基于工作过程的“可编程控制器”教学内容的重构

韩浩 孙帅 尹亚南

摘 要 用任务驱动的方式对“可编程控制器”教学内容进行重构，通过对PLC指令的分类梳理以及教学项目的设计，并采用理实一体化教学模式，使学生在掌握PLC的相关知识和关键技能的同时达到举一反三的目的。

关键词 项目教学法 可编程控制器 重构

中图分类号：G424 文献标识码：A

Reconstruction of "Programmable Controller" Teaching

Content Based on Working Process

HAN Hao， SUN Shuai， YIN Yanan

（Zhengzhou Electric Power College， Zhengzhou， He'nan 450000）

Abstract With task-driven way， "Programmable Controller" to reconstruct the teaching content， by designing the classification of PLC instruction and teaching projects combing and using integration of theory and practice of teaching mode that allows the PLC to master knowledge and critical student skills while giving top priority to achieve the purpose.

Key words project teaching； programmable controller； reconstruction

0 引言

随着我国高职高专职业教育的发展，从“知识本位”向“能力本位”转变，注重职业能力的培养已成为职业教育课程改革的必然趋势，基于工作过程的课程体系的开发在我国得到越来越广泛的应用。以“任务驱动的项目化模块”进行课程体系教学模式的改革，通过多个教学环节，学练融合、理实一体等教学方法 ，有效地培养了学生理解和应用知识能力，从而培养了学生的职业能力。项目教学法对于实践性非常强的“可编程控制器”课程非常适合。

对可编程控制器教学内容进行重构主要是为了解决当前教学实施过程中的指令学习的枯燥感以及无法将硬件与编程实现有机结合两大问题，以项目为载体完成以下三个内容的改变：（1）将可编程控制器的指令按功能特征归类梳理，达到触类旁通的效果，克服指令的罗列式讲述；（2）强化控制系统的理念，通过引导学生完成不同的学习任务，使学生逐步具备设计系统总体方案、设计PLC控制系统的外部电路、装配PLC控制系统、编写控制程序与调试的全过程的能力；（3）充分展现可编程控制器的控制功能，让学生在实践中体会到PLC的应用广泛。

1 指令的重构

为了达到高效学习的目的，首先需要对PLC的指令依据功能和特征进行归类梳理。在PLC的定义中强调了PLC是“数字运算操作的电子系统”，是专为工业环境下应用而设计的工业计算机，这种工业计算机采用面向用户的指令系统，能完成逻辑运算、顺序控制、定时计数和算术操作，还具有数字式以及模拟式的输入输出能力，还可实现主机与远程I/O之间、多台PLC之间以及与其它只能设备的通讯。指令又按照其特征可分为触点类、线圈类以及指令盒类三大类指令，触点类指令通过读取相应寄存器的状态确定能流的流向，线圈类指令依据使能端状态改写寄存器的值，指令盒类指令则属于功能指令，相对复杂，也是学习过程中的难点。结合功能以及特征对西门子S7-200系列PLC的指令分类如表1。讲述过程中只需选择同类指令中的几个进行重点讲述，减少了罗列式讲述的枯燥乏味。

2 项目的设计

在项目驱动教学方法中，教学项目的设计与确立是项目教学法成败的关键。项目的质量直接影响到教学效果，因此应该紧扣教学内容，根据学生的特点，联系实际应用，制定可行的具有实际意义的综合性项目。教学项目既要涵盖基本的教学知识点服务于教学，体现教学目标，又要激发学生的学习兴趣。一个项目完成多个知识点的学习，把枯燥的理论知识融合到项目中，以此引导学生自主学习。

此次项目的设计重点考虑了以下几个方面：（1）充分考虑实训室的设施，确保项目的实施；（2）所设计的项目能够引导并帮助学生完成新知识的自主学习；（3）项目应该易于理解且有自由发挥的空间。

结合可编程控制器的功能以及生活实际，此次共设计了八个项目，各项目涉及的内容以及需要掌握的知识点如表2。项目中除了项目一为基本知识的讲述之外，其余七个项目依次展现了可编程控制器的基本的开关量控制、定时器和计数器的综合应用、程序控制类指令的应用、数据处理功能、模拟量监测与控制功能以及网络功能，每个项目本着硬件是基础软件是保障的原则，均是由硬件设计以及编程调试两大部分构成，学生在完成项目的同时又能很好地将所学知识与现实生活或工业现场联系起来。各项目之间又具有较好的连贯性，后面的项目实施需要前面的知识；项目又具有开放性，每个项目可以根据每位学生的理解设计出不同的控制方案。

3 实施效果

重构之后的“可编程控制器”教学内容经过两年的实施，配合理实一体化的教学模式以及注重过程的考核方式，改变了以往“教师讲，学生听”的被动式教学，教师已经不在教学中占主导地位，而是成为学生学习过程中的引导者、指导者和监督者，在教师的指导下，由学生去寻找解决问题完成项目的方法，学习的重点在于过程而非结果；激发了学生学习新知识的兴趣，“上课昏昏欲睡，作业基本拷贝，考试主要靠背”的局面被彻底改变；学生的动手能力和思想活跃度得到了提高，学生在项目实践过程中，能更好地理解和把握课程要求的知识和技能，体验工作的艰难与乐趣，培养了分析问题和解决问题的方法和能力。

参考文献

[1] 查长礼.《电气控制与可编程控制器课程设计》的项目驱动教学研究[J].安庆师范学院学报（自然科学版），2014（1）：101-103.

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[3] 孙平.可编程控制器原理及应用（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2008.

[4] 王红梅.《电气控制与 PLC》教学方法改革的探讨[J].浙江水利水电专科学校学报，2011（2）：72-75.