浅析可编程控制器项目化教学过程

王敏，赵静，李郁

（西北工业大学明德学院，陕西 西安 710114）

可编程序控制器是通讯技术、自动化技术和计算机技术相结合发展的一种工业控制装置。“可编程控制其原理及应用”是高等院校的机械制造以及电气自动化类专业的一门必修专业基础课，该课程的实践性和应用性都非常强。

目前，各大院校都意识到这一课程的重要性，都在做该课程的建设工作，从精品课程到慕课再到翻转课堂都有涉及，但国内采用翻转课堂的学校还不是很多，不过在国外该门课程的教学大都以项目为导向，以学生为主体，注重培养其实际操作能力，所以我们有必要做这样的尝试，以便培养学生更好专业技能，同时，培养其创新思维，提升其创业能力。

1 教学内容

“可编程控制器原理与应用”课程的教学内容有：可编程序控制器基础、CP1H PLC 的硬件系统、基本指令、功能指令、程序设计思路、系统接线方法，现代PLC 控制技术的应用。实验课程开设了与或非逻辑处理实验、定时器和计数器实验、十字路口交通信号灯控制——顺控图设计法和十字路口交通信号灯控制——时序图设计法，为学生从事工程技术工作和以后学习后续课程打下基础。

经过课题组多次到企业开展调研，根据机电类专业的能力需求，重新构建课程体系，采用项目化教学，解决理论和实践教学脱节的弊端，融“教、学、做”一体，在教学中引入生产实践中的生动案例，激发学生的学习兴趣。

目前大多“可编程控制器原理与应用”在授课时按照PLC 概述、可编程控制器的硬件组成、原理介绍、编程基础、功能指令、程序应用实例、操作实例等独立章节进行讲述。根据人的认知规律，学生的知识获取可以通过实践——认识——再实践——再认识得到，这样对知识的掌握会更加透彻和牢固。但目前的知识体系学习多以间接经验为主，对于抽象理论，学生们在接受时有一定的难度，作为教师，不能只是单一的讲授，需要结合学生的实际情况，以发挥学生的主动性，让学生自己总结借鉴已有学习经验，体验探索解决问题的过程，完成项目任务，并对实践结果进行一定的总结归纳。通过这样的方式，学生从实践中总结的知识会更深刻、更直观，记住的时间也会更长。所以，我们重新编排了教学内容，采用项目任务驱动的教学模式。根据学生接受的难易程度，对多个应用实例进行筛选、整合，形成了几个项目单元，每个项目包含多个应用实例。

在可编程控制技术课程中，包括6 个项目，与改革前的课程结构相比，具有模块化项目化的特点，对学生来说，更具综合性和实用性。每个项目都是以生活或企业中一个具体的任务为驱动进行设置的，其中所涵盖的不再是孤立的一个个知识点，而是围绕该任务下的一个知识框架。学生在实施每个项目的同时，不仅感觉不到知识的负担，而且能被激发出学习该知识框架的兴趣，不仅掌握了相关知识点，还能很好的应用课程项目设计，从简单的伸缩门控制、到洗衣机、交通灯等技术的复杂控制，整合、序化教学内容，融入助理PLC 编程师、自动化技术应用工程师的标准，形成六个课程项目，校企合作共同开发课程项目、共同承担课程教学任务，按照“教、学、做”一体化的项目化的模式教学。

2 教学方法

教师应该专注于教学设计，抓住知识的内在联系，针对性地创设问题情境，运用情景教学，激发学生思考，重点加强学生的创新创业意识，培养学生的创造性思维。采用互动式教学方式，让每个学生都积极参与课堂教学。并强调互动与激励，建立以学生为本、以教师为主导、以能力为导向的教学方法，努力调动学生们的积极性。除了教室里的面对面的教学外，还开设实践课，进行一定的讨论，将学生的被动学习转变为主动式和参与式学习。

实验室的研究小组将进入课堂理论，教学模式实现一体化，把理论与实践进行整合，采用项目驱动的教学模式。教学过程按“明确任务”、“制定计划”、“决策”、“实施”、“控制”和“评价反馈”六个步骤进行，在过程中穿插相关知识点和技能点的讲授。

以洗衣机控制系统设计为例，学习目标设计为：根据洗衣机控制系统的元部件，绘制原理图及控制线路图；设计洗衣机的工作流程，提出控制方案，制定出控制程序的测试方案；对出现的问题进行分析和解决；正确完成洗衣机PLC 控制的硬件接线，顺利完成洗衣机控制。具有良好的团队协作能力和口头与书面表达的能力。学习任务为：画工作流程图、硬件接线图、PLC 梯形图；设计和连接控制电路；洗衣机与控制板的硬件连接；洗衣机的控制调试。

工作过程分六部走：（1）明确任务，明确学习任务和学习目标并设法获取与完成任务有直接关系的信息。教师通过演示洗衣机的工作过程，提出任务要求，指导学生分组(每组3 ～4 人)，提出学习建议，提供获取资料的方法与途径。（2）制定计划，根据已明确了的学习任务，计划出洗衣机控制调试的步骤及所需的条件。组长组织队员查阅手册资料，进一步了解洗衣机的结构，讨论洗衣机的控制调试计划。（3）做出策略，根据制定的计划，选择最佳的控制方法。教师听取每组学生的决策意见，提出可行性方面质疑，帮助纠正及修改不可行的决策。（4）实施计划，根据制定的计划，分步骤完成对整个洗衣机的控制工作。组织学生进行系统分析学习。对控制、调试过程中出现的问题组织学生进行讨论，学生先自己解决问题，必要时教师再给予指导。（5）检查控制，根据已明确了的学习任务，计划出洗衣机控制调试的步骤及所需的条件。学生先自查，发现问题后反复对系统进行调试，最后才由教师对每组的成果进行验收检查，并对检查结果进行记录。（6）评定反馈，对调试完成的洗衣机进行评价，并书写调试报告。先学生各组之间交叉评价，并对照评分表进行逐项评分。最后，教师对学生的成果进行评价，并点评成果中的优点和缺点。

以“项目为中心，行动为导向”的教学方法，始终将项目教学贯穿于课堂教学，采用互动的实践教学方式，让同学们积极的参与其中，通过实践—认识—再实践—再认识的方式，提高学生的实践操作能力，培养学生善于思考、勇于探索的创新精神。