課程，大部分PLC課程教材中均闡述了幾種典型型號(hào)的PLC相關(guān)知識(shí)。PLC的廠(chǎng)家不同，其技術(shù)性能、編程方式和指令語(yǔ)言都存在一定差異。如果一味地按照書(shū)本向?qū)W生灌輸這些知識(shí)，學(xué)生恐怕難以吸收消化。因此，我們應(yīng)該結(jié)合學(xué)校實(shí)訓(xùn)設(shè)備所采用的PLC，同時(shí)結(jié)合學(xué)生就業(yè)崗位需要，有針對(duì)性地選擇實(shí)用的PLC類(lèi)型進(jìn)行學(xué)習(xí)。筆者所在學(xué)校的實(shí)訓(xùn)室采用的大多為三菱FX系列小型PLC。FX系列PLC以其極高的性能價(jià)格比，在國(guó)內(nèi)占有很大的市場(chǎng)份額，還有很多國(guó)產(chǎn)PLC可與FX系列兼容，所以我們選擇以FX系列的PLC課程為基礎(chǔ)進(jìn)行教學(xué)。

1.選取合適的教學(xué)內(nèi)容，為精講教學(xué)做準(zhǔn)備

PLC教材中覆蓋PLC的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、性能指標(biāo)、輸入輸出電路、基本指令、步進(jìn)指令、功能指令等方面的內(nèi)容。在教學(xué)中，教師應(yīng)有針對(duì)性地選擇內(nèi)容進(jìn)行精講。例如基本指令中的棧指令、主控指令、空操作指令等應(yīng)用較少，功能指令中有大部分較少用到，在授課中簡(jiǎn)單提及即可;而輸入輸出電路、部分基本指令以及步進(jìn)指令等應(yīng)用廣泛，應(yīng)重點(diǎn)進(jìn)行講解和練習(xí)。

在教學(xué)中，我們更多的是教學(xué)生如何理解指令的含義、用法，如何選擇合適的指令以減少程序的步驟，使程序更精簡(jiǎn)易懂，而不是毫無(wú)選擇地全部教給學(xué)生。我們要充分考慮當(dāng)前中職生學(xué)習(xí)PLC技術(shù)的現(xiàn)狀與特征，圍繞培養(yǎng)中職生的基本應(yīng)用技能并使中職生能夠?qū)嶋H應(yīng)用這一目標(biāo)，運(yùn)用以點(diǎn)帶面的策略，讓學(xué)生了解PLC的工作方式和原理的共通性、指令的相似性，明確編程規(guī)則的差異，爭(zhēng)取做到舉一反三。

2.科學(xué)探究繼電系統(tǒng)與PLC控制的異同點(diǎn)

PLC的梯形圖語(yǔ)言是在繼電器-接觸器控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上創(chuàng)造出來(lái)的，相對(duì)于梯形圖，繼電器-接觸器系統(tǒng)作為硬件連接更加通俗易懂。教師要充分考慮中職生模仿能力強(qiáng)這一現(xiàn)實(shí)性因素，從繼電器-接觸器控制系統(tǒng)電路入手，將電路符號(hào)與梯形圖中的編程語(yǔ)言相對(duì)比，結(jié)合硬件控制電路的繪制，慢慢形成梯形圖電路，通過(guò)對(duì)比強(qiáng)化學(xué)生對(duì)梯形圖邏輯關(guān)系的理解，通過(guò)點(diǎn)動(dòng)、自鎖、互鎖、順序控制等典型電路，讓學(xué)生進(jìn)行反復(fù)理解，從而了解其中的演變策略，為中職生學(xué)會(huì)用梯形圖語(yǔ)言編制應(yīng)用程序做好鋪墊。

3.列舉錯(cuò)誤的梯形圖編程實(shí)例，確定規(guī)范的編程規(guī)則

如果將繼電器-接觸器控制電路圖生搬硬套成PLC的梯形圖，會(huì)與梯形圖的相關(guān)結(jié)構(gòu)要素特點(diǎn)以及編程原則不符?？紤]到這一點(diǎn)，教師必須充分發(fā)揮主導(dǎo)作用，給學(xué)生列舉出各種不符合編程規(guī)則的梯形圖實(shí)例，明確指出問(wèn)題所在，讓學(xué)生思考修正方式，最終組織學(xué)生總結(jié)出正確規(guī)范的編程原則。例如雙線(xiàn)圈輸出、單個(gè)觸點(diǎn)串并聯(lián)位置等。這個(gè)對(duì)比糾錯(cuò)過(guò)程可以防止出現(xiàn)梯形圖不能轉(zhuǎn)變成指令語(yǔ)句、梯形圖違背順序執(zhí)行原則等情況，還能讓學(xué)生在自主編程過(guò)程中，更明確系統(tǒng)的邏輯關(guān)系和內(nèi)在屬性。

4.展示不同編程思路，幫助學(xué)生找到更簡(jiǎn)明的編程方法

PLC編程中，最基本的電路為“起保?！彪娐?，具有記憶功能，可以采用線(xiàn)圈法和置復(fù)位法兩種電路實(shí)現(xiàn)。以此為基礎(chǔ)，只要把相應(yīng)部分加以擴(kuò)展，就可以形成各種復(fù)雜的程序。而學(xué)生編程思路各有不同，十個(gè)學(xué)生可能就有十種不同的編程方式，實(shí)現(xiàn)相同的結(jié)果，這些程序沒(méi)有對(duì)錯(cuò)之分。教師在課堂教學(xué)中，可以向?qū)W生展示不同學(xué)生的編程思路，讓大家觀(guān)察哪些思路比較清晰簡(jiǎn)明，哪些思路較為復(fù)雜可以精簡(jiǎn)，從而使學(xué)生學(xué)習(xí)借鑒他人經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步理清自己的思路，達(dá)到事半功倍的效果。

（五）通過(guò)微視頻等形式，展示真實(shí)的生產(chǎn)實(shí)例

由于編程的邏輯性較強(qiáng)，單純的課堂教學(xué)很容易讓學(xué)生覺(jué)得枯燥乏味。教師可以采用助學(xué)光盤(pán)、微視頻等形式，通過(guò)幾分鐘的視頻講解，提高學(xué)生的注意力，增加學(xué)習(xí)的趣味;也可以采用實(shí)例視頻教學(xué)，讓學(xué)生觀(guān)察真實(shí)工作崗位中的電氣控制過(guò)程，向?qū)W生全方位呈現(xiàn)出整個(gè)PLC控制系統(tǒng)的工作流程，例如自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)、十字路口信號(hào)燈等，加深學(xué)生的理解和掌握，也讓學(xué)生對(duì)就業(yè)充滿(mǎn)憧憬。

二、多練是強(qiáng)化學(xué)生應(yīng)用技能、培養(yǎng)學(xué)生崗位就業(yè)能力的重要措施

多練指的是強(qiáng)化學(xué)生PLC實(shí)踐技能，促進(jìn)學(xué)生在實(shí)際操作中積極思考問(wèn)題，在訓(xùn)練過(guò)程中不斷接受并內(nèi)化知識(shí)，讓學(xué)生在應(yīng)用知識(shí)的過(guò)程中不斷提高就業(yè)崗位競(jìng)爭(zhēng)力。

對(duì)于中職學(xué)生而言，理論知識(shí)的學(xué)習(xí)并不是其強(qiáng)項(xiàng)，他們更偏愛(ài)動(dòng)手操作等技能練習(xí)。學(xué)生在實(shí)際訓(xùn)練中可以不斷了解PLC的實(shí)際應(yīng)用和工廠(chǎng)控制系統(tǒng)的工作流程，充分借助PLC項(xiàng)目練習(xí)提高其工程思維和崗位對(duì)接能力。

1.各種編程語(yǔ)言交互轉(zhuǎn)換使用

指令語(yǔ)句是PLC編程語(yǔ)言的形式之一，可以幫助學(xué)生更快捷地輸入梯形圖符號(hào)，理清其邏輯關(guān)系。學(xué)生在編程時(shí)可以采用快捷鍵輸入，也可以采用指令語(yǔ)句形式輸入。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師可以借用各種梯形圖實(shí)例，讓學(xué)生理解“取”“與”“或”，以及單個(gè)觸點(diǎn)、觸點(diǎn)塊的意義和關(guān)系。如何將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令語(yǔ)句，如何通過(guò)指令語(yǔ)句畫(huà)出梯形圖，學(xué)生通過(guò)多次轉(zhuǎn)換，能夠更加了解梯形圖的邏輯關(guān)系，明確編程的正確原則。

2.實(shí)訓(xùn)課與課下仿真軟件交替練習(xí)

PLC是一門(mén)實(shí)踐性較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)課程，學(xué)生必須通過(guò)大量的真實(shí)上機(jī)練習(xí)才能夠掌握。因此，在學(xué)習(xí)中可以加強(qiáng)兩方面練習(xí)：一是通過(guò)學(xué)校提供的PLC實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行項(xiàng)目練習(xí)，實(shí)現(xiàn)最直觀(guān)的認(rèn)識(shí)和掌握。二是學(xué)生課下可通過(guò)仿真軟件自己練習(xí)，根據(jù)仿真軟件提供的小任務(wù)，理順編程邏輯和思路，達(dá)到自主學(xué)習(xí)的目的。

3.借助典型項(xiàng)目任務(wù)，提高學(xué)生綜合實(shí)踐能力

PLC學(xué)習(xí)不僅僅是學(xué)習(xí)梯形圖編程，還包括PLC機(jī)型確定、I/O地址分配、項(xiàng)目材料選定、外圍電路接線(xiàn)、程序設(shè)計(jì)、運(yùn)行調(diào)試等環(huán)節(jié)。教師在教學(xué)過(guò)程中要積極開(kāi)展典型應(yīng)用項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)，不斷提高對(duì)學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用率，力求給學(xué)生創(chuàng)造更多的動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)。學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中，可以對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題和故障進(jìn)行自主研究分析，找出癥結(jié)所在，制定修護(hù)措施，從而進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生自主分析和解決問(wèn)題的能力。

4.通過(guò)技能大賽進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練

筆者所在學(xué)校非常重視各類(lèi)技能大賽，并連續(xù)幾年獲得多次全國(guó)職業(yè)院校技能大賽金牌。其中部分項(xiàng)目涵蓋PLC控制，各類(lèi)賽項(xiàng)設(shè)備可提供最前沿的PLC應(yīng)用技術(shù)。作為教師，除常規(guī)實(shí)訓(xùn)和教學(xué)外，可以選派能力突出的學(xué)生進(jìn)入技能大賽訓(xùn)練隊(duì)，強(qiáng)化訓(xùn)練，快速提高學(xué)生的編程水平。

PLC課程的學(xué)習(xí)對(duì)于中職學(xué)生來(lái)說(shuō)并非易事，教師只有在教學(xué)中充分運(yùn)用多種手段，在實(shí)訓(xùn)中充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，才能讓學(xué)生更清晰、快捷地掌握其編程要領(lǐng)和任務(wù)流程，把編程當(dāng)作一種培養(yǎng)思維能力的“趣事”，實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)，理實(shí)結(jié)合。

[? 參? ? 考? ? 文? ? 獻(xiàn)? ]

[1]? 金艷.電氣控制和PLC技術(shù)課程在中職院校的教學(xué)改革探索[J].職業(yè)，2018（25）：32-34.

[2]? 原瑞彬，牟艷玲.淺析基于新課改背景下的中職實(shí)訓(xùn)課選修課程的開(kāi)發(fā)與實(shí)踐：以PLC技術(shù)應(yīng)用課程為例[J].職業(yè)，2018（6）：81.

（責(zé)任編輯 周侯辰）