基于数控专业的《PLC》项目式教学研究与实践

曾军华　温林

摘 要：依据对企业的调研，分析数控专业《PLC》课程教学中存在的问题，提出项目教学法的课程教学改革思路，并进行了项目教学法的课程教学改革实践。

关键词：PLC；实践；项目教学；教学改革

前言：《PLC》课程是高职学院数控专业开设的一门实践性很强的应用型课程，教学目的是使学生熟悉电气控制系统的基本控制电路，具有电气控制系统分析和设计的基本能力；掌握PLC内部资源、PLC编程指令及程序设计等基本知识；掌握利用PLC进行一般控制系统的设计、改造、安装、调试及维护的技能，最终能胜任企业生产设备维修和保养岗位的实际要求。

我院组成力量，对企业和PLC教学情况优秀的院校进行考察、调研，寻找并开发典型工作任务，广泛收集资料，确定项目教学方案，拟定行动计划，并做好实验室的教学配套工作，实施并控制行动计划，进行教学试验，在教学中不断地收集学生反馈，认真研究；并与企业相关技术人员讨论教学实施情况，听取他们的建议。目前，我院通过对学生反馈以及对企业相关技术人员建议的总结，调整教学方案，使研究的PLC教学采用项目式教学，缩小知识涉及领域，有针对性地传授适合企业数控工作的深层次PLC实用技能，为企业培养出综合职业素质高的学生。

一、项目教学法的改革思路

项目教学法具有的特点是：把整个学习过程分解为一个个具体的工程或事件，设计出一个个项目教学方案。按行动回路设计教学思路。不仅传授给学生理论知识和操作技能，更重要的是培养他们的职业能力，这里的能力已不仅是知识能力或者是专业能力，而是涵盖了如何解决问题的能力：方法能力、接纳新知识的学习能力以及与人协作和进行项目动作的社会能力等几个方面[1]。

（一）以学生为主体，充分发挥教师的指导作用。首先，需要在第一堂课中向学生说明PLC课程的特点和注意点，让学生明白大量的知识需要通过自己的探究和小组研讨来获得，课前需要仔细阅读教师指定的案例及相关材料，并进行认真分析和思考；在课堂上，要积极开动脑子，就不同的见解展开讨论，充分表述自己的思考和步骤，从而发挥学生的主动性和创新精神。在教学过程中，教师需要由过去的“讲授者”转变为“指导者”，只用小部分时间结合实例来讲授重点理论和核心知识点，大部分时间则负责整个教学的组织和引导工作，让学生有更充裕的时间开展自主讨论、操作与探究等活动，对解决项目和案例中存在的问题提供必要的帮助.通过这些项目和案例，帮助学生认识解决问题过程的复杂性（背后隐含的各种因素）及可能存在的多种可能性，从而激发学生的探索精神和学习兴趣，形成良好的学习习惯，为学好课程奠定良好的基础。

（二）以实际为标准，选取项目和案例。将PLC教学分两个阶段。一是系统学习一种型号的PLC；二是在学生具备一定基础后进行综合训练。为此我们把第一阶段PLC教学内容分为PLC的基础、西门子S7-200 PLC的组成和编程基础、S7-200

PLC基本逻辑指令及应用、S7-200 PLC基本功能指令及应用、S7-200 PLC模拟量控制、PLC复杂控制系统设计及应用六个模块。前两个模块以专题形式教学，后四个模块的教学任务项目化，以项目为教学主线，通过设计不同的项目，巧妙地将知识点和技能训练融于各个项目之中，各个项目按照知识点与技能要求循序渐进编排。在具体选定项目时，要把握三点：一是每个项目以某个重点指令的应用为主线，应用程序由简单到复杂；二是项目选取尽量来源于生活、直观形象能激发学生的学习兴趣。三是项目的制定和本校学生的现状及实验实训条件紧密联系，以便更好地实施开展“教学做”一体化教学。PLC复杂控制系统设计及应用作为最后一个模块，该模块中选定的项目则要体现综合应用能力。第二阶段PLC教学项目应以工程综合项目为主，每个项目由校企共同研发确定，以此训练学生职业岗位能力。这样在整个教学过程中将各个知识点和项目的每个模块紧密地融合在一起，使学生在完成项目的同时掌握所学的各个知识点.使用项目驱动法教学，就可使“老師讲，学生听”的课堂，变成“大家共同参与”解决问题的学习环境，使学生在参与过程中加深对知识点的理解，同时这种知识点的安排符合人们的认识规律，便于学生学习掌握。

（三）以交流为中心，着力打造良好教学氛围。我院从目前已在使用的“讨论式学习法”、“案例教学法”、“自主学习法”、“项目教学法”和“问题导向法”等教学方法中，结合学校生源情况与PLC课程的特点，选用了其中的“项目教学法”、“案例教学法”和“讨论式学习法”，采用开发“十字路口交通灯的PLC控制”的实际项目，按章节内容的需要，分别使用不同的教学方法，如此师生可从传统的灌输式教学法中解脱出来，形成“以项目或案例为主线、教师为主导、学生为主体”的教学模式，通过案例或项目的层层分解、合理组合、相互讨论和实践，使学生摸得着、看得见，不再是原有的空穴来风，从而大大提高了学生的学习兴趣与逻辑分析能力，提升了学生学好该课程的信心，使学生的实际编程与操作能力也得到了大大加强。

我院研究的 PLC 教学采用项目式教学，不再把教师掌握的现成知识技能传递给学生作为追求的目标，或者说不是简单的让学生按照教师的安排和讲授得到一个结果，而是在教师的指导下，亲自处理一个项目的全过程，解决在处理项目任务中遇到的困难，最终得到想要的结果，学习的重点在学习过程而不是学习结果，他们在这个过程中锻炼各种能力。教师已不是教学中的主导地位，而是成为学生学习过程中的引导者、指导者和监督者。这提高了学生的兴趣，调动了学习的积极性。

基于数控的 《PLC》 项目式教学不同于一般的项目式教学， 它具有以下核心特点： 改变粗放式、宽口径的教学理念，缩小所学知识涉及领域，根据企业数控相关岗位需求，有针对性地传授适合企业数控相关工作岗位的深层次PLC实用技能，实现学生学习和就业的趋零对接，力求为企业培养出综合职业素质高的学生。

二、项目教学法的实践

教学过程是学与教的过程，是由教师和学生共同参与相互配合的过程。教学目的能否实现，关键是教师应根据课程标准，因材施教，能够灵活地选择最佳的教学手段和材料，注意要循序渐进，不断激发学生这个学生主体的学习主动性，进而提高学生的知识水平和应用能力，为今后的就业打下良好的基础[2]。这就要求教师在教学实践中应时刻注意观察学生的接受掌握情况，并根据学生的情况在每堂课要结合知识点准备好一个完整的开发案例（如十字路口交通灯的PLC控制），既有一定趣味性，又有贴近学生生活的小案例。给学生演示这些案例，通过演示案例的趣味性和新颖性，激发学生的学习兴趣和求知欲。在每堂课灵活采用不同的教学策略，通过对案例的剖析，说明解决问题的方法和关键技术，并将项目分解为若干个任务，在任务的驱动下，逐步完成案例的制作与设计，最后引导学生进行归纳总结。通过实例剖析，学生能较快地理解PLC及其操作过程，实例的吸引能起到良好的示范效果，从而充分调动学生的积极性，达到较好的教学效果。下面以十字路口交通灯的PLC控制为例来说明项目教学法的教学过程。

（一）项目导入。项目导入是整个教学过程的开始，教师介绍项目的应用环境，注意事项、并将项目的要求讲授给学生，让学生带着问题有的放矢听课，项目如何实现由此引发疑问。創设情景，布置任务。老师首先提出问题：并用多媒体课件中典型的图片演示，假设道路上没有红绿灯，世界会变成什么样子？突出红绿灯的重要性。接着提出问题：生活中的红绿灯是怎样的控制过程？任务驱动：情景1红绿灯控制过程-情景2单向红绿灯控制系统设计-情景3双向红绿灯控制系统设计-情景4复杂红绿灯控制系统设计。

（二）项目相关知识点析。红绿灯控制过程分析，明确完成任务所需的知识，由老师讲授定时器指令的工作原理和使用方法。同时在实验室对三种不同类型的定时器工作原理做一个验证性实验，让学生对定时指令用法熟练掌握。

（三）项目的实施。此环节是学生学和做的过程。学生分析控制要求，绘制I/O分配表，根据题意绘制时序图，编制梯形图，准备材料，完成安装接线。在此过程中，学生以小组形式互相讨论，拟定设计方案，老师巡回指导检查。

（四）检查评价。在规定的时间内学生做好程序编制、安装接线后，在实训室模拟调试，老师检查调试结果，对于调试有问题的组指导学生修改程序，直到调试正确为止。最后要求学生上交项目实施的全部资料。包括I/O地址分配表、梯形图、PLC外部接线图。结束后，老师对最终的学生成果展示，一方面引导归纳PLC程序设计的一般工作流程和该项目设计的知识点；另一方面展示学生优秀设计方案及程序。教师根据小组完成项目的情况给出基本分；根据小组成员在组中的表现由各成员进行互评得到贡献分；项目小组学生自我评价，得出学生的自评分。根据这三个分按一定的比例（基本分×0.5+贡献分×0.3+自评分×0.2）来综合评定每一名学生的学习考核成绩。这种采取教师评价和学生评价相结合的方法充分考虑了学生实际的动手能力，有效地反映学生的学习积极性和创新意识。通过这种考核，可以引导学生进行反思、总结和改进自己的合作学习方式，从而完成逻辑关系较复杂的一些任务，大大提升学生的交流学习能力，完成个人不可能完成的任务。

三、结束语

实践证明，在《PLC》课程教学中合理地采用“项目教学法”，配合合适的案例，可以有效地激发了学生的学习兴趣，使学生积极参与到实践活动中，提高了学生应用PLC编程的能力。锻炼和提高了学生的思维能力、培养了学生的社会能力。要深入推行一体化教学模式，师资力量的一体化和教学场地的一体化是关键。对于培养学生的工程意识，还需要和企业紧密合作，开发综合项目。我们将《PLC》“项目教学法”教学模式进一步升华，为社会培养高技能型人才。

参考文献：

[1] 刘志坚.基于项目式教学的信息管理专业教学模式研究[J].经济师，2011（7）：133-134.

[2] 罗艳丽.项目教学在高职院校PLC 课程教学中的实践[J].机电产品开发与创新，2011（3）：198-199.