《PLC控制技術(shù)》項(xiàng)目教學(xué)法在大專院校的應(yīng)用

李明赫

（長(zhǎng)春汽車工業(yè)高等專科學(xué)校，吉林 長(zhǎng)春 130000）

1 引言

高職教育所要培養(yǎng)的是針對(duì)企業(yè)第一生產(chǎn)線的專業(yè)型技術(shù)人才。對(duì)于大專院校來(lái)說(shuō)，首要目的就是提高學(xué)生的理論知識(shí)的同時(shí)，要更加側(cè)重于加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力。 《PLC 技術(shù)應(yīng)用》是一門對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力要求較高的專業(yè)課程， 若通過(guò)傳統(tǒng)的教學(xué)方法來(lái)講授即先理論后實(shí)踐的方法，顯然并不合適。因此我們迫切需求一種理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方法， 各大院校目前都在積極探索將“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)模式，將其融入實(shí)際教學(xué)中。項(xiàng)目教學(xué)法的引入大大改善了此問(wèn)題，并取得了良好的效果[1]。

2 項(xiàng)目教學(xué)法的引入

以西門子S7_300 為例， 本課程是自動(dòng)化專業(yè)的核心課程之一。 通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，學(xué)生必須掌握S7_300PLC 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并以其作為核心控制單元， 基于PLC 對(duì)各種電機(jī)的運(yùn)動(dòng)及其控制，構(gòu)建工業(yè)常用典型控制系統(tǒng)。 熟練地運(yùn)用STEP-7 編程軟件對(duì)異步電機(jī)的順序邏輯控制，對(duì)簡(jiǎn)易智能控制，對(duì)變頻器驅(qū)動(dòng)的異步電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)進(jìn)行編程、綜合、調(diào)試，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，達(dá)到掌握運(yùn)用STEP-7 軟件的編程技術(shù)以及電機(jī)控制技術(shù)的基本知識(shí)及技能。

本課程的教學(xué)內(nèi)容源于企業(yè)崗位典型工作任務(wù)，教學(xué)目標(biāo)源于企業(yè)崗位知識(shí)技能要求， 課程按照項(xiàng)目進(jìn)行， 項(xiàng)目由淺入深，循序漸進(jìn)。 教學(xué)內(nèi)容分為8 個(gè)具有實(shí)際功能的項(xiàng)目模塊，每一個(gè)項(xiàng)目都有項(xiàng)目功能、項(xiàng)目目標(biāo)、項(xiàng)目?jī)?nèi)容、知識(shí)準(zhǔn)備及項(xiàng)目的實(shí)施和考核。通過(guò)本課程學(xué)生可掌握S7_300PLC 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并以其作為核心控制單元， 實(shí)現(xiàn)PLC 對(duì)各種電機(jī)的運(yùn)動(dòng)及其控制，構(gòu)建工業(yè)常用典型控制系統(tǒng)。 熟練地運(yùn)用STEP-7 編程軟件對(duì)異步電機(jī)的順序邏輯控制、對(duì)步進(jìn)機(jī)控制、對(duì)變頻器驅(qū)動(dòng)的異步電機(jī)調(diào)速控制進(jìn)行編程、綜合、調(diào)試，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，達(dá)到掌握運(yùn)用STEP-7 軟件的編程技術(shù)以及電機(jī)控制技術(shù)的基本知識(shí)及技能。 熟練掌握運(yùn)用STEP-7 軟件的編程技術(shù)以及電機(jī)控制技術(shù)的基本知識(shí)及技能。 使學(xué)生具有PLC 程序設(shè)計(jì)能力并以PLC作為主控單元，以電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)單元構(gòu)建自動(dòng)位置控制系統(tǒng)、交流調(diào)速系統(tǒng)、順序控制系統(tǒng)的能力。

PLC 及電機(jī)控制實(shí)訓(xùn)室由計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)同步教學(xué)系統(tǒng)、視頻， 音頻和投影儀等多媒體教學(xué)系統(tǒng)以及8 套PLC 控制電機(jī)技術(shù)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)等組成。 PLC 控制電機(jī)技術(shù)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是由S7-300PLC 作為主控單元構(gòu)成的汽車自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)真實(shí)模擬了汽車生產(chǎn)線的部分情景， 系統(tǒng)由幾個(gè)不同功能的工作站組成。整個(gè)系統(tǒng)有機(jī)融合了三相異步機(jī)控制技術(shù)、三相異步電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)、步進(jìn)電機(jī)位置控制技術(shù)、伺服電機(jī)位置控制技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、氣動(dòng)技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)等技術(shù)，體現(xiàn)了現(xiàn)代制造業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的特征。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由20 臺(tái)計(jì)算機(jī)及服務(wù)器構(gòu)成的局域網(wǎng)同步教學(xué)系統(tǒng)，多媒體教學(xué)系統(tǒng)由投影儀、音頻等現(xiàn)代教學(xué)設(shè)備組成。 它為大信息量的現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)培訓(xùn)提供了保證。 配以PLC 控制電機(jī)技術(shù)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)為學(xué)習(xí)PLC 編程技術(shù)及各種電機(jī)控制技術(shù)提供了一個(gè)良好的教學(xué)平臺(tái)。

3 項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施

首先，教學(xué)地點(diǎn)要選取多媒體實(shí)訓(xùn)室。 即有標(biāo)準(zhǔn)多媒體教室功能同時(shí)也要有與實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目相匹配的實(shí)訓(xùn)設(shè)備。 在為學(xué)生分組之后，要保證每個(gè)小組至少有一臺(tái)設(shè)備可以操作。

整個(gè)教學(xué)構(gòu)成分為六步：（1）項(xiàng)目功能確定， 制定實(shí)施計(jì)劃；（2）硬件接線；（3）軟件編程；（4）綜合調(diào)試；（5）項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告及PPT 匯報(bào)撰寫；（6）項(xiàng)目綜合測(cè)評(píng)。

項(xiàng)目的選取：為了更好的實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法，我們需要把以前的交過(guò)任務(wù)進(jìn)行重新整合， 把理論教學(xué)內(nèi)容根據(jù)具體的項(xiàng)目進(jìn)行分類，從而將知識(shí)點(diǎn)和技能訓(xùn)練融入到了每個(gè)項(xiàng)目中[2]。

下面以“彩燈循環(huán)控制系統(tǒng)”項(xiàng)目為例來(lái)說(shuō)明具體教學(xué)過(guò)程。

（1）項(xiàng)目?jī)?nèi)容

1）各組依據(jù)項(xiàng)目功能及各組員的實(shí)際情況進(jìn)行項(xiàng)目分工，確定工作步驟， 提交項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃；2）寫出輸入輸出點(diǎn)地址分配，畫出PLC 系統(tǒng)外部；3）分析彩燈循環(huán)控制系統(tǒng)控制要求，寫出程序清單并下載調(diào)試；4）項(xiàng)目驗(yàn)收并書寫項(xiàng)目報(bào)告。

（2）工作任務(wù)

利用S7－300 移位指令構(gòu)建彩燈循環(huán)控制系統(tǒng)。

基本要求：1）通過(guò)按鈕SB1 使得6 個(gè)彩燈按照HL1、HL2、HL6 的順序亮滅，移到最高位HL6 后，再回到HL1，重復(fù)循環(huán)下去，按下停止按鈕SB2 后，彩燈熄滅，停止工作。彩燈移動(dòng)的時(shí)間間隔為1 秒鐘。 2）按下按鈕SB3，使得6 個(gè)燈泡按照HL1、HL2、HL6 的順序亮滅，移到最高位HL6 后，再按HL6、HL5、HL1 的順序亮滅，如此循環(huán)。 彩燈移動(dòng)時(shí)間間隔為2 秒鐘。 按下停止按鈕SB4 后，彩燈熄滅，停止工作。

（3）課時(shí)分配：12 學(xué)時(shí)

序號(hào) 任務(wù) 課時(shí) 備注1 功能確定，制定實(shí)施計(jì)劃 1 由組長(zhǎng)負(fù)責(zé)，硬件接線 1 硬件系統(tǒng)制作和軟件編程由不同組員承擔(dān)同時(shí)進(jìn)行3軟件編程 4 4綜合調(diào)試 2 功能調(diào)試2 5 項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告及PPT 匯報(bào)撰寫 2報(bào)告撰寫由不同組員承擔(dān)和硬件系統(tǒng)制作及軟件編程同時(shí)進(jìn)行。 從項(xiàng)目實(shí)施就可搜集材料，開(kāi)始撰寫，和PPT 匯報(bào)一起完成6項(xiàng)目綜合測(cè)評(píng) 2 知識(shí)、技能和學(xué)習(xí)態(tài)度

（4）學(xué)習(xí)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)：掌握S7-300 移位指令、數(shù)據(jù)裝載和傳送指令、比較指令。

技能目標(biāo)：利用S7-300 移位指令構(gòu)建彩燈循環(huán)控制系統(tǒng)。

能力目標(biāo)：具有彩燈循環(huán)控制系統(tǒng)構(gòu)建、編程及調(diào)試技能。

4 結(jié)語(yǔ)

4.1 教學(xué)組織

本課程采用項(xiàng)目教學(xué)法。 課程教學(xué)內(nèi)容分為8 個(gè)具有實(shí)際功能的項(xiàng)目模塊。 模塊由淺入深，循序漸進(jìn)。 由老師給出各項(xiàng)目模塊的功能任務(wù)，提出完成項(xiàng)目的基本知識(shí)、技能要求和要提交的項(xiàng)目資料；學(xué)生5～6 個(gè)人為一學(xué)習(xí)小組，選擇一個(gè)項(xiàng)目，由組長(zhǎng)組織大家根據(jù)功能給出設(shè)計(jì)方案； 經(jīng)老師確認(rèn)后制定出項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃、對(duì)組員進(jìn)行項(xiàng)目分工，組織實(shí)施共同完成項(xiàng)目，在此期間老師及時(shí)幫助解決各小組在項(xiàng)目制作過(guò)程中出現(xiàn)的各類問(wèn)題；最后由老師組織學(xué)生對(duì)各組項(xiàng)目進(jìn)行功能演示、答辯，進(jìn)行測(cè)評(píng)，完成知識(shí)技能的再歸納。

4.2 教學(xué)方法

在教學(xué)方式上，我們主要以體現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力，尤其是方法能力與社會(huì)人性化能力的 “項(xiàng)目教學(xué)法” 來(lái)完成課程教學(xué)，教學(xué)過(guò)程充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，主動(dòng)性。他們是主體，老師給與輔導(dǎo)。 這樣不僅培養(yǎng)了學(xué)生的知識(shí)技能，而且培養(yǎng)了他們的團(tuán)隊(duì)合作能力、交流溝通的社會(huì)能力。 學(xué)生們?cè)趯?shí)際項(xiàng)目完成的過(guò)程中達(dá)到本課程的教學(xué)目的。

4.3 實(shí)踐教學(xué)

本課程教學(xué)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)課堂與實(shí)踐一體化教學(xué)模式。 學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中學(xué)習(xí)知識(shí)，訓(xùn)練技能，掌握技術(shù)，在“做中學(xué)，學(xué)中練，練中用，用中強(qiáng)”，最終達(dá)到課程教學(xué)目標(biāo)。

通過(guò)實(shí)踐證明，項(xiàng)目教學(xué)法激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了理論聯(lián)系實(shí)際， 從而提高了學(xué)生對(duì)PLC 硬件結(jié)構(gòu)了解以對(duì)及軟件編程的能力。 同時(shí)，項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程也讓學(xué)生體會(huì)到了團(tuán)隊(duì)協(xié)作的樂(lè)趣和實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)的快樂(lè)。

[1]張艷萍.當(dāng)前高校班級(jí)建設(shè)存在的問(wèn)題與思考[J].思想理論教育導(dǎo)刊，2011（5）.

[2]柯和平.多媒體技術(shù)的新突破[J].電化教育，1997（12）.

[3]吳言.項(xiàng)目教育法[J].機(jī)械職業(yè)教育，2003（7）.

[4]傅小芳.德國(guó)的勞技課及其“項(xiàng)目引導(dǎo)教學(xué)法”[J]，蘇州教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2001（3）.