PLC应用技术课程的教学改革与实践

蔺思明

[摘           要]  随着我国经济快速的发展，對职业教育的要求也越来越高，传统的教育模式已经很难承载该课程的教育教学目标，那么，如何根据职业院校教育教学目标，对本课程的教学模式进行改革，是当前职业院校教师急需破解的难题。在职业教育发展的新形势下，如何发挥主观能动性，在实际工作中不断吸收新理论，探索新方法，已经成为职教老师必须具备的能力，重点介绍项目教学法在PLC课程实际教学中的应用。

[关    键   词]  项目教学法;PLC;顺序功能图

[中图分类号]  G712                   [文献标志码]  A                      [文章编号]  2096-0603（2019）21-0282-03

2014年5月，国务院颁布了关于加快发展现代职业教育的决定，要求全面提高职业教育人才培养质量。职业院校作为企业用工的主要提供方和培养方，如何利用比较先进的教学方法培养出更多更好的符合社会企业需求的中、高级技能型人才势在必行。

本人作为职业学院的一名的教师，多年来一直教授电气自动化专业方面的课程，对PLC课程进行了教学研究发现：随着社会的发展和进步，作为一种工业控制器，PLC在工业领域内占有越来越重要的地位。PLC应用技术是我院电气自动化设备安装与维修专业一门应用性很强的重要专业课程，本课程的突出特征是：理论教学与实际训练并重，要求学科化的理论必须与专业化和技能化的训练密切结合，相互支撑并以社会的实际需求为标准，强调技术应用。学生要通过本课程的学习，掌握PLC的基本指令、接线方法、软件编程的方法等基础知识，培养分析、设计、安装、调试、维护与管理的综合能力，为今后从事电工工作打下良好基础，并且为学生考中高级及技师电工技能等级证书和资格证书做好准备。

目前我院学生大部分是初中毕业生，学生主动性较差，较为懒散，普遍理论知识基础薄弱，喜欢动手实践，如遇挫折又表现出自信心、进取心不足等现象。同时PLC课程教学内容抽象，教学的重点和难点不仅在于理解，更在于灵活运用，还要有一定的逻辑思维能力。那么，如何激发学生自主学习的积极性，培养他们良好的学习习惯和勤于动手，善于思考，勇于实践的团队合作精神，使他们毕业后能与企业提供的就业岗位零距离对接呢？这已成为我们教学的首要任务。

在职业教育发展的新形势下，许多职业院校大胆吸收先进的教育理念，积极探索新型教育模式。从最初的根据知识点梳理的传统教学模式到理论加实操的分段式教学到以工作过程为基础的项目式教学，教学方法在不断改进，教学质量也不断提高。尤其是项目式教学，因为基于工作过程，在很大程度模拟了工作情景，经过咨询—计划—决策—实施—检查—评价六步教学，有利于学生学习和工作距离的进一步贴近，在相当程度上提高了学生的学习主动性和解决实际问题的能力。

一、项目教学法的认识

（一）内涵

项目教学法是以现代认知心理学思想、建构主义学习理论和探索性学习架构为基础，以工程项目为载体，自主建构知识体系的新型教学模式。通过在老师的指导下，学生自主进行项目活动，重在培养学生综合的行为愿望和职业能力。在项目实施过程中，以项目为主线展开教学，把相关的知识点隐含到项目的每个环节中去，螺旋上升、层层递进项目。项目教学法通过对问题的深化或功能扩充，来拓展和延伸知识的广度和深度，直至完成整个项目，从而达成既定的教学目标。

（二）特征

1.该工作过程适用于学习各类实践性和操作性较强的知识和技能的教学内容，具有一定的应用价值和研究价值。

2.能将某一个教学课题的专业理论和动手操作结合起来，与企业生产过程或现实的商业经营活动有直接的联系。

3.以小组互助性的形式出现，学生能够参与制定项目计划并动手实施完成工作的任务，积极承担责任，对任务的成效进行评估。

4.工程项目具有一定的难度，根据学生现有的知识结构和认知水平，通过对知识的再加工和重新构建，引导学生运用所学知识与技能解决实际问题。

5.项目结束时，师生共同验收项目工作成果和获得的学习方法，有明确而具体的实际作品展示。

二、项目教学法在PLC课程教学中的具体实施

项目教学法的具体实施要按照以下四个教学阶段进行，采用螺旋上升的递进过程（见下图）。

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螺族上升的递进过程图

下面结合我在PLC应用技术课程中运料小车控制电路内容中的实际教学谈一下具体实践过程。

（一）项目设定

在项目教学法中，教学的整个设计过程和内容都以项目任务为目标。教学任务明确后，如何设计项目任务是关键，这样才能有效提高教学质量，取得良好的教学效果。在PLC应用技术教学设计的项目既要根据学生的特点，与书本知识紧密结合，紧扣教学内容，又要联系实际应用，有一定的难度，给学生一定的想象空间。在老师的启发引导下，学生能运用学过的知识，促使自己以独特的方式认识事物，理解学习材料并探究应得出的结论或获得规律性知识的能力，达到提高学生综合能力的目的。

1.确定项目任务

在企业实际生产工作中，运料小车系统的安装与调试，是每个技术工必须掌握的操作技能之一，因此要依据工作需求确定项目任务。

2.项目功能要求

教师通过图片展示情境引入，设置引导问题并启发引导学生，联想实际生产中遇到的小车运料的工作情境。将具体内容以项目任务单的方式展现出来，给学生创设问题情境的同时调动学生的学习积极性，增强学生的责任感。

任务单：

通顺达物流有限公司仓库由于产品运输需要，需设计一套运料小车自动往返传输线，厂家要求结合库房地形的特点进行运料小车自动往返传输PLC控制装置的设计。厂家联系我院电气系对该传输线进行改造，要求在10个内完成该项工作。

控制要求：

按SQ1小车从原点起动，KM1接触器吸合使小车向前运行直到碰SQ2开关停止，KM2接触器吸合使甲料斗装料20S，然后小车继续向前运行直到碰SQ3开关停，此时KM3接触器吸合使乙料斗装料25S，随后KM4接触器吸合小车返回原点直到碰SQ1开关停止，KM5接触器吸合使小车卸料50S后完成一次循环。其中启动按钮SQ1用来开启运料小车，停止按钮SQ2用来手动停止运料小车。

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3.分组及领取项目任务

首先阅读任务书，分析控制要求，并进行简单的分析，学会用关键词法找出重点信息和任务流程的关键阶段，转换阶段的条件，并做出相应的标注，以达到明确项目的目的。结合控制要求引导学生列出本次项目所需的材料及工具清单，并确定输入输出设备，写出I/O分配表，画出运料小车的时序图。最后根据学生的学习能力、动手能力及爱好兴趣，每队合理搭配4人，由学生命名团队名称选出队长、安全员、记录员等。这期间教师不断鼓励学生大胆创新，由各队成员自主交流讨论任务的重难点，根据所给任务进行简单的工作过程的分析，分析并搜集为完成任务所要设计的有关知识点，共同商讨项目任务的具体方案。

（二）项目计划

教师根据控制要求，将项目任务分为：根据控制要求分析系统的工作过程、画出接线图并按照电气控制原理图连接好线路。根据收集的有关知识，用中间继电器进行顺序功能图的设计，将其所设计的顺序功能图转换为梯形图，并将梯形图输入电脑进行程序的调试，最后进行有效的改进和完善。老师设计引导问题，逐步引导学生思考设计方法，同时要求在黑板完成单周期工作方式顺序功能图，利用顺序功能图转化成梯形图。并以单周期工作方式顺序功能图作为基础，由浅入深讨论如何实现连续循环工作方式顺序功能图的方案并展示出来。展示后小组间进行互相评价，讨论是否能完成控制要求。通过对运料小车课题的细化和深化，提供完成任务的渠道和途径，有助于较好地完成对工程项目的分析和制定合理计划。

（三）项目实施

从老师提出问题到共同参与分析问题，再到实际动手操作解决问题，精心雕琢，最终完成教学任务。学生经过讨论确定团队内的分工和合作形式，并按照项目计划进行实施。方案实施前学生代表在黑板上画出电气线路接线图，按照控制电路接线图进行外部接线，根据实际实习条件和训练难度要求考虑，采用硬线进行板面明线敷设，并要求装配成美观合理、符合维修电工国家职业标准技术要求的控制盤。

在项目计划实施过程中注意明确目标，侧重各个知识点的循序渐进指导，细化管理。学生具体操作过程中及时关注各队的每名学生，一旦发现学生的闪光点应及时用肢体语言和表扬法进行鼓励。实习期间学生活动时间灵活，学习方法自由，依据项目任务，独立寻找相关资料，阅读分析讨论，多角度全方位地思考实施方案，接线完成由教师检查，查看是否按技术要求接线，有没有多余的线头，开关有无接错、倒装等，用万用表的电阻档分段检查，是否有短路、断路现象。确认无误后，进行程序输入自行调试程序，并随时通过软件监控的变化动态。调试程序的过程中，随时提醒学生遵守安全文明操作，严格遵守停送电制度，杜绝违规违纪。教师进行巡回指导，如遇故障，及时引导学生自主讨论，进行故障排除，并做好故障排除记录，对解决不了的问题，教师给予适当提示。最后各组讲解自己的设计思路，并按照自己的设计方案进行最终调试。通过这一系列的项目活动，学生掌握了检查电路、排除故障、通电调试等操作技能。同时小组成员彼此相互配合，积极参与讨论，勇于实践，达成个人绩效，提高学习效果。

（四）质量评估

项目完成后的质量评估是教学过程的重要环节，通过学生的评价反馈可以检测教学效果，权衡得失。质量检测评价依据是项目评估考核表，由学生自我评价、相互评价及教师评价组成，可对学生完成项目的质量、参与程度、合作能力、发明创新等方面进行综合评价，使学生的综合能力在总结评估中得到提高。教师在总结评估时，首先要充分肯定学生所取得的成绩，以增强学生的自信心和成就感，同时也要指出项目实施过程中存在的问题。最后，对学生个人在项目实施过程中的整体表现情况进行综合评价，对表现突出的团队和个人予以奖励和表彰。通过这样的质量评估，使学生不仅看到了自己的劳动成果，增强了学习技能的兴趣，为更加深入地学习奠定了基础。

三、项目教学法实践效果与思考

（一）实践的效果

项目教学法在PLC应用技术教学中实践的效果，首先体现在学生在整个教学过程中表现出积极的学习态度和极大的兴趣，变“让我学”为“我要学”，表现出了强烈的求知欲望。会更加主动地运用多种学习方法的新操作技能，碰到问题他们会自己查资料，特别是对自己所负责的部分非常仔细，为了提高设计效率，程序修改多次，相互促进。为了熟悉掌握编程指令，让教师帮忙增加编程的难度，怕因程序出现问题影响团队的成绩。重难点教师在讲解示范时，学生都非常专心，学习效率得到了显著提高。其次，在项目实施过程中，由于是团队学习，既有独立性也有合作性，不但培养了学生实际动手能力和综合分析能力，还培养了团队协助精神。当学生在圆满完成项目任务后，在通电成功的一瞬间体会到了成功的喜悦和自豪感。同时项目教学法的实施过程中，教师对职业院校的教学理念、课程设置、教学方案、评价体系等也有了新的理解和认识，对自身的教育教学工作能力起到极大的促进和提高。

（二）实践的思考

事实上在项目教学法教学过程中，笔者发现项目任务离真实的企业工程还存在很大差距，需进一步完善。首先，是工程项目的选择，因学校的实习设备、实习条件所限，现阶段能做到的只是有针对性地选择一些模拟项目，与企业厂家没有合作，并未投入生产。如果能够加强校企合作，把企业的一些实际产品直接作为教学的实训项目，成品销售给企业，那么企业和学校可实现互利互赢。同时可以安排学生定期到企业参观学习，特别在学生踏上工作岗位后，能更快地适应企业工作情况和用人单位管理模式，在较短时间里熟悉工作流程投入工作中。其次，由于学生的层次不同，实训设备的升级换代，许多课程急需重新调整教学计划和大纲，并编写适合本学院特色的校本教材。可以尝试吸纳企业技术人才参与到新教材的编写中，把企业的管理理念、新技术、运作规范、综合纳入教材，做到专业知识与企业生产实际相结合。最后，实施项目教学法对职业院校的教师也提出了更高的要求，每个教师都应抽出更多的时间去企业实习，亲身体验企业工作环境，熟知企业生产环境及规范要求，不断提高驾驭项目教学法的能力，为学院的教学改革服务。

本文通过真实的教学实践，对典型课程的教学内容进行了分析，坚持理论与实践相结合的原则，有针对性地设计了教学策略，运用生动形象的教学手段取代枯燥乏味的理论知识灌输，由此提高学生对所学知识的系统性认识和科学性把握。探讨研究运用项目教学法培养学生的动手能力，由此从根本上培养学生的创新能力。

参考文献：

[1]徐正来.基于《PLC技术基础》课程谈职教课堂有效教学设计[J].职业（下旬），2010（11）.

[2]瞿彩萍.PLC应用技术[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2014.

[3]王成忠.关于提高PLC课堂教学的思考[J].新课程（教育学术），2012（12）.

[4]丁巧芳.关于加强PLC课程的教学实践的几点思考[J].科学中国人，2014（24）.