高職院校項目教學法在PLC課程教學中的應用

王曉娟

摘 要：針對PLC課程的實踐性、應用性強的特點，采用“項目導向，任務驅動”的項目式教學，從教學內容、教學組織、考核方法等方面對PLC課程項目教學法進行了探討，項目教學法的實施，有效提高了學生的實踐動手能力、分析問題和解決問題的能力，實現理論實踐一體化，較好地提高了教學效果與教學質量。

關鍵詞：項目教學 PLC課程 教學設計

PLC（可編程控制器）被廣泛地應用于機電一體化、工業自動化控制等各個領域，PLC課程已成為高職院校的機電、電氣類等專業的核心課程，地位極其重要。有別于傳統的課程教學，PLC課程的實踐性、應用性較強，同時，由于PLC指令多而抽象，學習能力弱是目前高職學生整體的特點，大多數學生在學習過程中學了后面的就忘了前面的，對各指令的功能學習有限，不能正確理解與應用，學生主動性、積極性差，出現理論實踐嚴重脫節的現象。因此，恰當的教學法是高職PLC課程教學中關注的重要課題。筆者在目前教學改革的背景下，經過幾年的教學改革實踐，在PLC課程中采用“項目導向，任務驅動”的項目式教學，由教師設置教學情境，學校提供教學環境，學生跟隨任務流程，通過師生共同完成學習項目和學習任務，讓學生成為教學的主體，有效提高了學生實踐動手能力、分析問題和解決問題的能力，對教學效果與教學質量的提高有顯著的作用。因此，項目教學法應用在PLC課程教學中具有十分重要的現實意義。

一、PLC課程教學中項目教學法的意義

“項目教學”是以實踐為導向、師生共同實施一個完整的項目工作而進行的教學活動。其實質是選用可以動手的工程實例項目，為學生創建學習情景，學生通過對實際項目的認識、了解與動手完成，學習并掌握相關的理論知識和實踐技能。

項目教學先由教師明確項目目標、項目任務，演示每個項目的結果，使學生對所學知識及應用有初步認識，然后講授完成項目需要的理論知識，項目需要用到的理論知識避免長篇大論、過度深奧，應按需講解，其他內容可作為學生自學知識少講或不講。最后，由學生分組完成動手操作。在項目任務驅動下，學生能夠自主、自由進行學習，主動克服、處理項目中出現的問題，促使學生從“要我學習”向“我要學習”轉變。學生厭學得到了極大的改善，同時培養學生的創新能力、認真負責的工作態度和一絲不茍的工作作風。

筆者對5年的PLC教學予以總結：傳統的教學方法中，老師先講解指令，然后舉例指令應用，最后由學生到實驗室驗證。通常學生到實驗室后，不知從何入手，即使做出實驗結果，也對所學內容不知有何實際用途，很難建立理論與實踐連接的橋梁。因此，傳統教學模式中理論與實踐嚴重脫節，使得理論教學的效果難以得到鞏固。幾堂課過后學生失去了學習興趣。在逐步嘗試PLC課程項目教學法后，將實際的工程項目作為學生學習的任務，驅動學生在學習過程中運用專業知識，分析和解決項目工程中遇到的實際問題，提高綜合能力，實現理論與實踐相結合的一體化教學，有效提高教學質量和教學效果。

二、項目教學法在PLC課程中的實施

項目教學法關鍵之處在于教學過程中項目的選擇和確定。項目的選擇要以教學目標為方向，以教學大綱為依據，以書本的知識為基礎，以創新為開拓空間，同時要滿足項目之間層層遞進的關系，注意項目間知識點的緊密相連，而且能夠充分體現實際工程情況。這樣學生對知識的掌握也是層層遞進，由易到難，使得學生在掌握基本的理論知識后能及時應用到實踐中去，同時還可以運用學過的知識發揮創新，有效激發學生的學習興趣。

1.項目設計

高職院校PLC課程的項目設計要以課程的知識目標和能力目標為出發點。既要符合教學大綱要求，同時要保持PLC知識的系統性與完整性，又要符合企業和崗位技能需求，具有針對性，進而實現培養學生學習的能力、分析問題和解決問題的能力及溝通協作的能力。為了提高學生的學習興趣，我們圍繞日常生活，由淺入深地將PLC課程教學內容從易到難，由淺入深設置了以下幾個項目。

項目一 基礎知識，主要介紹常用低壓電器的工作原理和使用方法，及PLC的基礎知識。

項目二 PLC基本指令應用，主要介紹PLC基本指令及PLC實現基本電氣控制線路方法。

項目三 順序控制系統設計方法及其應用，主要介紹順序控制系統設計方法和步進指令。

項目四 模塊4為S7-200功能指令及其應用，主要介紹常用功能指令及應用。

項目五 為PLC的功能模塊與通信。

任務有時也被稱為子項目。為了使學生能系統充分掌握PLC的知識點，在每個大項目下，分若干子項目，子項目的設置也要遵循由簡到繁、循序漸進的方式，每個子項目的針對性要強，同時也要充分體現相應的知識點和相關能力的培養。例如在項目三順序控制系統設計方法及其應用中，設有子項目任務：（1）運料小車自動往返；（2）十字路口交通燈控制；（3）大小球分揀PLC控制系統；（4）機械手PLC控制系統。子項目1、2、3分別由易到難地設置了順序控制系統基本知識，單序列、并行序列、選擇序列三種控制方式的知識點，最后由機械手控制系統體現順序控制系統的綜合應用，學生在前三項任務勝任后，可以順利完成機械手的控制，進一步增強學生的學習興趣和自信心。

2.項目實施

在任務實施階段，學生是活動的主體， 教師主要是創設學習情境，營造學習氛圍，提供幫助與咨詢，引導教學過程順利進行。堅持項目導向、任務驅動的教學思路，按照“任務目標-任務描述-相關知識-任務實施-技能考評-任務拓展”的順序組織教學，實現完整的“教、學、做”一體化。以項目三中的任務“運料小車的自動往返控制”為例，介紹教學活動組織過程。

（1）項目準備

任務目標

項目教學進行初期，由教師明確本次項目的任務目標，直接決定本次任務的教學方向，是完整項目順利進行的核心，在“運料小車的自動往返控制”任務中，任務目標是：①掌握順序功能圖的含義及畫法；②掌握單序列順序功能圖的畫法；③掌握將單序列順序功能轉化為梯形圖。endprint

任務描述

由于本次任務目標是順序控制設計法相關知識，所以選擇運料小車的自動往返作為任務目標的載體最能突出順序控制的特點，同時符合單序列控制的目標要求。任務要具體描述運料小車自動往返的工作過程，細致分析運料小車的工作方式，每一步對應的控制要求、動作要求。這一階段的重點是要求學生按運料小車的工作過程和控制要求畫出工作流程圖，順序功能圖是從工作流程圖演變而來的。

相關知識

相關知識即順序功能圖知識的學習，這時學生運用順序控制設計法實現運料小車自動往返控制的理論基礎，學習的內容包括順序功能圖的組成、結構類型、順序功能圖與梯形圖的對應關系、根據順序功能圖畫梯形圖的方法等。

在項目準備階段，教學活動的主體是教師，教師對任務目標、任務描述及相關知識進行講授，以確保知識系統的完整性。在這一階段，筆者充分利用學校提供的實驗實訓場地和多媒體教室，對學生進行現場教學和多媒體動畫演示，增加了授課的直觀性，使得PLC控制任務趣味化，有效地激發學生學習的興趣。

（2）項目實施

首先學生按4人一組，詳細分析小車運料自動往返的控制要求，根據控制要求確定PLC控制系統的I/O分配表、輸入輸出所需的電器元件、電氣控制系統的主電路，PLC控制系統的外部接線圖，繪制運料小車自動控制順序功能圖，對PLC控制程序進行初步設計，上述任務由學生分組完成，教師主要負責任務的布置，并為學生提供疑難解答。

然后學生對任務的結果進行現場匯報，由教師對其結果檢查評價。在這一階段的教學活動中，教師和學生共同參與，以討論的方式進行，著重對比使用項目二的編程方案和順序控制編程方案。項目二中的編程方法基于電氣控制原理，在運料小車控制系統同樣可以完成控制任務，但需要學生有較強的邏輯思維和熟練的電氣控制原理圖設計，使用此方法設計梯形圖時，雖然程序較長，但邏輯關系清晰，程序也易于按模式編寫，大大增加了學生的編程興趣。在任務實施過程中，教師應鼓勵和肯定學生的每一種方案和程序設計，即使不完整或有明顯的錯誤。本階段師生互動的主要目的在于確定方案、完善程序。

最后程序輸入與調試。學生分組上機操作，教師檢查每組操作結果并給出意見和建議，在基本任務完成后，學生進入下一環節的活動，設計運料小車多功能的控制系統例如增加手動控制、單步控制、單周期控制等環節。上機操作完成后，學生在課外完成任務報告。

在任務實施階段，教師參與討論，及時了解學生對項目認識的程度，并輔導學生在設計的過程中掌握設計一個順序控制系統的基本步驟、編程的思路及需要注意的問題，如何調試程序等。

三、項目評價

項目評價是項目教學中的一個重要環節，項目評價分為自我評價（30%）、各組評價（40%）和教師評價（30%）三部分，通過現場演示及報告會的形式進行，教師對每組進行點評，最后由各組長進行總結發言。有效的項目評價可以使得學生在評價過程中相互學習，同時鍛煉學生語言表達、總結歸納、協調合作能力，教師可以清楚地了解學生對相關知識點的掌握情況，及時把握項目設計方向和進度。

四、結束語

PLC課程的項目教學以項目為單位，以典型的任務為載體，貫徹項目導向、任務驅動的思想。按教學活動順序的每一個環節讓學生學到相關的理論知識和專業技能，有效地將理論知識和實踐技能相結合，實現“教、學、做”一體教學活動。通過項目教學，學生能較好地掌握PLC應用技術，達到了預期的學習效果，提高了學生學習的主動性和積極性。

本文受內蒙古自治區高等學?？茖W研究項目基金（項目編號：NJZC13349）資助

參考文獻：

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