项目教学法在高校《可编程控制技术》课程教学中的应用研究

姚秀娟 薛坐远

摘  要：在高校《可编程控制技术》课程教学中运用项目教学法的教学方式，其中体现出将学生作为主体的教学理念，能够激发出学生学习的兴趣，使得学生在学习高校《可编程控制技术》课程内容的时候，具有更加显著的主动性。实施项目教学方式，对于学生研究问题和分析问题以及解决问题等方面都具有重要影响。

关键词：项目教学法;高校;《可编程控制技术》;课程教学;应用

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2019）03-0097-03

Abstract： In the teaching of "Programmable Control Technology" in colleges and universities， the teaching method of project teaching method is used， which reflects the teaching concept of taking students as the main body， which can stimulate the interest of students to learn， and make students in the course of "Programmable Control Technology" in colleges and universities. When learning， there is more significant initiative. Implementing the project teaching method has an important impact on students' research problems， analysis of problems and problem solving.

Keywords： project teaching method; colleges and universities;programmable control technology; curriculum teaching; application

项目教学法是通过完整的项目而实施的教学活动，其主要是实现课堂教学过程中理论教学与实践教学综合在一起的目标，使得学生创造潜能得到充分发挥，提高学生对实际问题解决的综合能力。项目教学主要是由内容和活动以及情境、结果等方面综合在一起而构成的，项目教学的方式和传统教学相对比具有自身的特点，在具体教学的时候，其教学内容主要是将工作任务作为依托，教学活动将学生作为主体，学生学习的成果也具有多样化的特点，在项目教学的过程中，学生也会得出不同的解决方案以及策略。项目教学法的实践性以及综合性等特点比较显著[1]。

一、PLC课程教学改革的必要性

PLC属于维修电工证考试中的内容，在课程教学的过程中，可以选择和维修电工相关的案例内容进行有效分析，在实际的工程实施过程中，PLC的应用是比较广泛的，需要选择其中的案例加以详细讲解，案例教学本身是在案例的基础上，将案例内容作为课程教学活动基础，因而案例设计和选择对课堂教学都存在着较为重要的影响。案例是课程某一个环节及单元相关知识内容的总称，是学生《可编程控制技术》课程学习兴趣提高的方式。因此，在教学改革的过程中渗透了OBE教学理念，教学案例需要综合课程整体的内容具体实施，根据某一个阶段学习知识体系中的内容，进行具有实用性和代表性的案例选择。例如工程在实施的时候，使用其中的典型案例内容，PLC在金属切削机床控制和电镀生产线以及电梯控制系统等方面应用的时候，在对这些工程案例介绍的时候，促使学生掌握PLC在工程中的应用方式[2]。

工程案例讲授完后，给学生布置设计的任务内容，在查阅相关资料内容的基础上，根据教师讲解的案例内容，能够独立完成或者是合作完成相关的任务。在这一基础上，教师需要适当引导学生和参与学生讨论，在设计完成的阶段中，教师需要对学生存在的问题有效解答，并且需要针对学生自身的情况进行引导，带有普遍性的问题在全班回答。教与学之间始终是相辅相成的，教学和案例等内容在分析的时候，占据的比例显示为50%，案例是学生获得知识内容的重要载体，而教学任务是巩固知识的手段，这些内容就构成了整个教学过程[3]。

社会经济不断发展的过程中，需要培养更多实践性的技术人才，高校在培养实践性技术人才的时候，传统情况下更加关注对学生的动作技能以及经验技能的关注和重视，促使学生在步入社会之后，能够对岗位需求有效适应。但是在当前国家逐渐进入社会经济发展道路的时候，社会生产方式也在不断更新和变化，社会法中相关职业能力方面也存在着新的要求。仅仅是对动作及经验的人才培养模式已经无法对社会发展的需求加以适应，国家需要不断进行技术创新和发展，培养高素质人才。而这也是当前《可编程控制技术》课程实际改革的重要目的。

二、《可编程控制技术》课程教学中的问题

（一）教学重点与工业实际不相符合

《可编程控制技术》课程的教学内容通常容易限制在逻辑方面，教学内容相对于工业控制的实际需要而言是比较落后的。

例如，高速脉冲信号及模拟量控制等内容在PLC工业控制中占据的比例是比较重的，能够对这些功能合理应用是对工程技术人员解决问题能力衡量的重要标准，但是这一部分内容不是课程教学的重点内容。相对于基本知识内容而言，这部分比较复杂，在理解的时候，存在着一定按年度，属于“高级功能”方面的知识，企业在这一过程中更加希望学生能够在入职之后，较快适应工作环境，满足工作需要，如果学生在学校学习的过程中无法对这些内容加以掌握，入职之后，在没有指导和实训设备的情况下进行这些内容学习就会比较困难。

虽然在实際的课程教学中容易受到设备和人才等方面因素的影响，使得这些内容无法得到有效展开，但是教学的趋势也需要和企业需求的趋势相符合。

（二）教学缺乏编程算法方面的内容

在工业中应用PLC的时候，除硬件部分的设计之外，主要是进行逻辑编程处理。在编程的过程中，算法是比较重要的内容，好的算法在这一过程中能够促使系统得到更加稳定的运行，促使其系统运行的效率更高，也能够有效降低系统整体的建设以及系统维护的成本等。在高校《可编程控制技术》课程教学中，往往更加关注和重视PLC指令内容的学习，而高校《可编程控制技术》课程教学中比较常用的是顺序控制的编程方法，而其他的编程算法没有涉及，根据设计要求编程，特定情况下处理的程序在编写的时候，使用的算法等内容基本没有涉及，根据设计要求编程，在特定情况下处理的编程在进行编写的时候所使用的方式也没有加以重点关注和重视，在工业控制中，数据处理和抗干扰功能的实现等方面也需要算法提供支撑[4]。

例如，在可编程控制技术实践应用的时候，对数据信息内容处理的时候，其内容是比较重要的，算法在应用的时候比较普遍但是难度比较低。由于采集的多数数据信息内容无法直接应用，需要对其有效处理之后才能够加以应用，这就需要对数据信息内容实施排序和傅里叶变换等。学生掌握数学命理并不能代表能够转换为用PLC语言编写的程序，并使可编程控制技术计算的结果更加准确，能够应用相关算法编写出优秀的程序。如果希望学生专业化程度得以提升，就需要高校《可编程控制技术》课程教学中融入编程算法的内容，使得学生使用算法的意识得到培养，使得学生能够在潜移默化的过程中对算法的重要性加以理解，不断学习应用基本的算法。培养学生的编程能力需要在编程方法和常用关键点算法教授的基础上，促使其得以实现，编程方法需要一定数量的练习，从而使得学生对这些内容加以理解和掌握，要求学生适当练习，在以后的实践有效理解和掌握。

三、项目教学法在高校《可编程控制技术》课程教学中的应用

（一）项目设计和确立

项目设计与确立是项目教学法在课程教学中应用成功与否的关键，在选择和设计项目的时候，需要明确项目在设计的时候，需要应用学生已经具有的知识内容，项目活动需要引导学生对新的知识内容自主学习，所选择的项目内容在当前阶段教学的过程中，需要起到承上启下的作用，使得其综合性和应用性等特点得以有效体现出来。项目活动需要激发学生学习新的知识内容的兴趣。项目活动在进行的过程中，需要使得学生之间的沟通和合作更加顺利，让学生将所学的知识内容和现实生活联系在一起[5]。

例如，在“PLC编程应用练习”教学的时候，学生在日常生活中对交通灯是比较熟悉的，将“十字路口交通灯控制系统”作为课程教学的任务，具体的控制要求是需要红灯和绿灯以及黄灯等受到启动开关控制，在开关接通的时候，信号灯系统开始工作，在东西绿灯亮3秒之后，进行闪动，周期设置为1秒，闪动5次后绿灯熄灭。东西黄灯在亮2秒钟之后，东西黄灯熄灭，东西红灯亮的时候南北红灯熄灭，南北绿灯亮。南北绿灯在亮3秒之后，闪动5秒之后，将灯熄灭，南北黄灯亮2秒之后南北红灯亮。东西红灯熄灭和绿灯亮之后进行第二周期的闪动。要求学生写出I/O分配表和I/O接线图以及程序等作为注释，使得操作顺利完成，如图1所示。

（二）项目分组及制定实施计划

教学项目在确定之后，分组以及制定实施计划的时候，根据学生的具体情况对学生分组处理，一个组主要选定五名学生，将基础好和操作能力比较强的学生和基础比较差的学生综合在一起，不仅能够促使项目活动顺利完成，对于学生之间的沟通和交流的顺利进行也具有重要影响，使得专业较差学生得到有效提高。在对学生分组之后，学生主要是以小组作为单位进行项目活动设计实施，其中包含着任务分配和相关内容的时间等。在项目教学的过程中，进行小组分组是较好的方式。分工后每个学生都具有一定压力，基础比较差的学生也会被分配一些相对简单的任务，促使学生自主学习和独立思考。

（三）学生自主学习

在此阶段，需要小组完成编程和写出I/O分配表和I/O接线图等任务，学生根据分工对相应的内容加以学习和进行准备，在这一阶段中，教师需要对学生的参与情况加以观察，促使学生能够积极进行思考和发言，并且有效讨论，小组中基础相对比较差的学生在任务完成的时候，存在着一定的困难。这就需要教师能够鼓励学生向学习比较好的学生请教，促使学生相互帮助的过程中对项目活动共同完成。这样对基础比较差的学生而言是树立学习信心的重要过程，对学习好的学生基础内容巩固也是比较好的方式。

（四）项目实施

在上一个阶段中，各个小组能够在计划的实践中对项目活动加以完成，并且促使各个小组能够将编写好的程序由小组各个成员各输入一遍，在调试成功之后实施接线处理。随后小组之间进行互相检查之后确定无误实施加电测试处理。在巡视和检查的时候，学生输入的地址分配需要基本统一。输出的地址分配相对比较乱，需要教师及时加以引导，促使学生整理自己的思路，并且在程序调整的过程中，和学生讨论定时器的使用等，促使学生在所学习知识内容应用的基础上，将自身的主观能动性充分发挥出来，进行正确编程处理。之后，学生根据设计要求对设计的正确性加以验证，指导学生能够在实验板上接线，接线之后对每组设计加以检查。在这一过程中，小组内部的成员之间需要对自身设计中存在的问题和不足加以讨论，不成功的情况下对连线加以检查，并且有效修改程序，在这些基础上，促使学生对相关活动独立完成。

（五）评估和總结

在项目实施的时候应用评估和总结等方式，学生也需要根据实际问题进行程序设计，在这一过程中设计方式包含有梯形图经验设计法及顺序功能图等内容，这就需要教师在课程教学的时候，促使学生对课程内容进行讨论，合作的基础上对自身的设计加以修改。最后在评价的时候，肯定学生的成绩，有效介绍PLC编程的设计思路和连接电路时应注意的事项等知识内容，使得学生在自主学习之后，对相关知识内容加以系统认识[6]。应用项目教学方式实施《可编程控制技术》课程教学的时候，教学效果是比较显著的，但实施过程中也存在着一定的问题和困难，需要教师不仅具备比较高的理论知识内容，也需要具有突出的实践能力，学生的层次和水平存在着明显的不同，在对比较难的项目完成的时候，存在着一定困难。这就使得项目教学实施的时候，需要提前实施准备以及铺垫处理。在项目教学实施的过程中，对教学课时也需要加以保证，在必要的时候，需要延长授课的时间，保证项目活动有效完成，防止学生对项目教学的兴趣不足现象发生，无法提升学生实践能力。项目教学的核心是在实践的基础上，使得教学任务得以完成，对实验设备的维护也具有更高的要求[7]。通过此教学过程的实施，体现了OBE教学理念，并能将此教学成果应用到生活实践中。

四、结束语

当前，在研究高校《可编程控制技术》课程教学方式的时候，首先需要根据《可编程控制技术》课程内容以及课程教学特点等方面存在的限制，在当前《可编程控制技术》课程教学实践教学的时候，需要坚持“以案例为主线的教，以任务为驱动的学”的教学目标，进行深入探索。教师需要根据教学的目标以及内容等方面情况，在典型性以及实用性等特点比较突出的“工程教学案例”应用的基础上，促使学生能够在课程内容学习的时候，积极参与到课堂教学内容的分析和讨论过程中，使得学生在具体问题情境中对其中问题加以思考，积极主动对这些问题探究，提升学生综合能力[8]。项目教学法在《可编程控制技术》课程教学中加以应用的时候，主要是在项目确定之后，随后实施项目分组及制定实施计划的制定，促使学生在相关计划内容基础上进行自主学习，使得项目顺利实践，对项目的实践情况有效评估和总结。结合OBE教学理念，在实践性较强的《可编程控制技术》课程教学过程中，“以案例为主线的教，以任务为驱动的学”的教学模式在应用的时候，学生需要成为课堂的主体，案例内容是其中的主线，使得学生在案例内容学习的过程中实践操作，灵活应用相关理论内容，这一教学模式能够使得教学和学习之间的矛盾得到更好的解决[9]。

参考文献：

[1]刘晓东，姚世选，张效敏，等.校企合作共建可编程控制技术实验室的创新实践——以大连交通大学动车运用与维护工程学院为例[J].创新与创业教育，2015（5）：87-89.

[2]马宝秋.“可编程控制技术”课程教学中存在的问题及对策——以石家庄职业技术学院机电一体化技术专业为例[J].石家庄职业技术学院学报，2016，28（4）：56-58.

[3]罗俊，朱洪杰.PLC可编程控制技术课程的教学改革与探索[J].西部素质教育，2016，2（10）：83-83.

[4]卞秀辉.可编程控制技术及应用课程中自主合作学习方式的构建与评价[J].中国现代教育装备，2017（21）：88-89.

[5]杨代强，熊建国.《可编程控制技术》课程的教与学探析[J].新教育时代电子杂志（教师版），2015（35）：274-274，283.

[6]张晓海.《可编程控制技术》混合式教学模式探析[J].新疆农垦科技，2018，41（3）：41-43.

[7]劉庆华.基于CDIO项目教学法的课程教学改革探讨——以“PLC可编程控制技术”课程为例[J].西安航空学院学报，2018，36（3）：93-96.

[8]张墩利，周国栋.开放式高职机电类课程改革初探——以《可编程控制器技术》为例[J].湖北广播电视大学学报，2015，35（1）：42-44.

[9]朱群峰，杨登翔.“可编程控制原理”课程教学改革与探索[J].西昌学院学报（自然科学版），2016，30（2）：107-108，116.