PLC應(yīng)用技術(shù)課程的教學(xué)改革與實踐

藺思明

[摘? ? ? ? ? ?要]? 隨著我國經(jīng)濟快速的發(fā)展，對職業(yè)教育的要求也越來越高，傳統(tǒng)的教育模式已經(jīng)很難承載該課程的教育教學(xué)目標(biāo)，那么，如何根據(jù)職業(yè)院校教育教學(xué)目標(biāo)，對本課程的教學(xué)模式進行改革，是當(dāng)前職業(yè)院校教師急需破解的難題。在職業(yè)教育發(fā)展的新形勢下，如何發(fā)揮主觀能動性，在實際工作中不斷吸收新理論，探索新方法，已經(jīng)成為職教老師必須具備的能力，重點介紹項目教學(xué)法在PLC課程實際教學(xué)中的應(yīng)用。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 項目教學(xué)法;PLC;順序功能圖

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）21-0282-03

2014年5月，國務(wù)院頒布了關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的決定，要求全面提高職業(yè)教育人才培養(yǎng)質(zhì)量。職業(yè)院校作為企業(yè)用工的主要提供方和培養(yǎng)方，如何利用比較先進的教學(xué)方法培養(yǎng)出更多更好的符合社會企業(yè)需求的中、高級技能型人才勢在必行。

本人作為職業(yè)學(xué)院的一名的教師，多年來一直教授電氣自動化專業(yè)方面的課程，對PLC課程進行了教學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：隨著社會的發(fā)展和進步，作為一種工業(yè)控制器，PLC在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)占有越來越重要的地位。PLC應(yīng)用技術(shù)是我院電氣自動化設(shè)備安裝與維修專業(yè)一門應(yīng)用性很強的重要專業(yè)課程，本課程的突出特征是：理論教學(xué)與實際訓(xùn)練并重，要求學(xué)科化的理論必須與專業(yè)化和技能化的訓(xùn)練密切結(jié)合，相互支撐并以社會的實際需求為標(biāo)準(zhǔn)，強調(diào)技術(shù)應(yīng)用。學(xué)生要通過本課程的學(xué)習(xí)，掌握PLC的基本指令、接線方法、軟件編程的方法等基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)分析、設(shè)計、安裝、調(diào)試、維護與管理的綜合能力，為今后從事電工工作打下良好基礎(chǔ)，并且為學(xué)生考中高級及技師電工技能等級證書和資格證書做好準(zhǔn)備。

目前我院學(xué)生大部分是初中畢業(yè)生，學(xué)生主動性較差，較為懶散，普遍理論知識基礎(chǔ)薄弱，喜歡動手實踐，如遇挫折又表現(xiàn)出自信心、進取心不足等現(xiàn)象。同時PLC課程教學(xué)內(nèi)容抽象，教學(xué)的重點和難點不僅在于理解，更在于靈活運用，還要有一定的邏輯思維能力。那么，如何激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)他們良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和勤于動手，善于思考，勇于實踐的團隊合作精神，使他們畢業(yè)后能與企業(yè)提供的就業(yè)崗位零距離對接呢？這已成為我們教學(xué)的首要任務(wù)。

在職業(yè)教育發(fā)展的新形勢下，許多職業(yè)院校大膽吸收先進的教育理念，積極探索新型教育模式。從最初的根據(jù)知識點梳理的傳統(tǒng)教學(xué)模式到理論加實操的分段式教學(xué)到以工作過程為基礎(chǔ)的項目式教學(xué)，教學(xué)方法在不斷改進，教學(xué)質(zhì)量也不斷提高。尤其是項目式教學(xué)，因為基于工作過程，在很大程度模擬了工作情景，經(jīng)過咨詢—計劃—決策—實施—檢查—評價六步教學(xué)，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)和工作距離的進一步貼近，在相當(dāng)程度上提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和解決實際問題的能力。

一、項目教學(xué)法的認(rèn)識

（一）內(nèi)涵

項目教學(xué)法是以現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)思想、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論和探索性學(xué)習(xí)架構(gòu)為基礎(chǔ)，以工程項目為載體，自主建構(gòu)知識體系的新型教學(xué)模式。通過在老師的指導(dǎo)下，學(xué)生自主進行項目活動，重在培養(yǎng)學(xué)生綜合的行為愿望和職業(yè)能力。在項目實施過程中，以項目為主線展開教學(xué)，把相關(guān)的知識點隱含到項目的每個環(huán)節(jié)中去，螺旋上升、層層遞進項目。項目教學(xué)法通過對問題的深化或功能擴充，來拓展和延伸知識的廣度和深度，直至完成整個項目，從而達成既定的教學(xué)目標(biāo)。

（二）特征

1.該工作過程適用于學(xué)習(xí)各類實踐性和操作性較強的知識和技能的教學(xué)內(nèi)容，具有一定的應(yīng)用價值和研究價值。

2.能將某一個教學(xué)課題的專業(yè)理論和動手操作結(jié)合起來，與企業(yè)生產(chǎn)過程或現(xiàn)實的商業(yè)經(jīng)營活動有直接的聯(lián)系。

3.以小組互助性的形式出現(xiàn)，學(xué)生能夠參與制定項目計劃并動手實施完成工作的任務(wù)，積極承擔(dān)責(zé)任，對任務(wù)的成效進行評估。

4.工程項目具有一定的難度，根據(jù)學(xué)生現(xiàn)有的知識結(jié)構(gòu)和認(rèn)知水平，通過對知識的再加工和重新構(gòu)建，引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)知識與技能解決實際問題。

5.項目結(jié)束時，師生共同驗收項目工作成果和獲得的學(xué)習(xí)方法，有明確而具體的實際作品展示。

二、項目教學(xué)法在PLC課程教學(xué)中的具體實施

項目教學(xué)法的具體實施要按照以下四個教學(xué)階段進行，采用螺旋上升的遞進過程（見下圖）。

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螺族上升的遞進過程圖

下面結(jié)合我在PLC應(yīng)用技術(shù)課程中運料小車控制電路內(nèi)容中的實際教學(xué)談一下具體實踐過程。

（一）項目設(shè)定

在項目教學(xué)法中，教學(xué)的整個設(shè)計過程和內(nèi)容都以項目任務(wù)為目標(biāo)。教學(xué)任務(wù)明確后，如何設(shè)計項目任務(wù)是關(guān)鍵，這樣才能有效提高教學(xué)質(zhì)量，取得良好的教學(xué)效果。在PLC應(yīng)用技術(shù)教學(xué)設(shè)計的項目既要根據(jù)學(xué)生的特點，與書本知識緊密結(jié)合，緊扣教學(xué)內(nèi)容，又要聯(lián)系實際應(yīng)用，有一定的難度，給學(xué)生一定的想象空間。在老師的啟發(fā)引導(dǎo)下，學(xué)生能運用學(xué)過的知識，促使自己以獨特的方式認(rèn)識事物，理解學(xué)習(xí)材料并探究應(yīng)得出的結(jié)論或獲得規(guī)律性知識的能力，達到提高學(xué)生綜合能力的目的。

1.確定項目任務(wù)

在企業(yè)實際生產(chǎn)工作中，運料小車系統(tǒng)的安裝與調(diào)試，是每個技術(shù)工必須掌握的操作技能之一，因此要依據(jù)工作需求確定項目任務(wù)。

2.項目功能要求

教師通過圖片展示情境引入，設(shè)置引導(dǎo)問題并啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生，聯(lián)想實際生產(chǎn)中遇到的小車運料的工作情境。將具體內(nèi)容以項目任務(wù)單的方式展現(xiàn)出來，給學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情境的同時調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強學(xué)生的責(zé)任感。

任務(wù)單：

通順達物流有限公司倉庫由于產(chǎn)品運輸需要，需設(shè)計一套運料小車自動往返傳輸線，廠家要求結(jié)合庫房地形的特點進行運料小車自動往返傳輸PLC控制裝置的設(shè)計。廠家聯(lián)系我院電氣系對該傳輸線進行改造，要求在10個內(nèi)完成該項工作。

控制要求：

按SQ1小車從原點起動，KM1接觸器吸合使小車向前運行直到碰SQ2開關(guān)停止，KM2接觸器吸合使甲料斗裝料20S，然后小車?yán)^續(xù)向前運行直到碰SQ3開關(guān)停，此時KM3接觸器吸合使乙料斗裝料25S，隨后KM4接觸器吸合小車返回原點直到碰SQ1開關(guān)停止，KM5接觸器吸合使小車卸料50S后完成一次循環(huán)。其中啟動按鈕SQ1用來開啟運料小車，停止按鈕SQ2用來手動停止運料小車。

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3.分組及領(lǐng)取項目任務(wù)

首先閱讀任務(wù)書，分析控制要求，并進行簡單的分析，學(xué)會用關(guān)鍵詞法找出重點信息和任務(wù)流程的關(guān)鍵階段，轉(zhuǎn)換階段的條件，并做出相應(yīng)的標(biāo)注，以達到明確項目的目的。結(jié)合控制要求引導(dǎo)學(xué)生列出本次項目所需的材料及工具清單，并確定輸入輸出設(shè)備，寫出I/O分配表，畫出運料小車的時序圖。最后根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、動手能力及愛好興趣，每隊合理搭配4人，由學(xué)生命名團隊名稱選出隊長、安全員、記錄員等。這期間教師不斷鼓勵學(xué)生大膽創(chuàng)新，由各隊成員自主交流討論任務(wù)的重難點，根據(jù)所給任務(wù)進行簡單的工作過程的分析，分析并搜集為完成任務(wù)所要設(shè)計的有關(guān)知識點，共同商討項目任務(wù)的具體方案。

（二）項目計劃

教師根據(jù)控制要求，將項目任務(wù)分為：根據(jù)控制要求分析系統(tǒng)的工作過程、畫出接線圖并按照電氣控制原理圖連接好線路。根據(jù)收集的有關(guān)知識，用中間繼電器進行順序功能圖的設(shè)計，將其所設(shè)計的順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖，并將梯形圖輸入電腦進行程序的調(diào)試，最后進行有效的改進和完善。老師設(shè)計引導(dǎo)問題，逐步引導(dǎo)學(xué)生思考設(shè)計方法，同時要求在黑板完成單周期工作方式順序功能圖，利用順序功能圖轉(zhuǎn)化成梯形圖。并以單周期工作方式順序功能圖作為基礎(chǔ)，由淺入深討論如何實現(xiàn)連續(xù)循環(huán)工作方式順序功能圖的方案并展示出來。展示后小組間進行互相評價，討論是否能完成控制要求。通過對運料小車課題的細化和深化，提供完成任務(wù)的渠道和途徑，有助于較好地完成對工程項目的分析和制定合理計劃。

（三）項目實施

從老師提出問題到共同參與分析問題，再到實際動手操作解決問題，精心雕琢，最終完成教學(xué)任務(wù)。學(xué)生經(jīng)過討論確定團隊內(nèi)的分工和合作形式，并按照項目計劃進行實施。方案實施前學(xué)生代表在黑板上畫出電氣線路接線圖，按照控制電路接線圖進行外部接線，根據(jù)實際實習(xí)條件和訓(xùn)練難度要求考慮，采用硬線進行板面明線敷設(shè)，并要求裝配成美觀合理、符合維修電工國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求的控制盤。

在項目計劃實施過程中注意明確目標(biāo)，側(cè)重各個知識點的循序漸進指導(dǎo)，細化管理。學(xué)生具體操作過程中及時關(guān)注各隊的每名學(xué)生，一旦發(fā)現(xiàn)學(xué)生的閃光點應(yīng)及時用肢體語言和表揚法進行鼓勵。實習(xí)期間學(xué)生活動時間靈活，學(xué)習(xí)方法自由，依據(jù)項目任務(wù)，獨立尋找相關(guān)資料，閱讀分析討論，多角度全方位地思考實施方案，接線完成由教師檢查，查看是否按技術(shù)要求接線，有沒有多余的線頭，開關(guān)有無接錯、倒裝等，用萬用表的電阻檔分段檢查，是否有短路、斷路現(xiàn)象。確認(rèn)無誤后，進行程序輸入自行調(diào)試程序，并隨時通過軟件監(jiān)控的變化動態(tài)。調(diào)試程序的過程中，隨時提醒學(xué)生遵守安全文明操作，嚴(yán)格遵守停送電制度，杜絕違規(guī)違紀(jì)。教師進行巡回指導(dǎo)，如遇故障，及時引導(dǎo)學(xué)生自主討論，進行故障排除，并做好故障排除記錄，對解決不了的問題，教師給予適當(dāng)提示。最后各組講解自己的設(shè)計思路，并按照自己的設(shè)計方案進行最終調(diào)試。通過這一系列的項目活動，學(xué)生掌握了檢查電路、排除故障、通電調(diào)試等操作技能。同時小組成員彼此相互配合，積極參與討論，勇于實踐，達成個人績效，提高學(xué)習(xí)效果。

（四）質(zhì)量評估

項目完成后的質(zhì)量評估是教學(xué)過程的重要環(huán)節(jié)，通過學(xué)生的評價反饋可以檢測教學(xué)效果，權(quán)衡得失。質(zhì)量檢測評價依據(jù)是項目評估考核表，由學(xué)生自我評價、相互評價及教師評價組成，可對學(xué)生完成項目的質(zhì)量、參與程度、合作能力、發(fā)明創(chuàng)新等方面進行綜合評價，使學(xué)生的綜合能力在總結(jié)評估中得到提高。教師在總結(jié)評估時，首先要充分肯定學(xué)生所取得的成績，以增強學(xué)生的自信心和成就感，同時也要指出項目實施過程中存在的問題。最后，對學(xué)生個人在項目實施過程中的整體表現(xiàn)情況進行綜合評價，對表現(xiàn)突出的團隊和個人予以獎勵和表彰。通過這樣的質(zhì)量評估，使學(xué)生不僅看到了自己的勞動成果，增強了學(xué)習(xí)技能的興趣，為更加深入地學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。

三、項目教學(xué)法實踐效果與思考

（一）實踐的效果

項目教學(xué)法在PLC應(yīng)用技術(shù)教學(xué)中實踐的效果，首先體現(xiàn)在學(xué)生在整個教學(xué)過程中表現(xiàn)出積極的學(xué)習(xí)態(tài)度和極大的興趣，變“讓我學(xué)”為“我要學(xué)”，表現(xiàn)出了強烈的求知欲望。會更加主動地運用多種學(xué)習(xí)方法的新操作技能，碰到問題他們會自己查資料，特別是對自己所負責(zé)的部分非常仔細，為了提高設(shè)計效率，程序修改多次，相互促進。為了熟悉掌握編程指令，讓教師幫忙增加編程的難度，怕因程序出現(xiàn)問題影響團隊的成績。重難點教師在講解示范時，學(xué)生都非常專心，學(xué)習(xí)效率得到了顯著提高。其次，在項目實施過程中，由于是團隊學(xué)習(xí)，既有獨立性也有合作性，不但培養(yǎng)了學(xué)生實際動手能力和綜合分析能力，還培養(yǎng)了團隊協(xié)助精神。當(dāng)學(xué)生在圓滿完成項目任務(wù)后，在通電成功的一瞬間體會到了成功的喜悅和自豪感。同時項目教學(xué)法的實施過程中，教師對職業(yè)院校的教學(xué)理念、課程設(shè)置、教學(xué)方案、評價體系等也有了新的理解和認(rèn)識，對自身的教育教學(xué)工作能力起到極大的促進和提高。

（二）實踐的思考

事實上在項目教學(xué)法教學(xué)過程中，筆者發(fā)現(xiàn)項目任務(wù)離真實的企業(yè)工程還存在很大差距，需進一步完善。首先，是工程項目的選擇，因?qū)W校的實習(xí)設(shè)備、實習(xí)條件所限，現(xiàn)階段能做到的只是有針對性地選擇一些模擬項目，與企業(yè)廠家沒有合作，并未投入生產(chǎn)。如果能夠加強校企合作，把企業(yè)的一些實際產(chǎn)品直接作為教學(xué)的實訓(xùn)項目，成品銷售給企業(yè)，那么企業(yè)和學(xué)?？蓪崿F(xiàn)互利互贏。同時可以安排學(xué)生定期到企業(yè)參觀學(xué)習(xí)，特別在學(xué)生踏上工作崗位后，能更快地適應(yīng)企業(yè)工作情況和用人單位管理模式，在較短時間里熟悉工作流程投入工作中。其次，由于學(xué)生的層次不同，實訓(xùn)設(shè)備的升級換代，許多課程急需重新調(diào)整教學(xué)計劃和大綱，并編寫適合本學(xué)院特色的校本教材?？梢試L試吸納企業(yè)技術(shù)人才參與到新教材的編寫中，把企業(yè)的管理理念、新技術(shù)、運作規(guī)范、綜合納入教材，做到專業(yè)知識與企業(yè)生產(chǎn)實際相結(jié)合。最后，實施項目教學(xué)法對職業(yè)院校的教師也提出了更高的要求，每個教師都應(yīng)抽出更多的時間去企業(yè)實習(xí)，親身體驗企業(yè)工作環(huán)境，熟知企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境及規(guī)范要求，不斷提高駕馭項目教學(xué)法的能力，為學(xué)院的教學(xué)改革服務(wù)。

本文通過真實的教學(xué)實踐，對典型課程的教學(xué)內(nèi)容進行了分析，堅持理論與實踐相結(jié)合的原則，有針對性地設(shè)計了教學(xué)策略，運用生動形象的教學(xué)手段取代枯燥乏味的理論知識灌輸，由此提高學(xué)生對所學(xué)知識的系統(tǒng)性認(rèn)識和科學(xué)性把握。探討研究運用項目教學(xué)法培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，由此從根本上培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

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