案例教學法在PLC教學中的運用與探索

摘 要：PLC課程具有綜合性、實踐性強的特點。如何讓理論知識與工程任務相結合，真實反映實際工作場景，是提高教學效果的關鍵。本文介紹了在PLC課程教學中運用案例教學法的意義、特點和作用，針對中職生在PLC學習中遇到的困難，結合實踐進行了PLC課程案例教學法的探索，以期提高課堂教學質量。

關鍵詞：案例教學 PLC 工作場景

如今，PLC課程已成為職業教育中的一門核心課程。PLC課程綜合性、實踐性和靈活性較強，使用傳統教學法難以實現PLC課程的教學目標。如何激發學生學習興趣，提升其實踐及創造能力，是目前PLC課程教學所面臨的難題。

一、中職生PLC學習現狀

1.學習興趣不高

中職生普遍存在學習動力不足、缺乏激情的問題，若再采用傳統的“填鴨式”教學，老師照本宣科，學生寫筆記，課堂教學變成一言堂，那么，學生的學習興趣如何能被激發出來呢？更不用說讓學生始終保持對PLC的學習興趣了。

2.掌握程度不夠

對于書本知識，學生靠死記硬背，頂多知道點皮毛而已。筆者認為敢于對書本、標準答案甚至教師的講解提出質疑是提高知識理解能力的重要途徑，但實際情況確是鮮有學生這樣做。

3.職場能力不足

一名合格的PLC技術人員要具備一定的素養，掌握相關知識、技能和理念。但是很多剛畢業學生在適應職場和真實工作環境方面面臨諸多困難。

二、案例教學法的特點和作用

案例教學法是一種提高學生分析、解決實際問題的能力的新型教學法，由教師布置工作任務，設置富有啟發性的情境，組織、引導學生積極分析討論，讓學生在思考、研討中掌握知識。這一方法有利于激發學生的求知欲，拓寬他們的視野，激發他們智慧的火花，啟發他們的思維，有利于其自主學習、創新、實踐、團隊協作等能力的培養。

在案例教學中，教師是把獲取與處理知識的能力教給學生，而不是把知識教給學生。在師生互動中，學生是“學習主體”。同時案例教學集多種教學手段于一體，融合了自學指導、啟發講解、課堂討論、實踐能力等方法，運用多媒體、FLASH動畫、軟件仿真模擬等現代教學手段，能發揮出多角度、大信息量和系統性的教學優勢。

三、案例教學法在PLC課程中的運用舉例

1.細節拓展

細節決定成敗。要讓學生獲得知識細節的拓展，案例教學是行之有效的方法。

（1）M點接地意義。在講解西門子S7-200PLC的M端子時，除告訴學生其與三菱PLC的COM端子的相同點外，筆者還通過一個USS協議通訊控制多臺變頻器調試不正常的案例來說明不同點。工作情景設置如下：用226CPU經USS協議控制4臺變頻器，在變頻器未啟動時，系統顯示正常，但只要一臺變頻器啟動，通訊就出錯。筆者將實際硬件接線、程序設置作演示說明，讓學生分析原因。

有學生認為是軟件問題，比如參數設置、程序有誤等。筆者給予明確答復：“一開始正常，說明軟件無問題。”有學生認為是因為硬件有干擾。筆者用示波器波形說明485通訊本質上是+/-電壓信號，485規范對信號的靈敏度是0.2V，若沒有定義0電位，共模干擾電壓易超過通訊端口元器件極限，產生通訊錯誤，解決方法是將M端接通訊系統接地。這樣學生就能搞通485兩根線通訊的關鍵——定義0電位。

（2）防抖動設計。在理論講解中，PLC輸入、處理時均是理想狀態，而實際生產中PLC輸入信號會因為機械安裝、電磁干擾等原因發生抖動，同時從安全角度考慮到重要設備啟動時要防止誤動作，都需進行防抖動設計。于是筆者通過設置工作情景（PPT展示、軟件仿真、實驗裝置等）及案例故事讓學生知道PLC輸入信號防抖動設計的必要性。

如何實現輸入信號防抖動呢？聽故事也得動腦筋，筆者將問題拋給學生，讓學生大膽講出自己的想法。同時，教師要多鼓勵少批評，適時引導學生從軟、硬件方面實現防抖動設計，比如硬件電路加濾波處理、程序加定時器、上升沿、采樣比較等。若條件允許，最好讓學生動手驗證或者進行仿真模擬。

通過這樣的講解，不僅讓學生理解了防抖動的真正含義，也能讓學生在工作后能從容面對一臺液壓泵完全啟動需長摁3秒的工作場景。

2.職業能力塑造

（1）編程思路引導。PLC課程的重點是編程。現行PLC教學大多只讓學生掌握簡單的語句指令，很少涉及功能指令，更別說讓學生符合企業對合格編程人員的要求。編程人員由于思路、理念的不同，會對程序大小、開發周期、執行精確度、系統響應時間、硬件成本等帶來影響。因此，如何通過案例教學讓學生掌握PLC的一般編程思路是關鍵。

老師可提供典型工作任務，講清工藝流程，讓學生思考后講出設計思路，學生互相評價，教師適時點評，讓學生在研討中學會根據任務流程畫程序結構圖，進行硬件配置及參數設置，將動作轉化指令語句。在這個過程中，學生會暴露不少問題，如對基礎知識（如電機、電磁閥、傳感器等）理解不夠，缺乏編程技巧，遇到問題產生畏難、慌張情緒等，老師要及時引導。

經過這樣一輪訓練，學生能掌握資料查閱、成本控制、溝通技巧、編程技巧、團隊協作等技能。雖不能完全等同于企業實踐，但仍然能達到讓學生掌握PLC常規編程方法、適應企業PLC編程開發需求的目的。

（2）EN引腳的功用。筆者每次帶學生進行PLC系統聯調時，都會講自己剛進公司時發生的故事。那時，老板交代筆者完成一臺新換變頻器的鼓風機調試回線工作，第二天制造部要用。任務不復雜，只需要建立PLC與變頻器間PROFIBUS-DP通訊，看起來在下班前能完成。結果筆者忙到晚上八點，通訊仍沒有打通，和同類設備對比組態、參數設置及塊調用都無誤，為什么這臺設備就不行呢？筆者百思不得其解。當晚值班的資深工程師看見筆者仍在車間調試，便過來查看，并告訴筆者：“EN引腳沒有解鎖。”在其指點下，筆者果然在CFC塊I/O標簽項發現，EN引腳都默認為Invisible隱藏屬性，故不會在調用中顯現，困擾已久的通訊問題終于得到解決。

通過這個故事，學生得到三條經驗：一是學會與人溝通，向資深人士請教可以少走彎路；二是EN是單詞Enable的縮寫，此類引腳使用前先解鎖，EN引腳設計的目的為保護機電設備和人身安全；三是以后遇到難題一時攻克不了，要及時調整思路。

PLC課程的特點是程序靈活，無固定答案，教師要鼓勵學生自由探索、大膽質疑，即使學生見解與設定方案相違背，只要分析得當都要予以肯定。同時，案例教學法還需結合多種教學法，才能調動學生積極性，以有效方式向學生傳遞教學內容。對教師來講，實施好案例教學還面臨諸多問題，如課時分配、案例設置、課堂組織等。相信通過教師在課堂實踐中的不斷摸索，案例教學法在PLC教學中的運用能日益完善，最終實現課堂教學質量的不斷提升。

參考文獻：

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[3]肖明耀.可編程控制技術[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2005.

（作者單位：蘇州技師學院）