生本教育在《PLC应用技术》教学中的实践——以运料小车PLC设计为例说明

刘利

（舟山市技师学院，浙江 舟山，316000）

生本教育在《PLC应用技术》教学中的实践
——以运料小车PLC设计为例说明

刘利

（舟山市技师学院，浙江 舟山，316000）

“生本教育”是一种真正以学生为学习主体，积极引导学生好学的教育理念［1］。本文以《PLC应用技术》一书中的“运料小车PLC设计”项目为例，通过调查分析、选取实例、科学思维、有效评价四个环节介绍了如何将生本教育理念引入教学的实践。

生本教育；PLC；有效评价

《PLC应用技术》是技工学校电工类教学和维修电工高级工、技师、高级技师培训的必修课。该课程具有极强的实践性、综合性和创造性，只有通过本课程的教学，使学生真正掌握PLC实用性技术，学生才能适应企业实际工作需求，才有就业的可能性。“生本教育”主张以学生为本，提倡“先做后学，先会后学，先学后教，不教而教，以学定教”［1］，是真正做到以学生为学习的主人，积极引导学生好学的教育理念，给了学生主动发展的空间和机会。作为一名技师学院的专业教师，在《PLC应用技术》教学中，我以“运料小车PLC设计”项目为例，介绍如何将生本教育理念融入到课堂教学中，从而实现让全体学生都获得发展，提高学生职业素养和职业技能的目标。

一、调查分析，激发学生兴趣

问卷调查：①你喜欢《电力拖动控制线路与技能训练》这门课吗？为什么？②若不喜欢，你知道有什么方法或者技术可以完全取代电力拖动控制线路呢？调查显示，第①个问题，百分之九十的学生回答“不喜欢”，因为是线路复杂，接线过程中出现了问题排查困难，单个部件的动作原理没有真正理解，上课形式单一等；第②个问题，百分之九十五的学生回答为“不知道”或“没听说过”。剩下“知道或有所了解”的学生回答为“听高年级或者我哥哥或者我老乡说过”“我爸就是卖这个东西的”。

实践调查：第一周带领学生走访学校校企合作中的合作船厂：欧华船厂，让学生了解船厂的发展史，船厂对舟山经济的作用，造船的整个流程及船厂里有关技术岗位的要求，关注船厂必备的工作仪器和设备，重点关注发电机、锚机和绞缆机的工作情况及船舶下放设备，了解它们各自的用途以及注意事项。参观完毕，让学生写自己真实的参观感受，上网查找有关船舶下放的资料，通过自学，总结出有关PLC的相关内容。结果表明：一部分同学从工作环境的好坏考虑想学习并学好PLC；另一部分则从工作待遇的高低考虑想学习PLC！由此可见：真实工作场地考察，真实工作内容的了解，通过有效的引导，可以有效激发学生对PLC的学习兴趣。

二、选取实例，制订科学计划

PLC课程内容是按照指令的难易由易到难循序渐进的方式进行的，学生在学习的过程中如果长时间接触类似的内容，容易感到学习枯燥。而且在一个任务学习完之后继续学习下一个任务时，上一个任务的内容又忘得差不多了，严重影响教学效率的提高［2］。为了有效提高课堂教学效率，首先，我从众多参考书中择选PLC各种实例进行教学内容的重组，完全摆脱原有教材的安排。其次，将对PLC的认识和对GX-Developer软件的操作这两大模块穿插在每个实例的教学中开展教学，原因是每一个实例的完成中都会增加对PLC的新认识，在软件操作上也会有新内容，真正做到“以学定教”。最后，将指令全部融合到实例中进行重复讲解，随时弥补学生对已遗忘知识的记忆。

三、科学思维，注重能力培养

PLC种类很多，编程方法多样，PLC应用范围很广，在学校教学中以三菱PLC的梯形图编程为主，主要集中在对三相异步电动机的控制设计。学生在初次接触PLC的过程中，很多老师习惯从传统继电接触器控制电路入手，将电路图中的元件符号一个个套到PLC编程梯形图中来，这样做虽可有效引导学生推导出梯形图，但往往造成学生不能灵活运用梯形图，甚至给学生一种“先入为主”的印象：要编写PLC程序，必须先给出传统继电接触器控制线路，否则PLC程序是无法完成的，这样一种极其错误的认识。因此，在PLC的第一次课开始，我就不再提及电拖控制线路，而是根据实例列些控制要求，用通俗易懂编程流程图来书写控制逻辑，然后将图形符号描述的逻辑转化为梯形图，这样可以让学生明白，只要你敢想，就没有PLC无法实现的，也就摆脱了电拖对PLC设计的思维限制。

例如：在“运料小车PLC设计”这个项目上，不直接提出该实例主要用到电动机正反转控制，而是播放数控车间运料小车的视频，让学生总结出：小车“从左到右—从右到左”的运动过程实际上靠电动机的“正转”和“反转”来实现的，有了这样的认识，那就可以步入主题：

第一步：如何控制电动机左右行呢？

按SB1——电机正转—小车左行

按SB2——电机反转—小车右行

按SB3——电机停转—小车停止前行

第二步：转化为流程图（如图1）

学生根据自己的理解画出图1的流程图，对不对呢？显然这只是最简单的一个思维过程，老师要从旁引导学生回答：

运料小车在左行的过程中，如果操作人员忘记按下停止按钮SB3，它能否停止或者自动右行？

运料小车在右行的过程中，如果操作人员忘记按下停止按钮SB3，它能否停止或者自动左行？

每次工作结束，小车要停在什么位置合适方便第二次开始正常工作？

通过一系列问题的设置，学生会自行思考或者相互讨论，甚至会画出各种场景模拟小车的运行过程，最后通过总结，让学生画出比较完善，接近实际的控制流程图（选其一），如图2。

图1　图2（左装料，右卸料自动循环流程图）

第三步：写梯形图。

学生一开始并不知道如何写梯形图，几次课之后大部分学生还是无法做到将流程图转化为梯形图，因此在头几次课中需要反复将以下步骤进行重复讲解，帮助学生记忆和理解。

编写梯形图之前准备工作：

以小组为单位，分发PLC实物，让学生主动观察PLC面板，学生相互讨论，找出四个指示灯、24个X接线端子和24个Y接线端子。

学生心生疑惑，七嘴八舌，议论纷纷，接下去顺理成章地可以讲解PLC面板上的相关知识。

教师边讲，边做实例，如点亮一盏灯，或多盏灯流水运行，学生边看边听，尽管还是一知半解，但他们感受很直观。学生了解了PLC面板给我们提供了许多的输入端子和输出端子，新问题又来了：寻找输入输出端子连接的对象。

根据流程图，给出定义：

让学生以小组为单位找出图2中的X和Y，再将这些量按照老师给出的表格进行正确填写。

输入（X） 　输出（Y）地址 　功能 　元件 输出地址 　功能元件 输入SQ1 　X0 左限位行程开关 KM1 　Y1 　正转（左行）SB1 　X1 　左行启动按钮 　KM2 　Y2 　反转（右行）SQ2 　X2 右限位行程开关 HL 　Y3 起点位置指示灯SB2 X3 　右行启动按钮SB3 X4 　停止按钮

有了输入/输出分配表，学生就问：“那如何进行正确的接线呢？”第一次给出灯点亮的接线图，让学生自行摸索，总结接线规律，后几次让学生模仿第一次课给出的电路图自己绘制，针对学生不懂的地方再重点讲解，个别讲解，做到有的放矢，以学定教。

接线完成，学生发现按钮动作，电动机根本不会动作，第一次学生会有半途而废的心理过程，可能充满畏难心理。我会立马停下新授知识的讲解，给学生讲讲优秀毕业生的故事，告诉他们做事情一定要有始有终，学既要学会分析问题，又要持之以恒等等。有了一番激昂的斗志鼓励，学生开始思考：问题出在哪儿？原来是PLC它需要相应的程序才能真正玩转起来——梯形图编写。

梯形图编写：

N0.1梯形图是什么？如何编写梯形图？讲解梯形图基础。

N0.2按照“上一步骤+转移条件——下一步骤”的格式进行编制，教师先示范进行编写；学生边思考边模仿，小组讨论完成整个流程图，最后教师针对学生给出的梯形图予以纠正和补充，从而引导学生得出正确的梯形图。这一过程学生带着疑问去学，目的性更强，更能加深学生的理解。

教师示范：通电→（一）小车在起点位置：

学生完成：

正确梯形图：

N0.3编程软件操作和电路调试。

我一开始让学生自己去摸索如何完成程序输入，他们在摸索过程中会相互讨论，相互指导，有了初步的印象后，然后再教学生如何进行快捷输入。程序完成之后，引导学生仔细看书，完成程序的写入，有些学生会自己解决，一传十，十传百，几乎所有同学就会操作了，老师只需要个别进行辅导。最后进行电路调试，这一环节涉及通电操作，需要检查学生电路正确性，以免烧毁PLC，因此我会从头几次课的观察中找出接受能力较强的同学作为项目带头人，让他们协助我和实训指导老师完成此工作的检查，每一次检查都做好详细的记录。

四、课堂总结，实施有效评价。

为了发挥学习评价在整个教学过程中的导向、调控、激励功能，既要关注学生知识与技能的理解和掌握情况，也要关注学生情感与态度的形成和发展过程［3］。笔者设计的评价表如下：

评价项目 　评分标准 　配分 扣分 加分完成任务完成安装任务和程序编写导入，功能正确；每一动作不能完成扣5分，故障能自己排除加10分50布线工艺 布线工艺符合工艺要求标准 　20正确分配I/O表理论知识正确绘制I/O接线图30正确编写程序团结合作指导同学完成项目任务，每个加10分；帮助同学排除故障并能让同学理解故障点纠正加10分安全文明 违反安全文明生产规程 扣50分额定时间 超时扣10分项目总成绩

其中，“每一动作不能完成扣5分，故障能自己排除加10分”有效反映了学生在安装过程中是否理解了动作原理，是否认真细心；“正确分配I/O表/正确绘制I/O接线图/正确编写程序”有效检验了学生是照抄别人还是自己设计接线；“故障能自己排除加5～10分”有效激励了学生改正错误，突破困难；“团结协作”有效鼓励了学有余力的优秀学生锻炼并提升自己的能力，促进了学生之间的相互交流。

五、总结

以“运料小车PLC设计”的课堂教学为例，展示了在《PLC应用技术》教学中如何运用生本教育理念，取得了较好的教学效果，当然还存在不足之处。课堂教学没有一个完全固定的模式，不同的课型、不同的内容、不同的学生群体，其教学方式也不尽相同。在课堂上，尽量多让学生自己通过动脑、动手、探究、讨论、合作、交流等方式主动获取新知识，培养学生发现问题、研究问题、解决问题的能力和创造能力［4］，这样的课堂就是高效的课堂，“生本”的课堂。希望此课例能起到抛砖引玉的作用。

［1］郭恩乐.教育走向生本［H］.北京：人民教育出版社，2001.

［2］林先和.电力拖动控制线路与技能训练教学改革探析［J］.教育教学，2014（4）.

［3］黄幼珍.“电力拖动控制线路”一体化课堂教学改革探析［J］.职业教育研究，2014（8）.

［4］胡壮丽，徐勇增.基于生本教育理念的高中物理课堂教学实践［J］.物理教学探讨，2015（2）.

Teaching Practice about the Theoretical System of Student-based Education's in PLC Application Technology——taking the Material Car PLC Design as an Example

LIU Li
（Zhoushan Technician College，zhoushan 316000，zhejiang）

The theoretical system of student-based education is a truly student-centered learning master，actively guiding the student to study well［1］.This paper introduces how to put student-based education concept into teaching practice through the investigation and analysis，selecting instance，scientific thinking and effective evaluation，by using the design of the material car as an example which excerpts from the book of PLC application technology.

student-based education；PLC；effective evaluation

G634.67

A

1671-5004（2016）03-0072-04

2016-5-16

刘利（1984-），女，湖北省仙桃市人，舟山市技师学院助讲、硕士，研究方向：电工基础、PCB、PLC应用技术等课程。