實(shí)踐教學(xué)在PLC課程的應(yīng)用

摘要：根據(jù)PLC課程教學(xué)的特點(diǎn)，為切實(shí)提高學(xué)生對PLC課程的學(xué)習(xí)效果，探討將實(shí)踐教學(xué)方法引入到PLC課程教學(xué)之中。從而實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的完美結(jié)合。本文結(jié)合此門課程教學(xué)特點(diǎn)，對實(shí)踐教學(xué)方法在其具體課程教學(xué)過程中的操作步驟以及教學(xué)體會進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：PLC課程；實(shí)踐；教學(xué)；應(yīng)用

中圖分類號：TP273.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712（2012）20-0048-02

一、引言

PLC即可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller），它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸、輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。它是計(jì)算機(jī)技術(shù)與繼電接觸器控制電路相結(jié)合的產(chǎn)物，與工業(yè)控制對象有非常強(qiáng)的接口能力。[1]由于PLC具有使用方便、編程簡單、性價(jià)比高、硬件配套齊全、用戶使用方便、適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便、維修方便等特點(diǎn)，近年來，PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。為此，PLC控制也成為各大高校機(jī)械制造、自動化控制等專業(yè)的必修課程。

根據(jù)近幾年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)單純進(jìn)行PLC理論教學(xué)滿足不了生產(chǎn)需求。因此，我們加大了對PLC實(shí)驗(yàn)室的投入，并對教學(xué)方式和實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行了革新。為最大程度的實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的完美結(jié)合我們在PLC實(shí)踐教學(xué)方面進(jìn)行了一些探索。本文從PLC課程教學(xué)現(xiàn)狀加以分析，研究課程教學(xué)中存在的問題、探討實(shí)踐教學(xué)方法在其具體課程教學(xué)過程中的操作步驟并總結(jié)出實(shí)踐教學(xué)方法應(yīng)用后的教學(xué)體會。

二、PLC課程教學(xué)現(xiàn)狀及存在問題

PLC課程除進(jìn)行基礎(chǔ)概述學(xué)習(xí)外，PLC硬件和工作原理、變成原件和指令系統(tǒng)、梯形圖程序設(shè)計(jì)方法以及PLC在工業(yè)中的應(yīng)用等也是其主要課程內(nèi)容。筆者近年來在PLC教學(xué)一線發(fā)現(xiàn)了該門課程的教學(xué)存在如下問題。

1.學(xué)生對PLC課程在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用價(jià)值認(rèn)識不夠，缺乏對學(xué)科的重視和濃厚的學(xué)習(xí)興趣。

2.從事PLC教學(xué)的多為年歲較大的老教師，他們在教學(xué)過程中未采用多媒體授課，缺乏生動形象的圖片資料，一味追求照書本講述理論不能調(diào)動學(xué)生的積極性。

3.教師在授課過程中對書本的依賴程度過高，缺乏對課本以外的實(shí)用性強(qiáng)的知識的講授。因此，學(xué)生只掌握了PLC的“皮毛”，具體到生產(chǎn)實(shí)踐中PLC的應(yīng)用一知半解。

4.實(shí)驗(yàn)課程較少，且教學(xué)實(shí)驗(yàn)往往是在教師進(jìn)行理論知識講述之后才進(jìn)行，學(xué)生們已經(jīng)知道了實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，故而缺乏思考和探索的過程。因此，這種驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)對學(xué)生而言沒有實(shí)際意義。

5.學(xué)生動手能力差，缺乏對理論知識的活學(xué)活用。雖然有些學(xué)生通過刻苦學(xué)習(xí)取得了不錯(cuò)的學(xué)習(xí)成績，但是這些學(xué)生實(shí)際動手能力較差，理論和實(shí)踐未能較好的銜接。筆者總結(jié)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和對PLC教學(xué)現(xiàn)狀的分析，發(fā)現(xiàn)了該門課程教學(xué)中存在的問題并指出了要把實(shí)踐教學(xué)引入PLC課程教學(xué)中來。

三、實(shí)踐教學(xué)方法及操作步驟

實(shí)踐教學(xué)，就是以接近真實(shí)的實(shí)踐題目去要求學(xué)生，讓學(xué)生能夠運(yùn)用理論知識去設(shè)計(jì)現(xiàn)實(shí)的控制系統(tǒng)。[1]實(shí)踐教學(xué)是鞏固理論知識和加深對理論認(rèn)識的有效途徑，是培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識的高素質(zhì)工程技術(shù)人員的重要環(huán)節(jié)，是理論聯(lián)系實(shí)際、培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)方法和提高動手能力的重要平臺。基于實(shí)踐教學(xué)的重要性，我們在PLC教學(xué)中需要引入實(shí)踐教學(xué)方式，并按照以下實(shí)施步驟進(jìn)行操作。

（一）PLC課程實(shí)踐題目的設(shè)置

開展實(shí)踐教學(xué)最關(guān)鍵的就是設(shè)置實(shí)踐題目，實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)是實(shí)驗(yàn)。然而，實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐之間卻存在著很大的差距，最明顯的即是實(shí)踐具有真實(shí)性且更接近生產(chǎn)現(xiàn)實(shí)。設(shè)置實(shí)踐題目對于教師而言是非常傷腦筋的問題，這需要根據(jù)每位學(xué)生對PLC理論知識的掌握程度、理解水平來設(shè)置不同難度系數(shù)的題目。這也是因材施教的最大體現(xiàn)，可以為學(xué)生留出自由發(fā)揮和自主創(chuàng)新的空間。學(xué)生能夠結(jié)合自己的興趣在系統(tǒng)的界面、設(shè)計(jì)思路、控制指標(biāo)等方面另辟蹊徑，體現(xiàn)出自己的才華。

（二）實(shí)踐題目的分配和實(shí)踐計(jì)劃的確定

教師根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果設(shè)置實(shí)踐題目后，可以依據(jù)學(xué)生人數(shù)進(jìn)行分組，以每組2-3人為宜。每組學(xué)生要進(jìn)行明確的分工，以使他們在這一過程中充分發(fā)揮自身作用。依據(jù)教學(xué)進(jìn)度將題目公布給學(xué)生之后，讓學(xué)生結(jié)合自身情況進(jìn)行自主選擇。為避免學(xué)生在選擇題目時(shí)因懷揣“偷懶”心思，集中選擇難度系數(shù)相對較低的題目，而相對較難的題目無人選擇，教師在此時(shí)要進(jìn)行合理的引導(dǎo)和調(diào)控。再根據(jù)學(xué)生自由結(jié)成的小組和各組確定的成員分工，制定該題目的實(shí)施計(jì)劃和需要應(yīng)用的測試儀器及元器件。

（三）實(shí)踐題目項(xiàng)目的實(shí)施

教師在項(xiàng)目的實(shí)施過程中需要承擔(dān)的角色是配合及其引導(dǎo)學(xué)生。因此，教師要根據(jù)實(shí)驗(yàn)室所配備的PLC型號，讓學(xué)生選擇索賠型號的PLC。在對學(xué)生的實(shí)踐題目做基礎(chǔ)性分析的前提下，指導(dǎo)學(xué)生依據(jù)控制要求，確定輸入輸出元器件和配合電路所用的元器件，并為學(xué)生提供實(shí)踐項(xiàng)目所必須的供元器件及相關(guān)測試儀器。在了解PLC輸入、輸出點(diǎn)數(shù)及輸出方式以及PLC內(nèi)部各元器件特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，繪制PLC接線圖。接下來就是整個(gè)項(xiàng)目最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。教師因勢利導(dǎo)，積極引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)系統(tǒng)工作先后順序繪制順序功能圖。這一環(huán)節(jié)最能鍛煉學(xué)生實(shí)際操作水平，為培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成獨(dú)立思考問題的習(xí)慣和系統(tǒng)性了解PLC設(shè)計(jì)過程具有重要意義。程序編完之后的調(diào)試工作是對整個(gè)程序可操作性的檢驗(yàn)過程，在調(diào)試過程之中，學(xué)生一定要潛心研究此項(xiàng)目的程序設(shè)計(jì)時(shí)候存在缺陷，一旦發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)加以修改。這對于積累PLC項(xiàng)目設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)具有非常重要意義。

四、實(shí)踐教學(xué)方法在PLC課程教學(xué)應(yīng)用體會

隨著近幾年P(guān)LC技術(shù)在裝備制造企業(yè)的廣泛應(yīng)用，掌握PLC技術(shù)的人才越來越受裝備制造企業(yè)青睞。PLC課程作為機(jī)械制造、自動化控制等專業(yè)的核心課程以及掌握PLC技術(shù)理論的重要途徑，需要引起廣大師生對此門課程的共同重視。為此，在將實(shí)踐教學(xué)方式引入PLC課程教學(xué)中后，PLC的學(xué)習(xí)效果會大大改善。為此，筆者談一下教學(xué)體會。

（一）開門見山，通過案例激發(fā)學(xué)生對PLC課程的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)欲望[2]

這就要求PLC課程教師在第一堂PLC課程準(zhǔn)備上下功夫，由于PLC概述在課本上都已經(jīng)進(jìn)行了詳實(shí)的論述，這些內(nèi)容十分枯燥、單調(diào)，學(xué)生如果在第一堂課就聽到這些枯燥無趣的內(nèi)容，直接影響了他們在后續(xù)的課程中的學(xué)習(xí)興趣。為此，教師須做充分的課程準(zhǔn)備，除了向?qū)W生介紹將PLC課程在教學(xué)培養(yǎng)規(guī)劃中所占據(jù)的位置外，通過介紹PLC技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、娛樂業(yè)中應(yīng)用的經(jīng)典案例，如街頭夜市閃爍的霓虹燈、鋼鐵高爐的上料控制等都是對PLC技術(shù)的應(yīng)用。還可向?qū)W生介紹PLC技術(shù)對裝備制造業(yè)所起到的重要作用、對于學(xué)生未來就業(yè)的影響等方面，以此來刺激學(xué)生敏感的神經(jīng)，激發(fā)起他們濃厚的學(xué)習(xí)興趣，認(rèn)識到這門課程對實(shí)踐的指導(dǎo)意義以及就業(yè)市場對這方面人才的迫切需求。從而鼓足勁頭，全身心學(xué)好PLC技術(shù)理論知識，為開展實(shí)驗(yàn)、指導(dǎo)實(shí)踐做好準(zhǔn)備。

（二）案例式教學(xué)和啟發(fā)式教學(xué)相結(jié)合[3]

這種教學(xué)模式對教師提出了更高的要求，需要教師在課程設(shè)計(jì)時(shí)，將PLC指令融入到使用PLC技術(shù)的案例之中。在教學(xué)過程中，通過多媒體教學(xué)模式，為學(xué)生演示案例，生動再現(xiàn)PLC的控制效果，之后引出這種控制效果需要設(shè)計(jì)的控制指令。這樣即使控制指令枯燥抽象，由于學(xué)生的求知欲已經(jīng)被點(diǎn)燃，也會主動去學(xué)習(xí)指令及其用法。教師此時(shí)按照由易到難的順序進(jìn)行講授，一定會收到不凡的教學(xué)效果。此外，教師還需要對學(xué)生不斷進(jìn)行啟發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立完成PLC控制要求，這會增強(qiáng)其學(xué)習(xí)的自信心和成就感。為下一步上機(jī)操作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，教師需巧妙將案例式教學(xué)與啟發(fā)式教學(xué)相結(jié)合，使學(xué)生達(dá)到學(xué)習(xí)PLC課程的興奮點(diǎn)。

（三）實(shí)現(xiàn)PLC課程教學(xué)多層次實(shí)驗(yàn)?zāi)K

實(shí)踐教學(xué)方式被引入課程之后，對于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新意識具有重要作用。但為了達(dá)到更好的效果，應(yīng)將實(shí)踐教學(xué)分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)K和綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)K三個(gè)層次。使學(xué)生在掌握基本指令和如何運(yùn)用功能指令后，通過教師引導(dǎo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和程序調(diào)試后，能夠獨(dú)立完成編程調(diào)試工作。為了檢驗(yàn)理論知識學(xué)習(xí)效果，教師幫助學(xué)生練習(xí)某些應(yīng)用PLC技術(shù)的工業(yè)企業(yè)進(jìn)行實(shí)習(xí)，通過參觀、工作、設(shè)計(jì)，把握PLC技術(shù)在控制領(lǐng)域的具體應(yīng)用。從而有針對性的學(xué)習(xí)積累。

五、結(jié)語

學(xué)習(xí)PLC技術(shù)的核心在于能夠通過理論知識學(xué)習(xí)達(dá)到解決生產(chǎn)中實(shí)際問題的效果，只有將實(shí)踐教學(xué)引入PLC課程教學(xué)之中才能實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的完美結(jié)合

參考文獻(xiàn)：

[1]劉瑋.實(shí)踐教學(xué)在PLC課程的應(yīng)用.DOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2012.01.066

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