李彪，曹吉花，郝保明（宿州學(xué)院機(jī)械與電子工程學(xué)院，安徽宿州2 3 4 0 0 0）

任務(wù)驅(qū)動法在PLC教學(xué)中的探索

李彪，曹吉花，郝保明
（宿州學(xué)院機(jī)械與電子工程學(xué)院，安徽宿州2 3 4 0 0 0）

P L C課程是兼具理論性和實踐性的一門重要的專業(yè)課程，傳統(tǒng)的教學(xué)方法存在不足之處，在分析傳統(tǒng)教學(xué)方法基礎(chǔ)上，結(jié)合自身教學(xué)實踐，在實際教學(xué)中采用任務(wù)驅(qū)動法能有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動性、提高教學(xué)效果有一定的指導(dǎo)意義.

教學(xué)管理；電氣控制；實踐教學(xué)

P L C是機(jī)電類專業(yè)學(xué)生必修的一門專業(yè)課程，課程內(nèi)容實踐性很強(qiáng)，要求學(xué)生具有一定的電工電子學(xué)的基礎(chǔ)知識和常用電工電子工具、儀器儀表的使用能力，以及對電機(jī)控制線路的分析、設(shè)計和調(diào)試能力[1].學(xué)生和教師是教育過程中的雙主體，雙主體的互動是關(guān)鍵，這樣可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的積極性.任務(wù)驅(qū)動法是機(jī)電類專業(yè)最直觀的教學(xué)方法，符合實踐性很高的課程學(xué)習(xí)，是把教學(xué)過程以若干具體任務(wù)為中心，通過講解引導(dǎo)學(xué)生制定設(shè)計方案，增強(qiáng)學(xué)生提出問題，分析問題，解決問題的能力，在實際操作中體會設(shè)計的整體流程，這樣既可增強(qiáng)本門課程的學(xué)習(xí)又為在以后的工作中奠定一定基礎(chǔ)[2].

1 PLC傳統(tǒng)教學(xué)方法存在的問題及原因分析

作為教師，職責(zé)是傳道、授業(yè)、解惑，承擔(dān)各自專業(yè)教學(xué)任務(wù)，每天都在完成教書育人工作，但是對于教學(xué)方法是否有效又有多少考慮呢？教師完成一節(jié)課的教學(xué)任務(wù)，學(xué)生?又能聽懂多少？我們的教學(xué)方法是否和教學(xué)目的相一致，是否為以后的就業(yè)奠定堅實的基礎(chǔ)呢？我們所使用的教學(xué)方法是否有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，成績優(yōu)秀是否能代表一個學(xué)生的整體素質(zhì)，社會真正需要什么樣的畢業(yè)生？等等，這些問題值得我們每一位從事教學(xué)工作人員思考.如何在教學(xué)工作開展中把學(xué)生培養(yǎng)成社會需要的人才是教學(xué)的真正目的.

雖然各大高校不斷的改進(jìn)管理辦法，不斷的吸取成功的教學(xué)經(jīng)驗，但是傳統(tǒng)的教學(xué)方式在各大高校仍然盛行，對于傳統(tǒng)的教學(xué)方法存在的問題方方面面.

首先，是學(xué)習(xí)過程的主體，教師處于主動地位，學(xué)生處于從動地位.“填鴨式”教學(xué)方法依然存在，特別是在剛從事教學(xué)工作的老師尤為突出.老師照本宣科，把書本內(nèi)容搬上黑板，沒有知識的擴(kuò)展，完全不顧學(xué)生的興趣，不管學(xué)生到底聽懂沒有，這是高校存在的一個很嚴(yán)重的問題，各門課程息息相關(guān)，這樣不但扼殺了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且會影響相關(guān)課程的學(xué)習(xí).

其次，理論和實際嚴(yán)重脫節(jié).特別是對于我們工科應(yīng)用型專業(yè)更是如此.這關(guān)系到學(xué)生今后的就業(yè)，關(guān)系到興趣的培養(yǎng).當(dāng)然，這個問題呈現(xiàn)多樣化，比如，實驗室儀器缺少，實驗儀器集成化太高和實際情況完全不符，教師缺乏實踐經(jīng)驗等等.

2 任務(wù)驅(qū)動法在PLC教學(xué)中實施

P L C是計算機(jī)技術(shù)與繼電接觸器控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，主要應(yīng)用于工業(yè)控制，而單純依靠P L C起不到任何控制作用，需要低壓控制電器的配合.要完成一個完整的工業(yè)控制系統(tǒng)，不但要求學(xué)生具有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識，還要有分析問題、解決問題以及合作協(xié)商的精神.這正是我們?nèi)蝿?wù)驅(qū)動法的思想，通過布置任務(wù)的形式，把所學(xué)知識綜合應(yīng)用起來，把問題由簡單到復(fù)雜解決完成，主要考驗學(xué)生的合作精神，系統(tǒng)分析能力以及解決問題的能力.讓學(xué)生從整體上把握系統(tǒng)設(shè)計的整體流程，盡量貼近工業(yè)現(xiàn)場的實際應(yīng)用[3].

2.1 實施任務(wù)教學(xué)法的條件

首先，對于教師，合理選擇一個既能啟發(fā)學(xué)生思維又能把所學(xué)專業(yè)知識綜合運用的題目是關(guān)鍵.它是以系統(tǒng)整體控制為研究對象，要求教師具有豐富的專業(yè)基礎(chǔ)知識、實際操作技能和解決實際問題的能力.同時教師也要準(zhǔn)確把握教材，選取更合適項目任務(wù)，制定出更合理的實施方案[4].

其次，對于學(xué)生，要求學(xué)生已經(jīng)具備電工電子、電機(jī)與拖動等相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)知識和常用儀器儀表的使用能力.特別是對于傳統(tǒng)的繼電接觸器控制線路的分析、設(shè)計、制作調(diào)試能力.在此基礎(chǔ)上，熟練掌握利用現(xiàn)行P L C進(jìn)行整體系統(tǒng)設(shè)計的流程，包括電氣原理圖、元器件安裝接線圖、軟件編寫及系統(tǒng)調(diào)試等等[5].

2.2 任務(wù)教學(xué)法的具體實施

整體的實施方案：以其中一個4 8人班級為對象，由于班級人數(shù)較多，此任務(wù)教學(xué)法分兩個階段進(jìn)行.抽取班級人數(shù)的一半進(jìn)行分組，每3人一組，共8組，然后把事先準(zhǔn)備好的8個任務(wù)分別分配給每個小組，并給出每個任務(wù)的基本要求以及發(fā)揮功能，要求在規(guī)定的時間內(nèi)完成，收取相關(guān)材料以答辯的形式進(jìn)行驗收.

2.2.1 準(zhǔn)備階段

單純的P L C起不到任何控制作用，必須配合外圍低壓電器及相應(yīng)程序才能組成一個完整的控制系統(tǒng)，這就涉及到常用的繼電器、接觸器、熔斷器等相關(guān)低壓電器的使用知識.不僅學(xué)生要掌握他們的工作原理，最重要的是如何選型.產(chǎn)品選型非常重要，這關(guān)系到整個控制系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和可靠性.另外，為了完全模擬實際，要求學(xué)生給出系統(tǒng)設(shè)計原理圖、元器件安裝接線圖、軟件編寫、系統(tǒng)的接線和現(xiàn)場調(diào)試.這也要求學(xué)生要熟悉傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)的設(shè)計方法并在此基礎(chǔ)上完成P L C的系統(tǒng)設(shè)計，同時要熟悉P L C軟件的使用，特別是在現(xiàn)場調(diào)試過程中，如果某個控制功能出現(xiàn)問題，要學(xué)會如何利用軟件進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控，解決問題.

2.2.2 實施過程

針對學(xué)生對已學(xué)知識的掌握情況，選取合理的設(shè)計題目，要求學(xué)生在完成基本控制功能的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展功能的設(shè)計.

比如十字路口交通燈的控制，基本功能：接通啟動按鈕后，信號燈開始工作，南北向紅燈、東西向綠燈同時亮；東西向綠燈亮3 0 S，閃爍3次（每次0.5 S），接著東西向黃燈亮，2 S后東西向紅燈亮，3 5 S后東西向綠燈又亮……，如此不斷循環(huán)，直至停止工作；南北向紅燈亮3 5 S后，南北向綠燈亮，3 0 S后南北向綠燈閃爍3次（每次0.5 S），接著南北向黃燈亮，2 S后南北向紅燈又亮……，如此不斷循環(huán)，直至停止工作.

擴(kuò)展功能：人行道的指示燈如何配合工作；如何根據(jù)每天上下班的高峰期進(jìn)行分時控制；在節(jié)假日如何單獨控制.

這樣學(xué)生根據(jù)這8個題目的基本功能和擴(kuò)展功能選擇熟悉的任務(wù)，然后開始設(shè)計，并且限制時間，這里規(guī)定一天的時間.在整個設(shè)計過程中并沒有指定組長，沒有相應(yīng)的提示說明，讓學(xué)生按照設(shè)計任務(wù)自由發(fā)揮，這里可以更好的鍛煉他們在實施過程中相互配合、相互協(xié)調(diào)解決問題的能力，即團(tuán)隊合作精神.因為一個復(fù)雜的控制系統(tǒng)需要多人的配合，完成各自的設(shè)計任務(wù)后在一起進(jìn)行整合.這個過程中，觀察到有些學(xué)生進(jìn)行了功能分解，三位同學(xué)有的進(jìn)行原理圖和安裝接線圖的設(shè)計，有的進(jìn)行軟件的編寫，有的進(jìn)行硬件的接線等等分工明確最后在一起進(jìn)行整合調(diào)試.還有的在一起進(jìn)行協(xié)商，遇到問題一起找到解決的方法，三個人參與到設(shè)計的每個環(huán)節(jié).到最后調(diào)試的時候出現(xiàn)的問題較多，大部分都是軟件的錯誤，在編寫的過程中考慮不夠周全，在修改某一個控制功能影響到別的控制功能，或者在擴(kuò)展功能的實現(xiàn)上方法不對.出現(xiàn)問題很正常，但是最后的調(diào)試更重要，如何進(jìn)行現(xiàn)場程序的修改完成任務(wù)的設(shè)計要求，找出問題進(jìn)行糾正這才是真正鍛煉他們解決問題、相互合作的目的.基本功能在規(guī)定的時間內(nèi)都能完成，只是擴(kuò)展功能完成情況良莠不齊.

2.2.3 任務(wù)的驗收

對任務(wù)完成情況的評定也是一個重要環(huán)節(jié)，可以看出學(xué)生對所學(xué)知識的掌握情況以及教師的教學(xué)效果.這里我們以答辯的形式進(jìn)行，答辯組由擔(dān)任P L C教學(xué)任務(wù)的教師組成.每組學(xué)生抽出一位進(jìn)行介紹，教師對學(xué)生的設(shè)計原理圖、接線圖以及實際控制功能進(jìn)行現(xiàn)場驗收.特別是學(xué)生在調(diào)試環(huán)節(jié)出現(xiàn)什么問題，如何解決的，教師現(xiàn)場給予點評.同時，通過此次設(shè)計，學(xué)生對老師在今后的教學(xué)過程中如何改進(jìn)、哪方面需要加強(qiáng)等問題給出建議.有效的評價有著重要的意義：（1）鍛煉自己語言表達(dá)能力，對各自完成的功能進(jìn)行解說.（2）了解團(tuán)隊協(xié)同工作的重要性.（3）教師根據(jù)學(xué)生反饋的信息合理調(diào)整教學(xué)思路，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣.

3 任務(wù)驅(qū)動法有待完善的問題

經(jīng)過驗收階段反映出采用任務(wù)驅(qū)動法在提高教學(xué)質(zhì)量上具有一定的可行性.但是中間也有些環(huán)節(jié)尚需完善：（1）首先是選題，教師能夠根據(jù)學(xué)生掌握的知識情況選取合適的題目非常重要.基本功能大都可以完成，特別是擴(kuò)展階段，如何啟發(fā)學(xué)生思維，引導(dǎo)學(xué)生把所學(xué)知識應(yīng)用于此模塊，是對學(xué)生一個很好的鍛煉[6].（2）實驗器材的準(zhǔn)備.實驗室資源有限，畢竟有別于工業(yè)現(xiàn)場，在無法模擬工業(yè)現(xiàn)場的情況下如何利用現(xiàn)有的資源幫助學(xué)生完成任務(wù)，通過解說和實際應(yīng)用的對比也是重要的一方面.（3）團(tuán)隊協(xié)作精神.一個復(fù)雜的控制系統(tǒng)需要多方面的配合，如何把任務(wù)分解，如何整合，這需要很強(qiáng)的團(tuán)隊合作精神.在實施過程中，有些同學(xué)只顧及自身的任務(wù)，不管如何與其他模塊的整合，結(jié)果調(diào)試過程出現(xiàn)問題，也有些同學(xué)思想懶散，心想反正有其他同學(xué)在做.這些現(xiàn)象都是我們在具體實施某些教學(xué)方法需要注意和改進(jìn)的方面.

4 結(jié)束語

通過任務(wù)驅(qū)動法在教學(xué)過程中的實際應(yīng)用，對P L C指令的應(yīng)用、P L C設(shè)計的整體過程、P L C系統(tǒng)的調(diào)試等環(huán)節(jié)都收到很好的教學(xué)效果.教學(xué)有法，教無定法，根據(jù)學(xué)生專業(yè)知識的掌握情況，實施合適的教學(xué)方法尤為重要.任務(wù)教學(xué)法，完全模擬工業(yè)現(xiàn)場，學(xué)生親自動手實踐，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣，鍛煉了實踐能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，對P L C等實踐性比較強(qiáng)的專業(yè)課程具有一定的指導(dǎo)意義.

〔1〕王文義.可編程控制器原理及應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2010.

〔2〕劉邦祥,吳全全.德國職業(yè)教育行動導(dǎo)向的教學(xué)組織研究[J].中國職業(yè)技術(shù)教育,2007(5)：52.

〔3〕賀平.項目教學(xué)法的實踐探索[J].中國職業(yè)技術(shù)教育，2006（22）：43-44.

〔4〕姜金鑫.工作過程導(dǎo)向的實踐性課程構(gòu)建[J].職教通訊：江蘇技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報，2008（5）：31-34.

〔5〕姜大源.職業(yè)教育的教學(xué)方法論[J].中國職業(yè)技術(shù)教育，2007（25）：1-8.

〔6〕徐涵.項目教學(xué)的理論基礎(chǔ)、基本特征及對教師的要求[J].職教論壇，2007（3）：9-12.

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1 6 7 3-2 6 0 X（2 0 1 2）0 9-0 1 6 6-0 2

高等學(xué)校省級優(yōu)秀青年人才基金項目（2011SQRL156），宿州學(xué)院教學(xué)研究項目（szxyjyxm201118，szxyjyxm201122）