PLC應用技術課程的教學改革與實踐

藺思明

[摘? ? ? ? ? ?要]? 隨著我國經濟快速的發展，對職業教育的要求也越來越高，傳統的教育模式已經很難承載該課程的教育教學目標，那么，如何根據職業院校教育教學目標，對本課程的教學模式進行改革，是當前職業院校教師急需破解的難題。在職業教育發展的新形勢下，如何發揮主觀能動性，在實際工作中不斷吸收新理論，探索新方法，已經成為職教老師必須具備的能力，重點介紹項目教學法在PLC課程實際教學中的應用。

[關? ? 鍵? ?詞]? 項目教學法;PLC;順序功能圖

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）21-0282-03

2014年5月，國務院頒布了關于加快發展現代職業教育的決定，要求全面提高職業教育人才培養質量。職業院校作為企業用工的主要提供方和培養方，如何利用比較先進的教學方法培養出更多更好的符合社會企業需求的中、高級技能型人才勢在必行。

本人作為職業學院的一名的教師，多年來一直教授電氣自動化專業方面的課程，對PLC課程進行了教學研究發現：隨著社會的發展和進步，作為一種工業控制器，PLC在工業領域內占有越來越重要的地位。PLC應用技術是我院電氣自動化設備安裝與維修專業一門應用性很強的重要專業課程，本課程的突出特征是：理論教學與實際訓練并重，要求學科化的理論必須與專業化和技能化的訓練密切結合，相互支撐并以社會的實際需求為標準，強調技術應用。學生要通過本課程的學習，掌握PLC的基本指令、接線方法、軟件編程的方法等基礎知識，培養分析、設計、安裝、調試、維護與管理的綜合能力，為今后從事電工工作打下良好基礎，并且為學生考中高級及技師電工技能等級證書和資格證書做好準備。

目前我院學生大部分是初中畢業生，學生主動性較差，較為懶散，普遍理論知識基礎薄弱，喜歡動手實踐，如遇挫折又表現出自信心、進取心不足等現象。同時PLC課程教學內容抽象，教學的重點和難點不僅在于理解，更在于靈活運用，還要有一定的邏輯思維能力。那么，如何激發學生自主學習的積極性，培養他們良好的學習習慣和勤于動手，善于思考，勇于實踐的團隊合作精神，使他們畢業后能與企業提供的就業崗位零距離對接呢？這已成為我們教學的首要任務。

在職業教育發展的新形勢下，許多職業院校大膽吸收先進的教育理念，積極探索新型教育模式。從最初的根據知識點梳理的傳統教學模式到理論加實操的分段式教學到以工作過程為基礎的項目式教學，教學方法在不斷改進，教學質量也不斷提高。尤其是項目式教學，因為基于工作過程，在很大程度模擬了工作情景，經過咨詢—計劃—決策—實施—檢查—評價六步教學，有利于學生學習和工作距離的進一步貼近，在相當程度上提高了學生的學習主動性和解決實際問題的能力。

一、項目教學法的認識

（一）內涵

項目教學法是以現代認知心理學思想、建構主義學習理論和探索性學習架構為基礎，以工程項目為載體，自主建構知識體系的新型教學模式。通過在老師的指導下，學生自主進行項目活動，重在培養學生綜合的行為愿望和職業能力。在項目實施過程中，以項目為主線展開教學，把相關的知識點隱含到項目的每個環節中去，螺旋上升、層層遞進項目。項目教學法通過對問題的深化或功能擴充，來拓展和延伸知識的廣度和深度，直至完成整個項目，從而達成既定的教學目標。

（二）特征

1.該工作過程適用于學習各類實踐性和操作性較強的知識和技能的教學內容，具有一定的應用價值和研究價值。

2.能將某一個教學課題的專業理論和動手操作結合起來，與企業生產過程或現實的商業經營活動有直接的聯系。

3.以小組互助性的形式出現，學生能夠參與制定項目計劃并動手實施完成工作的任務，積極承擔責任，對任務的成效進行評估。

4.工程項目具有一定的難度，根據學生現有的知識結構和認知水平，通過對知識的再加工和重新構建，引導學生運用所學知識與技能解決實際問題。

5.項目結束時，師生共同驗收項目工作成果和獲得的學習方法，有明確而具體的實際作品展示。

二、項目教學法在PLC課程教學中的具體實施

項目教學法的具體實施要按照以下四個教學階段進行，采用螺旋上升的遞進過程（見下圖）。

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螺族上升的遞進過程圖

下面結合我在PLC應用技術課程中運料小車控制電路內容中的實際教學談一下具體實踐過程。

（一）項目設定

在項目教學法中，教學的整個設計過程和內容都以項目任務為目標。教學任務明確后，如何設計項目任務是關鍵，這樣才能有效提高教學質量，取得良好的教學效果。在PLC應用技術教學設計的項目既要根據學生的特點，與書本知識緊密結合，緊扣教學內容，又要聯系實際應用，有一定的難度，給學生一定的想象空間。在老師的啟發引導下，學生能運用學過的知識，促使自己以獨特的方式認識事物，理解學習材料并探究應得出的結論或獲得規律性知識的能力，達到提高學生綜合能力的目的。

1.確定項目任務

在企業實際生產工作中，運料小車系統的安裝與調試，是每個技術工必須掌握的操作技能之一，因此要依據工作需求確定項目任務。

2.項目功能要求

教師通過圖片展示情境引入，設置引導問題并啟發引導學生，聯想實際生產中遇到的小車運料的工作情境。將具體內容以項目任務單的方式展現出來，給學生創設問題情境的同時調動學生的學習積極性，增強學生的責任感。

任務單：

通順達物流有限公司倉庫由于產品運輸需要，需設計一套運料小車自動往返傳輸線，廠家要求結合庫房地形的特點進行運料小車自動往返傳輸PLC控制裝置的設計。廠家聯系我院電氣系對該傳輸線進行改造，要求在10個內完成該項工作。

控制要求：

按SQ1小車從原點起動，KM1接觸器吸合使小車向前運行直到碰SQ2開關停止，KM2接觸器吸合使甲料斗裝料20S，然后小車繼續向前運行直到碰SQ3開關停，此時KM3接觸器吸合使乙料斗裝料25S，隨后KM4接觸器吸合小車返回原點直到碰SQ1開關停止，KM5接觸器吸合使小車卸料50S后完成一次循環。其中啟動按鈕SQ1用來開啟運料小車，停止按鈕SQ2用來手動停止運料小車。

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3.分組及領取項目任務

首先閱讀任務書，分析控制要求，并進行簡單的分析，學會用關鍵詞法找出重點信息和任務流程的關鍵階段，轉換階段的條件，并做出相應的標注，以達到明確項目的目的。結合控制要求引導學生列出本次項目所需的材料及工具清單，并確定輸入輸出設備，寫出I/O分配表，畫出運料小車的時序圖。最后根據學生的學習能力、動手能力及愛好興趣，每隊合理搭配4人，由學生命名團隊名稱選出隊長、安全員、記錄員等。這期間教師不斷鼓勵學生大膽創新，由各隊成員自主交流討論任務的重難點，根據所給任務進行簡單的工作過程的分析，分析并搜集為完成任務所要設計的有關知識點，共同商討項目任務的具體方案。

（二）項目計劃

教師根據控制要求，將項目任務分為：根據控制要求分析系統的工作過程、畫出接線圖并按照電氣控制原理圖連接好線路。根據收集的有關知識，用中間繼電器進行順序功能圖的設計，將其所設計的順序功能圖轉換為梯形圖，并將梯形圖輸入電腦進行程序的調試，最后進行有效的改進和完善。老師設計引導問題，逐步引導學生思考設計方法，同時要求在黑板完成單周期工作方式順序功能圖，利用順序功能圖轉化成梯形圖。并以單周期工作方式順序功能圖作為基礎，由淺入深討論如何實現連續循環工作方式順序功能圖的方案并展示出來。展示后小組間進行互相評價，討論是否能完成控制要求。通過對運料小車課題的細化和深化，提供完成任務的渠道和途徑，有助于較好地完成對工程項目的分析和制定合理計劃。

（三）項目實施

從老師提出問題到共同參與分析問題，再到實際動手操作解決問題，精心雕琢，最終完成教學任務。學生經過討論確定團隊內的分工和合作形式，并按照項目計劃進行實施。方案實施前學生代表在黑板上畫出電氣線路接線圖，按照控制電路接線圖進行外部接線，根據實際實習條件和訓練難度要求考慮，采用硬線進行板面明線敷設，并要求裝配成美觀合理、符合維修電工國家職業標準技術要求的控制盤。

在項目計劃實施過程中注意明確目標，側重各個知識點的循序漸進指導，細化管理。學生具體操作過程中及時關注各隊的每名學生，一旦發現學生的閃光點應及時用肢體語言和表揚法進行鼓勵。實習期間學生活動時間靈活，學習方法自由，依據項目任務，獨立尋找相關資料，閱讀分析討論，多角度全方位地思考實施方案，接線完成由教師檢查，查看是否按技術要求接線，有沒有多余的線頭，開關有無接錯、倒裝等，用萬用表的電阻檔分段檢查，是否有短路、斷路現象。確認無誤后，進行程序輸入自行調試程序，并隨時通過軟件監控的變化動態。調試程序的過程中，隨時提醒學生遵守安全文明操作，嚴格遵守停送電制度，杜絕違規違紀。教師進行巡回指導，如遇故障，及時引導學生自主討論，進行故障排除，并做好故障排除記錄，對解決不了的問題，教師給予適當提示。最后各組講解自己的設計思路，并按照自己的設計方案進行最終調試。通過這一系列的項目活動，學生掌握了檢查電路、排除故障、通電調試等操作技能。同時小組成員彼此相互配合，積極參與討論，勇于實踐，達成個人績效，提高學習效果。

（四）質量評估

項目完成后的質量評估是教學過程的重要環節，通過學生的評價反饋可以檢測教學效果，權衡得失。質量檢測評價依據是項目評估考核表，由學生自我評價、相互評價及教師評價組成，可對學生完成項目的質量、參與程度、合作能力、發明創新等方面進行綜合評價，使學生的綜合能力在總結評估中得到提高。教師在總結評估時，首先要充分肯定學生所取得的成績，以增強學生的自信心和成就感，同時也要指出項目實施過程中存在的問題。最后，對學生個人在項目實施過程中的整體表現情況進行綜合評價，對表現突出的團隊和個人予以獎勵和表彰。通過這樣的質量評估，使學生不僅看到了自己的勞動成果，增強了學習技能的興趣，為更加深入地學習奠定了基礎。

三、項目教學法實踐效果與思考

（一）實踐的效果

項目教學法在PLC應用技術教學中實踐的效果，首先體現在學生在整個教學過程中表現出積極的學習態度和極大的興趣，變“讓我學”為“我要學”，表現出了強烈的求知欲望。會更加主動地運用多種學習方法的新操作技能，碰到問題他們會自己查資料，特別是對自己所負責的部分非常仔細，為了提高設計效率，程序修改多次，相互促進。為了熟悉掌握編程指令，讓教師幫忙增加編程的難度，怕因程序出現問題影響團隊的成績。重難點教師在講解示范時，學生都非常專心，學習效率得到了顯著提高。其次，在項目實施過程中，由于是團隊學習，既有獨立性也有合作性，不但培養了學生實際動手能力和綜合分析能力，還培養了團隊協助精神。當學生在圓滿完成項目任務后，在通電成功的一瞬間體會到了成功的喜悅和自豪感。同時項目教學法的實施過程中，教師對職業院校的教學理念、課程設置、教學方案、評價體系等也有了新的理解和認識，對自身的教育教學工作能力起到極大的促進和提高。

（二）實踐的思考

事實上在項目教學法教學過程中，筆者發現項目任務離真實的企業工程還存在很大差距，需進一步完善。首先，是工程項目的選擇，因學校的實習設備、實習條件所限，現階段能做到的只是有針對性地選擇一些模擬項目，與企業廠家沒有合作，并未投入生產。如果能夠加強校企合作，把企業的一些實際產品直接作為教學的實訓項目，成品銷售給企業，那么企業和學校可實現互利互贏。同時可以安排學生定期到企業參觀學習，特別在學生踏上工作崗位后，能更快地適應企業工作情況和用人單位管理模式，在較短時間里熟悉工作流程投入工作中。其次，由于學生的層次不同，實訓設備的升級換代，許多課程急需重新調整教學計劃和大綱，并編寫適合本學院特色的校本教材。可以嘗試吸納企業技術人才參與到新教材的編寫中，把企業的管理理念、新技術、運作規范、綜合納入教材，做到專業知識與企業生產實際相結合。最后，實施項目教學法對職業院校的教師也提出了更高的要求，每個教師都應抽出更多的時間去企業實習，親身體驗企業工作環境，熟知企業生產環境及規范要求，不斷提高駕馭項目教學法的能力，為學院的教學改革服務。

本文通過真實的教學實踐，對典型課程的教學內容進行了分析，堅持理論與實踐相結合的原則，有針對性地設計了教學策略，運用生動形象的教學手段取代枯燥乏味的理論知識灌輸，由此提高學生對所學知識的系統性認識和科學性把握。探討研究運用項目教學法培養學生的動手能力，由此從根本上培養學生的創新能力。

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