項(xiàng)目教學(xué)法在PLC一體化教學(xué)中的應(yīng)用

胡慶峰?耿艷梅

可編程控制器（即PLC）應(yīng)用技術(shù)是高職、高專、技師學(xué)院機(jī)電類專業(yè)的一門重要的技術(shù)應(yīng)用型課程，理論與實(shí)踐性均很強(qiáng)，理論知識較抽象，PLC指令豐富但應(yīng)用復(fù)雜，單獨(dú)講這些指令應(yīng)用和編程方法時(shí)，學(xué)生往往會感覺抽象、枯燥、難以理解。能不能以實(shí)際的工作過程為導(dǎo)向，將知識點(diǎn)融合到每個(gè)工作項(xiàng)目里，在饒有興味的實(shí)踐操作中使學(xué)生自然而然地掌握這些指令的應(yīng)用？通過教學(xué)實(shí)踐，答案是肯定的。筆者采用一種適合于一體化教學(xué)并且基于工作過程的教法和學(xué)法——“項(xiàng)目教學(xué)法”，以下就項(xiàng)目教學(xué)法在PLC應(yīng)用技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用做一探索。

一、PLC應(yīng)用技術(shù)教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)重難點(diǎn)

可編程控制器應(yīng)用技術(shù)的教學(xué)目標(biāo)，理論方面要求“掌握可編程控制器的基本原理、可編程控制器在工業(yè)電氣設(shè)備控制系統(tǒng)中應(yīng)用的知識”；操作技能方面“中級層次要求會選用、安裝可編程控制器，會編制程序，高級層次要求會選用可編程控制器，改造繼電器控制系統(tǒng)，技師層次要求會設(shè)計(jì)并模擬調(diào)試PLC控制系統(tǒng)”，另外，將來的工作崗位需要團(tuán)結(jié)協(xié)作，新同學(xué)普遍缺少團(tuán)隊(duì)精神，而這正是企業(yè)需要人才應(yīng)該具備的素養(yǎng)，因此，“培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作精神的高素質(zhì)勞動者和專門技術(shù)人才”是情感目標(biāo)。

PLC應(yīng)用技術(shù)的教學(xué)重點(diǎn)是“PLC硬件接線，PLC基本指令、步進(jìn)順控指令及應(yīng)用，控制系統(tǒng)安裝、調(diào)試與維修”，教學(xué)難點(diǎn)是“PLC高級指令及應(yīng)用、特殊功能模塊、模擬量和位置控制”，確定依據(jù)是技能考核要求、知識點(diǎn)難度和工作崗位需要。

二、為職業(yè)技能教育提供一種適合的教學(xué)方法

職業(yè)教育的任務(wù)是培養(yǎng)與社會主義現(xiàn)代化建設(shè)要求相適應(yīng)，在生產(chǎn)、服務(wù)、技術(shù)和管理第一線工作的高素質(zhì)勞動者和專門技術(shù)人才。為有效地開展技能教育，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)探索一種好的教法和學(xué)法，筆者采用了“項(xiàng)目教學(xué)法”。

什么是項(xiàng)目教學(xué)法？項(xiàng)目教學(xué)法是一種教學(xué)模式，是將PLC教材中的知識內(nèi)容轉(zhuǎn)化為若干個(gè)教學(xué)項(xiàng)目，圍繞著項(xiàng)目組織和展開教學(xué)，使學(xué)生直接參與項(xiàng)目全過程的一種教學(xué)方法。在項(xiàng)目教學(xué)中，學(xué)習(xí)過程成為一個(gè)人人參與的創(chuàng)造性實(shí)踐活動，注重的不是最終結(jié)果，而是完成項(xiàng)目的過程。

項(xiàng)目教學(xué)法的優(yōu)越性為每一個(gè)項(xiàng)目都是一個(gè)實(shí)際應(yīng)用的研究課題，應(yīng)充分考慮生產(chǎn)實(shí)際和工作中可能發(fā)生的問題。項(xiàng)目實(shí)施時(shí)，由教師進(jìn)行必要的課堂教學(xué)和演示，使學(xué)生掌握必備的基礎(chǔ)知識，然后布置項(xiàng)目任務(wù)，一個(gè)小組學(xué)生應(yīng)在一定學(xué)時(shí)內(nèi)完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)、設(shè)備接線、軟件編程、下載運(yùn)行、系統(tǒng)調(diào)試、故障排除等環(huán)節(jié)。

為引入項(xiàng)目教學(xué)，我們可以將PLC應(yīng)用技術(shù)技能訓(xùn)練分為5個(gè)層次，如圖1所示教學(xué)內(nèi)容的層次結(jié)構(gòu)圖。

為了提高學(xué)生的興趣，我們可以結(jié)合日常生活和工業(yè)現(xiàn)場實(shí)際由淺入深，將PLC應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容從易到難安排若干個(gè)項(xiàng)目，例如C、D、E三個(gè)層次設(shè)置22個(gè)教學(xué)項(xiàng)目，在每個(gè)項(xiàng)目里逐漸增加新的指令新的知識點(diǎn)。

在C層次上可設(shè)計(jì)“PLC硬件認(rèn)識、基本指令及編程軟件的使用、手動/自動操作方法、電動機(jī)正反轉(zhuǎn)、Y-△降壓啟動、三條傳送帶的順序控制、運(yùn)料小車系統(tǒng)、交通信號燈控制系統(tǒng)”等項(xiàng)目。中級8個(gè)，時(shí)間2周。

在D層次上可設(shè)計(jì)“普通步進(jìn)指令編程、流程圖SFC編程實(shí)踐、模塊化編程思想、繼電控制電路改造、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和資源、立體車庫控制系統(tǒng)、PLC開關(guān)量控制變頻器、保護(hù)及報(bào)警功能的實(shí)現(xiàn)” 等項(xiàng)目。高級8個(gè)，時(shí)間2周。

在E層次上可設(shè)計(jì)“高級指令編程、特殊模塊的使用、PLC通訊控制變頻器、群控電梯、PLC觸摸屏變頻器綜合控制系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)維護(hù)” 等項(xiàng)目。技師6個(gè)，時(shí)間2周。

三個(gè)層次可以分布在三個(gè)學(xué)期，在潛移默化中提高對PLC應(yīng)用技術(shù)的認(rèn)識。

三、項(xiàng)目教學(xué)法的教學(xué)實(shí)施

具體到教學(xué)思路，教學(xué)流程設(shè)計(jì)如圖2所示。

項(xiàng)目教學(xué)法教學(xué)流程設(shè)計(jì)即為“項(xiàng)目教學(xué)法實(shí)施步驟”，具體總結(jié)如下。

1.確定教學(xué)項(xiàng)目

根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，我們可以結(jié)合工業(yè)現(xiàn)場實(shí)際，將PLC應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容、知識點(diǎn)，從易到難安排若干個(gè)項(xiàng)目。綜合考慮項(xiàng)目的設(shè)置意義、各項(xiàng)目間的聯(lián)系和層次遞進(jìn)等內(nèi)容。項(xiàng)目的選擇以教學(xué)內(nèi)容為依據(jù)，既要與書本的知識緊密結(jié)合，讓學(xué)生有研習(xí)的參考依據(jù)，又要充分體現(xiàn)當(dāng)前的工業(yè)現(xiàn)場實(shí)際工作情況，還要有一定的創(chuàng)新。

2.項(xiàng)目情景介紹

結(jié)合工業(yè)現(xiàn)場實(shí)際，描繪現(xiàn)場控制要求情況，引入課題。

3.必備的理論知識講解

涉及的硬件和軟件資源，講授為主，在開展教學(xué)時(shí)，可以充分發(fā)揮板書、多媒體、教學(xué)演示等教學(xué)手段的優(yōu)點(diǎn)，使之有效結(jié)合。

4.學(xué)生分層次分組

根據(jù)學(xué)生年齡、興趣愛好和個(gè)體差異，分組、分層次教學(xué)，做到因材施教，在不同層次上共同提高。按不同層次分組，相同層次的小組進(jìn)行相同的項(xiàng)目，不同層次進(jìn)行不同的項(xiàng)目，使同學(xué)們在各自的水平基礎(chǔ)上共同提高。

5.以小組為單位完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)

以小組為單位，分析項(xiàng)目，細(xì)化控制要求→I/O分配→PLC選型→設(shè)計(jì)PLC外圍電路→列寫元件清單。

6.小組學(xué)生分工協(xié)作，第一位同學(xué)設(shè)備接線

列寫元器件清單，申領(lǐng)元器件；按國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行元器件的布局；按技術(shù)規(guī)范配線；檢查（自查→請指導(dǎo)教師核查）。

7.小組學(xué)生分工協(xié)作，第二位同學(xué)編寫程序

設(shè)計(jì)PLC程序，并利用PLC仿真功能模擬調(diào)試程序，修改、完善程序。

8.小組學(xué)生共同完成程序的下載與調(diào)試

首先，將程序下載到PLC，利用軟件強(qiáng)制功能在線模擬調(diào)試；然后，利用實(shí)際輸入和輸出設(shè)備，聯(lián)機(jī)調(diào)試；聯(lián)機(jī)調(diào)試成功后，向指導(dǎo)教師演示運(yùn)行。

9.小組學(xué)生分工協(xié)作，第三位同學(xué)起草報(bào)告

程序調(diào)試結(jié)束后，學(xué)習(xí)小組中第三位同學(xué)完成該訓(xùn)練項(xiàng)目的總結(jié)報(bào)告。

10.項(xiàng)目總結(jié)與綜合評價(jià)

以實(shí)際工作需要確定綜合評價(jià)的內(nèi)容，例如希望同學(xué)們團(tuán)結(jié)協(xié)作，那就在綜合評價(jià)內(nèi)容里寫明合作能力評價(jià)情況，評價(jià)協(xié)作態(tài)度、小組完成效率等，開展教學(xué)時(shí)事先明確告訴學(xué)生要考察這方面的能力。以小組為單位向指導(dǎo)教師匯報(bào)項(xiàng)目總結(jié)情況，由指導(dǎo)教師根據(jù)項(xiàng)目教學(xué)過程中學(xué)生訓(xùn)練情況進(jìn)行總結(jié)和綜合評價(jià)。

四、小結(jié)

項(xiàng)目教學(xué)法將教學(xué)活動分解設(shè)計(jì)成若干項(xiàng)目或工作情景，圍繞完成工作實(shí)際需要來選擇理論知識，著重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力。以教學(xué)項(xiàng)目為單位組織教學(xué)，讓學(xué)生在完成項(xiàng)目的過程中引出相關(guān)的理論知識，從而實(shí)現(xiàn)探究式學(xué)習(xí)，在完成項(xiàng)目的過程中，加深對專業(yè)知識和職業(yè)技能的綜合運(yùn)用。

（作者單位：濟(jì)南市技師學(xué)院）