中職《PLC技術(shù)應(yīng)用》課程教學中的“一題多解”

朱海玲 余武

PLC（Programmable logic Controller）是可編程控制器的簡稱，是以微處理器為核心，把自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、通訊技術(shù)融為一體的新型工業(yè)控制裝置，被廣泛應(yīng)用于機電、鐵路、航空、電力、機械、醫(yī)療等工業(yè)企業(yè)，與機器人、CAD/CAM一起成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動化的三大支柱。PLC技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用使其成為了中職機電類、電氣類等專業(yè)的核心課程。

筆者在PLC教學中以燈光閃爍控制這一典型工作任務(wù)為主線，以學生為中心，設(shè)計合理的教學環(huán)節(jié)，運用靈活的教學方法和教學手段，考核中使用過程性多元化評價?！耙活}多解”貫穿項目教學始終，保證學生專業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)和專業(yè)技能質(zhì)量的提高。

一、課程教學內(nèi)容的“一題多解”

（一）典型工作任務(wù)分析

燈光閃爍PLC控制系統(tǒng)的控制要求：一燈光系統(tǒng)有三組燈，啟動后A組先工作5s后停止，BC組同時開始工作，5s后B組停止，再過5sC組停止，而A、B組又工作，再過2sC組也工作。C組持續(xù)工作5s后全部停止，圖1 燈光控制典型工作任務(wù)分析再過3sA組又開始并重復前面的過程。任何時候按下停止按鈕，三組燈均熄滅。

根據(jù)系統(tǒng)要求，按下啟動按鈕，三組燈光的工作過程如圖1所示。

（二）PLC程序設(shè)計

1.燈光閃爍PLC控制系統(tǒng)的輸入輸出分配

分析任務(wù)控制要求，需要一個啟動按鈕SB1（X1），一個停止按鈕SB2（X2）作為輸入信號，A、B、C三組燈光可由繼電器KA1（Y0）、KA2（Y1）、KA3（Y2）控制，屬于輸出信號，因此PLC的輸入端有2個信號，輸出端有3個信號。X1作為啟動按鈕SB1輸入端。

2.控制系統(tǒng)程序設(shè)計

PLC程序設(shè)計常見的編程方法有梯形圖（普通指令）、步進順控、時序控制及功能指令等。通過分析，本工作任務(wù)采用三種梯形圖（普通指令）、步進順控、功能指令程序編寫方法。

方法一：梯形圖（普通指令）

根據(jù)圖1工作任務(wù)分析，一個循環(huán)周期分為6個時間段，在梯形圖設(shè)計中可使用六個計時器控制燈光的閃爍，如圖2所示。使用梯形圖設(shè)計程序要尤其注意避免出現(xiàn)“雙線圈”。

方法二：步進順控

本工作任務(wù)中，燈光的閃爍控制要求有明顯的步驟及轉(zhuǎn)換條件，使用步進順控非常方便，順序功能圖如圖3所示。

另外，由于控制要求“任何時候按下停止按鈕，三組燈均熄滅”，因此，需要在上述順序功能圖的基礎(chǔ)上，使用常開觸點X2驅(qū)動區(qū)間復位“ZRST S0 S70”，實現(xiàn)停止功能。無論程序執(zhí)行到哪一步，按下停止按鈕X2后，馬上跳到區(qū)間復位指令，切斷當前活動步，使三組燈立即停止。

方法三：功能指令（觸點比較指令）

本工作任務(wù)完成一個周期需要25s，因此，程序設(shè)計中使用一個定時器進行計時。然后通過觸點比較指令，按照圖1分析將其拆分為不同的時間段，在每個時間段內(nèi)點亮不同組燈光實現(xiàn)燈光閃爍，具體程序如圖4所示。

燈光閃爍的PLC控制系統(tǒng)采用梯形圖法、步進順控法和觸點比較指令法三種編程方法“一題多解”，提高了學生學習的興趣，引導學生從不同角度探索相同的問題，從而找到適合自己的編程方法，這樣，既有助于學生開闊編程思維，提高解決問題的應(yīng)變能力，又可以挖掘?qū)W生已有知識的潛在能力。

由于三種編程方法各有特點，在教學過程中，教師可以根據(jù)學生的實際理解能力和接受能力，提出不同的要求，達到因材施教。

二、教學實施過程的“一題多解”

本著以學生為中心，遵循中職學生認知規(guī)律的原則，為了更好地讓學生掌握燈光閃爍PLC控制系統(tǒng)這一典型工作任務(wù)，在教學策略上“一題多解”。

（一）虛擬仿真實訓演練

在燈光閃爍的PLC控制中，引入虛擬仿真實驗教學平臺，可以很大程度上提高學生的學習興趣及學習主動性。學生在學習相關(guān)知識后，通過VR設(shè)備，在虛擬仿真教學平臺，完成工作任務(wù)的程序設(shè)計以及系統(tǒng)的外部接線后，進行通電仿真調(diào)試。這有助于學生有效避免實際實訓中走過場的現(xiàn)象，為燈光閃爍的PLC控制建立直觀的感性認識，為后續(xù)的實際操作縮短時間，也減少了實際操作不當對設(shè)備的損壞及人身安全事故。

（二）角色扮演，實際操作

經(jīng)過虛擬仿真操作演練后，在實際操作中，根據(jù)崗位要求，采用角色扮演法，學生小組合作，一人扮演“機電設(shè)備調(diào)試員”，完成程序設(shè)計及外部接線等實訓活動，體驗崗位職能;一人扮演“安全員”，使用移動設(shè)備記錄“機電設(shè)備調(diào)試員”操作步驟，發(fā)現(xiàn)和排查安全隱患，監(jiān)督規(guī)范化操作，完成過程性評價等活動，加深對知識的理解和掌握。然后，進行角色互換，體驗另外一個崗位。角色扮演法使得整個教學過程形象生動，激發(fā)了學生的學習興趣，使教學順利達到預期的學習效果。

（三）課堂競賽，強化技能

知識是需要反復練習操作的，同時，中職生性格大多較活潑外向，喜好表現(xiàn)自我，為強化知識與技能，可以圍繞燈光閃爍PLC控制這一主線，開展“我的燈光，我做主”課堂競賽活動，提高課堂趣味性，讓學生運用學到的知識解決問題，幫助學生鞏固知識與技能。同時，賽后進行評選“最佳編程手”等活動，典范帶動，提升學生成就感和自信心。

三、教學評價的“一題多解”

在PLC教學中，由于編程需要一定的理解能力和思維能力，但是中職生個體差異化比較大，因此，教師在教學評價中要“一題多解”，不能片面評價學生，更不能以結(jié)果定高低。在本例中，采用過程性多元化評價，自評、互評和教師評價。同時，除了考核操作的規(guī)范性和正確性，也注重考核學生的安全意識和職業(yè)素養(yǎng)。

責任編輯 朱守鋰