淺談案例教學(xué)在《PLC技術(shù)與應(yīng)用》課程教學(xué)中的應(yīng)用

【摘 要】案例教學(xué)法是一種運(yùn)用案例進(jìn)行教學(xué)的方法。根據(jù)《PLC技術(shù)與應(yīng)用》課程的特點(diǎn)、培養(yǎng)目標(biāo)要求及教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn)，本文分析了在《PLC技術(shù)與應(yīng)用》課程的教學(xué)中如何用案例教學(xué)法來加強(qiáng)學(xué)生對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)踐動(dòng)手能力。運(yùn)用合適的教學(xué)手段，實(shí)行任務(wù)教學(xué)；采用分組教學(xué)，在教學(xué)中充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用。

【關(guān)鍵詞】案例教學(xué) PLC技術(shù) 能力

《PLC技術(shù)與應(yīng)用》是電氣工程專業(yè)及機(jī)械制造專業(yè)學(xué)生面向就業(yè)的課程，是一門拓展學(xué)生能力的課程。在《PLC技術(shù)與應(yīng)用》課程教學(xué)過程中運(yùn)用案例教學(xué)，目的是突出教師的主導(dǎo)作用并充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，體現(xiàn)學(xué)生的主體地位。

一、案例教學(xué)法簡(jiǎn)述

案例教學(xué)的模式最初源于哈佛學(xué)院的“案例式教學(xué)”，現(xiàn)已成為現(xiàn)代教學(xué)教育的主要手段之一。案例教學(xué)中，其核心為教師的教和學(xué)生的學(xué)是圍繞怎樣完成一個(gè)個(gè)具體的案例而進(jìn)行的。首先是教師設(shè)計(jì)或選取案例，然后由師生共同研究分析完成對(duì)案例的剖析，在這個(gè)過程當(dāng)中，教師可以適當(dāng)?shù)刂v解，學(xué)生要能夠主動(dòng)地思考問題，最后通過師生共同歸納最終制定任務(wù)實(shí)施計(jì)劃。

二、案例教學(xué)的應(yīng)用

實(shí)施案例教學(xué)的過程中，具體要注意處理好以下幾方面的問題。

（一）將知識(shí)點(diǎn)歸類，構(gòu)建功能模塊

針對(duì)本課程，我們從參考教材及相關(guān)自控技術(shù)網(wǎng)站等多種途徑搜集了幾百個(gè)PLC應(yīng)用的實(shí)例，并針對(duì)每個(gè)實(shí)例就其程序的總體設(shè)計(jì)思路、梯形圖程序所使用的指令類型進(jìn)行系統(tǒng)地分析，然后歸納出同一類案例指令的特點(diǎn)，根據(jù)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)來合理地分配并構(gòu)建一套以指令為核心的功能知識(shí)模塊。

實(shí)際應(yīng)用中PLC的程序都是由幾個(gè)獨(dú)立的功能模塊構(gòu)成的，通過讓學(xué)生扎實(shí)地掌握各功能模塊的原理及程序的編寫，在此基礎(chǔ)之上，便能夠靈活運(yùn)用典型的功能模塊去解決較為復(fù)雜的程序設(shè)計(jì)問題。

（二）依據(jù)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)和認(rèn)知規(guī)律，精選案例

案例教學(xué)的首要任務(wù)是依據(jù)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)及認(rèn)知規(guī)律的特點(diǎn)，如何與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，合理地設(shè)計(jì)好每個(gè)案例。實(shí)施案例教學(xué)的關(guān)鍵在于所選案例的難易程度要把握得當(dāng)。一個(gè)成功的案例，能夠大大地吸引學(xué)生的注意，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)探究的熱情，并能鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)大膽地去探索。

1.培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)其積極性

與生活和生產(chǎn)實(shí)踐密切相關(guān)的案例才是優(yōu)秀的案例，此類案例才能大幅度地提高教學(xué)效果從而達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。例如，以飲料自動(dòng)出售機(jī)為例，它主要包含投幣結(jié)算、7 段數(shù)碼管顯示剩余值及退幣功能。因?yàn)閷W(xué)生對(duì)這個(gè)案例中的實(shí)物很感興趣，在案例教學(xué)中教師可以靈活運(yùn)用加減運(yùn)算、比較指令、顯示指令等功能指令，從而使學(xué)生逐步掌握高級(jí)指令的應(yīng)用。

2.循序漸進(jìn)、挖掘潛能

精選的案例要具備一定的科學(xué)性、很強(qiáng)的邏輯性，由易到難、由簡(jiǎn)到繁。同時(shí)所選擇的案例不僅要有針對(duì)性、啟發(fā)性，要能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的主動(dòng)性，挖掘?qū)W生探索問題解決問題的潛能。現(xiàn)以“小車自動(dòng)往返控制”這個(gè)案例進(jìn)行說明。

①基本控制要求：

按下正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB2，I0.0變?yōu)镺N， Q0.0線圈得電并自保持，使接觸器KM1線圈通電，小車右行；按下反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB3，I0.1變?yōu)镺N， Q0.1線圈得電并自保持，使接觸器KM2線圈通電，小車左行；按下停止按鈕SB1，小車停止運(yùn)行。

②拓展控制要求：

（A）自動(dòng)換向功能：要求不按停止按鈕實(shí)現(xiàn)左向右或右向左的換向；

（B）到位停車功能：要求小車在運(yùn)行中碰到各自的限位開關(guān)（左行限位：SQ1，右行限位SQ2）后，小車停止運(yùn)行。

（C）到位停車且自動(dòng)換向功能：要求在右限位或左限位停留一定時(shí)間后，自動(dòng)換向。

本案例所用的知識(shí)點(diǎn)重點(diǎn)：定時(shí)器的應(yīng)用、邏輯指令、脈沖微分指令； 難點(diǎn)在于： 如何靈活應(yīng)用定時(shí)器延時(shí)觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)新的控制功能及如何處理程序中的轉(zhuǎn)移。

對(duì)于這個(gè)案例，因其在大型機(jī)械生產(chǎn)線上普遍存在，學(xué)生對(duì)此類案例非常感興趣。A項(xiàng)要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換向，其控制的本質(zhì)在于電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，同時(shí)考慮必要的保護(hù)，則完成的難度不大，可以僅用按鈕的互鎖來實(shí)現(xiàn)。B 項(xiàng)要求在是在A項(xiàng)要求的基礎(chǔ)上增加兩個(gè)行程開關(guān)的互鎖就可以實(shí)現(xiàn)，利用這類位置開關(guān)完成位置的極限保護(hù)。對(duì)于這一項(xiàng)，只需學(xué)生稍微改動(dòng)一下程序就可以達(dá)到目標(biāo)要求。C項(xiàng)的設(shè)計(jì)要求有一定的難度，對(duì)學(xué)生來講沒那么容易一下子就編寫出程序。而且，要用的指令也增多了，這樣學(xué)生對(duì)難題的挑戰(zhàn)激情就被調(diào)動(dòng)起來了。針對(duì)該項(xiàng)要求，教師要注意引導(dǎo)學(xué)生在設(shè)計(jì)中定時(shí)器觸頭如何配合控制，同時(shí)不可忽略定時(shí)器輸入端的驅(qū)動(dòng)問題。經(jīng)過這樣一步步的引導(dǎo)，那么本案例程序的整體框架已非常清晰，具體梯形圖的編寫也就變得簡(jiǎn)單了。

3.分組教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)

采用案例教學(xué)的過程中，教師可以根據(jù)學(xué)生接受能力的快慢，對(duì)其進(jìn)行分組，每組3個(gè)同學(xué)，由組長(zhǎng)承擔(dān)對(duì)組員的評(píng)價(jià)任務(wù)，并負(fù)責(zé)組內(nèi)各組員的分工和溝通協(xié)調(diào)工作。最后教師根據(jù)各小組任務(wù)的完成情況，對(duì)每組及其組長(zhǎng)給出一個(gè)綜合評(píng)價(jià)。因此，這就要求每個(gè)學(xué)生都要行動(dòng)起來，從分析案例任務(wù)要求到PLC資源分配及設(shè)計(jì)系統(tǒng)的程序，再到程序的編寫及調(diào)試都要參與，并相互討論，互相幫助。

三、總結(jié)

在實(shí)施案例教學(xué)的過程中，教師要注意在指導(dǎo)過程中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，做到共性問題集中講解、個(gè)別問題個(gè)別指導(dǎo)。同時(shí)教師應(yīng)進(jìn)一步提高自身的專業(yè)素質(zhì)，不斷改善教學(xué)方法，通過借助典型案例，充分發(fā)揮案例教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)及作用。