項目教學(xué)法在ＰＬＣ課程中的實踐與研究

摘 要：項目教學(xué)法對職業(yè)技術(shù)學(xué)校的學(xué)生很有針對性，對培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)和提高學(xué)生動手能力有重要意義。本文結(jié)合筆者的教學(xué)實踐，把項目教學(xué)法與傳統(tǒng)的教學(xué)法相比，以項目為中心對PLC課程教學(xué)進(jìn)行了詳細(xì)的教學(xué)設(shè)計。

關(guān)鍵詞：項目教學(xué)法 教學(xué)設(shè)計 PLC 教學(xué)改革

引言

現(xiàn)代社會是一個信息密集的社會，教師很難把自己所有的信息通過一次性的學(xué)校教育全部傳授給學(xué)生，學(xué)生也不可能指望一次性的學(xué)習(xí)就能讓所掌握的知識終身受用。因此，讓學(xué)生掌握不斷開發(fā)自身潛能和適應(yīng)社會變化的能力將成為職業(yè)教育的重要目標(biāo)。為達(dá)到這種目標(biāo)，教師就應(yīng)改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法，以適應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的要求。項目教學(xué)法使職業(yè)教育進(jìn)入一種新的概念，由于它對于培養(yǎng)人的全面發(fā)展和綜合能力方面起著十分重要和有效的作用，被世界各國職業(yè)教育的教師所采用，這無疑將對職業(yè)教育的發(fā)展產(chǎn)生極為深刻而廣泛的影響。

一、項目教學(xué)法與傳統(tǒng)教學(xué)法的區(qū)別

項目教學(xué)法與傳統(tǒng)的教學(xué)法相比有很大的區(qū)別。（見表1）

項目教學(xué)法起源于美國，盛行于德國，尤其適合于職業(yè)技術(shù)教育，項目教學(xué)法是指將傳統(tǒng)的學(xué)科體系中的知識內(nèi)容轉(zhuǎn)化為若干個教學(xué)項目，圍繞著項目組織和展開教學(xué)，使學(xué)生直接參與項目全過程的一種教學(xué)方法。在項目教學(xué)中，學(xué)習(xí)過程成為一個人人參與的創(chuàng)造實踐活動，注重的不是最終的結(jié)果，而是完成項目的過程。

二、PLC課程采用項目教學(xué)法的意義

隨著電氣控制設(shè)備，尤其是電子計算機(jī)的迅猛發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)自動化技術(shù)發(fā)生了巨大的變化。目前，無論是從國外引進(jìn)的自動化生產(chǎn)線，還是自行設(shè)計的自動控制系統(tǒng)，普遍把可編程序控制器作為控制系統(tǒng)的核心器件。可編程序控制器由于在取代傳統(tǒng)電氣控制方面有著不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，在自動化領(lǐng)域已經(jīng)形成了一種工業(yè)控制趨勢。因此，可編程序控制器技術(shù)(以下簡稱PLC)課程已成為高職高專電氣工程類、機(jī)電一體化類及自動化類專業(yè)的一門實踐性、綜合性很強(qiáng)的專業(yè)課程。

我校采用的FP1系列PLC有81條基本指令，111條高級指令。單獨(dú)講這些指令應(yīng)用和編程方法時學(xué)生感覺抽象、枯燥、難以理解，而將它們?nèi)诤系矫總€工作項目里通過項目教學(xué)，在饒有興味的實踐操作中學(xué)生就自然而然地掌握這些指令的應(yīng)用了。每一個項目都是一個實際應(yīng)用的研究課題，應(yīng)充分考慮生產(chǎn)實際和工作中可能發(fā)生的問題。項目實施時，由教師進(jìn)行必要的課堂教學(xué)和實驗，使學(xué)生掌握必要的基礎(chǔ)知識，然后布置項目任務(wù)，學(xué)生應(yīng)在一定學(xué)時內(nèi)完成項目設(shè)計、設(shè)備接線、軟件編程、下載運(yùn)行、系統(tǒng)調(diào)試、故障排除等環(huán)節(jié)。學(xué)生在項目實踐過程中，理解和把握課程要求的知識和技能，體驗創(chuàng)新的艱辛與樂趣，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力及團(tuán)隊精神和合作能力等。

三、PLC課程采用項目教學(xué)法的實踐

1.項目的確定

項目的確定是“項目教學(xué)法”成功的關(guān)鍵。在明確的教學(xué)目標(biāo)指導(dǎo)下，綜合考慮項目的統(tǒng)籌設(shè)置、項目間的聯(lián)系和層次遞進(jìn)。項目的選擇要以教學(xué)內(nèi)容為依據(jù)，既要與書本的知識緊密結(jié)合，又要能夠充分體現(xiàn)當(dāng)前的工程實際情況，還要有一定的創(chuàng)新空間，讓學(xué)生既能運(yùn)用學(xué)過的知識，又可以創(chuàng)造發(fā)揮，最后，還必須現(xiàn)實可行，有條件完成項目。

為了提高學(xué)生的興趣我們圍繞日常生活由淺入深將PLC課程教學(xué)內(nèi)容從易到難共設(shè)置了八個教學(xué)項目，每個項目逐漸增加新的知識點(diǎn)，如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和資源、編程指令、系統(tǒng)操作方法，項目課題設(shè)置是電機(jī)正反轉(zhuǎn)、交通信號燈、運(yùn)料小車、Y—△降壓啟動、四路報警裝置。項目教學(xué)實施方案分為確定項目任務(wù)、項目操作實踐、綜合評價三個過程。

2.項目的實踐

項目確定后，教師應(yīng)先期實施完成該項目，一方面對項目有個全面的了解，便于更好地指導(dǎo)學(xué)生；另一方面當(dāng)項目提出的時候就能拿出明確而具體的成果展示，使學(xué)生有明確的目標(biāo)和感性認(rèn)知過程，知道實施該項目要解決哪些問題，關(guān)鍵在哪里。下面以“交通信號燈”為例說明PLC課程項目教學(xué)的實施過程：

項目五：十字路口交通紅綠燈手動和自動控制系統(tǒng)

項目描述：某交通信號燈采用PLC控制，信號燈分東西、南北兩組，分別有紅、黃、綠三種顏色。具體控制要求如下:

白天工作方式:南北方向綠燈亮30秒后，黃燈閃爍5秒，之后紅燈亮；同時東西方向綠燈亮30秒，之后黃燈閃爍5秒，之后紅燈亮，同時南北方向綠燈亮，然后繼續(xù)重復(fù)循環(huán)。黑夜工作方式:只有黃燈閃爍。

教學(xué)目標(biāo)：要求學(xué)生讀懂交通紅綠燈手動和自動的控制電路；認(rèn)識各狀態(tài)發(fā)生器的位置；能編寫交通紅綠燈手動和自動控制的程序；能正確接線使交通紅綠燈在手動和自動控制狀態(tài)下工作起來。

項目課時：16課時。教師先在PLC實驗室演示一遍手動和自動控制的交通紅綠燈工作過程，然后講解完成這項工作所需I/O地址分配功能圖、設(shè)計程序所須指令和步進(jìn)梯形圖知識；由學(xué)生在PLC實驗室獨(dú)立編程輸入程序并接線運(yùn)行調(diào)試，教師在旁指導(dǎo)解答學(xué)生遇到的問題。

建立學(xué)習(xí)小組：3人一組，共10組。具體實施步驟如下：

（1）在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生首先繪出反映項目控制要求的時序控制圖。

（2）根據(jù)對時序控制圖的分析，對輸入輸出點(diǎn)進(jìn)行分配。由于項目有兩種工作方式，即白天與黑夜方式，所以需加入白天黑夜選擇開關(guān)。

（3）繪制PLC接線圖。根據(jù)所選用的可編程控制器系列型號，通過查閱手冊了解輸入輸出點(diǎn)數(shù)、輸出形式等，進(jìn)一步熟悉PLC及PLC內(nèi)部軟元件的認(rèn)識，進(jìn)而繪制出PLC接線圖。

（4）程序設(shè)計。在程序設(shè)計思路上，教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會一種先進(jìn)的設(shè)計法——順序控制設(shè)計法，即根據(jù)系統(tǒng)的工作過程繪出順序功能圖，再根據(jù)順序功能圖設(shè)計出梯形圖的方法。這是整個項目的難點(diǎn)，同時也是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析問題、解決問題、進(jìn)行創(chuàng)造性思維的過程。教師僅僅擔(dān)當(dāng)配角，起引導(dǎo)作用。

在實施步驟制訂之后，需進(jìn)行程序調(diào)試，分析方案是否可行。在調(diào)試過程中，讓學(xué)生觀察、感知、對比，培養(yǎng)悟性和洞察力。當(dāng)程序運(yùn)行出現(xiàn)問題時，教師應(yīng)及時引導(dǎo)學(xué)生分析問題，修正錯誤。例如，某些學(xué)生對計數(shù)器的工作過程一知半解，在程序設(shè)計中缺少對計時器進(jìn)行復(fù)位的指令，因而程序運(yùn)行時，發(fā)現(xiàn)不能按控制要求實現(xiàn)工作。這時教師不直接給出答案，而是讓學(xué)生自己去思索，不斷調(diào)試運(yùn)行，主動分析發(fā)現(xiàn)錯誤，經(jīng)分析修正后，運(yùn)行成功。在反復(fù)的運(yùn)行調(diào)試實踐中，學(xué)生始終處于主體地位。當(dāng)他們通過多方努力最終成功時，他們充滿了自豪與成就感，自信心和創(chuàng)造力進(jìn)一步提高，而解決問題的能力也在實踐中潛移默化地發(fā)展。

3.項目的評估總結(jié)

項目的評估總結(jié)是“項目教學(xué)法”的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生的操作會存在各種各樣的問題，教師在評估中要指出問題的所在及解決的方法，要總結(jié)比較各組的特點(diǎn)，引導(dǎo)他們學(xué)習(xí)別人的長處來改進(jìn)和提高自己的能力，使學(xué)生的各種能力在評估中得到提高。學(xué)生要進(jìn)行自我評估，由每組學(xué)生分別介紹項目實施的具體任務(wù)、目標(biāo)、方法、手段以及體會、收獲，可以使師生了解其操作的方方面面，看到其獨(dú)到之處。項目的評估總結(jié)過程是學(xué)生一個學(xué)習(xí)的過程，提高的過程。

在整個評估過程中，每一個項目都有評分標(biāo)準(zhǔn)（見表2），表中的六個評價目標(biāo)能充分顯示學(xué)生的各種學(xué)習(xí)能力，從硬件和軟件的認(rèn)知、操作（接線和程序的輸入）、編寫程序、語言表述、綜合素質(zhì)等多方面對學(xué)生進(jìn)行綜合評價，達(dá)到職業(yè)教育所提出的“掌握職業(yè)基本技能、職業(yè)知識和職業(yè)態(tài)度”的要求。

結(jié)束語

項目教學(xué)法緊緊圍繞完成工作的需要來選擇理論知識，以夠用為原則著重培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力，將教學(xué)活動分解設(shè)計成若干項目或工作情景，以項目為單位組織教學(xué)讓學(xué)生在完成項目的過程中引出相關(guān)的理論知識，在完成項目的過程中加深對專業(yè)知識和職業(yè)技能的綜合運(yùn)用。

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