“三三三”教学法在可编程序控制器原理及应用课程中的应用

张玉林

摘 要：可编程序控制器是工业自动化三大支柱之一，是一种新型、先进的控制器，以可靠性高、能适应恶劣环境、使用方便等优点，广泛应用于工业自动化控制领域。因而，可编程序控制器原理及应用是机电类高技能人才必须掌握的一门重要专业课程。本文根据笔者几年来对该课程教学的实践与研究，探讨“三三三”教学法在可编程序控制器原理及应用课程的应用。

关键词：可编程序控制器 高技能人才 教学法

现在，高技能人才紧缺制约了中国制造业的发展，大力发展职业技术教育，加强中、高级技术技能人才的培养已迫在眉睫。为此，《关于进一步加强高技能人才工作的意见》明确了高技能人才的重要性及如何加强高技能人才的培养。同时，十七大报告提出“大力发展职业教育”，十八大报告提出“加快发展现代职业教育”，十九大报告提出“建设技能型劳动者大军，要弘扬劳模精神以及工匠精神，营造劳动光荣的社会风尚、精益求精的敬业风气”。这既是对高技能人才培养工作的充分肯定，也表明党和国家对高技能培养工作的高度重视，同时提出了新的任务和要求。职业学校作为培养合格技术技能人才的基地，义不容辞地应当承担起这一社会责任。

作为工业自动化三大支柱之一的可编程序控制器，是一新型、先进的控制器，以可靠性高、能适应恶劣环境、使用方便等优点，广泛应用于工业自动化控制领域。因而，可编程序控制器原理及应用是机电类高技能人才必须掌握的一门重要课程，各职业技术学校在教学及培训中都开设了该课程。

然而，由于它是一门理论性较深、实践性较强的综合性课程，广大技校学生及所培训学员的知识基础不够扎实，因而学起来难度很大，且传统的教学方法效果不理想。因此，需要一种行之有效的教学方法，使广大的技能型人才能够通过本课程的学习，掌握PLC的基本原理，能够阅读PLC程序，分析PLC控制系统，同时根据现代生产加工以及工艺实际的需要，设计与之相匹配的PLC控制系统，并编写与系统对应的程序。

下面，笔者根据几年来对本课程教学的实践与探索，谈谈教学中的“三三三”教学法，以供同仁

参考。

一、“基础理论、应用仿真、技能实操”三段式的课程结构体系

笔者认为，学生所有学习的目的，就是要形成与就业相匹配的职业技能。为达到这一目的，笔者在课程中按照“基础理论、应用仿真、技能实操”的三段式课程结构体系进行实践，取得了较好的教学效果。

基础理论段，由教师讲授PLC概论、系统组成结构、指令应用、程序设计和系统设计，使学生掌握可编程序控制器的产生和发展、编程资源和使用特点、梯形图程序编程、顺序控制的编程等，在这个阶段让学生建立学习该可编程控制器的兴趣，培养学生基本的理论能力。

应用仿真段，通过上机编程，使学生掌握可编程序控制器的程序设计、程序编辑、程序下载及调试、仿真等。这个阶段主要让学生在第一个阶段的基础上掌握综合程序的设计、编写、调试，初步培养学生的可編程序控制器系统的全局意识。

技能实操段，通过针对性项目的实训，使学生掌握可编程序控制器控制系统的电气控制外围电路的设计安装、系统的综合调试。这个阶段是学生形成核心能力的阶段，学生在这个阶段通过完成相关任务形成PLC控制系统的设计、安装、调试、维护等综合技能。在三段式的课程结构体系中，笔者同时引入一体化教学，使三者有机结合，特别是基础理论段和应用仿真段，两者可以相互融合。

二、“验证、模仿、应用”循序渐进的三步学习方法

要学好可编程序控制器原理及应用，先修的课程一般有电工基础、电路技术、电力拖动、计算机操作技能等，涉及的主要教学内容有数字电路、计算机操作技能、继电控制等。但是专业的不同致使所开设的课程时间先后和教学内容详略取舍也不同、学生个体学习基础上的差异等，致使该课程学生学习基础不一，尤其是对于电子技术和电力拖动这两门课程，很大一部分学生学习基础都较差，导致该课程教学基础薄弱（社会培训人员尤其突出），因而教学难度很大，特别是在编写程序时，这个问题尤其突出。基于此种情况，笔者大胆尝试让学生采用“模仿、应用、提高”的循序渐进的三步学习方法。

第一步，验证，由老师给出范例，让学生掌握；第二步，模仿，学生在掌握范例的基础上，做出另一相近项目；第三步，应用，在第二步的基础上，做出一完整的项目，以达到熟练掌握的目的。

笔者在让学生掌握顺序控制法的编程时这样做：

1.验证

例如，两盏灯的顺序启动、逆序停止。画出该范例的状态转移图、梯形图及输入输出分配表，然后向学生讲授状态转移图的画法、梯形图的编写方法及编程要点，要求大家把例子输入计算机，然后进行仿真验证，以掌握例子。

2.模仿

要求学生根据例子完成三盏灯的顺序启动、逆序停止。

3.应用

要求学生完成交通灯的控制。

三、“优、中、差”三层次进行分层次教学

笔者把学生分成优、中、差三层次，进行分层次教学。笔者把学生分成优、中、差三个层次，进行分层次教学。基于中等层次的大多数学生，设立不同的要求及目标；差一点的学生，能通过教师的范例，照葫芦画瓢；优秀层次的学生，笔者给其新项目，加上新功能。如在以上项目的实验中，有的学生很快就完成了第三步，笔者就会让他加上多方式控制。

四、教学示例

在可编程控制器的应用里，顺序控制的编程是比较常用且比较重要的一种技能，编程上可以用很多方式来完成，如常见的用“启保停”“仿步进指令（复位、置位）”“步进指令”“移位寄存器指令”“移位指令”“编码译码指令”等。而在用移位指令完成顺序控制中，由于学生对功能指令掌握较吃力，因此，用此指令完成顺序控制学生学起来比较吃力。如在学习流水线装配任务时，按常规理论教学或实训教学效果都不理想。流水线装配任务如下。

在一流水生产线上，通过传送带传送加工零件。程序启动后，工件经过一定时间到达D工位，在此执行操作A加工后又通过传送带传送，经过一定时间后到达E工位，执行操作B加工后又通过传送带传送，经过一定时间后到达F工位，执行操作C加工完成装配后又通过传送带传送，经过一定时间后到达G工位，在此工件通过入库操作H完成入库。在这个过程中，工件分别在D（操作A）、E（操作B）、F（操作C）三个工位完成三种装配操作，经最后一个工位送入仓库。

即按下启动开关SD，程序按照D→A→E→ B→F→C→G→H流水线顺序自动循环执行；在任意状态下选择复位按钮RS程序都返回到初始状态；选择移位按钮ME，每按动一次，工件运行一步。

要求学生用左移指令完成该任务。

笔者按如下步骤完成该任务的教学。

第一，详细讲解左移指令的用法。

第二，利用一个例子讲解左移指令在程序里的应用。

第三，让学生输入程序，领会移位指令的用法。

第四，利用左移指令，完成两盏灯的顺序点亮、逆序熄灭。笔者把状态转移图和梯形图在黑板上展示后，详细介绍用左移指令完成顺序控制的要领。

第五，让学生输入示例，验证两盏灯的顺序点亮、逆序熄灭的示例程序。

第六，让学生仿照例子，完成三盏灯的顺序点亮、逆序熄灭程序，重点引导学生仿照例子，首先画出状态转移图，在示例的基础上自己思考，完成三盏灯的顺序点亮、逆序熄灭程序编写，并调试验证。

第七，加入多方式控制，即在循环控制的基础上加入循环控制、单周控制、单步控制、手动控制（在加入多方式控制时，笔者是在两盏灯的顺序点亮、逆序熄灭的示例程序基础上添加，然后让学生完成三盏灯的顺序点亮、逆序熄灭程序的多方式控制）。

第八，通过掌握三盏灯的顺序点亮、逆序熄灭程序的多方式控制模式，最终完成流水线装配任务。

在教学中，基础较好的学生在给出示例程序后，就能够完成任务。笔者会给这些学生增加任务，如在三盏灯的顺序点亮、逆序熄灭程序编写结束后，让学生再编写交通灯的程序。另外，有部分学生，在给出示例的情况下，经过教师指点和帮助，也能够完成任务。还有部分同学，只能按照教师给出的示例程序输入验证，慢慢领会左移指令在顺序控制编程中的关键点。

通过该任务，学生基本能够掌握左移指令的用法，掌握左移指令完成顺序控制的要点。同时，在教学中避免了基础好的学生不够吃、基础差的学生吃不了的情况发生。

笔者在上课中还经常和学生开玩笑讲，如果要好好学可编程控制器，在实训室里面绝对不可能无所事事，好的学生任务也完不了，差的同学任务也有做的。只要认真学，强者更强，弱者變强！

“三三三”教学法是笔者在承担可编程序控制器原理及应用教学中总结出来的方法，对于其他课程的培训及授课也有一定借鉴意义。

教有法，但无定法。只要从电工专业的课程特点出发，结合培训学生及学员的文化基础特点，应用科学、合理、有效的教学方法，就一定能使他们掌握技能型人才所需的理论知识及相应的实践技能，成为一名合格的高素质技能型人才。