賴永鎮(zhèn)

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項目教學(xué)法在PLC教學(xué)中的應(yīng)用

賴永鎮(zhèn)

摘要：在PLC教學(xué)中運用項目教學(xué)法，充分體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的教學(xué)理念，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主探究、分析問題、團結(jié)協(xié)作解決問題的能力，以及將理論知識運用于實踐的能力。

關(guān)鍵詞：項目教學(xué)法；PLC教學(xué)

一、前言

可編程序控制器(英文全稱Programmable Logic Controller)簡稱PLC，是現(xiàn)代工業(yè)控制及生產(chǎn)過程中的主要部件，是實現(xiàn)工廠自動化(FA Factory Automation)流水線的支柱之一。它是自動控制技術(shù)與計算機及電氣控制三者有機結(jié)合的產(chǎn)品，即工業(yè)專用計算機。它既有計算機控制系統(tǒng)的可編程特點(控制功能由軟件實現(xiàn))，又具有繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)良的抗電噪能力(適應(yīng)工業(yè)控制的各種惡劣的工作環(huán)境)?？删幊绦蚩刂破鬟€具有很強的聯(lián)網(wǎng)能力和很高的可靠性，不僅可以單機使用，而且可以與計算機結(jié)合組成集散式控制系統(tǒng)。

傳統(tǒng)的PLC教學(xué)采用教師講解為主、學(xué)生聽課為輔的教學(xué)方法，學(xué)生被動地接受課堂知識，不利于提高動手能力，限制了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，不利于提高學(xué)習(xí)主動性。教學(xué)過程是課堂教學(xué)和實驗教學(xué)相結(jié)合，而且課堂教學(xué)占用大量課時，實驗僅占三分之一課時。為了提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，PLC教學(xué)應(yīng)采用項目教學(xué)法并在一體化教室里進行。

二、項目教學(xué)法在PLC教學(xué)中的具體實施過程

1.項目教學(xué)法概述

項目教學(xué)法是通過實施一個完整的項目而進行的教學(xué)活動，其目的是在課堂教學(xué)中把理論教學(xué)與實踐教學(xué)有機地結(jié)合起來，充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，提高學(xué)生解決實際問題的綜合能力。項目教學(xué)主要由內(nèi)容、活動、情境和結(jié)果四大要素構(gòu)成。項目教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相比較有自己的顯著特征，具體表現(xiàn)為：教學(xué)內(nèi)容以工作任務(wù)為依托；教學(xué)活動以學(xué)生為主體；學(xué)習(xí)成果以多樣化為特征。在項目教學(xué)中，每個學(xué)生會給出不同的解決任務(wù)的方案與策略，因此，學(xué)習(xí)成果不是唯一的，而是多樣化的。項目教學(xué)法具有實踐性、明確性、自主性、發(fā)展性、綜合性、開放性等特點。項目教學(xué)的流程如圖1所示。

圖1　項目教學(xué)的流程

項目設(shè)計與確立項目教學(xué)法成敗的關(guān)鍵是能否設(shè)計一項合適的教學(xué)任務(wù)。因此，在選擇和設(shè)計項目時要充分考慮以下幾個方面的問題：①項目活動能否很好地應(yīng)用學(xué)生已有的知識。②項目活動能否引導(dǎo)并幫助學(xué)生完成新知識的自主學(xué)習(xí)。③所選擇的項目內(nèi)容在現(xiàn)階段教學(xué)中能否較好地起到承上啟下的作用，充分體現(xiàn)綜合性和應(yīng)用性。④項目活動能否讓學(xué)生感興趣并激發(fā)學(xué)習(xí)新知識的興趣。⑤所選的項目活動在進行過程中能否有效地促進學(xué)生之間的溝通與合作。⑥能否讓學(xué)生將所學(xué)的知識與現(xiàn)實生活聯(lián)系起來。

2.項目教學(xué)法的應(yīng)用

筆者現(xiàn)以PLC教學(xué)為例，談?wù)勴椖拷虒W(xué)法的應(yīng)用。

在進行“PLC項目教學(xué)”時，考慮到學(xué)生對噴泉非常熟悉，筆者將“單頭噴泉的PLC控制”列為噴泉系列第1個教學(xué)任務(wù)。具體的控制要求如圖2所示：

圖2　單頭噴泉時序圖

要求學(xué)生寫出 I/O分配表、畫出I/O接線圖、編制出控制程序并作注釋，上機完成模擬操作。

制定實施計劃、確定教學(xué)項目之后，針對學(xué)生情況進行分組。一個組以三名學(xué)生為宜，將基礎(chǔ)好、動手能力強的學(xué)生與基礎(chǔ)相對較差的學(xué)生組合在一起。這樣，既能保證項目活動按時完成，又有利于學(xué)生互相交流，有助于專業(yè)較差的學(xué)生快速提高。分組后，學(xué)生以小組為單位制定項目活動的實施計劃，包括任務(wù)分配以及各項內(nèi)容需要的時間等。在此次項目教學(xué)過程中，進行小組人員分工是一個比較好的做法。以往形式上的分組，教師布置的項目活動其實只是使小組中學(xué)習(xí)較好的學(xué)生得到鍛煉，基礎(chǔ)較差的學(xué)生得不到鍛煉。而分工后每個學(xué)生都有壓力，基礎(chǔ)較差的學(xué)生即使被分配了一些不太難的任務(wù)，他們也要自主學(xué)習(xí)、動腦思考。

學(xué)生在此階段進行自主學(xué)習(xí)，需要小組完成“寫出I/O分配表、設(shè)計I/O接線圖和編制程序”等幾項內(nèi)容。學(xué)生按分工各自進行相應(yīng)內(nèi)容的學(xué)習(xí)和準(zhǔn)備。在此過程中，教師要注意觀察，鼓勵每個學(xué)生都積極動腦思考和發(fā)言，可以討論，但不能抄襲。此時，小組中基礎(chǔ)較差的學(xué)生在完成任務(wù)上有一定的困難，筆者就鼓勵他們多請教同組中學(xué)習(xí)好的學(xué)生，同學(xué)間相互幫助共同完成項目活動。這樣，對基礎(chǔ)較差的學(xué)生來說，是一個很好的樹立學(xué)習(xí)信心的過程，對學(xué)習(xí)好的學(xué)生也是一種促進。

項目實施階段，要求各小組將編寫好的程序由小組每個成員各輸入一遍，調(diào)試正確后進行接線。然后，小組間互相檢查，確認(rèn)無誤后進行加電測試。在巡視、檢查過程中，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生輸入地址分配基本統(tǒng)一，輸出地址分配出錯比較多。于是及時加以引導(dǎo)，幫助學(xué)生理清思路，并在調(diào)整程序過程中與學(xué)生討論定時器的使用等，指導(dǎo)他們應(yīng)用所學(xué)知識，發(fā)揮主觀能動性，正確地編程。之后，筆者又要求學(xué)生按照設(shè)計要求驗證設(shè)計是否正確，并指導(dǎo)他們在實驗板上接線。接線完畢每組進行檢查。在這個過程中，筆者發(fā)現(xiàn)有的學(xué)生對工作臺不熟悉，不知道如何連接輸入輸出。于是筆者讓學(xué)生結(jié)合理論解決接線問題，加深對理論知識的理解。接線問題基本解決后，讓各小組進行通電試驗，有的小組一次性成功，有的小組沒有按要求實現(xiàn)程序控制，電路沒有反應(yīng)。此時，要求沒有成功的小組分析問題出現(xiàn)的原因，小組內(nèi)進行討論，檢查連線，修改程序。通過努力，他們基本上獨立完成了本次項目活動?？粗鴮嶒灠迳系膰娙盘枱舭凑湛刂埔笥行虻亻W亮著，學(xué)生們高興地笑了。

評估、總結(jié)在項目實施過程中具有重要的作用。學(xué)生根據(jù)實際問題設(shè)計出程序，有的用基本指令，有的用步進指令等。設(shè)計方法有梯形圖經(jīng)驗設(shè)計法、順序控制設(shè)計法以及順序功能圖等。筆者適時加以提示，讓學(xué)生展開討論、互相幫助來修改自己的設(shè)計。最后評價時，筆者充分肯定了學(xué)生的成績，并簡要介紹了PLC編程的設(shè)計思路、正確的設(shè)計方法、連接電路時應(yīng)注意的事項及PLC的廣泛應(yīng)用等知識，讓學(xué)生經(jīng)過自主學(xué)習(xí)后獲得對知識的系統(tǒng)性認(rèn)識。

“單頭噴泉PLC控制”項目實施完成之后，筆者又設(shè)計了“雙頭噴泉控制PLC”，此后，又設(shè)計了“三頭噴泉PLC控制”。如圖3和圖4所示。

圖3　雙頭噴泉時序圖

圖4　三頭噴泉時序圖

噴泉系列PLC控制項目的特點是，單頭噴泉比較簡單，雙頭噴泉比單頭噴泉復(fù)雜一點，三頭噴泉比雙頭噴泉又更進一步接近實際。通過這些項目的教學(xué)，學(xué)生分析問題和解決問題的能力得到提升。

三、運用項目教學(xué)法的反思

誠然，應(yīng)用項目教學(xué)法進行專業(yè)課教學(xué)的效果十分明顯，但在實施過程中也遇到了不少的問題：①要求教師不僅要有較高的理論知識水平，還有較強的實踐動手能力。②職校學(xué)生素質(zhì)不一，學(xué)習(xí)能力差，給自主學(xué)習(xí)、完成項目任務(wù)帶來一定的困難。因此，在實施項目教學(xué)前，需要在前面幾節(jié)課提前進行準(zhǔn)備或鋪墊，在項目教學(xué)實施時，也應(yīng)予以課時的保證，必要時延長授課時間，以保證項目活動的完成，否則將使學(xué)生對項目教學(xué)失去興趣，更難以達到有效提高學(xué)生實踐能力的目的。③項目教學(xué)的核心是通過實踐最終完成一項任務(wù)，因此對實驗實訓(xùn)設(shè)備提出了較高的要求。學(xué)校不但應(yīng)在硬件建設(shè)方面予以重視，還應(yīng)在硬件維護保養(yǎng)方面加強管理，努力為師生創(chuàng)造一個良好的實踐環(huán)境。

參考文獻：

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[2] 瞿彩萍.PLC應(yīng)用技術(shù)(三菱)[M].北京：中國勞動和社會保障出版社，2006.

[3] 張華龍.圖解PLC與電氣控制入門[M].北京：人民郵電出版社，2008.

責(zé)任編輯陳春陽

收稿日期：2016-03-28

作者簡介：賴永鎮(zhèn)(1965-)，男，廣東省江門職業(yè)技術(shù)學(xué)校物理講師。研究方向：機電技術(shù)應(yīng)用。(廣東 江門/529030)

中圖分類號：G712

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1005-1422(2016)06-0062-02