項目教學法在PLC教學中的實施

摘 要：本文以在PLC教學中實施項目教學法為主要研究內容，分析了傳統教學方法的不足和實施項目教學法的必要性，探討了在不同教學階段如何設計項目和教學中師生角色轉化等問題。

關鍵詞：中職；PLC教學；項目教學法

可編程序控制器又稱PLC，是中職機電專業的骨干課程，它集理論知識和實操技能于一體，具有很強的實踐性，要求理論知識的講授和實際技能的掌握并重，學生既要學好理論知識，又要學會實操技能，兩者要有機地結合在一起，相互滲透，相互促進。其涉及內容多，知識面覆蓋廣，技能要求高，與日常生活和生產實際緊密結合。

一、PLC教學中的困惑和項目教學實施的必要性

（一）傳統教學方法的困惑。

傳統的PLC的教學是：先進行理論講授，然后學生再進行實驗。教學過程中教師講，學生聽，學生大腦容易疲勞，教學效果不好，學生基本不能獨立完成實際任務。如何在生源素質下降的條件下完成教學任務？如何把學生培養成高素質的機電應用型人才？面對現實，教師只有應用新的教學方法，改變現狀。

（二）項目教學法在PLC教學中實施的必要性。

項目教學法是師生通過共同實施一個完整的項目而進行的教學活動，其最顯著的特點是“以項目為主線、教師為引導、學生為主體”，改變了以往“教師講，學生聽”這種被動的教學模式，實現了學生主動參與、自主協作、探索創新的新型教學模式。在教學中學和用是高度統一、密不可分的，采用“做中學”的方式，通過實際操作學習，理解和應用理論知識，這些特點與PLC對理論學習和實操技能要有機結合的要求相一致，與思維活潑、勤于動手的中職生特點相吻合。

二、在PLC項目教學中要精心設計“項目”

項目教學中的“項目”是一個教學的“載體”， 同時具有實際的工程意義。根據多年的教學實踐，筆者把PLC的教學分為三個階段：入門階段、提高階段和應用階段。在不同階段設計“項目”的出發點是不同的，入門階段：“項目”要能引起學生的興趣；提高階段：“項目”要一定深度和廣度，能引發學生深入思考；在應用階段：“項目”要體現工業應用的實際，能提高學生解決實際問題的能力。

（一）“項目”要能引起學生的興趣。

興趣是最好的老師，是學生學習的源動力，學生若對項目感興趣，教學就成功了一半。教學項目的設計，要從學生的實際出發，根據他們的認知能力，選擇其熟知的事物或現象設計教學項目，以引起學生的學習興趣，再將教學目標、知識點隱含到一個個項目中。在學習PLC的初始階段，例如，在《PLC程序設計基礎》教學時，針對編程元件、基本指令、雙線圈規則等諸多知識點，利用學生比較感興趣的“彩燈的點亮”，設計兩個“項目”：

項目一：用PLC控制彩燈的點亮——手動控制。

（1）按下SB1按鈕紅燈即亮，松開按鈕即滅。（2）按下SB2按鈕黃燈即亮，松開按鈕保持發光。按下SB3黃燈即熄滅。（3）按下SB4按鈕綠燈即亮，松開按鈕保持發光。按下SB5綠燈即熄滅。

通過“項目”的實踐可以完成知識點：輸入/輸出繼電器、通用定時器、輔助繼電器等編程元件、LD、LDI、AND、ANI、OUT、OR、ORI、 SET、RST 等基本指令、PLC外部硬件系統連接圖等知識的學習和運用。

項目二：用PLC控制彩燈的點亮——自動控制。

按下SB1按鈕，彩燈按規定組別進行循環點亮：①→②→③→④→⑤→①，點亮時間是1秒（見表一），并具有急停功能。

在“項目一”的基礎上進一步學到：定時器（累計型），特殊輔助繼電器等編程元件；ANB、ORB、邊沿檢測指令等基本指令，雙線圈輸出規則等知識點，重點學習編程方法。兩個“項目”由簡單到復雜逐步完成，知識點由少到多增加，既讓學生感興趣又使學生保持興趣，在不知不覺中進入精彩的PLC世界。

學生缺乏興趣“項目”，例如：“機械手的PLC控制” “電鍍生產線的PLC控制” “傳動帶大、小件自動分揀的PLC控制”等，在設計“項目”時，應該提供直觀的圖片、視頻，安排學生觀看，必要時帶學生到工廠生產一線實地查看，獲得感性認識，以激發學生的興趣。在興趣的引導下，學生的學習可以始終處于主動的狀態，學習的積極性可以得到最大程度的發揮，取得最好的學習效果。

（二）“項目”要能引導學生思考。

通過入門階段的學習，學生認識了編程元件和基本編程指令，對知識點有一定了解，但掌握得還不是很牢固，有“云里霧里”的感覺，對所學知識點能再認不能再現。進入提高階段，設計“項目”要有綜合性，能引導學生去積極思考，實現同一功能的不同編程方法，獲得解決問題多元化的方案，必要時可以明確提出編程時需要用到的知識點進行強化。例如，在學習了各種編程方法后，為了強化學生對編程方法的靈活應用，在設計“用PLC控制交通燈” 項目時，在通常要求外添加了如下附加要求：（1）用經驗編程法。（2）用起保停電路編程方法。（3）用定時器實現綠燈的閃亮。（4）用計數器實現綠燈的閃亮。（5）用STL指令單序列編程法。（6）用STL指令雙序列編程法。（7）用應用指令編程。

通過七種編程要求，使學生掌握各種編程方法，反復體會同一個編程元件、指令的不同功能，讓學生盡可能多地用到知識點，在學習中激發學生興趣，培養創新精神。

（三）“項目”要結合工業應用實際。

PLC在自動化的工業生產設備中廣泛應用，如機械手、分揀裝置等，將其設計成“項目”，可以增強教育教學的針對性和實效性，體現教學密切結合工業生產實際。通過對學校周邊工廠的調研，結合學校設備的實際，筆者將一種氣動機械手設計成為“項目”：

項目三 氣動機械手的PLC控制

（1）系統的組成。該系統為工件搬運站，其組成如簡圖1所示。

（2）系統的工作情況。

機械手將工件從A點向B點傳送。機械手的上升、下降與伸出、縮回都是由雙線圈兩位電磁閥驅動氣缸來實現的。抓手對工件的松夾是由一個單線圈兩位電磁閥驅動氣缸完成，只有在電磁閥通電時抓手才能松開。該機械手工作原點是：雙軸汽缸縮回到位、六角心軸汽缸上升到位和抓手在松開狀態。

控制要求：按下啟動按鈕SB1，機械手按松開、下降、夾緊、上升、伸出、右旋、下降、松開、上升、縮回、左旋的順序依次運動。（注意：以上每個工序間都應留有停留時間約0.5～1秒，否則工件傳送不成功）。實現手動方式、回原點、單步運行、單周期運行(半自動)和連續運行(全自動)等多種操作方式。

（3）根據任務完成下列題目：①根據題意自己確定本系統的I/O表。②畫出PLC與外圍設備的連接圖。③安裝電路。④將編寫的控制程序輸入PLC，調試并運行程序。⑤畫出控制程序的梯形圖。

實施這樣的項目，學生在學校就可以學到有用的工程技術，拉近了與工程技術的距離，學以致用，也有利于學生就業。

三、在PLC教學中實施項目教學法要注意師生角色的轉化

實施項目教學法，教師要首先設計好“項目”，將學生分成小組，然后交給學生。學生接到“項目”，經過咨詢、計劃、決策、實施、檢查以及評價等六個環節完成“項目”，在這個過程中，教師的作用與傳統的教學法有很大的不同。在設計“項目”階段，教師是主體，學生并不參與；在實施“項目”階段，學生是主體，教師也參與，起引導、指導作用。學生的活動是主要的，貫穿于整個教學過程，教師的作用只是讓學生的自主活動能進行下去，維持教學環節的順利進行，隨著學生熟練程度的提高，教師的作用越來越小。能否充分調動學生積極性與主動性對于項目教學的成功非常重要，因此，師生的角色必需轉換，明確各自擔當的角色。

四、在PLC教學中實施項目教學法效果明顯改善

在PLC教學中實施項目教學法與傳統的教學方法相比，教學效果明顯。主要表現在兩個方面：一是學生會學了，項目教學法讓學生的學習目標明確，學習了知識點后立即可以實踐，實踐后馬上可以看到結果，這種成就感會轉化成進一步學習的動力，促使學生的學習步入良性循環，久而久之形成良好學習習慣。在學習中遇到問題時，能自己看書、查資料、上網收索或找其他人討論，主動尋找解決問題的方法，培養了良好的自學能力。二是學生會用了，經過項目教學的培養，學生提高了工程實踐能力。

多年的教學實踐證明，PLC課程采用項目教學法極大調動了學生自主學習的熱情，培養了學生的創造力，解決了傳統教學方法中理論與實踐脫節的問題，同時還培養了學生的團隊精神和創新能力，取得了理想的效果。

（作者單位：中山市建斌中等職業技術學校）

參考文獻：

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[2]廖常初．PLC基礎及運用[M]．北京：機械工業出版社，2007．

[3]郭艷萍．電氣控制與PLC技術[M]．北京：北京師范大學出版社，2007．

責任編輯 朱守鋰