基于PLC控制交通指示燈實驗教學設計

【摘要】PLC控制交通指示燈實驗是本著以實際應用為出發(fā)點，將理論與實際相結合，是《可編程控制器技術》這門課程中著重講解的一部內容。本文將PLC控制交通指示燈這一典型實驗教學貫穿于整節(jié)課的教學過程中從而實現(xiàn)教、學、做一體化教學模式。通過由簡單到復雜的課程知識結構，強化學生構建自己的知識體系，進而逐步提升學生分析問題、解決問題的實際應用能力和職業(yè)素養(yǎng)等，從而實現(xiàn)教、學、做一體化課程的教學設計。

【關鍵詞】交通指示燈控制? 教學設計? 一體化

一、選題價值

（一）、《可編程控制器技術》在專業(yè)領域的課程定位和價值

本課程《可編程控制器技術》是職業(yè)院校電氣自動化類和機電類相關專業(yè)的一門必修專業(yè)課，也是一門實踐性特別強的技能應用課。通過對《可編程控制技術》的學習可以使學生初步掌握可編程技術編程的基本方法和基本技能。是目前我院機電一體化專業(yè)、工業(yè)機器人專業(yè)、電氣自動化專業(yè)學生必修課的一門專業(yè)課。同時，為后面所學的《機電一體化綜合實訓》課程打下良好的基礎。

（二）、《PLC控制交通指示燈》學習任務的作用和價值

在本課程的教學過程中共設置了九個教學任務，一是可編程控制器的認識及應用;二是FX系列PLC的基本機構組成及工作原理;三是輸送帶部件運送控制;四是三相異步電動機的啟動與正反轉控制;五是車庫門的延時開關;六是桔子自動裝箱實驗;七是自動送料小車的運行控制;八是氣動機械手的控制;九是PLC控制交通指示燈。從這九個教學任務名稱上就可以看出，整個教學設計由淺入深、從簡單任務到復雜任務，涵蓋了三菱FX2N可編程控制器編程與調試中所包含的基本知識和技能?！禤LC控制交通指示燈》是該課程中第九個教學任務，是學生在生活中比較常見，比較熟悉且有代表性的學習任務，更有利于激發(fā)學生的學習興趣，因此《PLC控制交通指示燈》為本課程的重點教學內容。

（三）、《PLC控制交通指示燈》在過程中的作用和價值

本課程是PLC控制交通指示燈控制任務中多流程控制實驗，因此可以說是對前面所學知識的匯總與整體應用，既是進一步熟悉可編程控制系統(tǒng)的分析方法和設計步驟，鞏固復習了順序控制程序的編程方法。又是對多流程步進控制的學習的掌握。

二、學習目標

（一）知識目標：學會制定、實施工作計劃;掌握并行分支的步進順控設計法的相關知識;掌握PLC控制十字路口交通燈的過程。

（二）能力目標：學生熟練可編程控制器的編程和調試方法;會進行常用PLC控制系統(tǒng)的設計。

（三）情感目標：培養(yǎng)學生良好的團隊協(xié)作能力和職業(yè)素養(yǎng);使學生對從事可編程控制技術工作更加感興趣。

三、學習內容

根據(jù)本課程的教學計劃及要求，該課程的教學設計主要為以下幾步：

（一）創(chuàng)設情境、明確任務。情景：長春市近年來由于私家車增多，交通堵塞嚴重，其原因為缺少紅綠燈控制，為此交警大隊希望我校為其紅綠燈設計控制程序。從而引出任務，派發(fā)派工單。

工作任務：設計并調試一個交通燈控制程序，其功能要求如下：（1）在東西方向綠燈亮時，南北方向紅燈亮。（2）在東西方向黃燈亮時，南北方向紅燈亮。? （3）在東西方向紅燈亮時，南北方向綠燈亮。（4）在東西方向紅燈亮時，南北方向黃燈亮。（5）時間要求紅燈時間大于20秒;黃燈≥5秒。

（二）咨詢。此環(huán)節(jié)可根據(jù)學生的學情采取不同的方式，若學生自學能力都較強，可采取自我查找資料，咨詢老師指點等方式獲取信息和方法;若是大部分學生不能完全自學，則必須由老師講授相關的并行分支的步進順控設計法的相關知識。

（三）制定方案。本環(huán)節(jié)以兩人或多人為一組，進行討論，最終定各小組實施方案，繪制控制流程圖。

（四）計劃實施。根據(jù)制定的方案進行計劃實施，首先分析控制要求，繪制I/O分配表;其次，畫出PLC外部接線圖;最后，編寫程序并在電腦上利用編程軟件進行編程調試。

（五）檢查控制。通過每組出一名代表成立評分小組，對每組的控制調試情況進行檢查與評分。

（六）評價反饋。最后，開展評價環(huán)節(jié)，先是各小組自評，再進行各小組互評，最后由老師進行點評，進而形成完整的評價體系。

四、教學效果

（一）課程特色及效果

1、教學手段多樣化。

2、任務驅動的方式吸引學生學習興趣。

3、課堂氣氛活躍。

4、大部分學生可以完成十字路口交通燈PLC控制過程。

（二）課程存在的不足

1、學生層次參差不齊，部分學生主動性不強，不能主動完成任務，存在參考他人情況。

2、學生完成速度不同

3、創(chuàng)新性有待進一步激發(fā)，且評價環(huán)節(jié)學生存在時間難以把控。

（三）改進思路

1、每周進行小組長輪換，調動每個學生的積極性和緊迫感。

2、通過做的快的學生帶著做的慢的學生，實現(xiàn)組內互相幫助。

3、設定評價反饋環(huán)節(jié)的時間，并進行計時，培養(yǎng)學生時間觀念。

4、隨著與大批企業(yè)合作的開展，企業(yè)專家越來越多的參與到學院教學中，工作任務會越來越貼近企業(yè)生產(chǎn)實際，增加學生學習興趣，同時學生走出校門不需培訓即可為企業(yè)服務。

參考文獻：

[1]羅國強.項目教學法在交通信號燈控制系統(tǒng)項目中的運用[J].成才之路，2011（22）

[2]孫書云.《交通燈的可編程控制》教學設計[J].考試周刊，2015（49）

[3]陳欽.在教學中如何更好地講解PLC程序設計課題[J].電子世界，2014（10）

作者簡介：許紅巖（1985--），女，吉林長春人，助教，碩士，研究方向：自動化。