中等职业学校PLC教学的有效探索

韩爱军

中等职业学校PLC教学的有效探索

韩爱军

可编程控制器(Programmable Logic Controller，简称PLC)是专为工业环境开发的控制装置，具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC控制已成为自动化控制领域使用最为广泛的控制方式之一。对中职电气、机电类专业学生来说，PLC控制技术已成为继继电器－接触器控制技术后必须掌握的又一现代控制技术。但目前中职学生由于基础知识不扎实，学习很吃力，使PLC课程的教学效果不理想。

一、确定全面的学习目标

应试教育下的教学过于重视学生技能的训练和形成，忽视了学生综合素质的培养，导致学生工作后不能很快适应岗位需求。在制定PLC课程目标时，应注意理论知识、专业技能和综合素质的培养相结合。

教学目标设定时，理论以够用为度，以实际应用为主要目标。PLC课程的内容只有建立在学生实际知识结构之上才能使课程得以有效开展，否则如果只是一味地拔高只能使学生失去信心、兴趣，最后一无所获。PLC教学在职业中学这个层面有以下几个方面的要求：PLC指令的应用；简单控制系统的实现；PLC的简单维护。设定目标时，要考虑到学生的差异性，在教学中应适当进行分层教学，每部分的内容应有不同的难度要求，使每个学生能根据自身能力，确定通过努力就能达到的学习目标。对于基础好，理解、接受能力强的学生可以适当拓展提高其能力，增加他们在复杂系统分析和控制实现等方面的学习。

综合素质是学生成才的关键。因而，在学生技能培养的过程中，还应注意学生综合素质的培养。在制定教学目标时，要将学生的钻研能力、创新能力、合作能力、7S管理理念等渗透于其中，培养学生严谨、认真、积极的态度，为学生成才打下坚实的基础。

二、选择合适的机型和教材

有的学校在选择PLC课程教材时没有从学生实际、社会需求和学校设备情况出发，导致教师在教学过程中难以根据教材内容开展相应的教学活动。PLC课程教材的选择应从PLC教学机型和理论教材两方面着手。

首先要选择合适的PLC教学机型。PLC教学机型的选择应立足于地方经济发展现状，要选择地方工业环境中使用率较高的PLC机型，如西门子S7－200系列、三菱FX2N系列等。三菱FX2N系列PLC具有体积小、运算速度快、编程简单、功能模块齐全等特点，西门子S7系列PLC具有可靠性高、指令集丰富、易于掌握、操作便捷、内置集成功能丰富、通讯能力强、扩展模块丰富等特点。相比较而言，三菱FX2N系列PLC由于程序可读性好的特点更适合于初学者使用。

确定了PLC教学机型后，就要选择适当的理论教材。PLC是一门实践性很强的课程，所以所选教材最好是理实一体型的。通过任务来推动课程的进行，可以提高学生的学习兴趣，同时也能让学生及时做到学以致用。理实一体的教材较多，选择时要立足于学校的实习环境，要能实现教材中的实例。这样学生学习时才有动力，完成任务后才有成就感，才会促进其产生学习兴趣。

PLC控制系统是一个综合系统，包括机械、电气、液压、气动的控制，所以如果仅仅传授PLC的知识并不能让学生对PLC有全面的认识。教学过程中还要适当讲授一些在PLC控制过程中常用器件的知识，这会更好地帮助学生理解PLC控制的实现过程，拓展学生对PLC控制系统组件的认识。如传感器，可以介绍光电传感器、光纤传感器、接近开关等；变频器，可以介绍其启动、停止、多段速的简单控制；气动、液压控制中电磁换向阀的控制方法等。有些学校由于条件限制，不能提供教学过程中涉及的设备器材的实物，教师可以借助网络下载图片和文字说明，帮助学生了解。

总之，在实际教学过程中，教师要适时地根据学生学习的需要对所授内容进行增删，不能“照本宣科”。有条件的学校，教师可以根据学校自身特点开发教材，弥补目前通用教材知识面太窄和专业性不强的缺陷。

三、选用灵活的教学模式

传统的PLC教学，存在两个问题：(1)教师占主体地位。教师主要通过讲述的方式传授知识，极少开展学生操作实习。(2)先集中讲解指令的应用规则，再集中进行指令应用的练习。在这种教学方式下，学生不能及时验证所学理论知识，从而慢慢失去学习兴趣，影响了教学质量。

PLC教学必须采用适合课程实际的教学方法。如项目教学法、任务驱动法等，这些教学方法可将知识点分散到项目任务中，让教学实现“做中学、学中做”的良性循环。PLC控制技术几乎在各行各业都得到了应用，所以在教学中推行项目教学法或任务驱动法并不是难事。教师教学中要选出贴近教学内容和学生接受能力的项目任务，而不应局限于教材。可以根据学生的专业特点选择学生可以见到的设备，引导他们通过学习相关理论知识来实现其控制。学生就可以带着兴趣从项目的选择、控制要求的分析、程序控制的实现，一步一步地学会应对实际生活中的或简单或复杂的控制要求，逐步培养分析问题和解决问题的能力。因此，教师在教学过程中既要有计划地设置知识点，还要灵活地选择教学的形式并安排其过程。同一个示例可以用于不同知识点或同一知识点不同难度的教学阶段。如，三相异步电机的正反转控制可以在基本“启保停”结构中使用，也可以在定时器部分做自动正反转控制，还可以在讲计数器时做类似于洗衣机洗涤效果的计数式正反转的控制示例。再如，交通灯的控制示例可用简单的定时器知识来解决，也可以用单支路步进程序来解决，同样也可使用并行分支与汇合步进程序来解决。这样的教学可以使学生体会到前后知识的联系，同时也能培养学生的迁移能力。

教学过程中要根据学生情况进行相应的指导，引导学生分析控制要求，得到实现控制的步骤和方法。进行师生互动，不仅可以激发学生的学习兴趣，还能培养学生的探究意识，久而久之学生就会形成较为规范的设计思路。有些教师因为实施困难而在教学中舍弃学生思考的环节，但其结果是教师完整地将内容讲完了，学生却是吃了“夹生饭”。笔者认为，教师只有从学生实际情况出发，设计出相应的教学任务，才能使学生跟随教师的引导一步步地走向最终的答案。良好的师生互动，才是教师和学生教学相长的出发点和归宿。

教学过程中还要注意使课堂内外的教与学相结合。在互联网技术已相当发达的今天，网络上与PLC课程相关的资源很丰富，可以引导学生通过互联网来主动获取知识，弥补课堂教学的不足。有条件的学校还可以使用现场教学法，将课堂搬到车间，让学生身临其境，加快、加深对理论知识的理解。教师要在教学过程中根据学生情况和实际条件灵活地开展教学活动，这样才能有效地帮助学生掌握理论知识。

四、安排配套的实训项目

实训是PLC教学的重要环节，是验证理论知识、培养学生的实践能力、形成职业素质的主要阵地。

在前期实训中可以使用仿真软件来让学生检验理论学习的效果，同时体验实现控制的乐趣。针对三菱FX2N系列PLC，有FX-TRN-BEG和FX-TRN-DATA两款软件，分别可以作为学习顺序控制、数字数据的系列仿真软件。这些仿真软件提供了一系列难度各异的编程练习项目，可以让不同的学生进行适合于自己能力的练习，也实现了学生离开PLC实体进行PLC控制训练的可能。在学生掌握了一定编程方法后，就尽量给学生提供对PLC实体的控制，让学生通过完成项目任务，逐步掌握现场控制中实现控制的步骤和方法。现在已有很多教学仪器公司开发了相应的PLC实习台，可以模拟多种设备系统的工作，有经济实力的学校可以适量配备。

在实训过程中可采取多种形式，如在使用仿真软件实训时可以让学生独立完成；而在对PLC实体控制时，由于工作量较大，则可以组织学生分组进行。在实习过程中，教师要鼓励和引导学生认真思考分析、积极动手操作，帮助学生解决遇到的问题，促进学生提高合作能力。同时将企业环境中的管理理念，如7S管理理念渗透于整个学习过程中，提升学生的职业素质。

五、开展多元的教学评价

开展课堂教学评价的目的是全面了解PLC课程的教和学的进程，改进教师教学，激励学生学习。传统的评价方式存在评价方法过于单一、过分依赖量化、重结果经过程、过于强调选拔与甄别等缺陷。教师在PLC教学过程中要调整教学评价观念，开展多元评价，改善教学效果。

教师和学生是教学活动的主体，教学评价应包括二者。教师可以通过自我评价、同事评价、学生评价，来了解自己教学过程中的优势和不足，以此调整自己的教学难度、进度和策略，以便使自己的课堂更有利于学生的学习。在对学生的评价中，要结合PLC课程的特点，除了要考量学生学习结果外，还要注重学生的过程参与程度、小组合作情况、7S类管理要求执行情况等，要通过学习逐步实现学生综合能力的培养。教师可以根据实际教学情境开展不同方式的评价，如师生评价、学生自我评价、小组评价、组间评价等。让学生通过自评和他评发现自身的闪光点和不足，并能通过自己的努力逐步完善自我。

六、结束语

PLC是一门极为重要的专业课，教师只有在教学设计和教学实施过程中多动脑筋，摒弃“本本主义”，树立“以生为本”的理念，才能带领学生在现代自动化控制的海洋中遨游，为学生明天的成功打下良好的基础。

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[2] 许玉梅.中澳项目PLC课程教学改革的探索[J].中国电力教育,2010(7):90.

[3] 徐军.PLC技术及应用课程的教学改革实践[J].机械职业教育,2009(5):47.

[4] 王晓东.中职学校电气专业PLC课程教学探索[J].职业教育研究,2009(5):81.

2012-05-28

韩爱军，本科，中教一级。

江苏省海安双楼中等专业学校。

(本栏责任编辑/安健)