解德鑫
[摘要]微機技術與微電子技術的迅速發(fā)展極大地推動了PLC在世界范圍內(nèi)的發(fā)展,使其在生產(chǎn)中的地位越來越重要。適應這一發(fā)展形勢,可編程序控制器技術已成為各類職業(yè)技術學校電子與電氣專業(yè)的一門必修課,且在職業(yè)技能鑒定中也逐漸成為指定的考核內(nèi)容。為了滿足這一要求,生產(chǎn)設備和自動生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具有極高的可靠性和靈活性??删幊绦蚩刂破鳎ê喎QPLC)正是順應這一要求出現(xiàn)的。電氣、機電一體化的學員必須掌握PLC的基礎知識和應用技能。文章針對教師如何在教學中做好引導,提高學生學習PLC的興趣、調(diào)動學生積極參與、發(fā)揮學生的主體作用展開論述,以提高學生PLC應用能力,適應現(xiàn)代社會崗位要求。
[關鍵詞]PLC;直觀教學;輔助教學;項目教學
[DOI]1013939/jcnkizgsc201533186
1身臨其境引發(fā)學生的學習熱情
上好第一堂課是引導學生成功學好PLC課程的前提和基礎。剛開始上PLC課程時,學生對本課程并不了解,在現(xiàn)代化科技飛速發(fā)展的信息時代,教師應多獲取與本專業(yè)相關的資料,提高自身素質(zhì),給學生以信心,激發(fā)學生的學習興趣。比如講授PLC課程時,首先列舉PLC在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸業(yè)及日常生活中廣泛應用的例子,例如:汽車生產(chǎn)流水線,學校的機械加工中心、數(shù)控機床、機械手的控制、電梯控制、鋼鐵集團(如包鋼)的高爐上料,貨物的存取、運輸、檢測,大型造紙廠中PLC的應用,甚至是機器人的控制等都有PLC的功勞,還有繁華城市的霓虹燈、交通燈,舒適小區(qū)里的人工噴泉等,這些與大家日常生活息息相關的例子,使學生對這門課程有一個初步的了解,覺得它就在我們身邊,同時教師還可以聯(lián)系就業(yè)市場的需求(有較多單位提出“懂得PLC者優(yōu)先”),從而激發(fā)了學生的學習欲望。
2讓學生自己動手制作圖片
在現(xiàn)代化科技飛速發(fā)展的信息時代,教師的教學媒體不僅是黑板、教材,還可以從各方面獲取更多的資料信息,如校園網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)。同時不僅是老師傳授給學生,學生可以通過老師給出的任務書,從各方面獲取資料,充分發(fā)揮學生的想象。這樣不僅培養(yǎng)了學生的思維能力,而且在完成任務書的同時,不自覺地學會了解決問題的方法,在這過程中還增強了學生之間信息交流。例如:在了解PLC的用途之后,讓每個組的學生自己動手畫有關與PLC應用有關的圖片,有條件的可以用相機拍或者從網(wǎng)上下載與PLC應用有關的圖片,連成一幅作品,完成后展覽在班級教室內(nèi),供學生參觀他們所做的成果。例如,在我所代課的班級中,學生做成的圖片五彩繽紛,有美麗的噴泉、霓虹燈、交通燈、電子屏幕車展,轟隆隆的煉鋼爐、數(shù)控車床、自控軋鋼機、自動運料車等,學生的一幅幅作品,有的還加上“PLC就在這里”“瞧,PLC多厲害”“沒有PLC,工人就更辛苦”的說明等。這樣不但激發(fā)了學生學習的興趣,還在享受成就感的同時培養(yǎng)自信心、拓展了學生的創(chuàng)造性思維。
3改革教材,分組教學
PLC教學教材按照原理、指令、應用、操作等分成幾個獨立的章節(jié)。如果按照教材的順序進行教學,則要等基本指令、基本應用學習完畢后,再進行基本操作的學習,這樣在此期間學生所學習的知識點得不到鞏固應用,容易混淆且效率不高。
教師教學時,則要考慮有利于學生學習的動態(tài)過程而開展。為此,筆者在教學中打亂了固定的教學模式,采用課題教學的方式,重組教學章節(jié)。
筆者多方面收集了若干PLC應用實例,整合成五個教學章節(jié):PLC基本原理、順序控制、時序與計數(shù)控制、位置控制和特殊功能綜合應用。每個課題以一個應用為主,介紹應用實例的生產(chǎn)應用、用PLC實現(xiàn)的控制線路、應用的基本指令和編程調(diào)試。各章節(jié)以難易結(jié)合的方式,依次展開電動機的正反轉(zhuǎn)雙重連鎖控制,多臺電動機的順序控制、電動機的Y-Δ控制、信號燈的閃爍控制、多個信號燈用特殊指令實現(xiàn)的亮滅控制等。這樣,每個課題以教學單元為核心科學連貫,能有效地服務于教學。
4因材施教,直觀教學
PLC課程是理論性和實踐性緊密聯(lián)系的課程。單純依靠教師在黑板上畫圖講解程序或分析控制動作過程,學生常常感到枯燥無味,難于理解,而且由于受板書的限制,所講內(nèi)容不夠直觀。
直觀教學可以激發(fā)學生的興趣,同時還培養(yǎng)了學生的觀察能力,增強感性認識,開闊學生的想象力,有利于知識的理解。例如,在講解PLC的結(jié)構(gòu)時,教師帶學生到實驗室觀看PLC實驗板,了解PLC的外部結(jié)構(gòu)及外部設備等,這樣與老師在黑板上詳細地講解這些理論知識比較起來,學生更傾向于前者。在講解機械手操作控制步驟時,學生對機械手的操作步驟在空間、時序上都缺乏思維的邏輯性,很難把一個復雜的控制系統(tǒng)分解為若干個獨立的控制過程。通過多媒體,教師可以把機械手控制步驟以動畫的形式形象地展示給學生。這樣的教學環(huán)境更能激發(fā)學生的思維,強化學生對整個系統(tǒng)的印象。
在整個課堂教學過程中,教師和學生處于一種互動的狀態(tài),更易引起學生的注意力,激發(fā)學生的學習興趣,使學生的認知過程更為生動和深刻,增強課堂教學的感染力,提高教學水平。
5采用直觀教學,組織學生到企業(yè)實習
直觀教學可以激發(fā)學生的興趣,同時還培養(yǎng)了學生的觀察能力,增強感性認識,擴大學生的思維空間,開闊學生的想象力,有利于對知識的理解。例如:在講解PLC的結(jié)構(gòu)時,教師帶學生到實驗室觀看PLC示教板,了解PLC的外部結(jié)構(gòu)及外部設備等,這樣對PLC的外部結(jié)構(gòu)就有一個感性的認識,與老師在黑板上詳細地講解這些理論知識比較起來,學生愿意選擇前者,教學效果前者會好得多,對理性知識,學生在感性直觀教學中易于理解、掌握。但對于PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu),則利用掛圖講解,這樣學生對PLC就有一個較清晰的印象。有條件的情況下可以組織學生到企業(yè)實習,在工人師傅XCPLC設備及強大功用的講解下,了解PLC在實際工作崗位的重要作用,提高學習的興趣與動力。
6根據(jù)項目教學上好實驗課
項目教學法對職業(yè)技術學校的學生很有針對性,對培養(yǎng)學生素質(zhì)、提高學生動手能力有重要意義。實驗教學是學生樂于接受的學習方式,滿足學生們的好奇心,激發(fā)學生學習知識的興趣。實驗課不但是對理論課的補充,也是強化學習效果的重要手段,可以加深對理論知識的理解,讓學生在實驗中體會到PLC教學內(nèi)容豐富、應用廣泛,體會到PLC是能解決實際問題的實用學科,而不是枯燥無味的說教。因此根據(jù)項目教學的特點上好實驗課是十分必要的。
實驗主要要求學生通過動手、觀察、直觀感受,掌握現(xiàn)象和結(jié)論,進一步加深理解所學理論知識,同時PLC實驗可以調(diào)試自己編制的程序,進行模擬實驗。在培養(yǎng)學生動手能力的同時,培養(yǎng)學生應用理論知識的能力及處理和解決問題的能力。
7綜合實訓,一體化教學
實驗教學是學生樂于接受的學習方式,滿足學生的好奇心,激發(fā)學生學習的興趣。實驗主要要求學生通過動手、觀察、掌握現(xiàn)象和結(jié)論,進一步加深理解所學理論知識,同時可以調(diào)試自己編制的程序,進行實驗。
例如,在學習PLC控制電動機正反轉(zhuǎn)時,師生共同分析雙重連鎖電動機正反轉(zhuǎn)的電氣原理圖,通過經(jīng)驗設計法,把它變成由PLC實現(xiàn)控制的梯形圖。接著由學生自己動手把I/O接線圖接好,再運行編制的程序。當電動機按照預定的要求運轉(zhuǎn)時,學生會產(chǎn)生很濃厚的成功意識:原來PLC控制也不是想象的那么困難,難以克服。
在此基礎上,可以引導學生編制工作臺往返控制“工作臺由電動機帶動先正轉(zhuǎn)運行,到行程限位開關時再反轉(zhuǎn),如此循環(huán)”的程序,這時通過更改正反轉(zhuǎn)就輕而易舉地實現(xiàn)了控制要求。通過以上實驗,學生既動手編制、調(diào)試自己的程序,又對行程限位控制加深了理解。