項目教學法在《PLC原理與應用》課程中的研究與應用

筆者在近年的《PLC原理與應用》教學實踐中，以培養(yǎng)實際工程應用能力為目標，采用項目教學，改革教學內(nèi)容和方法，取得了良好的效果。

一、《PLC原理與應用》項目教學的可行性

1.項目教學法

項目教學法是基于構(gòu)建主義理論指導下的一種教學方法，以選用實際中可動手制作的工程項目為平臺，為學生設置學習情境，通過學生動手實踐完成項目制作，使學生學習并掌握構(gòu)筑于該項目平臺上的相關(guān)知識，最終對所完成的項目進行評價的一種教學過程與方法。

與傳統(tǒng)的教學法相比，該教學法具有改革性的轉(zhuǎn)變。在教學過程中，主要表現(xiàn)在三個核心的轉(zhuǎn)變：以課堂為核心轉(zhuǎn)變?yōu)橐怨ぷ髑榫碁楹诵模越滩臑楹诵霓D(zhuǎn)變?yōu)橐浴绊椖俊盀楹诵模越處煘楹诵霓D(zhuǎn)變?yōu)橐詫W生為核心 。培養(yǎng)目的的轉(zhuǎn)變表現(xiàn)為以“知識為本位”變成以“能力為本位”。

2.項目教學法在《PLC原理與應用》教學中應用的必要性

《PLC原理與應用》是一門理論性與實踐性均相當強的課程，項目教學法能較好梳理理論教學與實踐教學之間的關(guān)系，培養(yǎng)學生的職業(yè)能力。

二、進行以工作過程為導向的項目課程開發(fā)

在項目教學中，項目貫穿教學全過程。項目作為整個教學過程的主線，具備知識載體、實踐對象的功能。學生通過項目獲取知識，提高技能，因而項目的選取與確定就成為了關(guān)鍵。項目課程開發(fā)的決定性因素有兩個：

一是教學內(nèi)容的選擇。在課程內(nèi)容上要結(jié)合行業(yè)需求、崗位能力，另外，要關(guān)注學科發(fā)展，結(jié)合PLC技術(shù)的綜合性，將機械、電子、液壓、氣動和計算機等知識與PLC有機地聯(lián)系和綜合運用起來。

二是課程內(nèi)容的整合。現(xiàn)有的教材在編寫時一般按照基本原理、基本指令、基本操作分成獨立的章節(jié)，難以適應職業(yè)工作的需要。筆者將教材中的內(nèi)容以工作過程為參照系，將陳述性與過程性知識整合，理論與實踐知識整合，將知識和專業(yè)能力分解溶入項目任務，以任務為引領(lǐng)，以生產(chǎn)實踐為主線，以學生的行為導向，對知識與技能進行重新建構(gòu)，突出技能的培養(yǎng)和職業(yè)習慣的養(yǎng)成（見表1）。

表1教材原內(nèi)容結(jié)構(gòu)與重組后內(nèi)容結(jié)構(gòu)對比

教材原內(nèi)容結(jié)構(gòu)重組后內(nèi)容結(jié)構(gòu)

第一章：可編程控制器概論項目1：FX2系列PLC的硬件及安裝

第二章：基本指令及應用項目2：FX2系列PLC的編程軟件使用

第三章：梯形圖程序設計項目3：三相電機的正反轉(zhuǎn)控制

項目4：流水燈控制

項目5：小車自動往返控制

第四章：步進順控指令及應用項目6：全自動洗衣機控制

項目7：大小球分類

項目8：十字路口紅綠燈的控制

項目9：機械手控制

第五章：功能指令及應用項目10：花式噴泉控制

項目11：步進電機控制

項目12：小車多工位運料

項目13：自動售貨機控制

第六章：可編程控制器的應用設計項目14：貨物傳輸控制系統(tǒng)

實訓一：FX系列PLC硬件使用項目15：加工生產(chǎn)線控制系統(tǒng)

實訓二：……項目16：龍門刨床電控系統(tǒng)的PLC改造

三、教學流程設計

在分析學生基礎(chǔ)、課程特點和就業(yè)崗位的基礎(chǔ)上，對項目教學的整個過程進行了設計，通過兩年的實驗教學和改進，最終選用的教學流程見圖1。

四、《PLC原理與應用》項目教學實施過程

以“十字路口交通信號燈控制”為例，計劃學時4課時。

1.教學準備

主要進行元器件準備、儀器檢查、學生分組。分組時綜合考慮學生性格、能力的互補性、均衡性。按照企業(yè)生產(chǎn)班組，每組設一名組長。為調(diào)動積極性，每個項目學習時都更換組長。

2.創(chuàng)設情境，提出任務

項目開始階段，給學生觀看路口紅綠燈控制視頻，調(diào)動學生參與項目的積極性。然后布置工作任務，明確控制要求，讓學生知道要解決什么問題，成果形式是什么，達到什么目的和效果，并用課件將以前的成果形式展現(xiàn)給學生。

為讓學生正確找出任務的關(guān)鍵突破點，要對任務進行分析。比如指出信號燈控制系統(tǒng)是一個時間順序控制系統(tǒng)，可以采用基本邏輯指令編程也可用單流程步進程序進行設計，同時還可將東西方向和南北方向各看成一條主線，使用并行分支步進程序，以引出相關(guān)新知識鏈接。

3.學習討論并制定任務的實施方案

學生拿到任務書后，教師引導，由小組討論完成輸入輸出分配、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖等。期間，教師要找準時機切入“必需、夠用”的理論知識，難以理解的理論知識集中講解。在此環(huán)節(jié)，教師要幫助解決小組討論中有難點有爭議的問題，檢查各組確定好的方案，對于共性的、核心的問題要及時統(tǒng)一講解。

4.方案的實施

各組根據(jù)設計方案進行PLC線路連接，利用編程軟件完成PLC程序的調(diào)試并通電試驗，如電路不能實現(xiàn)任務所提出的功能，小組分析查找故障原因，并修改設計方案。鑒于學生的實踐經(jīng)驗不夠豐富，在這一環(huán)節(jié)中教師加強巡回指導，指導學生學會PLC故障的排除方法，提高專業(yè)能力。

5.成果展示與評價

這一環(huán)節(jié)讓學生展示成果，并談談遇到的問題、困難及解決辦法，能提出合理的意見還可加分。教師對各組方案的設計、實施中存在的問題進行總結(jié)，并對本次課的重點知識內(nèi)容進行引申應用。對項目活動中學生的參與程度、協(xié)作與創(chuàng)新給予點評，鼓勵學生積極參與，嘗試失敗，體驗成功。

6.知識拓展

為提高學生對新知識技能的再學習能力，將此項目要求在十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)中增設東西和南北方向左行信號燈，要求每次左行信號綠燈亮20秒后變?yōu)樽笮屑t燈，此時直行信號綠燈再亮。

這一環(huán)節(jié)老師引導學生自主學習并完成方案設計，為督促學生充分利用學習時間，提高學習效率。可采取競賽機制，看那個組最先正確完成設計。

7.關(guān)于項目成績的考核

改革傳統(tǒng)的期末理論考試為主的考核方式，采取項目全程評估。在評估過程中，除了對學生的項目作品進行評估，也關(guān)注學生的學習行為、動手能力、參與度等，如課上回答問題的準確率、思考問題的深度、發(fā)問能力。通過考核方式的改革，學生學習目的明確，實踐能力提高較快，形成了良好的學習氛圍。

五、成效分析

1.取得的成效

（1）目標明確、循序漸進的項目實施過程，符合學生認知規(guī)律和技能學習特點，切實保證了學生對各個知識和技能要點的深入了解和準確把握。

（2）項目活動中，大部分學生求知欲增強，能積極參與，認真思考，參與面與參與度提高了。

（3）學習中，膽小和學習有困難的學生得到了同伴的幫助、支持，能在組內(nèi)大膽發(fā)言，自信心增強，學習效率提高。

2.存在的問題及解決策略

（1）教師的知識面和技能水平有限，理論知識與實踐應用的融合程度不夠。教師要多參加企業(yè)培訓、參觀和學習。

（2）班級人數(shù)過多，每個小組得到教師的輔導機會不多，每個學生得到的訓練量不足。所以實訓室半開放式的運作和管理可以有效解決這個問題。

（作者單位：南京下關(guān)中等專業(yè)學校）

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文