浅谈PLC仿真培训软件在一体化教学中的应用

余志江

【摘 要】技能训练是职业技术教育的重要组成部分，突出专业技能训练是职业技术学校的办学特色。由于受到传统学科课程教学模式的影响，技工学校在教学实际中不免存在着重理论轻实践、理论和实践相脱节等问题，不利于培养学生的动手能力。一体化教学模式突出实践教学环节，加强理论联系实际，能有效地加强学生的专业技能的培养。我校将PLC仿真软件引入教学中，采取一体化教学方式，针对中技生对理论教学感到枯燥乏味，但热衷于实操动手的特点，轻松有趣地引导学生学习PLC，取得事半功倍的教学效果。

【关键词】PLC仿真培训软件；一体化； 教学

《PLC原理及应用》是目前各技工学校机电类专业学生的一门重要的专业基础课。它不仅具有系统的理论体系，而且是实践性较强的一门课。它的实训内容综合性强，牵涉面广，内容复杂。由于它可通过软件来改变控制过程﹐而且具有体积小、组装维护方便、编程简单、可靠性高、抗干扰能力强等特点，已广泛应用于工业控制的各个领域，是现代工业自动化三大支柱之一。

长期以来，许多学校对《PLC原理及应用》采取的是理论教学和实训教学分开实施的传统教学方法。由于技工学校的学生基础比较薄弱﹐对知识的掌握参差不齐，教学效果不是很好。在对理论学习的时候，学生普遍感到理论难学、难入门。而实训操作时，由于缺乏必要的理论指导，往往局限于表面操作训练，或者又要重新进行理论讲解。

近年来，我校积极推进教学改革，对《PLC原理及应用》课程进行了一体化的教学研究。通过教学实践和探索，本人运用三菱公司的PLC仿真学习软件，采用一体化教学模式，把常态的课堂教学改在多媒体教室中进行，将虚拟舞台和教师操作指导结合在一起，学习通用梯形图逻辑编程。教学中，为了最大限度地利用仿真系统的特点，引导学生轻松有效地学习该课程，我进行了以下几方面的探索。

一、引入仿真系统，激发学习兴趣

仿真系统具有真实生动的教学效果。它把书中抽象的理论辅以具体图像、实例，变得较为直观生动，容易理解，降低了中技生理论学习的难度。同时，仿真系统中每个项目以实例为重点，这些实例都是来自学生熟悉的日常生活。学生认识到在课堂上所学的东西有趣、有用，能解决现实问题，学习热情就自然被激发出来了。

我们经过认真研究，针对课程专业的特点选定了FX-TRN-BEG作为《PLC原理及应用》课程技能训练内容的仿真软件。因为该软件的B单元就是基本程序的学习，主要介绍基本输入输出程序、标准程序、控制优化程序、输入状态读取程序等。在每一个程序的学习单元中，都列出了详细的操作步骤，一步步引导学生学会编制简单的梯形图，以及进行仿真运行，使学生对基本程序的编程有初步的认识。仿真系统这种生动的教学方式，使学生能较快地对《PLC原理及应用》实践技能训练内容有一个全面的了解，这种教学方法增强了学生的感性认识，提高了教学效果，可谓一举多得。

二、进行模块化教学，理论实践两不误

职业教育强调能力的培养，特别是学生实践能力的培养。PLC和工控系统烦琐复杂，理论的讲解是学生操作技能的正确性、科学性的理论依据，不可或缺；同时，它的实训内容综合性强，内容复杂，只讲不练，会导致纸上谈兵，收效甚微。

针对这种情况，我在实践中摸索着采取了模块教学。所谓模块教学，是指把操作技能与知识点合并在一起，按知识结构分为几个模块，在进行操作技能练习时，讲授相关的知识点，或者是讲完某一理论知识后，紧接着进行相关课题操作练习的教学方式。

我在《PLC原理及应用》的教学中，把实践教学融于理论教学中，使实践教学贯穿于每一堂课：能实物演示的就不要照本宣科，学生能亲自动手操作的，不要单靠讲解演示。

在PLC学习中，学会编程是重点，绘制梯形图是难点。为此，我在讲解理论时，让学生利用计算机进行仿真模拟操作技能训练。让每一个学生都动手练习，然后互相讨论和分析，找出不正确的地方，并通过个别指导和集体讲评，找出解决问题的方法。

三、强化直观教学，变抽象为具体

《PLC原理及应用》一些功能指令的应用，因为梯形图要求编写无误，不得有半点马虎，错误的联想或者想象如果用在系统中，将会造成不良的后果。因此，变抽象为直观，有利于PLC应用的教学。

模拟场景中的仿真运行，可帮助学生更好地理解PLC的工作原理要让学生对PLC的工作过程有全面的认识和了解。在教学中，我除了培养学生具备一定的编程能力，掌握基本的编程技巧外，我还要求他们按照实际的控制要求进行仿真运行和调试，从而找到程序中的不足和漏洞，进行反复修改，达到优化程序、熟悉编程的目的。FX-TRN-BEG-C教学软件就是这样一个能提供各种控制要求、仿真运行各种控制程序的教学平台。它操作简单，利用3D虚拟空间设计，模拟出各种真实场景。例如，交通信号灯控制、正反转控制、分拣和分配线控制、舞台装置控制、升降机控制等等，每一个场景都惟妙惟肖，图文并茂。课堂上，我要求学生在任意一个场景中按照控制要求进行编程，绘出梯形图，并对PLC进行仿真运行操作，在仿真运行中可以观察运行结果是否符合设计要求。同时，在运行中还可以确认各个元件与程序的状态，适时监控各个元件的工作过程。通过运行监控，学生更好地理解和掌握PLC各个元件的作用，巩固课堂上所学的理论知识。

四、坚持启发教学，培养创新思维

《PLC原理及应用》是一门实践性较强的技术专业课程，我在教学中不但让学生掌握理论知识，形成操作技能，还注重引导学生继续深入学习专业课程，为从事工程技术工作和进一步钻研新技术打下基础。所以，我不但“授之以鱼”而且“授之以渔”。

在教学过程中，我注意通过启发式教学，将一些只能意会不能言传的技能技巧，让学生自主地在动手操作训练中慢慢体会。当发现学生做题的思路和操作错误时，不急于马上否定，更不急于给出正确答案，而是抓住时机，引导学生展开讨论，进行思路上或做法上的辨析，引导他们作进一步的思考，必要的时候让他们查找资料，找到问题的症结所在。通过这样反复的训练，引导学生改进学习方法，学生养成了动手和动脑的习惯，为日后的发展打下了坚实的基础。实践证明，这样培养出来的学生，不但创新思维能力得到培养，也能创造性地运用课堂上所学的理论。这对于学生走上社会后，应用科学技术解决实际生产问题无疑是一条捷径，也使得他们能够更快地适应工作岗位的要求。

五、教学循序渐进，巩固所学知识

适度的压力是动力的泉源。为使学生能积极参与课程的学习中，我在任课时在教学过程中实行单元过关制度来增强学生学习的适度紧迫感。每个项目教学的最后环节是课题小测验，测试内容与课题大致相同。一单元结束时进行一次单元综合测验。实施单元过关制度后，学生的学习劲头更足了。

《PLC原理及应用》课程最重要的特点是“综合应用性”。因为一个实用的工业自动化控制系统往往是很复杂的，其中可能包括机、电、液、气等内容，而且还会因行业不同控制要求也有所不同。故在本课程的实践教学中，我把机械、电工、电子、液压、气动和计算机等知识与PLC技术进行有机地联系，扩大实习实训课时的比重，建立较为完备的PLC技术仿真实训室，改进教学方法，注重激发学生学习兴趣、增加动手实践机会、培养创新思维等。教学实践证明，只有通过PLC仿真项目方面的实训，让学生亲自编程、实际接线和仿真调试，并对运行过程中所遇到的问题进行分析和改进，才能真正培养学生创新思维和综合职业能力，真正实现学生毕业后在PLC技术应用领域“零距离上岗”的最终教学目标。

参考文献：

[1] 邓朝阳.互动式教学在可编程控制器教学中的应用[J].职业教育研究，2006.

[2] FX-TRN-BEG仿真软件教学说明.

[3] 苏家健.可编程序控制器应用实训（三菱机型）.电子工业出版社，2009.

[4] 周红艳.提高PLC教学效果的一些心得[J].新课程.2009.