基于數控專業的《PLC》項目式教學研究與實踐

曾軍華　溫林

摘 要：依據對企業的調研，分析數控專業《PLC》課程教學中存在的問題，提出項目教學法的課程教學改革思路，并進行了項目教學法的課程教學改革實踐。

關鍵詞：PLC；實踐；項目教學；教學改革

前言：《PLC》課程是高職學院數控專業開設的一門實踐性很強的應用型課程，教學目的是使學生熟悉電氣控制系統的基本控制電路，具有電氣控制系統分析和設計的基本能力；掌握PLC內部資源、PLC編程指令及程序設計等基本知識；掌握利用PLC進行一般控制系統的設計、改造、安裝、調試及維護的技能，最終能勝任企業生產設備維修和保養崗位的實際要求。

我院組成力量，對企業和PLC教學情況優秀的院校進行考察、調研，尋找并開發典型工作任務，廣泛收集資料，確定項目教學方案，擬定行動計劃，并做好實驗室的教學配套工作，實施并控制行動計劃，進行教學試驗，在教學中不斷地收集學生反饋，認真研究；并與企業相關技術人員討論教學實施情況，聽取他們的建議。目前，我院通過對學生反饋以及對企業相關技術人員建議的總結，調整教學方案，使研究的PLC教學采用項目式教學，縮小知識涉及領域，有針對性地傳授適合企業數控工作的深層次PLC實用技能，為企業培養出綜合職業素質高的學生。

一、項目教學法的改革思路

項目教學法具有的特點是：把整個學習過程分解為一個個具體的工程或事件，設計出一個個項目教學方案。按行動回路設計教學思路。不僅傳授給學生理論知識和操作技能，更重要的是培養他們的職業能力，這里的能力已不僅是知識能力或者是專業能力，而是涵蓋了如何解決問題的能力：方法能力、接納新知識的學習能力以及與人協作和進行項目動作的社會能力等幾個方面[1]。

（一）以學生為主體，充分發揮教師的指導作用。首先，需要在第一堂課中向學生說明PLC課程的特點和注意點，讓學生明白大量的知識需要通過自己的探究和小組研討來獲得，課前需要仔細閱讀教師指定的案例及相關材料，并進行認真分析和思考；在課堂上，要積極開動腦子，就不同的見解展開討論，充分表述自己的思考和步驟，從而發揮學生的主動性和創新精神。在教學過程中，教師需要由過去的“講授者”轉變為“指導者”，只用小部分時間結合實例來講授重點理論和核心知識點，大部分時間則負責整個教學的組織和引導工作，讓學生有更充裕的時間開展自主討論、操作與探究等活動，對解決項目和案例中存在的問題提供必要的幫助.通過這些項目和案例，幫助學生認識解決問題過程的復雜性（背后隱含的各種因素）及可能存在的多種可能性，從而激發學生的探索精神和學習興趣，形成良好的學習習慣，為學好課程奠定良好的基礎。

（二）以實際為標準，選取項目和案例。將PLC教學分兩個階段。一是系統學習一種型號的PLC；二是在學生具備一定基礎后進行綜合訓練。為此我們把第一階段PLC教學內容分為PLC的基礎、西門子S7-200 PLC的組成和編程基礎、S7-200

PLC基本邏輯指令及應用、S7-200 PLC基本功能指令及應用、S7-200 PLC模擬量控制、PLC復雜控制系統設計及應用六個模塊。前兩個模塊以專題形式教學，后四個模塊的教學任務項目化，以項目為教學主線，通過設計不同的項目，巧妙地將知識點和技能訓練融于各個項目之中，各個項目按照知識點與技能要求循序漸進編排。在具體選定項目時，要把握三點：一是每個項目以某個重點指令的應用為主線，應用程序由簡單到復雜；二是項目選取盡量來源于生活、直觀形象能激發學生的學習興趣。三是項目的制定和本校學生的現狀及實驗實訓條件緊密聯系，以便更好地實施開展“教學做”一體化教學。PLC復雜控制系統設計及應用作為最后一個模塊，該模塊中選定的項目則要體現綜合應用能力。第二階段PLC教學項目應以工程綜合項目為主，每個項目由校企共同研發確定，以此訓練學生職業崗位能力。這樣在整個教學過程中將各個知識點和項目的每個模塊緊密地融合在一起，使學生在完成項目的同時掌握所學的各個知識點.使用項目驅動法教學，就可使“老師講，學生聽”的課堂，變成“大家共同參與”解決問題的學習環境，使學生在參與過程中加深對知識點的理解，同時這種知識點的安排符合人們的認識規律，便于學生學習掌握。

（三）以交流為中心，著力打造良好教學氛圍。我院從目前已在使用的“討論式學習法”、“案例教學法”、“自主學習法”、“項目教學法”和“問題導向法”等教學方法中，結合學校生源情況與PLC課程的特點，選用了其中的“項目教學法”、“案例教學法”和“討論式學習法”，采用開發“十字路口交通燈的PLC控制”的實際項目，按章節內容的需要，分別使用不同的教學方法，如此師生可從傳統的灌輸式教學法中解脫出來，形成“以項目或案例為主線、教師為主導、學生為主體”的教學模式，通過案例或項目的層層分解、合理組合、相互討論和實踐，使學生摸得著、看得見，不再是原有的空穴來風，從而大大提高了學生的學習興趣與邏輯分析能力，提升了學生學好該課程的信心，使學生的實際編程與操作能力也得到了大大加強。

我院研究的 PLC 教學采用項目式教學，不再把教師掌握的現成知識技能傳遞給學生作為追求的目標，或者說不是簡單的讓學生按照教師的安排和講授得到一個結果，而是在教師的指導下，親自處理一個項目的全過程，解決在處理項目任務中遇到的困難，最終得到想要的結果，學習的重點在學習過程而不是學習結果，他們在這個過程中鍛煉各種能力。教師已不是教學中的主導地位，而是成為學生學習過程中的引導者、指導者和監督者。這提高了學生的興趣，調動了學習的積極性。

基于數控的 《PLC》 項目式教學不同于一般的項目式教學， 它具有以下核心特點： 改變粗放式、寬口徑的教學理念，縮小所學知識涉及領域，根據企業數控相關崗位需求，有針對性地傳授適合企業數控相關工作崗位的深層次PLC實用技能，實現學生學習和就業的趨零對接，力求為企業培養出綜合職業素質高的學生。

二、項目教學法的實踐

教學過程是學與教的過程，是由教師和學生共同參與相互配合的過程。教學目的能否實現，關鍵是教師應根據課程標準，因材施教，能夠靈活地選擇最佳的教學手段和材料，注意要循序漸進，不斷激發學生這個學生主體的學習主動性，進而提高學生的知識水平和應用能力，為今后的就業打下良好的基礎[2]。這就要求教師在教學實踐中應時刻注意觀察學生的接受掌握情況，并根據學生的情況在每堂課要結合知識點準備好一個完整的開發案例（如十字路口交通燈的PLC控制），既有一定趣味性，又有貼近學生生活的小案例。給學生演示這些案例，通過演示案例的趣味性和新穎性，激發學生的學習興趣和求知欲。在每堂課靈活采用不同的教學策略，通過對案例的剖析，說明解決問題的方法和關鍵技術，并將項目分解為若干個任務，在任務的驅動下，逐步完成案例的制作與設計，最后引導學生進行歸納總結。通過實例剖析，學生能較快地理解PLC及其操作過程，實例的吸引能起到良好的示范效果，從而充分調動學生的積極性，達到較好的教學效果。下面以十字路口交通燈的PLC控制為例來說明項目教學法的教學過程。

（一）項目導入。項目導入是整個教學過程的開始，教師介紹項目的應用環境，注意事項、并將項目的要求講授給學生，讓學生帶著問題有的放矢聽課，項目如何實現由此引發疑問。創設情景，布置任務。老師首先提出問題：并用多媒體課件中典型的圖片演示，假設道路上沒有紅綠燈，世界會變成什么樣子？突出紅綠燈的重要性。接著提出問題：生活中的紅綠燈是怎樣的控制過程？任務驅動：情景1紅綠燈控制過程-情景2單向紅綠燈控制系統設計-情景3雙向紅綠燈控制系統設計-情景4復雜紅綠燈控制系統設計。

（二）項目相關知識點析。紅綠燈控制過程分析，明確完成任務所需的知識，由老師講授定時器指令的工作原理和使用方法。同時在實驗室對三種不同類型的定時器工作原理做一個驗證性實驗，讓學生對定時指令用法熟練掌握。

（三）項目的實施。此環節是學生學和做的過程。學生分析控制要求，繪制I/O分配表，根據題意繪制時序圖，編制梯形圖，準備材料，完成安裝接線。在此過程中，學生以小組形式互相討論，擬定設計方案，老師巡回指導檢查。

（四）檢查評價。在規定的時間內學生做好程序編制、安裝接線后，在實訓室模擬調試，老師檢查調試結果，對于調試有問題的組指導學生修改程序，直到調試正確為止。最后要求學生上交項目實施的全部資料。包括I/O地址分配表、梯形圖、PLC外部接線圖。結束后，老師對最終的學生成果展示，一方面引導歸納PLC程序設計的一般工作流程和該項目設計的知識點；另一方面展示學生優秀設計方案及程序。教師根據小組完成項目的情況給出基本分；根據小組成員在組中的表現由各成員進行互評得到貢獻分；項目小組學生自我評價，得出學生的自評分。根據這三個分按一定的比例（基本分×0.5+貢獻分×0.3+自評分×0.2）來綜合評定每一名學生的學習考核成績。這種采取教師評價和學生評價相結合的方法充分考慮了學生實際的動手能力，有效地反映學生的學習積極性和創新意識。通過這種考核，可以引導學生進行反思、總結和改進自己的合作學習方式，從而完成邏輯關系較復雜的一些任務，大大提升學生的交流學習能力，完成個人不可能完成的任務。

三、結束語

實踐證明，在《PLC》課程教學中合理地采用“項目教學法”，配合合適的案例，可以有效地激發了學生的學習興趣，使學生積極參與到實踐活動中，提高了學生應用PLC編程的能力。鍛煉和提高了學生的思維能力、培養了學生的社會能力。要深入推行一體化教學模式，師資力量的一體化和教學場地的一體化是關鍵。對于培養學生的工程意識，還需要和企業緊密合作，開發綜合項目。我們將《PLC》“項目教學法”教學模式進一步升華，為社會培養高技能型人才。

參考文獻：

[1] 劉志堅.基于項目式教學的信息管理專業教學模式研究[J].經濟師，2011（7）：133-134.

[2] 羅艷麗.項目教學在高職院校PLC 課程教學中的實踐[J].機電產品開發與創新，2011（3）：198-199.