PLC一體化教學(xué)探索與實踐

■摘 要：PLC應(yīng)用技術(shù)（可編程控制器應(yīng)用技術(shù)）是技工院校機電專業(yè)的一門重要專業(yè)課，理論性較強，實踐要求較高，傳統(tǒng)的教學(xué)方法達不到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。為了更有效地提高PLC應(yīng)用技術(shù)的教學(xué)質(zhì)量，需創(chuàng)新教學(xué)方法。教學(xué)實踐證明，采用一體化教學(xué)法，讓學(xué)生在做中學(xué)、學(xué)中做，邊學(xué)邊做，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，課堂教學(xué)效果顯著提升。工學(xué)結(jié)合、理實一體化是職業(yè)教育發(fā)展的必由之路。

■關(guān)鍵詞：PLC；理論；實踐；一體化教學(xué)

PLC（可編程控制器）是一種綜合計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)的控制裝置，經(jīng)過多年發(fā)展，PLC技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。企業(yè)對PLC技術(shù)人才需求不斷增加，很多技工院校都開設(shè)了PLC課程，該課程已成為機電一體化、電氣自動化、智能制造等專業(yè)的重要課程。如何上好PLC這門課，確保學(xué)生能夠掌握可編程控制技術(shù)，是值得教師思考的問題。筆者從事PLC教學(xué)多年，從實踐效果看，采用工學(xué)結(jié)合、理實一體化教學(xué)能收到較好的教學(xué)效果。

一、創(chuàng)建一體化教學(xué)的場地與設(shè)施

一體化教學(xué)是下達若干個教學(xué)項目任務(wù)（工作任務(wù)），將理論教學(xué)和實習(xí)教學(xué)融為一體，理論教學(xué)區(qū)和實習(xí)教學(xué)區(qū)在同一空間內(nèi)。理論教學(xué)區(qū)配備多媒體教學(xué)設(shè)備、PLC演示設(shè)備、課桌、椅子，以能容納30個學(xué)生上課為宜。實習(xí)教學(xué)區(qū)配備電腦、實訓(xùn)臺、實習(xí)板，電腦上裝有PLC編程軟件，實訓(xùn)臺上裝有三相及單相電源，實習(xí)板上裝有PLC、自動開關(guān)、按鈕、接觸器、燈泡等元器件。另外，還要設(shè)立一個倉庫區(qū)，用來存放實習(xí)用的工具、導(dǎo)線等。

二、具備一體化教學(xué)能力的教師

開展一體化教學(xué)，除了一體化教學(xué)硬件場地與設(shè)施外，還要挑選或培養(yǎng)出理論知識扎實、實踐經(jīng)驗豐富的一體化教師。PLC一體化教師應(yīng)具備掌握PLC技術(shù)理論知識的學(xué)習(xí)能力、企業(yè)實踐的工作能力和課堂教學(xué)的組織能力，熟練掌握PLC的操作技能，有企業(yè)工作經(jīng)驗或?qū)嵺`經(jīng)歷，能進行PLC課程開發(fā)，具備一體化教學(xué)設(shè)計和實施能力。在傳統(tǒng)教學(xué)中，理論教師和實習(xí)教師是分開的，熟悉理論教學(xué)的教師可能欠缺實踐技能；相反，實習(xí)教師實踐經(jīng)驗豐富，卻可能缺少理論教學(xué)經(jīng)驗。

因此，一體化教師不僅應(yīng)具備扎實的理論知識，還要具備豐富的實踐經(jīng)驗和高超的技能水平。目前，技工院校普遍存在一體化教師不足的短板，因而一體化教師的培養(yǎng)是技工院校師資隊伍建設(shè)的重要課題。技工院校教師要深入企業(yè)，了解企業(yè)崗位需求、生產(chǎn)工藝，積極參加企業(yè)實踐活動，掌握新技術(shù)、新工藝，教師在企業(yè)中鍛煉成長，提高自身的專業(yè)能力、企業(yè)工作能力、一體化課程開發(fā)能力與教學(xué)組織實施能力，成為名副其實的一體化教師。技工院校可根據(jù)實際情況，采取靈活多樣的方式培養(yǎng)一體化教師。例如，可專門安排教師到企業(yè)擔(dān)任工程技術(shù)人員、產(chǎn)品售后服務(wù)人員，磨煉教師技術(shù)技能，或者出臺政策鼓勵教師利用寒暑假到自動化設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)一線、二線、管理層等全身心參與設(shè)備生產(chǎn)、產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計等全過程，掌握最新的技術(shù)，練就過硬的本領(lǐng)。

三、編寫一體化教材

基于工作過程為導(dǎo)向、工學(xué)結(jié)合的一體化課程、教材體系開展教學(xué)，能有效提高教師及學(xué)生的PLC專業(yè)知識水平，熟練掌握電氣自動化設(shè)備安裝與維修的操作技術(shù)，使學(xué)生成為具有職業(yè)能力和職業(yè)特長的高技能人才。PLC一體化教材開發(fā)要遵循一體化課程開發(fā)流程：確立一體化課程框架；制定一體化課程方案；建設(shè)一體化課程資源。PLC一體化教材采用項目驅(qū)動方式，緊密聯(lián)系實際，符合科學(xué)性原則：以就業(yè)為導(dǎo)向，遵循技能人才和職業(yè)發(fā)展規(guī)律。在教材編制過程中，盡量加入機電一體化設(shè)備制造的教學(xué)案例，例如，眾所周知的交通燈PLC控制案例、自動往返小車PLC控制案例、公司大門拉閘PLC控制案例、壓力吸附干燥器PLC控制案例等。

四、選擇適合的一體化教學(xué)方法

在一體化教學(xué)中要體現(xiàn)以學(xué)生為主體的思想，根據(jù)企業(yè)的工作過程和工藝流程，采用演示教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法和企業(yè)實用產(chǎn)品安裝調(diào)試、檢測、驗收及過程教學(xué)方法等。

演示教學(xué)法：技工院校學(xué)生的知識基礎(chǔ)普遍薄弱，因此，教師應(yīng)盡量采用簡單直觀的PLC控制電路進行演示教學(xué)，將直觀的實物模型展現(xiàn)在學(xué)生面前，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法：以任務(wù)為主線、學(xué)生為主體，根據(jù)實際情況設(shè)置教學(xué)任務(wù)，學(xué)生在完成任務(wù)的過程中，探索新知識，掌握新技能。

企業(yè)實用產(chǎn)品安裝調(diào)試、檢測、驗收及過程教學(xué)方法：引導(dǎo)學(xué)生對機電設(shè)備、電控箱主部件進行布局、安裝固定、接線，進行無電檢測、通電檢測等，最后進行反復(fù)多次調(diào)試，直至符合客戶要求、企業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)要求以及行業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)要求。

教師教學(xué)過程還要將職業(yè)道德教育融入整個一體化教學(xué)過程，不斷強化學(xué)生良好的質(zhì)量意識、作業(yè)安全意識、團隊合作意識，培養(yǎng)學(xué)生的團隊精神、職業(yè)精神，為其將來走向社會打下堅實的職業(yè)基礎(chǔ)。

五、一體化教學(xué)的實施過程

一體化教學(xué)實施過程包括：任務(wù)提出、相關(guān)知識點的講授、任務(wù)實施和檢查評價。

任務(wù)提出。教學(xué)開始首先提出PLC控制任務(wù)，教師介紹清楚PLC控制要求，讓學(xué)生帶著問題上課。

相關(guān)知識點的講授。教師緊密結(jié)合任務(wù)，講清本任務(wù)所用到的知識點，學(xué)生利用所學(xué)的知識完成任務(wù)。

任務(wù)實施。學(xué)生分組討論，團結(jié)合作，分析控制要求，繪制PLC接線圖、寫出I/O分配表，列出材料清單，領(lǐng)取材料，完成按鈕、PLC、負載之間的接線，繪制時序圖，編寫梯形圖，將梯形圖錄入電腦，下載到PLC，進行調(diào)試，這一過程教師要全程進行巡回指導(dǎo)。

檢查評價。教師檢查運行結(jié)果，對存在的問題做進一步指導(dǎo)，直到結(jié)果正常。教師對學(xué)生的作品進行逐一展示并點評，分析優(yōu)點和不足，通過展示與點評，學(xué)生能意識到自己完成本任務(wù)過程中存在的不足之處，避免以后在完成任務(wù)中犯同樣的錯誤，這樣能極大提高學(xué)生的PLC應(yīng)用水平。學(xué)生課后要完成相關(guān)任務(wù)的工作頁，鞏固提高所學(xué)知識。

六、一體化教學(xué)效果的考核機制

要建立行之有效的一體化教學(xué)考核機制，以對教學(xué)效果和學(xué)生掌握PLC知識的情況進行檢驗。考核內(nèi)容包括以下三個方面。一是任務(wù)完成情況考核。PLC接線是否正確、接線工藝是否符合要求、I/O分配是否合理、程序設(shè)計是否合理和程序調(diào)試能力如何，對每個學(xué)習(xí)任務(wù)都要進行嚴格考核，及時發(fā)現(xiàn)存在的問題，針對學(xué)生的知識掌握的薄弱環(huán)節(jié)及時進行補救，嚴格把關(guān)、穩(wěn)扎穩(wěn)打。二是綜合技能考核。它是對學(xué)生學(xué)完P(guān)LC后的綜合檢驗，考核要緊密聯(lián)系實際，綜合PLC的各項技能，全面考核學(xué)生的技能水平和教學(xué)效果。三是理論水平考核。PLC是理論與實踐緊密結(jié)合的一門學(xué)科，學(xué)好PLC技術(shù)離不開理論的指導(dǎo)，PLC的理論考核與實踐考核同等重要，只有掌握扎實的PLC理論知識，才能用好用活PLC技術(shù)。PLC的理論考核重點檢查學(xué)生的PLC基礎(chǔ)知識、指令應(yīng)用以及編程能力。通過以上考核，能全面檢驗學(xué)生的理論水平和實踐能力，同時也能發(fā)現(xiàn)教學(xué)工作中存在的問題與不足，便于以后改進教學(xué)，不斷提高教學(xué)質(zhì)量。

PLC教學(xué)效果的考核應(yīng)在PLC一體化教學(xué)場地進行，有條件的話，還可在機電設(shè)備控制柜、控制箱進行，以利于PLC教學(xué)效果的提升。

七、一體化教學(xué)效果的反思

一體化教學(xué)將理論和實踐有機結(jié)合，理論指導(dǎo)實踐，實踐促進理論提高，圍繞教學(xué)任務(wù)目標(biāo)，邊做、邊學(xué)，做到理中有實、實中有理，以學(xué)生為中心，強調(diào)對學(xué)生實踐動手能力及專業(yè)技能的培養(yǎng)，做到教、學(xué)、練緊密結(jié)合，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，有效提高學(xué)生的崗位能力和職業(yè)核心能力。

隨著一體化教學(xué)模式在PLC課程教學(xué)中的實踐應(yīng)用，學(xué)生的學(xué)習(xí)成績和動手能力得到普遍提高，大大增強了學(xué)生應(yīng)用PLC知識解決工程實際問題的能力，從而提高學(xué)生的職業(yè)能力。

八、結(jié)束語

多年的教學(xué)實踐證明，開展PLC一體化教學(xué)，能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，有效提高學(xué)生的理論知識水平和實踐能力，從而提高教學(xué)質(zhì)量，有利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、團隊合作精神和職業(yè)能力。可見PLC采用一體化教學(xué)是行之有效的教學(xué)方法，技工院校要大力推行一體化教學(xué)方法，為培養(yǎng)大批技能人才打下堅實基礎(chǔ)。

參考文獻

[1]溫貽芳.PLC應(yīng)用與實踐（三菱）[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[2]劉浩.PLC控制技術(shù)課程一體化教學(xué)探索[J].職業(yè)，2012（8）.

[3]何鉆敏.關(guān)于PLC課程教學(xué)改革的研究[J].科技資訊，2012（3）.

[4]李超娜，馮立新，張新勇，等.《PLC應(yīng)用技術(shù)》理實一體化教學(xué)改革探究[J].科技風(fēng)，2020（13）.

（作者：袁文杰，肇慶市技師學(xué)院教師）