項(xiàng)目教學(xué)法在PLC教學(xué)中的應(yīng)用

賴永鎮(zhèn)

摘要：在PLC教學(xué)中運(yùn)用項(xiàng)目教學(xué)法，充分體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的教學(xué)理念，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主探究、分析問題、團(tuán)結(jié)協(xié)作解決問題的能力，以及將理論知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐的能力。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目教學(xué)法；PLC教學(xué)

中圖分類號：G712文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號：1005-1422（2016）06-0062-02

一、前言

可編程序控制器（英文全稱Programmable Logic Controller）簡稱PLC，是現(xiàn)代工業(yè)控制及生產(chǎn)過程中的主要部件，是實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化（FA Factory Automation）流水線的支柱之一。它是自動(dòng)控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)及電氣控制三者有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)品，即工業(yè)專用計(jì)算機(jī)。它既有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可編程特點(diǎn)（控制功能由軟件實(shí)現(xiàn)），又具有繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)良的抗電噪能力（適應(yīng)工業(yè)控制的各種惡劣的工作環(huán)境）。可編程序控制器還具有很強(qiáng)的聯(lián)網(wǎng)能力和很高的可靠性，不僅可以單機(jī)使用，而且可以與計(jì)算機(jī)結(jié)合組成集散式控制系統(tǒng)。

傳統(tǒng)的PLC教學(xué)采用教師講解為主、學(xué)生聽課為輔的教學(xué)方法，學(xué)生被動(dòng)地接受課堂知識(shí)，不利于提高動(dòng)手能力，限制了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，不利于提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性。教學(xué)過程是課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，而且課堂教學(xué)占用大量課時(shí)，實(shí)驗(yàn)僅占三分之一課時(shí)。為了提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，PLC教學(xué)應(yīng)采用項(xiàng)目教學(xué)法并在一體化教室里進(jìn)行。

二、項(xiàng)目教學(xué)法在PLC教學(xué)中的具體實(shí)施過程

1.項(xiàng)目教學(xué)法概述

項(xiàng)目教學(xué)法是通過實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)，其目的是在課堂教學(xué)中把理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的綜合能力。項(xiàng)目教學(xué)主要由內(nèi)容、活動(dòng)、情境和結(jié)果四大要素構(gòu)成。項(xiàng)目教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相比較有自己的顯著特征，具體表現(xiàn)為：教學(xué)內(nèi)容以工作任務(wù)為依托；教學(xué)活動(dòng)以學(xué)生為主體；學(xué)習(xí)成果以多樣化為特征。在項(xiàng)目教學(xué)中，每個(gè)學(xué)生會(huì)給出不同的解決任務(wù)的方案與策略，因此，學(xué)習(xí)成果不是唯一的，而是多樣化的。項(xiàng)目教學(xué)法具有實(shí)踐性、明確性、自主性、發(fā)展性、綜合性、開放性等特點(diǎn)。項(xiàng)目教學(xué)的流程如圖1所示。

項(xiàng)目設(shè)計(jì)與確立項(xiàng)目教學(xué)法成敗的關(guān)鍵是能否設(shè)計(jì)一項(xiàng)合適的教學(xué)任務(wù)。因此，在選擇和設(shè)計(jì)項(xiàng)目時(shí)要充分考慮以下幾個(gè)方面的問題：①項(xiàng)目活動(dòng)能否很好地應(yīng)用學(xué)生已有的知識(shí)。②項(xiàng)目活動(dòng)能否引導(dǎo)并幫助學(xué)生完成新知識(shí)的自主學(xué)習(xí)。③所選擇的項(xiàng)目內(nèi)容在現(xiàn)階段教學(xué)中能否較好地起到承上啟下的作用，充分體現(xiàn)綜合性和應(yīng)用性。④項(xiàng)目活動(dòng)能否讓學(xué)生感興趣并激發(fā)學(xué)習(xí)新知識(shí)的興趣。⑤所選的項(xiàng)目活動(dòng)在進(jìn)行過程中能否有效地促進(jìn)學(xué)生之間的溝通與合作。⑥能否讓學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系起來。

2.項(xiàng)目教學(xué)法的應(yīng)用

筆者現(xiàn)以PLC教學(xué)為例，談?wù)勴?xiàng)目教學(xué)法的應(yīng)用。

在進(jìn)行“PLC項(xiàng)目教學(xué)”時(shí)，考慮到學(xué)生對噴泉非常熟悉，筆者將“單頭噴泉的PLC控制”列為噴泉系列第1個(gè)教學(xué)任務(wù)。具體的控制要求如圖2所示：

要求學(xué)生寫出 I/O分配表、畫出I/O接線圖、編制出控制程序并作注釋，上機(jī)完成模擬操作。

制定實(shí)施計(jì)劃、確定教學(xué)項(xiàng)目之后，針對學(xué)生情況進(jìn)行分組。一個(gè)組以三名學(xué)生為宜，將基礎(chǔ)好、動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生與基礎(chǔ)相對較差的學(xué)生組合在一起。這樣，既能保證項(xiàng)目活動(dòng)按時(shí)完成，又有利于學(xué)生互相交流，有助于專業(yè)較差的學(xué)生快速提高。分組后，學(xué)生以小組為單位制定項(xiàng)目活動(dòng)的實(shí)施計(jì)劃，包括任務(wù)分配以及各項(xiàng)內(nèi)容需要的時(shí)間等。在此次項(xiàng)目教學(xué)過程中，進(jìn)行小組人員分工是一個(gè)比較好的做法。以往形式上的分組，教師布置的項(xiàng)目活動(dòng)其實(shí)只是使小組中學(xué)習(xí)較好的學(xué)生得到鍛煉，基礎(chǔ)較差的學(xué)生得不到鍛煉。而分工后每個(gè)學(xué)生都有壓力，基礎(chǔ)較差的學(xué)生即使被分配了一些不太難的任務(wù)，他們也要自主學(xué)習(xí)、動(dòng)腦思考。

學(xué)生在此階段進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，需要小組完成“寫出I/O分配表、設(shè)計(jì)I/O接線圖和編制程序”等幾項(xiàng)內(nèi)容。學(xué)生按分工各自進(jìn)行相應(yīng)內(nèi)容的學(xué)習(xí)和準(zhǔn)備。在此過程中，教師要注意觀察，鼓勵(lì)每個(gè)學(xué)生都積極動(dòng)腦思考和發(fā)言，可以討論，但不能抄襲。此時(shí)，小組中基礎(chǔ)較差的學(xué)生在完成任務(wù)上有一定的困難，筆者就鼓勵(lì)他們多請教同組中學(xué)習(xí)好的學(xué)生，同學(xué)間相互幫助共同完成項(xiàng)目活動(dòng)。這樣，對基礎(chǔ)較差的學(xué)生來說，是一個(gè)很好的樹立學(xué)習(xí)信心的過程，對學(xué)習(xí)好的學(xué)生也是一種促進(jìn)。

項(xiàng)目實(shí)施階段，要求各小組將編寫好的程序由小組每個(gè)成員各輸入一遍，調(diào)試正確后進(jìn)行接線。然后，小組間互相檢查，確認(rèn)無誤后進(jìn)行加電測試。在巡視、檢查過程中，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生輸入地址分配基本統(tǒng)一，輸出地址分配出錯(cuò)比較多。于是及時(shí)加以引導(dǎo)，幫助學(xué)生理清思路，并在調(diào)整程序過程中與學(xué)生討論定時(shí)器的使用等，指導(dǎo)他們應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，發(fā)揮主觀能動(dòng)性，正確地編程。之后，筆者又要求學(xué)生按照設(shè)計(jì)要求驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否正確，并指導(dǎo)他們在實(shí)驗(yàn)板上接線。接線完畢每組進(jìn)行檢查。在這個(gè)過程中，筆者發(fā)現(xiàn)有的學(xué)生對工作臺(tái)不熟悉，不知道如何連接輸入輸出。于是筆者讓學(xué)生結(jié)合理論解決接線問題，加深對理論知識(shí)的理解。接線問題基本解決后，讓各小組進(jìn)行通電試驗(yàn)，有的小組一次性成功，有的小組沒有按要求實(shí)現(xiàn)程序控制，電路沒有反應(yīng)。此時(shí)，要求沒有成功的小組分析問題出現(xiàn)的原因，小組內(nèi)進(jìn)行討論，檢查連線，修改程序。通過努力，他們基本上獨(dú)立完成了本次項(xiàng)目活動(dòng)。看著實(shí)驗(yàn)板上的噴泉信號燈按照控制要求有序地閃亮著，學(xué)生們高興地笑了。

評估、總結(jié)在項(xiàng)目實(shí)施過程中具有重要的作用。學(xué)生根據(jù)實(shí)際問題設(shè)計(jì)出程序，有的用基本指令，有的用步進(jìn)指令等。設(shè)計(jì)方法有梯形圖經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、順序控制設(shè)計(jì)法以及順序功能圖等。筆者適時(shí)加以提示，讓學(xué)生展開討論、互相幫助來修改自己的設(shè)計(jì)。最后評價(jià)時(shí)，筆者充分肯定了學(xué)生的成績，并簡要介紹了PLC編程的設(shè)計(jì)思路、正確的設(shè)計(jì)方法、連接電路時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)及PLC的廣泛應(yīng)用等知識(shí)，讓學(xué)生經(jīng)過自主學(xué)習(xí)后獲得對知識(shí)的系統(tǒng)性認(rèn)識(shí)。

“單頭噴泉PLC控制”項(xiàng)目實(shí)施完成之后，筆者又設(shè)計(jì)了“雙頭噴泉控制PLC”，此后，又設(shè)計(jì)了“三頭噴泉PLC控制”。如圖3和圖4所示。

噴泉系列PLC控制項(xiàng)目的特點(diǎn)是，單頭噴泉比較簡單，雙頭噴泉比單頭噴泉復(fù)雜一點(diǎn)，三頭噴泉比雙頭噴泉又更進(jìn)一步接近實(shí)際。通過這些項(xiàng)目的教學(xué)，學(xué)生分析問題和解決問題的能力得到提升。

三、運(yùn)用項(xiàng)目教學(xué)法的反思

誠然，應(yīng)用項(xiàng)目教學(xué)法進(jìn)行專業(yè)課教學(xué)的效果十分明顯，但在實(shí)施過程中也遇到了不少的問題：①要求教師不僅要有較高的理論知識(shí)水平，還有較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力。②職校學(xué)生素質(zhì)不一，學(xué)習(xí)能力差，給自主學(xué)習(xí)、完成項(xiàng)目任務(wù)帶來一定的困難。因此，在實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)前，需要在前面幾節(jié)課提前進(jìn)行準(zhǔn)備或鋪墊，在項(xiàng)目教學(xué)實(shí)施時(shí)，也應(yīng)予以課時(shí)的保證，必要時(shí)延長授課時(shí)間，以保證項(xiàng)目活動(dòng)的完成，否則將使學(xué)生對項(xiàng)目教學(xué)失去興趣，更難以達(dá)到有效提高學(xué)生實(shí)踐能力的目的。③項(xiàng)目教學(xué)的核心是通過實(shí)踐最終完成一項(xiàng)任務(wù)，因此對實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備提出了較高的要求。學(xué)校不但應(yīng)在硬件建設(shè)方面予以重視，還應(yīng)在硬件維護(hù)保養(yǎng)方面加強(qiáng)管理，努力為師生創(chuàng)造一個(gè)良好的實(shí)踐環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1] 肖明耀.可編程控制技術(shù)[M].北京：中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2004.

[2] 瞿彩萍.PLC應(yīng)用技術(shù)（三菱）[M].北京：中國勞動(dòng)和社會(huì)保障出版社，2006.

[3] 張華龍.圖解PLC與電氣控制入門[M].北京：人民郵電出版社，2008.

責(zé)任編輯陳春陽