PLC課程項目教學的設計與思考

何 莉

（南京鐵道職業技術學院 江蘇 南京 210015）

PLC課程項目教學的設計與思考

何 莉

（南京鐵道職業技術學院 江蘇 南京 210015）

通過探討高職電氣自動化專業PLC課程項目教學的優勢，分析項目設置、知識和技能內容設計以及教學過程組織設計的方法，對實踐中的若干問題進行思考并提出建議。

PLC；項目教學；項目設置；教學過程

我國高等職業教育有著明確的定位，目標著眼于學生職業能力的培養。職業能力體現在學生畢業后從事的崗位工作中。為此，“以工作任務為課程設置和內容選擇的參照點，以項目為單位組織內容并以項目活動為主要學習方式的課程模式”，即項目課程正逐漸成為職業教育課程體系的主體。筆者擬以電氣自動化專業的PLC課程項目教學為例，對課程的項目設置、教學設計、教學實踐等方面進行分析與思考，目的是使PLC課程教學效果能更好地滿足用人單位對高職畢業生的需求，使PLC課程項目教學法更適用于教師課堂實踐，讓學生能更感興趣地學習。

循環模式的項目設置

PLC是專為工業環境應用而設計制造的計算機，它具有多輸入/輸出接口，具有較強的負載驅動能力。在實際運用時，其硬件須根據實際控制系統的需要進行選用配置，其軟件須根據控制要求進行設計編制。簡單地說，它其實就是控制器。無論是簡單的PLC控制系統，還是復雜的PLC控制系統，一般都需要經過這樣的工作過程：熟悉被控對象、PLC選型與I/O設置、PLC外部硬件電路設計、控制程序設計、綜合調試和編制技術文件。PLC應用的這一特點，使得PLC課程非常適合用項目教學法。選擇合適的應用項目，將所有這些工作任務綜合到一個項目中，使學生通過這個項目的學習獲得完整的工作任務，收獲自己的職業能力，就完成了一個項目的教學。當然，僅僅一個項目肯定不夠，難以獲得不同情境中的職業能力，需要按照一定的模式設置若干個項目。設置項目時應該與企業技術專家進行合作，共同設計，以期能滿足企業的需要。電氣自動化技術專業培養的人才應具有一般PLC控制系統簡單設計以及相關管理的能力。根據這種需要，我院PLC課程確定了以下六個學習項目：認識PLC、電動機的運行控制、彩燈控制系統、交通燈控制、機械手控制、溫度的測量和顯示。這些學習項目是以一般PLC控制系統的任務為線索設計的，項目設置從簡單到復雜，從單一到綜合，結合項目分解的工作任務的完成都需要相同的工作過程，學生可在一次次重復工作過程的實踐中，融學習于其中，建構起自己的知識體系和職業能力。重復的是過程，不重復的是內容。這就是循環式的項目設置。

對知識和技能的要求

與傳統的“先理論，后實踐”的教學方法不同的是，項目課程首先確定要求學生會做什么，然后根據會做什么確定要求學生知道、理解什么，也就是知識要求源于技能要求。現以項目電動機的運行控制為例來說明對知識和技能的要求。

從表1中可以看出，電動機的運行控制選擇的是直流、單相交流及三相交流三種典型的正反轉運行控制工作任務，技能要求采用的是“能做——”、“會做——”的表述格式。對每種電動機的控制都是一個完整的工作任務，工作過程都是相同的、重復的。但是，由于控制對象電動機的類型不同，具體實施的技能操作內容是不一樣的，PLC的外部接線簡圖、電氣原理圖、硬件接線甚至軟件程序等也是完全不同的。為了“能做——”、“會做——”，必須學習相關的應該知道和理解的內容，即知識內容及其要求。所以，技能要求應盡量具體，盡可能與專業職業技能相符。

知識內容要求清楚表達，而知識內容的選取和編排是每一位項目課程授課教師需要花時間和精力設計的，它不等于將原來的理論知識簡單地拼湊或重新排列。當完成直流電動機、單相交流電動機的正反轉運行控制的教學后，學生對觸點、線圈、自保、互鎖等理論知識有了一定的概念，過渡到三相交流電動機的控制時，為了解決“能夠對轉向控制時的安全隱患進行硬件和軟件處理”，必須要有延時的概念，硬件上采用接觸器常閉觸點互鎖，軟件上用定時器延時處理。學生的編程隨著指令的學習會變得豐富起來，而且感覺到指令學習與工作任務的完成聯系緊密，會更愿意主動地接受知識內容。

表1 PLC課程內容分析示例表

教學過程組織設計

項目教學的有效實施，既要重視項目的選擇，項目知識內容、技能內容的選擇，更要重視項目教學過程的設計，可以說，教學的組織設計是項目教學成敗的關鍵。表2是PLC控制三相電動機的教學過程設計方案。

表2 PLC控制三相電動機的教學過程設計方案表

從表2中可以看出，完成一個工作任務大致分為四個教學階段，教師與學生之間要自始至終呈現出良好的互動狀態。事實上各教學階段也沒有嚴格的界定，教師須根據現場情況及時做出調整。在任務中期，如果教師認真地進行檢查評定，一方面，學生會感到有信心，學習更有興趣；另一方面，教師能在檢查中發現問題并及時指出，避免任務無法完成。實踐動手的過程和在紙上寫或畫的過程是有很大差別的，往往一個細節的疏忽就會直接導致工作任務失敗。比如，原理圖畫的是正確的，實際接線卻錯了某個點，正是這個細節錯誤不僅會導致任務失敗，也許還會產生更嚴重的后果，如電源短路、器件損壞等等。項目教學的過程可以讓學生在做的過程中常常遇到和思考這些細節知識，并發現問題，解決問題，從而使其職業能力逐漸建立和發展起來。如何設計、組織及掌控這個教學過程，是對教師智慧的極大考驗。

對PLC項目教學實踐的幾點思考

項目教學徹底放棄了傳統的從理論到實踐的教學模式，以完成工作任務為主線展開教學。大量的教學時間須在實訓室中度過。PLC作為控制器的工業現場搬到實訓室也不合適，所以，要提升PLC項目教學的質量，使學生在完成工作任務的過程中看到實實在在的結果，不僅需要增加PLC設備數量、提高設備檔次，還需要配備各式傳感器、繼電器、接觸器、電動機等，有條件的還可配置機械手、組合倉庫、電梯等可以直觀其效果的PLC控制模型。但是這些教學模型的價格也不低，所以不宜配置多套。按照正常班級人數40人左右進行學生分組，設備一般不可能滿足每組的需要。為了緩解矛盾，可以采用模擬開關、控制系統仿真、項目分組交叉進行等方式。

教師是項目教學設計的主體，具體的設計、實施者都是教師。雖然在項目課程專家的引導下，教師接受了項目教學開發的理念，但是長期的講述式教學方式、系統的邏輯思維在新的教學方法的沖擊下仍然有可能堅持。傳統的教學法并非一點也不可取，在理論教學和技能訓練方面，傳統的教學法體現了全面和扎實，強調了學科的完整傳授，只是缺少靈活性和機動性。項目課程教學是按工作任務對技能的要求組織知識內容的，是及時的、有用的，所以，給人印象深刻，教學效果好。PLC項目教學在完成簡單或單一項目的時候，沒有突出問題，但是在完成復雜或綜合項目的時候，技能對知識要求面廣、點多，此時如果借鑒傳統的教學手段，邏輯、系統地歸納理論知識，再加以靈活地根據需要選擇內容，不僅與項目教學沒有大的沖突，反而很有益處。

項目教學的教材也是項目課程開發中的一個重要環節。在我國高職教育新一輪課程改革的浪潮中，項目教學的教材沒有現成的固定模式，但是須有企業專家的參與是肯定的。發揮企業專家的作用，項目的設置才能更貼近企業的需求。

項目課程一般都安排有知識學習和技能操作實習過程，學生的大部分時間都在“做”和思考如何“做”。常規的兩課時一次課的安排已不能保證做的連續。所以，根據PLC項目設置的大小及其特點，采用4節課連排或一整天的課時安排較為合適。

[1]徐國慶.職業教育項目課程開發指南[M].上海：華東師范大學出版社，2009.

[2]高欽和.可編程控制器應用技術與設計實例[M].北京：人民郵電出版社，2004.

[3]李湘民.以項目為中心改革PLC教學設計[J].職業教育研究，2009，（7）.

□有話職說

處處是創造之地，天天是創造之時，人人是創造之人。

——陶行之

G712

A

1672-5727（2011）05-0091-02

何莉（1964—），南京鐵道職業技術學院講師，研究方向為高職教育與自動化技術。