《電氣控制與PLC技術》理實一體化教學探析

余濟好 張紅梅

隨著我國職業教育事業的蓬勃發展，職業教育對學生實踐能力的培養越來越重要，大力開展職業教育院校的校企合作模式，有利于提高學生適應社會的能力。對機電一體化專業的職業教育學校學生來說，《電氣控制與PLC技術》是一門重要的專業課程。通過PLC技術及傳感器自動檢測技術，將低壓電氣控制系統、液壓系統、氣動系統等有機融合，具有涉及范圍廣、專業性強、邏輯思維縝密等特點。涉及的前期相關課程有《電工電子技術應用》、《電工基礎》《傳感器測試及技術應用》，《變頻器技術》《液壓與氣動系統應用》后期相關課程有《機電組裝技術》，對于中職學生、3+2高職學生來說，學好《電氣控制與PLC技術》這門課程，好不夸張地講就學成了三分之二整個專業全面的知識。

本校應全國職業教育示范校的契機，編寫了《電氣控制與PLC技術》校本教材及《電氣控制與PLC技術》實習項目書。校本教材設置了五個教學情境：一是設備中電動機的控制二。二是設備中燈光、報警顯示。三是典型電氣控制線路。四是PLC在液壓氣壓傳動設備中的應用。五是交流電動機的調速控制。實習項目書的設置內容為三周的實訓內容主要包括：任務一：單個燈顯示控制。任務二：多個燈顯示控制。任務三：三相異步電動機控制線路。總的看來，校本教材設置緊密貼合本校實際，密切關注機電一體化專業學生的就業前景，將電氣、液壓、氣動、變頻、傳感器等各方面通過PLC緊密聯系到一起。實習項目書設置緊密結合本校現有實訓設備，量體裁衣，內容恰當，難度適中，適合機電一體化學生的實訓要求。此校本教材和實習項目書在實際教學中已經實踐了7年，在教學中已經得到了很好的驗證，就學生認可度及滿意度而言效果很好。

一、做好這門課程學習的動員工作

從實際出發，重點闡述PLC技術在工業生產的重要性、先進性;PLC技術的涉及范圍廣、應用廣泛、與機電專業聯系緊密，與將來工作緊密聯系;課程在所有課程中處于C位，是一門及其重要的專業課。這樣在學生心目中樹立這門專業課很重要、與就業相關聯的意識，為后續學好這門課奠定良好的基礎。

二、關注難點內容、重點內容、深入淺出、化難為易

PLC 編程是這門課的重點內容，同時也是這門課的難點內容，學好編程，是學生樹立自信息的關鍵一步，本人在授課中，從最簡單的電動機點動控制線路講起，先講控制線路的硬件連接，尤其是PLC的輸入輸出點的連接、在講PLC的程序編寫，用最簡單、最形象的梯形圖方法，講點動控制線路直接“轉化”為梯形圖，講清楚啟動按鈕、停止按鈕的地址、常開觸點、常閉觸點的實際意義;講清楚輸出繼電器及其映射地址及如何控制電動機運行的工作原理。入門這一個程序一定要講好、講透徹、講明白。這是學生學習好這門課程的敲門磚，學好這個簡單的程序可以引起學生的學習興趣、樹立學生的自信心。本人在授課中將程序精簡為8個典型程序：①點動程序;②自鎖程序;③互鎖程序;④延時啟動、停止程序;⑤延時啟動、自動停止程序;⑥延時啟動、延時停止程序;⑦閃爍程序;⑧計數器控制程序。有的程序采用2種甚至更多的編程方法，比如延時啟動、延時停止程序除了常規的編程方法，還有利用置位指令SET復位指令RST的編程方法。在教學時，我們從編程討論開始，接著在仿真軟件中輸入程序進行調試，最后得到同學們都認同的最佳方案;之后在教師引導下讀程序，讓學生學會讀程序、理解程序，這樣讓學會的同學進一步理解程序，懵懂的同學開始了解程序，完全不會的同學學樣子、加深記憶、也記住了改程序;最后在下次課堂，在老師的引導下，學生再來分寫程序。通過編程序、讀程序、寫程序、不斷重復、不斷的刺激同學們的大腦、多次強化練習，最終達到同學們掌握此程序的目的。這種教學方法適應中職學生“擅長形象思維，不擅長抽象思維”的學習特點，激勵同學們克服難點、引導同學們利用8個經典程序獨立編寫更復雜的程序，增強同學們的學習自信心，提升同學們的學習興趣。

三、借助PLC編程仿真軟件來提升教學效果

單純地講程序造成同學們不易理解、抽象難懂，在課堂上我們要利用先進的仿真軟件來示范、演示程序的運行效果。本人采用兩個軟件，其一就是FX-TRAN三菱PLC編程仿真軟件;其二就是宇龍的仿真軟件。如果說前者強調編程3D效果演示，后者更側重于實際生產實踐、電氣控制線路的外部連接、如原件種類型號的選擇、參數的設定。而且功能強大，不僅可以搭建電氣控制電路、還可以搭建液壓、氣動傳動控制電路、燈光信號控制電路等任何復雜的電路。借助這兩個仿真軟件，教師講課更容易、效果更逼真、更形象立體、同學們更易于理解掌握學習內容，提高學習興趣，增強學習自信心。這種教學方法活躍了課堂氣氛、提高了教學效果。

四、注重PLC實訓

通過PLC 實訓進一步理解理論知識，用課堂學到的理論知識進一步印證實際操作，通過理實一體化教學達到學生從硬件到軟件，從理論到實踐的融合，從而掌握PLC這一重要的專業課程。PLC實訓采用的是小組學習、任務驅動的教學方法，任務內容由淺入深。比如項目一是單個燈的顯示中包括如下任務：①按下按鈕，燈亮;松開按鈕，燈滅。②按下啟動按鈕，燈亮;按下停止按鈕，燈滅。③按下啟動按鈕，5秒后燈亮，按下停止按鈕，燈滅。④按下啟動按鈕，5秒后燈亮，燈亮8秒后燈滅。⑤按下啟動按鈕，5秒后燈亮，按下停止按鈕5秒后燈滅。⑥按下啟動按鈕，燈亮3秒滅2秒閃爍，按下停止按鈕，燈滅。⑦按下啟動按鈕，燈亮3秒滅2秒閃爍，燈閃爍20秒后燈滅。⑧按下啟動按鈕，燈亮3秒滅2秒閃爍，閃爍5次后燈滅。同學們通過外部接線理解了PLC的輸入輸出接線方法以及輸入輸出地址的分配及確定，在任務的驅動下，逐級深入，理解了程序的實際意義，掌握了PLC的編程方法，進一步了解了PLC控制的優勢及重要性。項目二是多個燈的顯示。包括如下任務：①按下啟動按鈕，紅燈亮5秒接著黃燈亮5秒接著綠燈亮5秒，依次循環，按下停止按鈕，燈隨時滅②按下啟動按鈕，紅燈亮5秒接著黃燈亮5秒接著綠燈亮5秒，依次循環，4次后燈自動滅。③按下啟動按鈕，紅燈亮5秒接著黃燈閃爍3次（3秒）接著綠燈亮10秒，依次循環，按下停止按鈕，燈隨時滅。④按下啟動按鈕，第一個燈閃爍1次，第二個燈閃爍2次，第三個燈閃爍3次，第四個燈閃爍4次，按下停止按鈕，燈滅。⑤按下啟動按鈕，第一個燈閃爍1次，第二個燈閃爍2次，第三個燈閃爍3次，第四個燈閃爍4次，依次循環3次，燈滅。項目二的設置為了進一步強化同學們的編程技能訓練，熟練編程技巧，掌握復雜程序的編寫。項目三是電動機控制電路，任務如下：①按下啟動按鈕，電動機轉動，松開啟動按鈕，電動機停止。②按下啟動按鈕，電動機轉動，按下停止按鈕，電動機停止。③按下啟動按鈕，5秒后電動機轉動，按下停止按鈕，5秒后，電動機停止。④按下啟動按鈕，電動機轉動4秒，停3秒，接著又轉動4秒，停3秒……按下停止按鈕，電動機停止。項目三的設置目的是讓同學們進一步學會PLC的外部接線，及與其他執行設備的連接方法尤其是低壓電器的選擇及參數的設定比如交流接觸器，通過與之前的電動機控制電路實訓，進一步理解PLC控制的先進性及廣泛性，明確學習目的，從理論、實踐兩個方面全面掌握這門課程的學習內容。今后我們還要考慮PLC實訓的延展性，例如在PLC的輸入端加入傳感器原件，由開關量逐步升級為模擬量。例如在PLC的輸出端接入液壓換向閥，氣動換向閥，向液壓傳動、氣動方向延伸。

以上是在教授《電氣控制及PLC技術》這門課程的理論教學及實訓教學的一點經驗及看法，通過學習，學生學會了PLC的外部接線，程序的設計及編寫，電氣控制線路的調試及檢修。當然教學中還存在一些不容忽視的問題，例如在實訓教學中，多次任務內容設置略顯重復單調，使學生感到枯燥乏味，產生學習惰性，如何克服是我們今后重點研究的內容。在教學中，我們一直致力于教學的前瞻性、延伸性、高效性，在現有的教學條件下，讓學生享受更好教育。學校是為企業和社會培養學生的基地，校企合作是職業教育人才培養模式的核心。充分利用學校和企業兩種不同的資源，采用課堂教學與學生參加實際工作的教育方式相結合，有助于全面提高學生適應社會的能力，才能更好的適應市場經濟發展對人才需求的目標。

（作者單位：陜西省電子信息學校）