主頁 > 技術(shù)文章 > 《PLC原理》在實習教學中的應(yīng)用 2024-10-17

《PLC原理》在實習教學中的應(yīng)用

內(nèi)容提要：文章詳細地闡述了作者在電工專業(yè)《PLC可編程應(yīng)用》教學中改革教材，以精選出的實例為重點實施課題教學；豐富教具，運用合適的教學輔助手段，盡量運用直觀教學；采用一體化的教學模式，；教學中教師做好引導，調(diào)動學生積極參與，發(fā)揮學生的主體作用。從而提高學生PLC應(yīng)用能力，以適應(yīng)現(xiàn)代社會崗位要求。
可編程控制器是集計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、通信技術(shù)為一體的新型自動控制裝置。由于它可通過軟件來改變控制過程，而且具有體積小、組裝維護方便、編程簡單、可靠性高、抗干擾能力強等特點，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域，是現(xiàn)代工業(yè)自動化三大支柱之一。隨著技工教育的發(fā)展，為了適應(yīng)PLC日益廣泛應(yīng)用形勢，近幾年，許多技工學校都開設(shè)了PLC這門課程。技工學校專業(yè)課程在理論要求方面難度不亞于大專院校，而技校層次的學生基礎(chǔ)較薄弱，且近年生源素質(zhì)不斷下降，增加了技校教師的教學難度。另一方面，在新技術(shù)的專業(yè)課教材使用方面，沒有成熟、統(tǒng)一的技校配套教材。如何在技工學校教好這門課程？現(xiàn)在筆者結(jié)合本人的教學實踐，談?wù)凱LC教學的一些見解。
一、在教學方法上，展開互動式教學：
《PLC可編程原理及應(yīng)用》課程具有多變性、綜合性、典型性、實踐性和實用性五大教學特點，在教學過程中，既有一般又有特殊，既有新授又有復習，既有理論又有實訓，既有工作原理又有編程方法，既有典型單元程序又有復雜實用案例，同時技工學校的學生又是一個學習基礎(chǔ)、習慣和動機差異很大的群體。這就決定了我們技工學校的教師一定要根據(jù)本課程不同教學內(nèi)容及其特點，采取不同的教學方法，同時，無論是理論教學還是實踐教學，我們教師還要努力做到因材施教，在如何充分調(diào)動廣大學生學習積極性和發(fā)揮廣大學生主觀能動性上多下功夫。但調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，目前擔任《PLC原理及應(yīng)用》的很多教師采取的是“一言堂”和“填鴨式”的教學，勢必也就造成了“言者津津，聽者昏昏”的教學局面。
在《PLC原理及應(yīng)用》課程教學上，尤其是PLC指令及應(yīng)用、編程方法和實際應(yīng)用等教學內(nèi)容上，最適宜于采取雙邊互動式教學方法。在教學中，大膽引入“行為引導學”教學方法。為了搞好雙邊互動式教學，就要求我們教師在備課時把教材上靜態(tài)的知識轉(zhuǎn)化為課堂上動態(tài)的教學信息，并且在教學過程中要想方設(shè)法地創(chuàng)造出一個可以實現(xiàn)雙邊互動式教學的環(huán)境和氣氛，通過創(chuàng)設(shè)情境、巧設(shè)疑問、共同討論、動手實踐等多種教學方式，有效地開展雙邊互動式教學。不僅是老師傳授給學生編程方法等，同時學生可以通過老師給出的任務(wù)書，從各方面獲取資料，充分發(fā)揮學生的想象。這樣不僅培養(yǎng)了學生的思維能力，而且在完成任務(wù)書的同時，不自覺地學會了解決問題的方法，在這過程中還增強了學生之間信息交流。例如：在介紹了一些基本指令后，讓每個組的學生自己討論這些指令能解決的基本電力拖動問題，并動手畫有關(guān)的圖片，有條件的可以用相機拍或者從網(wǎng)上下載與PLC應(yīng)用有關(guān)的機床拖動圖片，連成一幅作品，完成后粘貼在班級教室內(nèi)，供學生參觀他們所做的成果。
二、在選擇課題上，合理地改革教材：
我們知道，用于教學的PLC可編程教材，在編寫時一般是按照：基本原理、基本指令、基本應(yīng)用、基本操作等分成各個獨立的章節(jié)。編者按照結(jié)構(gòu)嚴謹性進行編書，教師實施教學時，則要考慮有利于學習者的認知過程而開展教學。這是教材使用者要注意處理好的問題。如果任課老師按照教材的順序進行教學，就是要將全部基本指令學習完畢，再學習基本應(yīng)用，基本學習完畢再進行基本操作的學習。這樣，在一段期間內(nèi)學習完所有指令，學生學習后的印象不深刻，容易混淆，到基本應(yīng)用的學習時，又得重新對所涉及的指令進行學習，效率不高。所有理論學習完后，才進行基本操作，不能互得益障，教學效果不好。
為此，我在PLC教學中采用了課題式單元教學，重新自編教學內(nèi)容。任課老師通過多種途徑搜集了上百個PLC應(yīng)用實例，并通過篩選、整合成五個單元，每個單元由幾個同類實例組成。每個課題以一個應(yīng)用實例為主題，其內(nèi)容包括了：應(yīng)用實例的生產(chǎn)目的，生產(chǎn)條件和生產(chǎn)環(huán)境的介紹，用PLC實現(xiàn)控制的線路，所用的基本指令，編程方法、調(diào)試應(yīng)用。由幾個應(yīng)用同類指令的實例課題組合成為一個教學單元，全部教學內(nèi)容分為五個教學單元。五個單元主題分別是PLC原理、時序控制、計數(shù)控制、位置控制和特殊功能綜合應(yīng)用。單元內(nèi)的課題按照其難易程度安排教學的先后順序。第一單元有電機的點動控制、電動機的連續(xù)控制、電機的正反轉(zhuǎn)控制、電機的手動Y-Δ控制、搶答器控制系統(tǒng)、數(shù)學顯示控制系統(tǒng)這六個實例作為對PLC工作原理部分的學習（其中也包含幾個最簡單指令的學習）。第二單元以電機自動Y-Δ降壓啟動控制、兩燈來回閃亮循環(huán)控制、多臺電機順序控制、貨物傳輸帶控制系統(tǒng)等四個實例為學習對象，學習按時間順序控制的原理及應(yīng)用。從以上列舉的兩個單元可知，任課老師精選設(shè)計的每個實例課題有一定的科學性、連貫性，由簡到繁、由易到難。單元內(nèi)的實例都能有效地為該單元核心內(nèi)容的教學服務(wù)。因此說，要改革傳統(tǒng)教學為課題式單元教，首要任務(wù)是合理地設(shè)計好每一個實例課題。這些實例課題既能方便學生的學習，又要包含本課程的所有知識點。
三、在實習過程中，教學方法更新：
目前在《PLC原理及應(yīng)用》課程實踐教學上，由于我們教師所編寫的實訓指導書詳盡有余，明明白白，加之所做的實習實訓都是“簡單驗證式”或“機械重復式”方面的項目，在一定程度上為學生“依葫蘆畫瓣”提供了方便，學生在實習實訓時只需要進行程序輸入、線路連接等簡單操作即可順利完成。這種實習實訓教學方法，目前已被我們教師廣泛認可和采用，但至少我認為：沒有問題的、不需學生動腦的實習實訓是毫無意義的。對于與PLC技術(shù)應(yīng)用密切配合的實習實訓教學，教師只有指導學生運用PLC編程方法親自編程操作，在實習實訓中既動手又動腦，既能發(fā)現(xiàn)問題又能在教師啟發(fā)指導下分析問題和解決問題，才能從本質(zhì)上學好這門課程，從而最終實現(xiàn)本課程在技工學校的教學目標。
首先在編寫實習實訓指導書時，我們教師應(yīng)該根據(jù)企業(yè)對PLC技術(shù)人才的需求，結(jié)合學校實際設(shè)備情況，針對技工學校本課程教學特點和教學目標，在如何引導廣大學生在實習實訓中既動手又動腦上多下功夫。技工學校是一個學生學習基礎(chǔ)、動機和習慣差異很大的群體，因此實習實訓教學同樣要做到因材施教，采取因人而異的分層教學，即按學生學習能力分組，確定每組不同的實習實訓目標，從而使成績好的和成績差的學生在實習實訓中，都能夠得到相應(yīng)的鍛煉和培養(yǎng)。除要求學生在規(guī)定時間做完基本的實習實訓項目外，還要安排一定量的選修實驗項目和研究性課題，讓廣大學生自主選擇，教師現(xiàn)場指導，或者督而不導，從而促使學生自主地分析在實習實訓中所遇到的問題，寫出實驗報告交教師評判，師生共同找出問題的解決辦法。對于大型的實訓項目，如電梯、機械手等，還可以采取分工合作的教學形式，將全班同學分成不同的小組，由教師明確各小組在實訓中的任務(wù)和目標，從而培養(yǎng)廣大學生團結(jié)協(xié)作的職業(yè)素質(zhì)和能力。
四、在鞏固教學成果時，吸引學生的興趣：
㈠學生學習興趣濃，學習熱情高漲，學習效果有保證。
每個課題以實例為重點，這些實例都是來自我們身邊的生活、生產(chǎn)。學生對教學課題感興趣，認識到所學的東西有用，能解決現(xiàn)實問題，學習熱情是自然地高漲起來。興趣是最好的老師，主要能調(diào)動學生的興趣，學習效果肯定不懶。興趣是學生主動學習的動力之一，他們對學習的追求往往來源于興趣。凡是有興趣的東西，就容易激發(fā)學生的學習熱情，引起學生的思考，學生若能有興趣地學，教學就成功了一半。因此在教學中，教師要把握時機，結(jié)合教材特點，把興趣的東西引入課堂，這些東西越接近學生的日常生活，同時又不偏離教材，學生對所學知識就越容易理解，學生學習的興趣也越濃，從而學生學習的自覺性和主動性也跟著提高。教師積極利用這一點，引導學生主動思維，從開始教師提出問題，激發(fā)學生的興趣，引導學生分析問題，如何解決問題。逐漸地由學生提出問題，自行分析問題到解決問題。這樣不但提高了學生學習PLC可編程知識的興趣，而且還提高了學生的分析問題和解決問題的能力。
㈡逐步培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。
課題實例來自生產(chǎn)、生活、要處理及注意的有關(guān)問題我們都向?qū)W生交待清楚，引導學生具體的處理辦法、解決方法步驟、方向。通過多個實例的學習、實踐與積累，學生能逐漸地提高解決實際問題的能力。
任課老師把PLC技術(shù)應(yīng)用教程分為若干個單元，每個單元中的幾個實例都是以某個重點指令的應(yīng)用為主線。應(yīng)用程序由簡單到復雜。這樣，通過一個單元的學習，學生已將該單元的重點指令很深刻地留在腦海中。他們靈活應(yīng)用指令的能力會逐步增強。課題式教學中通過恰當?shù)囊龑В湍苤鸩教岣邔W生的編程能力，應(yīng)用PLC的能力。
㈢提高競爭意識鞏固所學知識
我們知道，適度的壓力是動力的泉源。為使學生能積極參與，我們?nèi)握n老師應(yīng)在教學過程中實行單元過關(guān)制度來增強學生學習的適度緊迫感。每個課題教學的最后環(huán)節(jié)是課題小測驗，測試內(nèi)容與課題大至雷同。一單元結(jié)束時進行一次單元綜合測驗。實施單元過關(guān)制度后，學生的學習勁頭更足了。曾有這樣一個事例：一名學生在單元過關(guān)小測后，突然停下正在參與的足球比賽，跑到筆者身邊來，求證他剛想到的解題思路是否正確。當他得到肯定的答復時，高興得手舞足蹈。由此可見，任課老師應(yīng)通過單元測驗，給予學生適度的學習壓力，使學生有較大的動力，學習效果好。通過測試來檢查學生對課題的掌握情況，以及時地查漏補缺，也是教學工作必不可少的環(huán)節(jié)。
通過以上幾個方面的教學改革，可以提高技工學校學生的PLC應(yīng)用能力，以適應(yīng)上崗要求�！禤LC原理及應(yīng)用》課程最重要的特點是“綜合應(yīng)用性”，因為一個實用的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)往往是很復雜的，其中可能包括機、電、液、氣等內(nèi)容，而且還會因行業(yè)不同控制要求也有所不同。故在本課程的實踐教學中，應(yīng)把機械、電工、電子、液壓、氣動和計算機等知識與PLC技術(shù)進行有機地聯(lián)系，擴大實習實訓課時的比重，逐步加大學校相關(guān)設(shè)備的投入，建立較為完備的PLC技術(shù)仿真實訓室，從而為“PLC仿真項目開發(fā)”的實訓教學創(chuàng)造良好條件。教學實踐證明，只有通過PLC仿真項目方面的實訓，讓學生親自編程、實際接線和仿真調(diào)試，并對運行過程中所遇到的問題進行分析和改進，才能真正培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和綜合職業(yè)能力，真正實現(xiàn)學生畢業(yè)后在PLC可編程技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域“零距離上崗”的最終教學目標。

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