淺析可編程控制器項目化教學過程

王敏，趙靜，李郁

（西北工業(yè)大學明德學院，陜西 西安 710114）

可編程序控制器是通訊技術(shù)、自動化技術(shù)和計算機技術(shù)相結(jié)合發(fā)展的一種工業(yè)控制裝置?！翱删幊炭刂破湓砑皯?yīng)用”是高等院校的機械制造以及電氣自動化類專業(yè)的一門必修專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程的實踐性和應(yīng)用性都非常強。

目前，各大院校都意識到這一課程的重要性，都在做該課程的建設(shè)工作，從精品課程到慕課再到翻轉(zhuǎn)課堂都有涉及，但國內(nèi)采用翻轉(zhuǎn)課堂的學校還不是很多，不過在國外該門課程的教學大都以項目為導向，以學生為主體，注重培養(yǎng)其實際操作能力，所以我們有必要做這樣的嘗試，以便培養(yǎng)學生更好專業(yè)技能，同時，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維，提升其創(chuàng)業(yè)能力。

1 教學內(nèi)容

“可編程控制器原理與應(yīng)用”課程的教學內(nèi)容有：可編程序控制器基礎(chǔ)、CP1H PLC 的硬件系統(tǒng)、基本指令、功能指令、程序設(shè)計思路、系統(tǒng)接線方法，現(xiàn)代PLC 控制技術(shù)的應(yīng)用。實驗課程開設(shè)了與或非邏輯處理實驗、定時器和計數(shù)器實驗、十字路口交通信號燈控制——順控圖設(shè)計法和十字路口交通信號燈控制——時序圖設(shè)計法，為學生從事工程技術(shù)工作和以后學習后續(xù)課程打下基礎(chǔ)。

經(jīng)過課題組多次到企業(yè)開展調(diào)研，根據(jù)機電類專業(yè)的能力需求，重新構(gòu)建課程體系，采用項目化教學，解決理論和實踐教學脫節(jié)的弊端，融“教、學、做”一體，在教學中引入生產(chǎn)實踐中的生動案例，激發(fā)學生的學習興趣。

目前大多“可編程控制器原理與應(yīng)用”在授課時按照PLC 概述、可編程控制器的硬件組成、原理介紹、編程基礎(chǔ)、功能指令、程序應(yīng)用實例、操作實例等獨立章節(jié)進行講述。根據(jù)人的認知規(guī)律，學生的知識獲取可以通過實踐——認識——再實踐——再認識得到，這樣對知識的掌握會更加透徹和牢固。但目前的知識體系學習多以間接經(jīng)驗為主，對于抽象理論，學生們在接受時有一定的難度，作為教師，不能只是單一的講授，需要結(jié)合學生的實際情況，以發(fā)揮學生的主動性，讓學生自己總結(jié)借鑒已有學習經(jīng)驗，體驗探索解決問題的過程，完成項目任務(wù)，并對實踐結(jié)果進行一定的總結(jié)歸納。通過這樣的方式，學生從實踐中總結(jié)的知識會更深刻、更直觀，記住的時間也會更長。所以，我們重新編排了教學內(nèi)容，采用項目任務(wù)驅(qū)動的教學模式。根據(jù)學生接受的難易程度，對多個應(yīng)用實例進行篩選、整合，形成了幾個項目單元，每個項目包含多個應(yīng)用實例。

在可編程控制技術(shù)課程中，包括6 個項目，與改革前的課程結(jié)構(gòu)相比，具有模塊化項目化的特點，對學生來說，更具綜合性和實用性。每個項目都是以生活或企業(yè)中一個具體的任務(wù)為驅(qū)動進行設(shè)置的，其中所涵蓋的不再是孤立的一個個知識點，而是圍繞該任務(wù)下的一個知識框架。學生在實施每個項目的同時，不僅感覺不到知識的負擔，而且能被激發(fā)出學習該知識框架的興趣，不僅掌握了相關(guān)知識點，還能很好的應(yīng)用課程項目設(shè)計，從簡單的伸縮門控制、到洗衣機、交通燈等技術(shù)的復雜控制，整合、序化教學內(nèi)容，融入助理PLC 編程師、自動化技術(shù)應(yīng)用工程師的標準，形成六個課程項目，校企合作共同開發(fā)課程項目、共同承擔課程教學任務(wù)，按照“教、學、做”一體化的項目化的模式教學。

2 教學方法

教師應(yīng)該專注于教學設(shè)計，抓住知識的內(nèi)在聯(lián)系，針對性地創(chuàng)設(shè)問題情境，運用情景教學，激發(fā)學生思考，重點加強學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維。采用互動式教學方式，讓每個學生都積極參與課堂教學。并強調(diào)互動與激勵，建立以學生為本、以教師為主導、以能力為導向的教學方法，努力調(diào)動學生們的積極性。除了教室里的面對面的教學外，還開設(shè)實踐課，進行一定的討論，將學生的被動學習轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃邮胶蛥⑴c式學習。

實驗室的研究小組將進入課堂理論，教學模式實現(xiàn)一體化，把理論與實踐進行整合，采用項目驅(qū)動的教學模式。教學過程按“明確任務(wù)”、“制定計劃”、“決策”、“實施”、“控制”和“評價反饋”六個步驟進行，在過程中穿插相關(guān)知識點和技能點的講授。

以洗衣機控制系統(tǒng)設(shè)計為例，學習目標設(shè)計為：根據(jù)洗衣機控制系統(tǒng)的元部件，繪制原理圖及控制線路圖；設(shè)計洗衣機的工作流程，提出控制方案，制定出控制程序的測試方案；對出現(xiàn)的問題進行分析和解決；正確完成洗衣機PLC 控制的硬件接線，順利完成洗衣機控制。具有良好的團隊協(xié)作能力和口頭與書面表達的能力。學習任務(wù)為：畫工作流程圖、硬件接線圖、PLC 梯形圖；設(shè)計和連接控制電路；洗衣機與控制板的硬件連接；洗衣機的控制調(diào)試。

工作過程分六部走：（1）明確任務(wù)，明確學習任務(wù)和學習目標并設(shè)法獲取與完成任務(wù)有直接關(guān)系的信息。教師通過演示洗衣機的工作過程，提出任務(wù)要求，指導學生分組(每組3 ～4 人)，提出學習建議，提供獲取資料的方法與途徑。（2）制定計劃，根據(jù)已明確了的學習任務(wù)，計劃出洗衣機控制調(diào)試的步驟及所需的條件。組長組織隊員查閱手冊資料，進一步了解洗衣機的結(jié)構(gòu)，討論洗衣機的控制調(diào)試計劃。（3）做出策略，根據(jù)制定的計劃，選擇最佳的控制方法。教師聽取每組學生的決策意見，提出可行性方面質(zhì)疑，幫助糾正及修改不可行的決策。（4）實施計劃，根據(jù)制定的計劃，分步驟完成對整個洗衣機的控制工作。組織學生進行系統(tǒng)分析學習。對控制、調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題組織學生進行討論，學生先自己解決問題，必要時教師再給予指導。（5）檢查控制，根據(jù)已明確了的學習任務(wù)，計劃出洗衣機控制調(diào)試的步驟及所需的條件。學生先自查，發(fā)現(xiàn)問題后反復對系統(tǒng)進行調(diào)試，最后才由教師對每組的成果進行驗收檢查，并對檢查結(jié)果進行記錄。（6）評定反饋，對調(diào)試完成的洗衣機進行評價，并書寫調(diào)試報告。先學生各組之間交叉評價，并對照評分表進行逐項評分。最后，教師對學生的成果進行評價，并點評成果中的優(yōu)點和缺點。

以“項目為中心，行動為導向”的教學方法，始終將項目教學貫穿于課堂教學，采用互動的實踐教學方式，讓同學們積極的參與其中，通過實踐—認識—再實踐—再認識的方式，提高學生的實踐操作能力，培養(yǎng)學生善于思考、勇于探索的創(chuàng)新精神。