項目任務驅動的PLC項目化課程改革
——以運料小車自動往返控制為例

李慶梅

（湖南鐵道職業技術學院 湖南 株洲 412000）

項目任務驅動的PLC項目化課程改革
——以運料小車自動往返控制為例

李慶梅

（湖南鐵道職業技術學院 湖南 株洲 412000）

以PLC課程為研究對象，以運料小車自動往返控制為例，結合企業的崗位需求，分析電氣自動化專業崗位群典型工作任務，以各種主題任務進行驅動教學，學生在完成任務的同時，也完成了學習。

工作過程導向；PLC課程；項目教學法；運料小車；六步法

在教學中運用以工作過程為導向的項目任務驅動教學法，充分體現了以學生為主體的教學理念，有利于激發學生的學習興趣，培養學生自主探究、分析問題、解決問題的能力以及將理論知識運用于實踐的能力以及合作能力，教學過程中項目的確定是“項目教學法”成功的關鍵。在明確的教學目標指導下，需要綜合考慮項目的統籌設置、項目間的聯系和層次遞進。項目的選擇還要以教學內容為依據，既要與書本知識緊密結合，又要能夠充分體現當前的行業實際情況，還要有一定的創新空間，讓學生既能運用學過的知識，又可以創造發揮，最后，還必須現實可行，有條件完成項目。項目教學法的項目選取要突出體現項目的針對性、可操作性和實用性三大原則。下面以運料小車自動往返控制為例，談談怎樣以真實工作項目為學習情境采用六步法在PLC課程教學中應用。

項目任務：進入本學習情境的實操訓練

PLC課程中，對于強電類專業的學生，在經過電工基本功的實訓并具備一定動手能力基礎上，通過下發工作任務書，描述項目學習目標，交代項目任務及發放相關學習資料等各種方式掌握FX2N系列基本指令系統、基本編程思路及編程軟件的使用之后，進入本學習情境的實操訓練。

1.項目學習目標。在本項目中，要求初步認識PLC并能運用PLC進行安裝調試控制系統。

圖1 小車自動往返示意圖

2.項目描述。根據要求設計安裝小車自動往返PLC控制系統，如圖1所示。小車工作要求：（1）任意一點，小車能正向或反向起動運行；（2）任意一點，小車能停止；（3）工作過程為：小車原位為A點，按下起動按鈕，小車從A點運行至B點，壓下行程開關SQ1，小車停止，料斗門打開給小車加料；經過8S后關閉料斗門，小車后退返回至A點，壓下SQ2，打開小車底門卸料。6S后結束完成一個周期并循環。所設計的系統必須考慮必要的保護措施，如短路保護、互鎖等。安裝接線過程必須符合電工安全操作技術標準規范，完成的系統必須美觀整齊，符合工藝要求。

3.問題提出。（1）小車前進、后退是如何實現的？（2）系統需要哪些保護？（3）FX2NPLC的電源如何選擇？（4）PLC有哪幾種輸出類型？哪種輸出形式的負載能力最強？輸出繼電器為什么分組？

制定項目計劃：按照實際要求制定設計方案

根據項目描述及問題的提出，要求學生運用所學知識，收集相關信息，復習有關知識內容，制定合理的設計方案。學生在理解了相關知識后，按照實際要求制定設計方案。

1.如小車電動機的功率為4KW，各低壓電器的規格如何選擇？列出明細表。

表1 電器規格明細表

2.小車自動往返控制系統由哪些信號來驅動PLC的輸入繼電器？PLC需要驅動什么負載？

3.完成設計小車自動往返控制系統的主電路及PLC接線圖。

4.完成設計小車自動往返控制系統的程序（梯形圖及語句表）。

5.確定小車自動往返控制系統的控制盤安裝接線圖。

6.確定本工作任務需要使用的資料、工具和輔助設備。.

7.闡述PLC控制系統設計流程。

8.制作項目完成情況記錄表。

項目決策：進行創造性思維的過程

在程序設計思路上可以分小組討論，分析闡述各自設計的程序及系統電路圖，確定方案，培養學生獨立思考、分析問題、解決問題、進行創造性思維的能力。教師僅僅擔當配角，起引導作用。

在設計梯形圖過程中，不少學生對輔助觸點和輸出觸點在程序編程方法上認識不多。教師提倡學生“一題多解”，每一種方法不管難易都應多方考慮，培養發散思維能力及創新思維能力。在教師的引導下，有的學生使用起保停電路，有的采用以轉換為中心，有的使用STL指令進行編程。

方案實施：培養悟性和洞察力

在方案制定之后需進行程序調試運行，分析方案是否可行。在調試過程中，讓學生觀察、感知、對比，培養悟性和洞察力。當程序運行出現問題時，教師應及時引導學生分析問題，積累經驗，修正錯誤。例如，某些學生了解在繼電控制系統中，停止按鈕采用常閉觸點，而對在PLC控制中停止按鈕一般使用常開觸點以及如果使用常閉觸點程序應怎樣改動并沒完全理解。因而程序運行時，發現不能按控制要求實現工作。這時教師不直接給出答案，而是讓學生自己去思索，不斷調試運行，主動分析發現原因，經分析修正后，達到運行成功。在反復的運行調試實踐中，學生始終處于主體地位，當通過多方努力最終成功時，他們充滿了自豪感與成就感，自信心和創造力進一步提高，解決問題的能力也在實踐中潛移默化地得到鍛煉和提升。

項目檢查：檢查單與評價表

通過學生填寫檢查單，檢查學生PLC控制運料小車自動往返控制系統硬件和軟件程序的設計是否正確、規范及PLC控制運料小車的硬件安裝接線是否合理，小車PLC控制程序的輸入及調試是否成功，學生能否安全文明操作等。這樣教師可以填寫評價表來完成運料小車自動往返控制系統技術文檔。

表2 訓練記錄與成績評定表

成績評定與項目總結

1.根據項目考核標準、小組討論、自我評述完成情況及發生的問題，小組共同給出提升方案和效率的建議。

2.小組準備匯報材料，每組選派一人進行匯報。項目完成后的總結相當重要。在總結中幫助學生明晰項目所訓練的內容及最佳思考方法，找出不足，確定努力方向。

3.教師對方案評價說明，指導學生對項目進行拓展和延伸，實現知識和技能的遷移等。

4.整理相關資料，列表說明項目資料及資料來源，注明存檔情況。

在PLC教學實踐中，采用以真實工作項目為學習情境的教學法不但可使教學效果事半功倍，更主要的是可激發學生的學習興趣，使學生在學習中充滿熱情，興趣盎然。學生主動要求延長學習時間，變被動學習為主動學習，積極參與到實踐活動中。這既強化了學生的綜合技能，而且也鍛煉和提高了學生的思維能力、分析問題及解決問題的能力。實踐證明，以真實工作項目為學習情境的教學法在PLC教學中是一種實用有效的好方法。

[1]姜大源.職業教育學研究新論[M].北京：教育科學出版社，2007.

[2]楊嘉孟.基于工作過程導向的典型產品課程開發[J].天津職業院校聯合學報，2008，（3）.

[3]陳永紅.PLC控制技術在教學實踐中的應用[J].科技情報開發與經濟，2007，（30）.

李慶梅（1978—），女，吉林舒蘭人，湖南鐵道職業技術學院講師，研究方向為電氣自動化。

（本欄責任編輯：尚傳梅）

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1672-5727（2011）11-0101-02