時間：2023-02-11 11:57:52
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇plc項目教學(xué)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞 高職；可編程序控制器；項目化教學(xué)
中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
文章編號：1671-489X（2013）24-0075-02
1 可編程序控制器課程在高職教育中的特點(diǎn)
可編程序控制器（Programmable Logic Controller，plc）是集自動化技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)為一體的新型工業(yè)自動控制裝置，其指令繁多，實(shí)踐性強(qiáng)。PLC課程具有與生產(chǎn)實(shí)際緊密聯(lián)系、運(yùn)用知識的覆蓋面較寬等特點(diǎn)，是電氣學(xué)與計算機(jī)技術(shù)結(jié)合，與生產(chǎn)工藝過程緊密配合的一門專業(yè)課。
2 在PLC課程中采用項目教學(xué)法的現(xiàn)實(shí)意義
一是對于高職的學(xué)生，其理論基礎(chǔ)較薄弱，對過多過深的理論知識的學(xué)習(xí)感覺很吃力。改變傳統(tǒng)的傳授型課程教學(xué)模式，引入新的教學(xué)指導(dǎo)思想和方法，以適應(yīng)高職教育的特點(diǎn)顯得尤為必要。
二是隨著國家對職業(yè)教育的重視和投入力度的不斷加大，職業(yè)院校的實(shí)訓(xùn)條件不斷改善，專業(yè)課教學(xué)課程改革不斷創(chuàng)新，各級企業(yè)對技能型人才的需求，都使得該課程教學(xué)改革必須適應(yīng)現(xiàn)實(shí)的要求。
三是項目教學(xué)法是指師生以團(tuán)隊的形式共同實(shí)施一個完整的項目工作而進(jìn)行的教學(xué)活動。在PLC教學(xué)中采用項目教學(xué)法，將理論和實(shí)踐結(jié)合，使PLC的知識與技能進(jìn)行重新建構(gòu)。其目的是在完成項目過程中有針對性地來培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立工作能力、想象力、創(chuàng)新能力以及與人合作溝通的能力，從而極大地提高教學(xué)效率。
3 PLC課程采用項目化教學(xué)的方案選擇
首先，通過教研與實(shí)踐，根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)訓(xùn)條件，設(shè)計了涵蓋PLC應(yīng)用技術(shù)課程全部知識點(diǎn)與技能的7個教學(xué)項目：電機(jī)控制項目、水塔水位控制項目、送料小車控制項目、交通燈控制項目、機(jī)械手控制項目、溫度控制項目、搶答器控制項目。這些項目涵蓋了PLC在工業(yè)控制中的全部基本知識點(diǎn)與技能要求。
同時每個項目當(dāng)中又設(shè)置一些子項目。如電機(jī)控制項目，其子項目有：1）PLC結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，編程軟件的使用；2）電機(jī)正反轉(zhuǎn)，星/三角啟動控制；3）電機(jī)的多地點(diǎn)控制及順序控制。在以上子項目中，通過PPT文稿演示、多媒體輔助教學(xué)、板書講解等方法穿插介紹PLC，使學(xué)生掌握PLC的定義、硬件結(jié)構(gòu)、發(fā)展動態(tài)、對繼電器控制系統(tǒng)的仿真、工作原理、PLC信息交換的實(shí)現(xiàn)方法等知識點(diǎn)。其中，每個項目的設(shè)置都是經(jīng)過嚴(yán)格的組織與思考論證的，時刻關(guān)注PLC市場的動態(tài)發(fā)展，并及時與其他課程相互銜接，適時做出調(diào)整與增刪。
4 PLC課程項目教學(xué)法的方案實(shí)施
4.1 項目控制要求分析
首先，每一個項目都有其任務(wù)。任務(wù)的表述較為通俗而不過于淺顯。通過教師講解涉及該項目的知識點(diǎn)，由教師引導(dǎo)學(xué)生分析項目涉及的控制要求及思想。通過項目分析，讓學(xué)生明確了需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，讓學(xué)生覺得所學(xué)的知識都是有目標(biāo)性的，從而調(diào)動他們的積極性。
4.2 項目制定
教師與學(xué)生一起討論，引導(dǎo)學(xué)生制定項目工作計劃，確定工作步驟。一般包括：1）I/O分配；2）編制梯形圖程序；3）繪制主電路圖；4）繪制控制回路原理圖；5）連接外部設(shè)備。根據(jù)高職學(xué)生特點(diǎn)，編輯程序時，多采用經(jīng)驗(yàn)法進(jìn)行編程。因此，在制定計劃時，教師先介紹一種或幾種編程思想，拋磚引玉，啟發(fā)學(xué)生的發(fā)散思維，有利于項目任務(wù)的實(shí)現(xiàn)并培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，學(xué)生學(xué)習(xí)PLC的自信心也得到較大提高。
4.3 項目實(shí)施
按照已確立的項目任務(wù)和計劃步驟，教師貫穿整個指導(dǎo)過程。在微觀上采用“分組討論”“問題牽引設(shè)置”“多重循環(huán)”方式學(xué)習(xí)探究相關(guān)知識點(diǎn)。對于學(xué)生在實(shí)踐過程中普遍的難題，教師可逐步進(jìn)行操作示范。雖然學(xué)生之間存在個體差異，仍需鼓勵學(xué)生之間互相啟發(fā)、互相幫助、共同進(jìn)步，直至最后能進(jìn)行獨(dú)立操作。
4.4 項目過程考核
高職教育以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為宗旨，其考核方式也不同于其他形式的教育。項目過程考核也是項目教學(xué)法的一個重要環(huán)節(jié)，是以完成項目的情況來考核評價學(xué)生學(xué)習(xí)的效果。考核內(nèi)容包括：1）項目預(yù)習(xí)，從提問討論中看學(xué)生對項目的理解及對項目內(nèi)容的掌握；2）操作規(guī)范，從設(shè)備使用是否規(guī)范及能否獨(dú)立操作來考核學(xué)生的能力；3）基本技能熟練程度，考核學(xué)生能否在規(guī)定時間完成項目內(nèi)容；4）常見問題分析與處理，考核學(xué)生能否處理解決項目實(shí)施過程中遇到的問題；5）其他，從學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度是否認(rèn)真、對項目實(shí)施是否有創(chuàng)新等方面綜合考核。
4.5 總結(jié)歸納
當(dāng)教師引領(lǐng)學(xué)生完成一個項目后，對于在完成項目任務(wù)中所用到的相關(guān)知識點(diǎn)進(jìn)行歸納，并整理操作要領(lǐng)、能力要素、項目開發(fā)要點(diǎn)等，使實(shí)際操作與理論知識緊密結(jié)合，提升學(xué)生的知識應(yīng)用能力。
5 PLC課程項目教學(xué)法的改革探索
5.1 更新教育觀念
由于高職學(xué)生本身的計算能力、抽象邏輯思維能力較差，傳統(tǒng)課堂理論教學(xué)使學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容不感興趣、學(xué)不懂，教學(xué)效果不理想。職業(yè)教育的課程教學(xué)目標(biāo)是通過掌握基礎(chǔ)知識掌握單項技能掌握綜合技能形成解決實(shí)際問題的技能，所以職業(yè)教育的最終目標(biāo)就是具有實(shí)戰(zhàn)能力——即解決實(shí)際問題的綜合能力。因此，改變教學(xué)模式，努力提高課堂效率則必須要更新教學(xué)觀念。
5.2 項目化教學(xué)改革的原則
高職教育的教學(xué)模式和教學(xué)方法應(yīng)該首先針對高職學(xué)生的特點(diǎn)，使學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容感興趣，在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)戰(zhàn)能力，即解決實(shí)際問題的綜合能力。在項目化教學(xué)改革中要以職業(yè)活動為導(dǎo)向，以素質(zhì)為基礎(chǔ)，突出能力目標(biāo)，以學(xué)生為主體，以實(shí)訓(xùn)為手段，設(shè)計出知識、理論、實(shí)踐一體化的課程項目載體。只有這樣，才能保證學(xué)生走向社會后具有持續(xù)發(fā)展能力。
5.3 結(jié)合競賽的項目化教學(xué)
隨著職業(yè)教育的不斷迅猛更新發(fā)展，各級各類競賽組織活動也在如火如荼進(jìn)行。競賽項目的特點(diǎn)是：1）綜合性強(qiáng)，往往結(jié)合了其他多門學(xué)科知識；2）市場前沿性更強(qiáng)，競賽課題的選擇都結(jié)合職業(yè)教育的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)并遵循PLC技術(shù)當(dāng)前市場快速發(fā)展趨勢與規(guī)律；3）競賽項目的能力目標(biāo)的描述更具體、更實(shí)際并可檢驗(yàn)，能力訓(xùn)練過程要求更細(xì)化。因此，結(jié)合競賽進(jìn)行項目化教學(xué)組織，可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動性明顯提升，可以讓課程教學(xué)水平普遍提高，可以讓學(xué)生走出學(xué)校后適應(yīng)工作崗位的能力更強(qiáng)。學(xué)生核心競爭力也明顯增強(qiáng)，并可培養(yǎng)其創(chuàng)新合作能力與職業(yè)素養(yǎng)。
摘 要：PLC課程屬于中職院校電類專業(yè)極為關(guān)注的專業(yè)課程，其中實(shí)際運(yùn)用是教學(xué)之重。項目教學(xué)能夠在很大程度上培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力與提高學(xué)生綜合素質(zhì)。本文首先介紹項目教學(xué)法的定義，然后針對一個實(shí)例對項目教學(xué)法運(yùn)用于PLC課程教學(xué)中進(jìn)行探討。
關(guān)鍵詞 ：PLC教學(xué) 教學(xué)創(chuàng)新 問題 對策
近年以來，為了滿足社會發(fā)展的需求，中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校中的電氣類專業(yè)新設(shè)立了一門關(guān)于可編程控制器的專業(yè)課。在職業(yè)教育中的“以學(xué)生為本，以市場為導(dǎo)向”的理論基礎(chǔ)上，運(yùn)用各種相異的施教方式實(shí)行教學(xué)，然后進(jìn)行比較，最終研究出了一種能夠明顯提高教學(xué)質(zhì)量的模式，稱為項目教學(xué)法。項目教學(xué)法將課本理念與實(shí)踐相結(jié)合，教師在項目教學(xué)中對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，教學(xué)的質(zhì)量也能隨之得到相應(yīng)提升。
一、項目教學(xué)法定義的界定
經(jīng)過實(shí)施一個完整的項目而實(shí)行的教學(xué)活動稱為項目教學(xué)法。在運(yùn)用項目實(shí)行教學(xué)的過程中，教師把需處理的問題或者需執(zhí)行的任務(wù)運(yùn)用項目的方式給予學(xué)生。學(xué)生各自成立小組，在教師引導(dǎo)下，依照實(shí)際項目設(shè)立的健全的步驟，一起設(shè)計規(guī)劃，然后將完整項目分成小塊步驟，各自完成負(fù)責(zé)的步驟。運(yùn)用項目教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生都能夠親身參與學(xué)習(xí)進(jìn)程中的創(chuàng)造與實(shí)踐，領(lǐng)會與掌握課本重要的技能與知識，感受創(chuàng)新的辛苦與興趣，提高解析問題與處理問題的才能，也能夠提高對于團(tuán)隊合作重要性的意識。因而，“以用促學(xué)”就是項目教學(xué)法模式中的最大優(yōu)勢。
二、項目教學(xué)法在PLC教學(xué)中的具體應(yīng)用
實(shí)行項目教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)氛圍六個程序，分別是項目任務(wù)的解析、數(shù)據(jù)的搜集與傳送、項目計劃的設(shè)定、項目計劃的實(shí)行、項目進(jìn)程的核查、項目成果的評估。為了更加清晰地反映項目教學(xué)法在PLC教學(xué)的應(yīng)用，下面以“液體攪拌器系統(tǒng)的設(shè)計”的項目教學(xué)為實(shí)例實(shí)行探究。
1.項目的制定與分析
（1）項目的制定由教師負(fù)責(zé)。本文引用的項目是日常生活中經(jīng)常接觸到的液體攪拌器，首先運(yùn)用仿真課件、視頻與圖片，激起學(xué)生的興致。教師再提出相應(yīng)的問題：攪拌器要如何掌控。學(xué)生自己探索掌控的方法，教師對不足之處進(jìn)行相關(guān)的指導(dǎo)，同時可以依據(jù)學(xué)生自身的潛力，規(guī)劃項目完成的難易度。
（2）項目的分析是學(xué)生依據(jù)掌控的理論知識和搜集到的相關(guān)資料，進(jìn)行小組討論，分析項目設(shè)計的關(guān)鍵點(diǎn)與難點(diǎn)。教師在項目分析的過程中對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，實(shí)時掌控學(xué)生對項目認(rèn)知的階段。在這個進(jìn)程中，教師需要留意每個學(xué)生的動態(tài)，激勵學(xué)生主動思索與發(fā)言，積極融入小組討論。
2.項目的計劃與實(shí)施
小組分工合作，備齊并檢驗(yàn)電器元件的質(zhì)量，按工藝要求進(jìn)行系統(tǒng)的安裝與接線，用編程軟件編入PLC梯形圖，檢查接線和程序的正確性，完成PLC程序調(diào)試和PLC控制系統(tǒng)調(diào)試。學(xué)生按分工各自完成相應(yīng)內(nèi)容，教師隨時做好指導(dǎo)的準(zhǔn)備。若學(xué)生在完成項目的過程中碰到自己無法處理的相關(guān)疑問，教師要適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生，指導(dǎo)學(xué)生依靠自身的能力去處理這些疑問。在這個進(jìn)程里，教師要隨時留意每位學(xué)生對于項目線路的接法和實(shí)踐的操作是否規(guī)范。
3.項目的檢驗(yàn)與評價
（1）項目的進(jìn)程核查。每個小組把設(shè)計好的步驟讓所有成員都參與輸入，然后進(jìn)行調(diào)試，最后核查步驟進(jìn)完成后，實(shí)行帶電試車。學(xué)生進(jìn)行小組之間的任務(wù)檢查，確認(rèn)小組任務(wù)完成結(jié)果的正確性。若系統(tǒng)無法正常運(yùn)行，教師再安排每組的所有成員討論發(fā)表各自的意見，確定改正步驟，核查線路。教師需要時常激勵學(xué)生進(jìn)行更多的實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生自主解決問題的能力。
（2）項目成果的評估。學(xué)生按要求完成項目后，對成果進(jìn)行展示與自我評估，最后教師對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評估。教師應(yīng)該注重項目在進(jìn)行實(shí)踐和調(diào)試進(jìn)程的評估，對項目實(shí)踐進(jìn)程中出現(xiàn)的疑問，可召集所有學(xué)生進(jìn)行討論，鼓勵學(xué)生自己提出處理的方法。最后評估時，教師應(yīng)該總結(jié)項目教學(xué)中出現(xiàn)的相關(guān)知識，肯定學(xué)生的積極參與，讓學(xué)生有信心實(shí)施后續(xù)項目。
三、小結(jié)
總而言之，在實(shí)行項目教學(xué)的進(jìn)程中，教師應(yīng)該運(yùn)用一體化的方法實(shí)行教學(xué)，使得學(xué)生獨(dú)立操作與教師理論指導(dǎo)在項目實(shí)行中相互配合，使得理論知識和實(shí)踐操作相結(jié)合，實(shí)時總結(jié)評估與反饋指導(dǎo)。這樣，學(xué)生能夠及時感受到項目任務(wù)完成的實(shí)際效果，學(xué)習(xí)熱情持續(xù)高漲，更好地發(fā)揮主體作用。這樣教師的主導(dǎo)教學(xué)發(fā)揮了作用，教學(xué)質(zhì)量也會有所提高。
參考文獻(xiàn)：
[1]王石莉.項目教學(xué)法在電氣控制與PLC教學(xué)中的運(yùn)用[J].科技信息,2010(32).
[2]劉必旺.項目教學(xué)法在PLC課程中的應(yīng)用實(shí)踐[J].江蘇技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報,2011(12).
一、項目教學(xué)法的特征
項目教學(xué)法起源于美國，盛行于德國，尤其適合于職業(yè)技術(shù)教育。項目教學(xué)法將傳統(tǒng)的學(xué)科體系中的知識內(nèi)容轉(zhuǎn)化為若干個教學(xué)項目，圍繞著項目組織和展開教學(xué)，使學(xué)生直接參與項目全過程的一種教學(xué)方法，是通過實(shí)施一個完整的項目而進(jìn)行的教學(xué)活動。項目教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容以工作任務(wù)為依托，教學(xué)活動以學(xué)生為主體，學(xué)習(xí)成果以多樣化為特征。在項目教學(xué)中，學(xué)生會給出不同的解決任務(wù)的方案與策略，具有實(shí)踐性、自主性、綜合性、開放性等特點(diǎn)。
二、《PLC》課程采用項目教學(xué)法的意義
《PLC》技術(shù)是機(jī)電類專業(yè)的一門實(shí)踐性、綜合性很強(qiáng)的專業(yè)課程，是工業(yè)自動控制的基礎(chǔ)，是中職學(xué)生必須掌握的一項重要知識技能。目前，無論是從國外引進(jìn)的自動化生產(chǎn)線，還是自行設(shè)計的自動控制系統(tǒng)，普遍把可編程序控制器（PLC）作為控制系統(tǒng)的核心器件。但PLC課程指令繁多，單獨(dú)講指令應(yīng)用和編程方法學(xué)生感覺抽象、枯燥、難以理解，而且還涉及大量的基本控制環(huán)節(jié)和基本電路，將他們?nèi)诤系焦ぷ黜椖坷锿ㄟ^項目教學(xué)，在饒有趣味的實(shí)踐操作中學(xué)生就自然而然地掌握這些指令的應(yīng)用了。學(xué)生在項目實(shí)踐過程中，理解和把握課程要求的知識和技能，體驗(yàn)創(chuàng)新的艱辛與樂趣，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力以及團(tuán)隊合作精神。
三、《PLC》課程采用項目教學(xué)法的實(shí)踐
1.項目的確定
項目的確定是“項目教學(xué)法”成功的關(guān)鍵。項目的選擇要以教學(xué)內(nèi)容為依據(jù)，既要與書本的知識緊密結(jié)合，又能夠充分體現(xiàn)當(dāng)前的工程實(shí)際情況，還要有一定的創(chuàng)新空間，讓學(xué)生既能運(yùn)用學(xué)過的知識，又可以創(chuàng)造發(fā)揮，最后，還必須現(xiàn)實(shí)可行，有條件完成項目。因此，在選擇和設(shè)計項目時要充分考慮項目能否很好地應(yīng)用學(xué)生已有的知識，能否引導(dǎo)并幫助學(xué)生完成新知識的自主學(xué)習(xí)，能否讓學(xué)生感興趣并激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣，能否讓學(xué)生將所學(xué)的知識與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系起來。
2.項目的實(shí)踐
項目確定后，教師應(yīng)先期實(shí)施完成該項目，一方面對項目有個全面的了解，便于更好地指導(dǎo)學(xué)生；另一方面當(dāng)項目提出的時候就能拿出明確而具體的成果展示，使學(xué)生有明確的目標(biāo)和感性認(rèn)知過程，知道實(shí)施該項目要解決哪些問題，關(guān)鍵在哪里。比如以“十字路通信號燈控制系統(tǒng)”為例說明PLC課程項目教學(xué)的具體實(shí)施步驟：我針對學(xué)生情況給學(xué)生分組。一個組以三名學(xué)生為宜，將基礎(chǔ)好、動手能力強(qiáng)的學(xué)生與基礎(chǔ)相對較差的學(xué)生組合在一起。這樣，既能保證項目活動按時完成，又有利于學(xué)生間互相交流，有助于較差學(xué)生提高。分組后，學(xué)生以小組為單位制定實(shí)施項目活動的計劃，包括任務(wù)分配以及各項內(nèi)容需要的時間等。在項目教學(xué)過程中，進(jìn)行小組人員分工是一個比較好的做法。分工后每個學(xué)生都有壓力，基礎(chǔ)較差的學(xué)生即使被分配了一些不太難的任務(wù)，他們也要自主學(xué)習(xí)、動腦思考。
項目實(shí)施在此階段，各小組都能在計劃時間內(nèi)完成項目活動。接下來，要求各小組進(jìn)行程序設(shè)計。這是整個項目的難點(diǎn)，同時也是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析問題、解決問題、進(jìn)行創(chuàng)造性思維的過程。教師僅僅擔(dān)當(dāng)配角，起引導(dǎo)作用。各小組將編寫好的程序輸入電腦，調(diào)試程序。在巡視、檢查過程中，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生輸入地址分配基本統(tǒng)一，輸出地址分配較亂，于是及時加以引導(dǎo)，幫助學(xué)生理清思路，并在調(diào)整程序過程中與學(xué)生討論定時器的使用、步進(jìn)指令的應(yīng)用等等。之后，又要求學(xué)生按照設(shè)計要求驗(yàn)證設(shè)計是否正確，并指導(dǎo)他們在實(shí)驗(yàn)板上接線。接線完畢每組進(jìn)行檢查。在這個過程中，我發(fā)現(xiàn)有的學(xué)生對工作臺不熟悉，不知道如何連接輸入輸出，因而程序運(yùn)行時，不能按控制要求實(shí)現(xiàn)工作。這時我沒有直接給出答案，而是讓學(xué)生自己去思索，不斷調(diào)試運(yùn)行，主動分析發(fā)現(xiàn)錯誤，經(jīng)分析修正后，運(yùn)行成功。在反復(fù)的運(yùn)行調(diào)試實(shí)踐中，學(xué)生始終處于主體地位。
3.項目的評估總結(jié)
項目的評估總結(jié)是“項目教學(xué)法”的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生的操作會存在各種各樣的問題，教師在評估中要指出問題的所在及解決的方法，要總結(jié)比較各組的特點(diǎn)，引導(dǎo)他們學(xué)習(xí)別人的長處來改進(jìn)和提高自己的能力。學(xué)生要進(jìn)行自我評估，由每組學(xué)生分別介紹項目實(shí)施的具體任務(wù)、目標(biāo)、方法、手段以及體會、收獲，可以使師生了解其操作的方方面面，看到其獨(dú)到之處。項目的評估總結(jié)過程是學(xué)生一個學(xué)習(xí)的過程，提高的過程。
總之，項目教學(xué)法實(shí)際上是一種由教師來引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的教學(xué)方法。它能夠充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，有利于提高學(xué)生獨(dú)立、自主學(xué)習(xí)能力，以及制定計劃、實(shí)施計劃、評估計劃的能力，大部分學(xué)生在綜合能力和職業(yè)素質(zhì)等方面得到了提高，也培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊合作精神，同時也促進(jìn)教師理論和實(shí)踐的密切結(jié)合，不斷提高教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
可編程邏輯控制器（PLC）是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)[1]。其以微處理器技術(shù)為基礎(chǔ)，通過軟件來改變控制過程，而且具有體積小、重量輕、編程簡單、可靠性強(qiáng)、通用性強(qiáng)、控制程序可變、使用維護(hù)方便、適應(yīng)面廣、減少控制系統(tǒng)的設(shè)計及施工的工作量、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域，成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一[2]。為了適應(yīng)PLC日益廣泛應(yīng)用的趨勢，PLC已成為工科類專業(yè)一門重要的綜合性很強(qiáng)的專業(yè)課程[3]。
但在教學(xué)上大多仍采用傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，缺少對學(xué)生能力的培養(yǎng)和技能的訓(xùn)練，無法提升學(xué)生就業(yè)能力的現(xiàn)狀[4]。針對在PLC課程教學(xué)中存在的問題，作者認(rèn)為應(yīng)在PLC課程教學(xué)中采用項目化教學(xué)法。
1 PLC 教學(xué)中存在的問題及課程改革思路
目前，以PLC為核心的控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制中。但長期以來，PLC的發(fā)展受中央處理單元（CPU）的執(zhí)行速度、存儲器的存儲容量、輸入/輸出（I/O）點(diǎn)的擴(kuò)展、高級語言的應(yīng)用等因素的制約。IT技術(shù)的發(fā)展，使得影響PLC發(fā)展的相關(guān)問題得到輕松解決。同時，PLC 的硬件性能得到了極大提升。然而，不斷發(fā)展的PLC 技術(shù)及新技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用，必然會對PLC人才培養(yǎng)規(guī)格方面提出新的要求。再者，指令多、實(shí)踐性強(qiáng)是PLC課程的兩大主要特點(diǎn)，使得當(dāng)前PLC 教學(xué)中存在的問題凸顯[5]：一是指令多。程序是由指令構(gòu)成的，是實(shí)現(xiàn)PLC自動控制的必要條件。單純的機(jī)械記憶容易混淆指令，從而使得程序不能正常運(yùn)行；二是實(shí)踐性強(qiáng)。實(shí)踐課程以驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主，學(xué)生綜合項目的實(shí)踐能力難以培養(yǎng)；三是實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)不足。很多高校的實(shí)驗(yàn)設(shè)備限制了綜合性實(shí)驗(yàn)項目的開展，導(dǎo)致理論與實(shí)踐的脫節(jié)現(xiàn)象。
針對以上教學(xué)過程中存在的問題，按照人才培養(yǎng)方案中所提出的實(shí)踐創(chuàng)新型人才培養(yǎng)計劃，引入“項目教學(xué)法”改革方案。項目教學(xué)法可以概括為：學(xué)生全部或部分獨(dú)立組織、安排學(xué)習(xí)行為。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下親自處理一個項目的全過程。項目所涉及的信息收集，方案設(shè)計，項目實(shí)施及最終評價，都由學(xué)生自己負(fù)責(zé)，學(xué)生通過該項目的進(jìn)行，了解并把握整個過程及每一個環(huán)節(jié)中的基本要求。在這一過程中，學(xué)生不僅學(xué)習(xí)掌握了教學(xué)計劃內(nèi)的教學(xué)內(nèi)容，而且解決了在處理項目中遇到的困難，學(xué)習(xí)能力得到了提高，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，自然能調(diào)動學(xué)習(xí)的積極性。因此“項目教學(xué)法”是一種典型的以學(xué)生為中心的教學(xué)方法。其目的是在具體化的實(shí)踐教學(xué)中，把生產(chǎn)實(shí)踐與理論學(xué)習(xí)有機(jī)地結(jié)合起來，使學(xué)生在掌握理論知識的同時，提高自身的實(shí)踐動手能力。
2 以項目為載體的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計
在PLC 課程中采用項目教學(xué)法，應(yīng)具備專業(yè)技術(shù)水平較高的教師團(tuán)隊和豐富的教學(xué)實(shí)踐設(shè)施兩大條件。為了能夠把工業(yè)場景盡可能多的引入實(shí)際教學(xué)，教師應(yīng)具備多學(xué)科知識和較強(qiáng)的操作能力。這樣才可在硬件條件較強(qiáng)的前提下，結(jié)合生產(chǎn)控制元素，更好地進(jìn)行項目教學(xué)法，讓專業(yè)課程教學(xué)更貼近生產(chǎn)實(shí)際。
由多年P(guān)LC課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)可知，學(xué)生在課堂上所獲得的知識是膚淺的，應(yīng)該在實(shí)踐中通過意義構(gòu)建的方式，真正意義上獲得知識。故要學(xué)會基于PLC的系統(tǒng)開發(fā)，必須讓學(xué)生參與到真實(shí)的項目中，在項目的驅(qū)動下，積極有針對性地學(xué)習(xí)。在實(shí)踐教學(xué)過程中，除了所設(shè)置的項目內(nèi)容要與課程教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合外，還要有一定的創(chuàng)新空間，既能讓學(xué)生充分運(yùn)用學(xué)過的知識，又可以拓展知識。以基于時間繼電器的三相電機(jī)控制電路為例，如圖1所示。
由課堂教學(xué)內(nèi)容，可以分析圖1控制系統(tǒng)的工作過程[2]：從主回路看，當(dāng)接觸器KM1、KM2主觸頭閉合，KM3主觸頭斷開時，電動機(jī)三相定子繞組作Y連接；而當(dāng)接觸器KM1和KM3主觸頭閉合，KM2主觸頭斷開時，電動機(jī)三相定子繞組作連接。因此，所設(shè)計的控制線路若能先使KM1和KM2得電閉合，后經(jīng)一定時間的延時，使KM2失電斷開，而后使KM3得電閉合，則電動機(jī)就能實(shí)現(xiàn)降壓起動后自動轉(zhuǎn)換到正常工作運(yùn)轉(zhuǎn)。
但在項目實(shí)施過程中，首先要通過分組的形式保證每個學(xué)生都能得到訓(xùn)練。然后根據(jù)線路圖正確接線，編制相應(yīng)的程序，進(jìn)而記錄觀察的結(jié)果以便后續(xù)分析。重要的是分析現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果與理論分析結(jié)果是否一致。從而，加深對課堂內(nèi)容的理解。除此以外，還能在現(xiàn)有知識的基礎(chǔ)上，通過現(xiàn)場試驗(yàn)，進(jìn)一步拓展知識。比如針對圖1，可以設(shè)置如下問題，讓學(xué)生通過思考與現(xiàn)場試驗(yàn)，得到其結(jié)論。
①如果要用一只斷電延時式時間繼電器來設(shè)計異步電動機(jī)的Y-降壓起動控制線路，試問三個接觸器的動作次序應(yīng)作如何改動，控制回路又應(yīng)如何設(shè)計？
②控制回路中的一對互鎖觸頭有何作用？若取消這對觸頭對Y-降壓換接起動有何影響，可能會出現(xiàn)什么后果？
③三相異步電動機(jī)控制電路要Y-降壓起動并且是要能耗制動，其原理圖應(yīng)該怎樣調(diào)整？并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證原理圖調(diào)整的正確與否。
通過上述項目及拓展知識的設(shè)置，加深理解了PLC 課程中繼電器控制與 PLC 控制的差異，為電機(jī)的啟動控制方式提供了編程思路，同時任務(wù)環(huán)環(huán)相扣，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，也為學(xué)生的發(fā)揮提供了空間。
論文關(guān)鍵詞：電氣控制及PLC；項目教學(xué)；教學(xué)效果
電氣控制及PLC應(yīng)用課程是電氣控制及自動化專業(yè)的主干課程，其內(nèi)容與工程應(yīng)用緊密結(jié)合，在工業(yè)自動化控制、智能儀器儀表、精密加工、數(shù)控機(jī)床以及機(jī)電一體化技術(shù)等領(lǐng)域中得到日益廣泛的應(yīng)用。本課程是浙江工業(yè)大學(xué)（我校）電氣工程及自動化教育專業(yè)和機(jī)械工程及自動化教育的專業(yè)必修課。通過本課程的學(xué)習(xí)，除了讓學(xué)生學(xué)習(xí)電氣控制和可編程控制器應(yīng)用技術(shù)基本知識外，還以提高學(xué)生的素質(zhì)和全面能力為宗旨。具體教學(xué)要求是熟悉常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、工作原理、特性及應(yīng)用，掌握繼電接觸器控制系統(tǒng)基本分析和設(shè)計能力，掌握典型電氣控制電路的分析和設(shè)計方法，掌握可編程控制器的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，熟練掌握基本邏輯指令的應(yīng)用，掌握步進(jìn)順控指令編程方法及應(yīng)用，了解PLC網(wǎng)絡(luò)及通訊基本知識，繼電接觸器控制系統(tǒng)基本分析能力，特別是掌握典型電氣控制電路的分析能力，重點(diǎn)是S7-224/S7-300可編程序控制器的編程技術(shù)、通信模式及調(diào)試技巧。
項目教學(xué)是以項目實(shí)施為主線有效組織理論和實(shí)踐知識，師生共同實(shí)施并完成一個“項目”為主要學(xué)習(xí)方式的教學(xué)活動，是建立在建構(gòu)主義和情景學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上體現(xiàn)行動導(dǎo)向教育理念的教學(xué)方法，將傳授知識為主的傳統(tǒng)教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橐酝瓿身椖俊⒙殬I(yè)體驗(yàn)和解決問題為主的多維互動式的教學(xué)模式，在職業(yè)教育的專業(yè)課程教學(xué)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。通過項目實(shí)施過程，讓學(xué)生學(xué)習(xí)必要的理論知識及掌握必備的專業(yè)技能，突出知識的學(xué)習(xí)服務(wù)于職業(yè)能力的建構(gòu)。
一、電氣控制及PLC應(yīng)用項目教學(xué)模塊
實(shí)施項目教學(xué)，項目的選取要具有典型性、代表性和全面性，以往的教學(xué)選取的項目經(jīng)常基于小項目來教學(xué)，僅能說明一個知識點(diǎn)或某個問題，綜合知識無法體現(xiàn)，這樣各知識點(diǎn)之間彼此孤立，章節(jié)的聯(lián)系比較匱乏，彼此的知識點(diǎn)無法連貫，邏輯關(guān)系無法得到梳理，不能對學(xué)生的綜合能力進(jìn)行鍛煉。然而學(xué)生畢業(yè)后往往面對的是比較綜合的工程項目，而他們的知識結(jié)構(gòu)是孤立的，面對綜合設(shè)計一個項目不知道從何處下手，尤其是既需要分析、設(shè)計又要安裝調(diào)試的復(fù)雜的項目無從下手了。學(xué)生不能立即投入到生產(chǎn)實(shí)踐中，無奈還要從頭學(xué)起。
基于以上的問題，在展開項目教學(xué)法實(shí)施過程中，選取一個比較綜合典型的真實(shí)項目——節(jié)能環(huán)保中水回用水處理廠智能控制系統(tǒng)來進(jìn)行教學(xué)設(shè)計。參照教學(xué)大綱和緊扣教材內(nèi)容，根據(jù)項目組成設(shè)計以下主要教學(xué)模塊：（1）項目教學(xué)實(shí)施前準(zhǔn)備工作及模擬招投標(biāo)介紹；（2）中水回用水廠供配電介紹及用電安全；（3）中水回用水廠的用到的低壓電器設(shè)備教學(xué)及知識點(diǎn)學(xué)習(xí)；（4）提升泵房、反沖濾池、加礬加氯、送水泵房儀器儀表的電氣控制原理圖、元器件布置圖及施工圖紙設(shè)計；（5）提升泵、鼓風(fēng)機(jī)、反沖泵、送水泵的不同啟動形式設(shè)計；（6）S7-200（含7個從站）和S7-300（含2個主站）PLC設(shè)計及編程；（7）主站PLC與各從站的Proface-Bus及中控制室的通信實(shí)現(xiàn)；（8）主站PLC觸摸屏編程及中控室的主機(jī)系統(tǒng)組態(tài)；（9）整個中水回用系統(tǒng)與Intenet通信；（10）項目的竣工及驗(yàn)收—課程總結(jié)。隨著自動化生產(chǎn)的發(fā)展，該課程涉及到許多新知識、新技術(shù)領(lǐng)域。我們以加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)為突破口，以創(chuàng)新為契機(jī)，構(gòu)建以項目為載體的理論實(shí)踐一體化教學(xué)模式，符合技術(shù)師范本科專業(yè)的培養(yǎng)特點(diǎn)和定位，既要具備工程性，又要具備師范性，通過課程和專業(yè)訓(xùn)練使學(xué)生成為具有“講師”、“工程師”等知識和能力結(jié)構(gòu)的“雙師型”人才。
二、項目教學(xué)設(shè)計
1.項目教學(xué)設(shè)計
（1）選擇合適的配套教材。我們將電氣工程及自動化教育和機(jī)械工程及自動化教育的專業(yè)崗位對電氣方面的知識和技能需求為目標(biāo)，以就業(yè)單位人才需要為基準(zhǔn)，結(jié)合技術(shù)師范培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)選擇教材。以現(xiàn)行主流PLC為參考，以必需、實(shí)用知識為主，加強(qiáng)學(xué)生電氣控制技能的培養(yǎng)，教材的內(nèi)容包括常用低壓控制電器、電氣控制線路的基本原則和基本環(huán)節(jié)、可編程控制器基礎(chǔ)、S7-200PLC的系統(tǒng)配置及質(zhì)量系統(tǒng)、SETP7-Micro/WIN32編程軟件、S7-300和S7-400PLC系統(tǒng)配置與編程及通信及網(wǎng)絡(luò)等；被選取的項目與教材結(jié)合緊密，涵蓋的知識比較吻合，也是現(xiàn)在自動化行業(yè)及大學(xué)競賽的主流技術(shù)。
（2）項目實(shí)施前，先完成模擬投標(biāo)及中標(biāo)過程，讓學(xué)生明白項目實(shí)施過程中必經(jīng)的流程和步驟，體會真實(shí)項目的投標(biāo)中標(biāo)和方案實(shí)施的過程。標(biāo)書設(shè)計就是按項目模塊來分類，每進(jìn)行一個模塊就是完成標(biāo)書方案中的一部分。 （3）項目教學(xué)模塊借助組態(tài)軟件給出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組態(tài)圖，標(biāo)出了每個模塊應(yīng)完成的項目任務(wù)，根據(jù)模塊工作量和知識的多少合理安排課時。每個模塊預(yù)先提出問題，讓學(xué)生先思考，鼓勵學(xué)生發(fā)揮與創(chuàng)新，根據(jù)學(xué)生人數(shù)，恰當(dāng)分組，每組模擬為一個施工團(tuán)隊，選出隊長，由其對整個組的人員進(jìn)行協(xié)調(diào)分工，課前每組先設(shè)計一套實(shí)施項目模塊的方案，課間展開討論，老師甄別或指出最佳方案及實(shí)施方法，課后留給學(xué)生擴(kuò)展的空間。
（4）對要完成的項目教學(xué)任務(wù)要提出具體要求。如基本的工廠供配電；常用的低壓電器；基本的電氣控制及啟動方式；電氣原理圖、元器件圖、施工圖繪制；PLC編程、通信、組態(tài)等。課后要求學(xué)生提交項目教學(xué)實(shí)訓(xùn)報告，電子圖紙，學(xué)生團(tuán)隊自己評價，教師講評驗(yàn)收。
（5）師生共要明確項目教學(xué)過程中要重點(diǎn)鍛煉和加強(qiáng)的知識點(diǎn)。力求既全面又重點(diǎn)突出，能最大限度的鍛煉技能；對于項目實(shí)施過程中可能遇到的難點(diǎn)，要及時為學(xué)生重點(diǎn)講解及輔助突破。
（6）每個項目模塊怎么實(shí)施，什么時間實(shí)施計劃要詳盡、人員分工要明確。幫助學(xué)生完成各個項目模塊的實(shí)施內(nèi)容及計劃表，開學(xué)二周制定好計劃，同時要及時拓展學(xué)生視野，項目團(tuán)隊制定良好激勵機(jī)制和完善的管理制度，立爭協(xié)調(diào)高效的完成項目任務(wù)。
三、項目教學(xué)具體實(shí)施
（1）在理論教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用電機(jī)拖動及自動控制原理的基礎(chǔ)知識，分析PLC專業(yè)課程編程內(nèi)容，強(qiáng)化閉環(huán)控制模型知識的掌握，使學(xué)生能在項目實(shí)施過程中體會PLC的智能控制思路。
（2）強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，以實(shí)際的節(jié)能環(huán)保中水回用水廠電氣設(shè)備的基本功能、結(jié)構(gòu)組成及電路工作原理的分析為重點(diǎn)，讓學(xué)生學(xué)會分析復(fù)雜的實(shí)際電氣設(shè)備的工作原理，具備識讀電路圖、繪制電路圖、設(shè)計電路圖的能力。在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生安裝、調(diào)試、維修及維護(hù)自動化常用電氣設(shè)備的能力。對重點(diǎn)應(yīng)用知識在實(shí)訓(xùn)室訓(xùn)練，學(xué)生自評，教師嚴(yán)格考評，直到達(dá)到教學(xué)目標(biāo)為止。
（3）教師將自動化現(xiàn)場實(shí)際搜集的智能電氣設(shè)備及相關(guān)資料補(bǔ)充到課堂中，并從網(wǎng)絡(luò)搜索相關(guān)智能電氣控制系統(tǒng)新技術(shù)，利用組態(tài)軟件做成展示項目，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)展示工程項目的技術(shù)細(xì)節(jié)，如煤礦絞車提升系統(tǒng)、遠(yuǎn)程恒壓供水系統(tǒng)、電廠脫硫智能控制系統(tǒng)等，使學(xué)生直觀、方便地學(xué)到先進(jìn)的專業(yè)技術(shù)知識。
（4）將計算機(jī)輔助軟件的使用引入教學(xué)中，如Pro/e繪制電氣原理圖，SETP7-Micro/WIN32編程軟件、組態(tài)6.53的使用、GP-2500觸摸屏的軟件編程等，使學(xué)生既學(xué)到知識的理論知識也拓展了知識面，使他們明白現(xiàn)代化的電氣控制系統(tǒng)是很多先進(jìn)技術(shù)協(xié)調(diào)服務(wù)和集成的綜合效果。
四、教學(xué)考評方法
（1）設(shè)置學(xué)生自我評價機(jī)制，其包括學(xué)生自我評分，也包括組長對每個成員的打分。
（2）設(shè)計項目教學(xué)驗(yàn)收表格，細(xì)化子項目注意事項的考評。
（3）每人必須對項目調(diào)試通過，并撰寫實(shí)驗(yàn)報告。
（4）考評計入平時成績，同時加大該項考核在總成績的比重。
一、PLC應(yīng)用技術(shù)教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)重難點(diǎn)
可編程控制器應(yīng)用技術(shù)的教學(xué)目標(biāo)，理論方面要求“掌握可編程控制器的基本原理、可編程控制器在工業(yè)電氣設(shè)備控制系統(tǒng)中應(yīng)用的知識”；操作技能方面“中級層次要求會選用、安裝可編程控制器，會編制程序，高級層次要求會選用可編程控制器，改造繼電器控制系統(tǒng)，技師層次要求會設(shè)計并模擬調(diào)試PLC控制系統(tǒng)”，另外，將來的工作崗位需要團(tuán)結(jié)協(xié)作，新同學(xué)普遍缺少團(tuán)隊精神，而這正是企業(yè)需要人才應(yīng)該具備的素養(yǎng)，因此，“培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作精神的高素質(zhì)勞動者和專門技術(shù)人才”是情感目標(biāo)。
PLC應(yīng)用技術(shù)的教學(xué)重點(diǎn)是“PLC硬件接線，PLC基本指令、步進(jìn)順控指令及應(yīng)用，控制系統(tǒng)安裝、調(diào)試與維修”，教學(xué)難點(diǎn)是“PLC高級指令及應(yīng)用、特殊功能模塊、模擬量和位置控制”，確定依據(jù)是技能考核要求、知識點(diǎn)難度和工作崗位需要。
二、為職業(yè)技能教育提供一種適合的教學(xué)方法
職業(yè)教育的任務(wù)是培養(yǎng)與社會主義現(xiàn)代化建設(shè)要求相適應(yīng)，在生產(chǎn)、服務(wù)、技術(shù)和管理第一線工作的高素質(zhì)勞動者和專門技術(shù)人才。為有效地開展技能教育，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)探索一種好的教法和學(xué)法，筆者采用了“項目教學(xué)法”。
什么是項目教學(xué)法？項目教學(xué)法是一種教學(xué)模式，是將PLC教材中的知識內(nèi)容轉(zhuǎn)化為若干個教學(xué)項目，圍繞著項目組織和展開教學(xué)，使學(xué)生直接參與項目全過程的一種教學(xué)方法。在項目教學(xué)中，學(xué)習(xí)過程成為一個人人參與的創(chuàng)造性實(shí)踐活動，注重的不是最終結(jié)果，而是完成項目的過程。
項目教學(xué)法的優(yōu)越性為每一個項目都是一個實(shí)際應(yīng)用的研究課題，應(yīng)充分考慮生產(chǎn)實(shí)際和工作中可能發(fā)生的問題。項目實(shí)施時，由教師進(jìn)行必要的課堂教學(xué)和演示，使學(xué)生掌握必備的基礎(chǔ)知識，然后布置項目任務(wù)，一個小組學(xué)生應(yīng)在一定學(xué)時內(nèi)完成項目設(shè)計、設(shè)備接線、軟件編程、下載運(yùn)行、系統(tǒng)調(diào)試、故障排除等環(huán)節(jié)。
為引入項目教學(xué)，我們可以將PLC應(yīng)用技術(shù)技能訓(xùn)練分為5個層次，如圖1所示教學(xué)內(nèi)容的層次結(jié)構(gòu)圖。
為了提高學(xué)生的興趣，我們可以結(jié)合日常生活和工業(yè)現(xiàn)場實(shí)際由淺入深，將PLC應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容從易到難安排若干個項目，例如C、D、E三個層次設(shè)置22個教學(xué)項目，在每個項目里逐漸增加新的指令新的知識點(diǎn)。
在C層次上可設(shè)計“PLC硬件認(rèn)識、基本指令及編程軟件的使用、手動/自動操作方法、電動機(jī)正反轉(zhuǎn)、Y-降壓啟動、三條傳送帶的順序控制、運(yùn)料小車系統(tǒng)、交通信號燈控制系統(tǒng)”等項目。中級8個，時間2周。
在D層次上可設(shè)計“普通步進(jìn)指令編程、流程圖SFC編程實(shí)踐、模塊化編程思想、繼電控制電路改造、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和資源、立體車庫控制系統(tǒng)、PLC開關(guān)量控制變頻器、保護(hù)及報警功能的實(shí)現(xiàn)” 等項目。高級8個，時間2周。
在E層次上可設(shè)計“高級指令編程、特殊模塊的使用、PLC通訊控制變頻器、群控電梯、PLC觸摸屏變頻器綜合控制系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)維護(hù)” 等項目。技師6個，時間2周。
三個層次可以分布在三個學(xué)期，在潛移默化中提高對PLC應(yīng)用技術(shù)的認(rèn)識。
三、項目教學(xué)法的教學(xué)實(shí)施
具體到教學(xué)思路，教學(xué)流程設(shè)計如圖2所示。
項目教學(xué)法教學(xué)流程設(shè)計即為“項目教學(xué)法實(shí)施步驟”，具體總結(jié)如下。
1.確定教學(xué)項目
根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，我們可以結(jié)合工業(yè)現(xiàn)場實(shí)際，將PLC應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容、知識點(diǎn)，從易到難安排若干個項目。綜合考慮項目的設(shè)置意義、各項目間的聯(lián)系和層次遞進(jìn)等內(nèi)容。項目的選擇以教學(xué)內(nèi)容為依據(jù)，既要與書本的知識緊密結(jié)合，讓學(xué)生有研習(xí)的參考依據(jù)，又要充分體現(xiàn)當(dāng)前的工業(yè)現(xiàn)場實(shí)際工作情況，還要有一定的創(chuàng)新。
2.項目情景介紹
結(jié)合工業(yè)現(xiàn)場實(shí)際，描繪現(xiàn)場控制要求情況，引入課題。
3.必備的理論知識講解
涉及的硬件和軟件資源，講授為主，在開展教學(xué)時，可以充分發(fā)揮板書、多媒體、教學(xué)演示等教學(xué)手段的優(yōu)點(diǎn)，使之有效結(jié)合。
4.學(xué)生分層次分組
根據(jù)學(xué)生年齡、興趣愛好和個體差異，分組、分層次教學(xué)，做到因材施教，在不同層次上共同提高。按不同層次分組，相同層次的小組進(jìn)行相同的項目，不同層次進(jìn)行不同的項目，使同學(xué)們在各自的水平基礎(chǔ)上共同提高。
5.以小組為單位完成項目設(shè)計
以小組為單位，分析項目，化控制要求I/O分配PLC選型設(shè)計PLC電路列寫元件清單。
6.小組學(xué)生分工協(xié)作，第一位同學(xué)設(shè)備接線
列寫元器件清單，申領(lǐng)元器件；按國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行元器件的布局；按技術(shù)規(guī)范配線；檢查（自查請指導(dǎo)教師核查）。
7.小組學(xué)生分工協(xié)作，第二位同學(xué)編寫程序
設(shè)計PLC程序，并利用PLC仿真功能模擬調(diào)試程序，修改、完善程序。
8.小組學(xué)生共同完成程序的下載與調(diào)試
首先，將程序下載到PLC，利用軟件強(qiáng)制功能在線模擬調(diào)試；然后，利用實(shí)際輸入和輸出設(shè)備，聯(lián)機(jī)調(diào)試；聯(lián)機(jī)調(diào)試成功后，向指導(dǎo)教師演示運(yùn)行。
9.小組學(xué)生分工協(xié)作，第三位同學(xué)起草報告
程序調(diào)試結(jié)束后，學(xué)習(xí)小組中第三位同學(xué)完成該訓(xùn)練項目的總結(jié)報告。
10.項目總結(jié)與綜合評價
以實(shí)際工作需要確定綜合評價的內(nèi)容，例如希望同學(xué)們團(tuán)結(jié)協(xié)作，那就在綜合評價內(nèi)容里寫明合作能力評價情況，評價協(xié)作態(tài)度、小組完成效率等，開展教學(xué)時事先明確告訴學(xué)生要考察這方面的能力。以小組為單位向指導(dǎo)教師匯報項目總結(jié)情況，由指導(dǎo)教師根據(jù)項目教學(xué)過程中學(xué)生訓(xùn)練情況進(jìn)行總結(jié)和綜合評價。
四、小結(jié)
關(guān)鍵詞 項目教學(xué)法；機(jī)床電器與PLC；職業(yè)素質(zhì)與能力
中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1671-489X(2012)06-0072-02
Project Pedagogy in Vocational Electrical Machines and PLC Teaching Practice//Xu Deliang
Abstract Higher education teaching of the universal implementation of the reform project is a teaching professional engineering effective teaching method, which enables the combination of theory and practice, a combination of classroom and actual production, learning content combined with the future job and training for his future professional work of considerable ability and overall quality of vocational talents. In this paper, the project pedagogy in electrical machines and PLC course of practice, made a certain amount of exploration and lessons learned.
Key words project pedagogy; electrical machines and PLC project; professionalism and competence
Author’s address Fushun Vocational and Technical College, Fushun, Liaoning, China 113006
目前，高職畢業(yè)生就業(yè)難，工作崗位適應(yīng)性差，無法勝任本職崗位工作，究其原因其實(shí)也是老生常談，就是高職畢業(yè)生的崗位技能即職業(yè)能力不合格。崗位技能合格就是畢業(yè)生能掌握完成崗位任務(wù)所要求的純技術(shù)性指標(biāo)。例如，學(xué)外語的能聽、說、讀、寫；搞管理的會正確合理地安排日常工作；搞技術(shù)的能熟練地操作儀器、設(shè)備或設(shè)計圖紙等。為了扭轉(zhuǎn)這一不利的局面，一直以來，各學(xué)校增加以直觀形式獲得直接經(jīng)驗(yàn)的教學(xué)方法，如演示法、參觀法、幻燈片、動畫演示等；增加以實(shí)際訓(xùn)練形式形成技能、技巧的教學(xué)方法，如實(shí)驗(yàn)法、實(shí)習(xí)法等。這些方法確實(shí)能夠幫助學(xué)生獲得更多的知識和技能，但與生產(chǎn)實(shí)際還有相當(dāng)大的距離，還遠(yuǎn)不能適應(yīng)未來工作崗位對從業(yè)者的要求。
當(dāng)前，各學(xué)校正在開展教學(xué)模式改革，引入德國的行動導(dǎo)向教學(xué)法，整個教學(xué)過程圍繞培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力、職業(yè)素質(zhì)展開，以基于職業(yè)工作實(shí)際活動為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生形成解決特定工作崗位實(shí)際問題的技術(shù)應(yīng)用能力。它全盤解決了理論與實(shí)踐脫節(jié)、教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際分離的問題，或者說高分低能問題。項目教學(xué)法是行動導(dǎo)向教學(xué)法的具體教學(xué)方法之一，筆者在教授08機(jī)電機(jī)床電器與PLC課程時使用這一方法，學(xué)生反映良好，取得不錯的效果。
1 項目教學(xué)法
在職業(yè)教育教學(xué)中，項目是指生產(chǎn)中的一個具體零件，或者要完成的某一項具體的工作任務(wù)。項目教學(xué)法的應(yīng)用就是將這個相對獨(dú)立的工作項目在教師引導(dǎo)下，通過學(xué)生在小組中各自分工合作、共同努力、學(xué)習(xí)探討來完成任務(wù)。打破傳統(tǒng)的“以課堂為中心、以教師為中心、以教材為中心”的教學(xué)模式，讓學(xué)生在參與整個項目的過程中充分發(fā)掘創(chuàng)造潛能，培養(yǎng)解決問題的能力、創(chuàng)新方法的能力、接納新知識的學(xué)習(xí)能力以及與人協(xié)作等社會能力。這個方法對于工科的教學(xué)確是行之有效的。
2 機(jī)床電器與PLC教學(xué)實(shí)踐特點(diǎn)
機(jī)床電器與PLC是機(jī)電專業(yè)的重要專業(yè)課程，是最符合工作實(shí)際的課程，是培養(yǎng)訓(xùn)練學(xué)生動手能力的最好的課程。運(yùn)用項目教學(xué)法，為了取得較好的教學(xué)效果，除了在項目任務(wù)選擇、組織實(shí)施和總結(jié)評價等環(huán)節(jié)符合項目教學(xué)法的規(guī)范外，筆者重點(diǎn)做了以下幾點(diǎn)工作。
1）明確該課程的實(shí)踐崗位任務(wù)，即主要從事各種設(shè)備的電氣技術(shù)工作，包括電氣設(shè)備的維護(hù)維修和電氣設(shè)備（包括生產(chǎn)線）的安裝調(diào)試等。而設(shè)備是由電器元件（設(shè)備）通過導(dǎo)線連接而成的，因此，電器元件的名稱、用途、型號、規(guī)格、接線等是必須要掌握的，不可輕視。
2）重視實(shí)際應(yīng)用，不要在理論上作過多糾纏。這一點(diǎn)在學(xué)習(xí)基本電器設(shè)備時很重要，例如到目前為止，不少教材還在講空氣式時間繼電器，包括結(jié)構(gòu)、工作原理，其實(shí)現(xiàn)在這種時間繼電器用的很少了，都用電子的了；再者結(jié)構(gòu)和原理也沒必要講，因?yàn)榈谝粚W(xué)生是使用者，不是制造者，第二在工廠電器元件的修理很少，只要壞了就換新的，只要判斷出故障就可以了。
3）時刻重視動手能力的鍛煉和培養(yǎng)。這是崗位能力的核心。基礎(chǔ)內(nèi)容包括繼電接觸器基本控制環(huán)節(jié)和PLC控制基本項目全部在實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行，邊講邊練，邊學(xué)邊做。如學(xué)習(xí)交流接觸器，在實(shí)訓(xùn)室直接讓學(xué)生讀銘牌參數(shù)，讓學(xué)生知道哪些參數(shù)是主要的；用萬能表測量線圈和觸頭，觀察通電前后的通斷情況，學(xué)生很快就學(xué)會，比放動畫演示效果好。
4）強(qiáng)調(diào)機(jī)電知識綜合運(yùn)用，真正提高實(shí)際分析問題、解決問題的綜合能力。要適應(yīng)將來的工作崗位要求，必須提高綜合能力。實(shí)際上，一個設(shè)備或一條生產(chǎn)線，都是機(jī)械、電氣、液壓、氣動、電子和傳感器技術(shù)等的綜合體，單一了解一方面是不行的，因此在學(xué)習(xí)這門課時，強(qiáng)調(diào)知識的綜合運(yùn)用。如“運(yùn)料小車的PLC控制”項目，在實(shí)施過程中，師生共同制作一輛小車，學(xué)生運(yùn)用不少機(jī)械知識，從設(shè)計圖紙到購買零件再到安裝調(diào)試，讓小車真正在試驗(yàn)臺上跑起來。學(xué)生非常高興，有很大的成就感。對比在電腦上看程序運(yùn)行和指示燈的變化，其差別太大了。
3 存在的問題
3.1 實(shí)訓(xùn)條件的限制
為了鍛煉學(xué)生的動手能力，就必須要每個學(xué)生都動手實(shí)踐，但目前各學(xué)校的實(shí)訓(xùn)設(shè)備的數(shù)量還無法滿足要求，加之學(xué)生多，學(xué)時限制，因此很難調(diào)劑開。
3.2 教師的實(shí)踐能力限制
目前，不少教師都是從學(xué)校到學(xué)校，缺少在企業(yè)的工作經(jīng)驗(yàn)，動手實(shí)踐能力有限，這給項目教學(xué)法的運(yùn)用與實(shí)施帶來不少困難。
3.3 教師的綜合能力的限制
項目中有不少是綜合的，是學(xué)生真正提高職業(yè)能力之所在，而這是必不可少的。正如前述，一個項目往往涉及機(jī)械、電氣、液壓等多學(xué)科知識，這對教師確是很大挑戰(zhàn)。如“運(yùn)料小車的PLC控制”項目教學(xué)中，筆者就提出增加一位機(jī)械教師，共同指導(dǎo)完成這個項目。因此，面對現(xiàn)狀，解決的方法應(yīng)該是首先針對不同項目，配備多名教師，分工協(xié)作；其次有待每位教師不斷學(xué)習(xí)，繼續(xù)努力，盡快適應(yīng)。
總之，項目教學(xué)法在機(jī)床電器與PLC課程教學(xué)中有著很好的優(yōu)勢，它能充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)積極性。發(fā)掘更加符合生產(chǎn)實(shí)際的項目，開展更加符合生產(chǎn)實(shí)際的實(shí)踐活動，學(xué)生肯定能夠培養(yǎng)起符合未來工作崗位的職業(yè)素質(zhì)和能力，成為社會主義建設(shè)的棟梁之才。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：PLC；實(shí)踐；項目教學(xué)；教學(xué)改革
前言：《PLC》課程是高職學(xué)院數(shù)控專業(yè)開設(shè)的一門實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用型課程，教學(xué)目的是使學(xué)生熟悉電氣控制系統(tǒng)的基本控制電路，具有電氣控制系統(tǒng)分析和設(shè)計的基本能力；掌握PLC內(nèi)部資源、PLC編程指令及程序設(shè)計等基本知識；掌握利用PLC進(jìn)行一般控制系統(tǒng)的設(shè)計、改造、安裝、調(diào)試及維護(hù)的技能，最終能勝任企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備維修和保養(yǎng)崗位的實(shí)際要求。
我院組成力量，對企業(yè)和PLC教學(xué)情況優(yōu)秀的院校進(jìn)行考察、調(diào)研，尋找并開發(fā)典型工作任務(wù)，廣泛收集資料，確定項目教學(xué)方案，擬定行動計劃，并做好實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)配套工作，實(shí)施并控制行動計劃，進(jìn)行教學(xué)試驗(yàn)，在教學(xué)中不斷地收集學(xué)生反饋，認(rèn)真研究；并與企業(yè)相關(guān)技術(shù)人員討論教學(xué)實(shí)施情況，聽取他們的建議。目前，我院通過對學(xué)生反饋以及對企業(yè)相關(guān)技術(shù)人員建議的總結(jié)，調(diào)整教學(xué)方案，使研究的PLC教學(xué)采用項目式教學(xué)，縮小知識涉及領(lǐng)域，有針對性地傳授適合企業(yè)數(shù)控工作的深層次PLC實(shí)用技能，為企業(yè)培養(yǎng)出綜合職業(yè)素質(zhì)高的學(xué)生。
一、項目教學(xué)法的改革思路
項目教學(xué)法具有的特點(diǎn)是：把整個學(xué)習(xí)過程分解為一個個具體的工程或事件，設(shè)計出一個個項目教學(xué)方案。按行動回路設(shè)計教學(xué)思路。不僅傳授給學(xué)生理論知識和操作技能，更重要的是培養(yǎng)他們的職業(yè)能力，這里的能力已不僅是知識能力或者是專業(yè)能力，而是涵蓋了如何解決問題的能力：方法能力、接納新知識的學(xué)習(xí)能力以及與人協(xié)作和進(jìn)行項目動作的社會能力等幾個方面[1]。
（一）以學(xué)生為主體，充分發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用。首先，需要在第一堂課中向?qū)W生說明PLC課程的特點(diǎn)和注意點(diǎn)，讓學(xué)生明白大量的知識需要通過自己的探究和小組研討來獲得，課前需要仔細(xì)閱讀教師指定的案例及相關(guān)材料，并進(jìn)行認(rèn)真分析和思考；在課堂上，要積極開動腦子，就不同的見解展開討論，充分表述自己的思考和步驟，從而發(fā)揮學(xué)生的主動性和創(chuàng)新精神。在教學(xué)過程中，教師需要由過去的“講授者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸笇?dǎo)者”，只用小部分時間結(jié)合實(shí)例來講授重點(diǎn)理論和核心知識點(diǎn)，大部分時間則負(fù)責(zé)整個教學(xué)的組織和引導(dǎo)工作，讓學(xué)生有更充裕的時間開展自主討論、操作與探究等活動，對解決項目和案例中存在的問題提供必要的幫助.通過這些項目和案例，幫助學(xué)生認(rèn)識解決問題過程的復(fù)雜性（背后隱含的各種因素）及可能存在的多種可能性，從而激發(fā)學(xué)生的探索精神和學(xué)習(xí)興趣，形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，為學(xué)好課程奠定良好的基礎(chǔ)。
（二）以實(shí)際為標(biāo)準(zhǔn)，選取項目和案例。將PLC教學(xué)分兩個階段。一是系統(tǒng)學(xué)習(xí)一種型號的PLC；二是在學(xué)生具備一定基礎(chǔ)后進(jìn)行綜合訓(xùn)練。為此我們把第一階段PLC教學(xué)內(nèi)容分為PLC的基礎(chǔ)、西門子S7-200 PLC的組成和編程基礎(chǔ)、S7-200
PLC基本邏輯指令及應(yīng)用、S7-200 PLC基本功能指令及應(yīng)用、S7-200 PLC模擬量控制、PLC復(fù)雜控制系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用六個模塊。前兩個模塊以專題形式教學(xué)，后四個模塊的教學(xué)任務(wù)項目化，以項目為教學(xué)主線，通過設(shè)計不同的項目，巧妙地將知識點(diǎn)和技能訓(xùn)練融于各個項目之中，各個項目按照知識點(diǎn)與技能要求循序漸進(jìn)編排。在具體選定項目時，要把握三點(diǎn)：一是每個項目以某個重點(diǎn)指令的應(yīng)用為主線，應(yīng)用程序由簡單到復(fù)雜；二是項目選取盡量來源于生活、直觀形象能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。三是項目的制定和本校學(xué)生的現(xiàn)狀及實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件緊密聯(lián)系，以便更好地實(shí)施開展“教學(xué)做”一體化教學(xué)。PLC復(fù)雜控制系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用作為最后一個模塊，該模塊中選定的項目則要體現(xiàn)綜合應(yīng)用能力。第二階段PLC教學(xué)項目應(yīng)以工程綜合項目為主，每個項目由校企共同研發(fā)確定，以此訓(xùn)練學(xué)生職業(yè)崗位能力。這樣在整個教學(xué)過程中將各個知識點(diǎn)和項目的每個模塊緊密地融合在一起，使學(xué)生在完成項目的同時掌握所學(xué)的各個知識點(diǎn).使用項目驅(qū)動法教學(xué)，就可使“老師講，學(xué)生聽”的課堂，變成“大家共同參與”解決問題的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生在參與過程中加深對知識點(diǎn)的理解，同時這種知識點(diǎn)的安排符合人們的認(rèn)識規(guī)律，便于學(xué)生學(xué)習(xí)掌握。
（三）以交流為中心，著力打造良好教學(xué)氛圍。我院從目前已在使用的“討論式學(xué)習(xí)法”、“案例教學(xué)法”、“自主學(xué)習(xí)法”、“項目教學(xué)法”和“問題導(dǎo)向法”等教學(xué)方法中，結(jié)合學(xué)校生源情況與PLC課程的特點(diǎn)，選用了其中的“項目教學(xué)法”、“案例教學(xué)法”和“討論式學(xué)習(xí)法”，采用開發(fā)“十字路通燈的PLC控制”的實(shí)際項目，按章節(jié)內(nèi)容的需要，分別使用不同的教學(xué)方法，如此師生可從傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)法中解脫出來，形成“以項目或案例為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”的教學(xué)模式，通過案例或項目的層層分解、合理組合、相互討論和實(shí)踐，使學(xué)生摸得著、看得見，不再是原有的空穴來風(fēng)，從而大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與邏輯分析能力，提升了學(xué)生學(xué)好該課程的信心，使學(xué)生的實(shí)際編程與操作能力也得到了大大加強(qiáng)。
我院研究的 PLC 教學(xué)采用項目式教學(xué)，不再把教師掌握的現(xiàn)成知識技能傳遞給學(xué)生作為追求的目標(biāo)，或者說不是簡單的讓學(xué)生按照教師的安排和講授得到一個結(jié)果，而是在教師的指導(dǎo)下，親自處理一個項目的全過程，解決在處理項目任務(wù)中遇到的困難，最終得到想要的結(jié)果，學(xué)習(xí)的重點(diǎn)在學(xué)習(xí)過程而不是學(xué)習(xí)結(jié)果，他們在這個過程中鍛煉各種能力。教師已不是教學(xué)中的主導(dǎo)地位，而是成為學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的引導(dǎo)者、指導(dǎo)者和監(jiān)督者。這提高了學(xué)生的興趣，調(diào)動了學(xué)習(xí)的積極性。
基于數(shù)控的 《PLC》 項目式教學(xué)不同于一般的項目式教學(xué)， 它具有以下核心特點(diǎn)： 改變粗放式、寬口徑的教學(xué)理念，縮小所學(xué)知識涉及領(lǐng)域，根據(jù)企業(yè)數(shù)控相關(guān)崗位需求，有針對性地傳授適合企業(yè)數(shù)控相關(guān)工作崗位的深層次PLC實(shí)用技能，實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)和就業(yè)的趨零對接，力求為企業(yè)培養(yǎng)出綜合職業(yè)素質(zhì)高的學(xué)生。
二、項目教學(xué)法的實(shí)踐
教學(xué)過程是學(xué)與教的過程，是由教師和學(xué)生共同參與相互配合的過程。教學(xué)目的能否實(shí)現(xiàn)，關(guān)鍵是教師應(yīng)根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，因材施教，能夠靈活地選擇最佳的教學(xué)手段和材料，注意要循序漸進(jìn)，不斷激發(fā)學(xué)生這個學(xué)生主體的學(xué)習(xí)主動性，進(jìn)而提高學(xué)生的知識水平和應(yīng)用能力，為今后的就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)[2]。這就要求教師在教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)時刻注意觀察學(xué)生的接受掌握情況，并根據(jù)學(xué)生的情況在每堂課要結(jié)合知識點(diǎn)準(zhǔn)備好一個完整的開發(fā)案例（如十字路通燈的PLC控制），既有一定趣味性，又有貼近學(xué)生生活的小案例。給學(xué)生演示這些案例，通過演示案例的趣味性和新穎性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。在每堂課靈活采用不同的教學(xué)策略，通過對案例的剖析，說明解決問題的方法和關(guān)鍵技術(shù)，并將項目分解為若干個任務(wù)，在任務(wù)的驅(qū)動下，逐步完成案例的制作與設(shè)計，最后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納總結(jié)。通過實(shí)例剖析，學(xué)生能較快地理解PLC及其操作過程，實(shí)例的吸引能起到良好的示范效果，從而充分調(diào)動學(xué)生的積極性，達(dá)到較好的教學(xué)效果。下面以十字路通燈的PLC控制為例來說明項目教學(xué)法的教學(xué)過程。
（一）項目導(dǎo)入。項目導(dǎo)入是整個教學(xué)過程的開始，教師介紹項目的應(yīng)用環(huán)境，注意事項、并將項目的要求講授給學(xué)生，讓學(xué)生帶著問題有的放矢聽課，項目如何實(shí)現(xiàn)由此引發(fā)疑問。創(chuàng)設(shè)情景，布置任務(wù)。老師首先提出問題：并用多媒體課件中典型的圖片演示，假設(shè)道路上沒有紅綠燈，世界會變成什么樣子？突出紅綠燈的重要性。接著提出問題：生活中的紅綠燈是怎樣的控制過程？任務(wù)驅(qū)動：情景1紅綠燈控制過程-情景2單向紅綠燈控制系統(tǒng)設(shè)計-情景3雙向紅綠燈控制系統(tǒng)設(shè)計-情景4復(fù)雜紅綠燈控制系統(tǒng)設(shè)計。
（二）項目相關(guān)知識點(diǎn)析。紅綠燈控制過程分析，明確完成任務(wù)所需的知識，由老師講授定時器指令的工作原理和使用方法。同時在實(shí)驗(yàn)室對三種不同類型的定時器工作原理做一個驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對定時指令用法熟練掌握。
（三）項目的實(shí)施。此環(huán)節(jié)是學(xué)生學(xué)和做的過程。學(xué)生分析控制要求，繪制I/O分配表，根據(jù)題意繪制時序圖，編制梯形圖，準(zhǔn)備材料，完成安裝接線。在此過程中，學(xué)生以小組形式互相討論，擬定設(shè)計方案，老師巡回指導(dǎo)檢查。
（四）檢查評價。在規(guī)定的時間內(nèi)學(xué)生做好程序編制、安裝接線后，在實(shí)訓(xùn)室模擬調(diào)試，老師檢查調(diào)試結(jié)果，對于調(diào)試有問題的組指導(dǎo)學(xué)生修改程序，直到調(diào)試正確為止。最后要求學(xué)生上交項目實(shí)施的全部資料。包括I/O地址分配表、梯形圖、PLC外部接線圖。結(jié)束后，老師對最終的學(xué)生成果展示，一方面引導(dǎo)歸納PLC程序設(shè)計的一般工作流程和該項目設(shè)計的知識點(diǎn)；另一方面展示學(xué)生優(yōu)秀設(shè)計方案及程序。教師根據(jù)小組完成項目的情況給出基本分；根據(jù)小組成員在組中的表現(xiàn)由各成員進(jìn)行互評得到貢獻(xiàn)分；項目小組學(xué)生自我評價，得出學(xué)生的自評分。根據(jù)這三個分按一定的比例（基本分×0.5+貢獻(xiàn)分×0.3+自評分×0.2）來綜合評定每一名學(xué)生的學(xué)習(xí)考核成績。這種采取教師評價和學(xué)生評價相結(jié)合的方法充分考慮了學(xué)生實(shí)際的動手能力，有效地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新意識。通過這種考核，可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思、總結(jié)和改進(jìn)自己的合作學(xué)習(xí)方式，從而完成邏輯關(guān)系較復(fù)雜的一些任務(wù)，大大提升學(xué)生的交流學(xué)習(xí)能力，完成個人不可能完成的任務(wù)。
三、結(jié)束語
實(shí)踐證明，在《PLC》課程教學(xué)中合理地采用“項目教學(xué)法”，配合合適的案例，可以有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生積極參與到實(shí)踐活動中，提高了學(xué)生應(yīng)用PLC編程的能力。鍛煉和提高了學(xué)生的思維能力、培養(yǎng)了學(xué)生的社會能力。要深入推行一體化教學(xué)模式，師資力量的一體化和教學(xué)場地的一體化是關(guān)鍵。對于培養(yǎng)學(xué)生的工程意識，還需要和企業(yè)緊密合作，開發(fā)綜合項目。我們將《PLC》“項目教學(xué)法”教學(xué)模式進(jìn)一步升華，為社會培養(yǎng)高技能型人才。
參考文獻(xiàn)：
自20世紀(jì)60年代以來，可編程控制器（programmable logic controller， PLC）及其網(wǎng)絡(luò)得到了飛速發(fā)展[1]。作為一種專門應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的計算機(jī)系統(tǒng)，可編程控制器綜合了計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和傳感器技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，通過用戶存儲的應(yīng)用程序來控制生產(chǎn)過程。由于具有可靠性高、穩(wěn)定性好、操作方便、價格低廉和實(shí)時處理能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，PLC已被公認(rèn)為現(xiàn)代工業(yè)自動化三大支柱之一。因?yàn)樯婕皩LC及其系統(tǒng)的了解與應(yīng)用，“現(xiàn)代電氣控制及PLC技術(shù)”課程在電氣工程及其自動化、電子信息工程、智能電網(wǎng)等專業(yè)的課程體系中具有極其重要的地位。該課程的目標(biāo)是讓學(xué)生掌握一門實(shí)用的技術(shù)，其最大特點(diǎn)是實(shí)踐性強(qiáng)，與企業(yè)需求結(jié)合緊密。因此，實(shí)踐動手環(huán)節(jié)在該課程教學(xué)中具有核心地位。
然而，隨著社會、企業(yè)對高校人才動手能力要求的不斷提高，“現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)”課程采用傳統(tǒng)的以課堂教學(xué)為主的教學(xué)方法越來越無法滿足社會對相關(guān)專業(yè)人才的要求。從作者的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)看，該課程目前的教學(xué)主要存在以下問題。
（1）教學(xué)進(jìn)程拘泥于教材章節(jié)的邏輯順序。由于教材的編寫往往按照PLC的產(chǎn)生背景，發(fā)展歷史，基礎(chǔ)知識，PLC的基本指令，PLC的功能指令，PLC的順序控制等的邏輯順序編寫，在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，教師在學(xué)生對PLC缺乏感性認(rèn)識的情況下，大量講述PLC的發(fā)展歷史，硬件結(jié)構(gòu)等知識，很難激發(fā)學(xué)生的興趣，教學(xué)也不符合記憶和掌握技能的規(guī)律，因此不利于學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。
（2）實(shí)驗(yàn)課課時相對不足。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，由于受到課程體系教學(xué)大綱的制約，通常只能安排8學(xué)時左右的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)課程通常由4個左右的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)組成，這樣的實(shí)驗(yàn)課時遠(yuǎn)不能實(shí)現(xiàn)使學(xué)生熟練掌握一門技術(shù)應(yīng)用類課程的目標(biāo)。另外，由于受到實(shí)驗(yàn)室安排等因素的影響，理論課授課內(nèi)容往往與實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容在時空上脫節(jié)，學(xué)生在學(xué)習(xí)新的理論知識后無法及時在實(shí)驗(yàn)中鞏固，不利于理論知識的及時消化吸收。
（3）實(shí)驗(yàn)課逐漸流于形式。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，對該課程的考核方式依舊以期末筆試成績?yōu)橹鳎云綍r成績?yōu)檩o的考核方式，而實(shí)驗(yàn)只占平時成績的一部分比例。因此對學(xué)生主動積極進(jìn)行實(shí)驗(yàn)缺少有效的激勵措施。并且，由于實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容單一，容易復(fù)現(xiàn)，許多學(xué)生逐漸依賴其他同學(xué)。
（4）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與社會需求脫節(jié)。實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對簡單，例如基本指令編程練習(xí)、小車運(yùn)送物料模擬等等，缺乏具體的工程背景，或者只是對工程問題的簡單模擬，通常與企業(yè)的人才需求脫節(jié)。
上述若干問題嚴(yán)重影響了該課程的教學(xué)效果，制約了學(xué)生的實(shí)踐能力的提高。因此，開展“現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)”課程的教學(xué)改革迫在眉睫。為了解決現(xiàn)有的教學(xué)困境，該文提出了以“項目教學(xué)法”為核心，圍繞“項目教學(xué)法”展開改變教學(xué)場地，推廣小班化教學(xué)，拓展實(shí)驗(yàn)平臺，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，加強(qiáng)校企合作，優(yōu)化考核與激勵手段等一系列綜合教學(xué)改革措施，為提高課堂效率、改善教學(xué)效果、提升相關(guān)專業(yè)學(xué)生的就業(yè)競爭力提供新的課程改革思路。
1 “現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)” 課程改革方案及挑戰(zhàn)
1.1 實(shí)施方案
“項目教學(xué)法”是指師生以團(tuán)隊的形式共同實(shí)施一個完整的項目工作而進(jìn)行的教學(xué)活動[2]。項目教學(xué)法是行動導(dǎo)向教學(xué)組織形式之一，旨在講理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的綜合能力。學(xué)生通過完成項目，學(xué)習(xí)和掌握每一環(huán)節(jié)的基本知識和了解所需的必備能力。
為了保證“項目教學(xué)法”的實(shí)施，可以從教學(xué)場地、教學(xué)組織形式、實(shí)驗(yàn)組織形式等方面，綜合考慮以下思路。
（1）采用現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)教學(xué)法。
傳統(tǒng)的教學(xué)方法以課堂教學(xué)為主，以實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)加強(qiáng)動手能力的方式。由于理論課的教授內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)課程的安排在時空上脫節(jié)，不利于學(xué)生將理論知識及時消化吸收。采用“項目教學(xué)法”擬在改變這一教學(xué)方式。因此可以考慮采用現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，即整個教學(xué)過程在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，教室現(xiàn)場介紹PLC的發(fā)展歷史及背景、現(xiàn)場介紹實(shí)驗(yàn)設(shè)備及使用、現(xiàn)場講解程序設(shè)計及示范、現(xiàn)場組織師生討論、現(xiàn)場讓學(xué)生投入實(shí)踐，努力營造真實(shí)的工程環(huán)境，加強(qiáng)師生互動，讓學(xué)生動手實(shí)踐穿插于整個課堂教學(xué)過程中，提高學(xué)生運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的能力。
（2）推行小班制教學(xué)。
30人以內(nèi)的小班制教學(xué)方式，是采用“項目教學(xué)法”的理想人數(shù)。由于現(xiàn)場教學(xué)需要教師在課堂上投入更多的時間和學(xué)生互動，采用小班教學(xué)的方式，有利于任課教師對每位學(xué)生進(jìn)行充分的、全面地指導(dǎo)，幫助學(xué)生來提高解決實(shí)際問題的能力。項目的實(shí)施過程中，學(xué)生一般以2～3人為一小組，通過小組合作共同完成項目。因此，學(xué)生分組時，要考慮到確保每個學(xué)生能夠在各個方面都得到訓(xùn)練，可適當(dāng)參考學(xué)生綜合成績與實(shí)踐成績，對不同學(xué)習(xí)能力和動手能力的同學(xué)進(jìn)行分組。同時可以考慮交叉分組，即在不同項目的完成過程中，讓學(xué)生參與到不同的分組之中，以便在各個方面都得到鍛煉。這樣的分組模式可以使學(xué)生優(yōu)勢互補(bǔ)，一方面有利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作精神；另一方面也有利于取得更好的教學(xué)效果。
（3）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容優(yōu)化與增加開放性實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。
學(xué)校的現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)平臺是西門子S7-300型可編程控制實(shí)驗(yàn)箱，集可編程邏輯控制器、編程軟件、PC/PPI編程電纜、實(shí)驗(yàn)板于一體，可進(jìn)行PLC的基本指令練習(xí)及十多個PLC實(shí)際應(yīng)用的模擬實(shí)驗(yàn)。但由于實(shí)驗(yàn)課時有限，通過課堂教學(xué)遠(yuǎn)不能達(dá)到熟悉編程技術(shù)、提升實(shí)踐能力的目的。針對這一問題，可以有兩方面的思路。第一，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，精簡基本操作實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，刪去內(nèi)容相近的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，爭取使課堂內(nèi)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容豐富化；第二，增加開放性實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，制定嚴(yán)格的管理制度和保障制度，增加實(shí)驗(yàn)室開放時間，鼓勵學(xué)生主動設(shè)計實(shí)驗(yàn)、完成實(shí)驗(yàn)，并適當(dāng)計入考核。
（4）加強(qiáng)校企合作。
“現(xiàn)代電氣控制及PLC技術(shù)”是和社會、企業(yè)需求結(jié)合最緊密的應(yīng)用類課程之一，其最大特點(diǎn)是應(yīng)用性、實(shí)踐性強(qiáng)，理論和實(shí)踐結(jié)合得特別緊密。因此，盡管采用了上述多種實(shí)踐環(huán)節(jié)的優(yōu)化措施，但理論教學(xué)效果與社會真實(shí)需求相比還是會有較大差距[3]。
為了更好地解決這一問題，擴(kuò)大學(xué)生的知識面，加深對理論知識的理解和對企業(yè)真實(shí)應(yīng)用環(huán)境的熟悉，可以考慮以下思路：①邀請相關(guān)行業(yè)的專家、技術(shù)人員來學(xué)校作講座和報告；②充分利用教研組老師及往屆畢業(yè)學(xué)生的各種社會關(guān)系，帶領(lǐng)學(xué)生去相關(guān)企業(yè)參觀；③利用學(xué)校組織的各種課外設(shè)計、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等機(jī)會，深入學(xué)習(xí)。
1.2 改革挑戰(zhàn)及解決思路
項目教學(xué)法能很好地實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生的角色轉(zhuǎn)換，一方面將學(xué)生從傳統(tǒng)的被動接受者的角色轉(zhuǎn)變成實(shí)際操作解決問題的主動者，真正體現(xiàn)出學(xué)生的主體性特征；另一方面也使教師從傳統(tǒng)的傳道、授業(yè)、解惑的全方位中心主體角色轉(zhuǎn)變成引導(dǎo)、咨詢、解惑的服務(wù)型中心角色。這種方法有利于實(shí)現(xiàn)教育的真正目的。然而，圍繞項目教學(xué)法展開的改革勢必存在多方面的挑戰(zhàn)，因而要因此制定解決的方案。
（1）對教師的挑戰(zhàn)。
首先，教師應(yīng)具備多學(xué)科知識。例如，具備電氣控制方面的知識，就可以根據(jù)實(shí)際設(shè)計和指導(dǎo)電機(jī)控制的實(shí)驗(yàn)；具備過程控制方面的知識，有利于演示和講解真實(shí)的工業(yè)控制場面。
其次，要求教師充分完成實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作和重視實(shí)驗(yàn)的監(jiān)督，包括：①教師事前做充分準(zhǔn)備，進(jìn)行先行實(shí)驗(yàn)，對儀器設(shè)備要仔細(xì)檢查，以保證實(shí)驗(yàn)的效果和安全；②在學(xué)生實(shí)驗(yàn)開始前，對實(shí)驗(yàn)的目的和要求、實(shí)驗(yàn)平臺的操作注意事項等，通過講授或組織閱讀作充分的說明，必要時進(jìn)行示范，以增強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的自覺性；③在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中，教師巡視指導(dǎo)，及時發(fā)現(xiàn)和糾正出現(xiàn)的問題，進(jìn)行科學(xué)態(tài)度和方法的教育。
再次，教師應(yīng)具備較強(qiáng)的操作能力和糾錯經(jīng)驗(yàn)。在實(shí)施PLC項目教學(xué)法的過程中，教師教師應(yīng)具備準(zhǔn)確把握教材，精確設(shè)置項目任務(wù)的能力。同時也應(yīng)具備較強(qiáng)的計算機(jī)硬件差錯、程序差錯地能力和經(jīng)驗(yàn)，以應(yīng)對學(xué)生在完成項目中可能遇到的問題。
（2）教學(xué)環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問題及應(yīng)對措施。
經(jīng)驗(yàn)證明，“現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)”課程采用項目教學(xué)法能大幅度地提高教學(xué)質(zhì)量，但在實(shí)施過程中也會遇到不少問題。例如：①不是所有課題都適合項目教學(xué)法，比如PLC的基本介紹與發(fā)展歷史；②在實(shí)施項目教學(xué)中也在項目教學(xué)實(shí)施時，對于某些項目，必須要時延長授課時間，但不能占用其他課程時間；③學(xué)校的實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)條件、專業(yè)教師的團(tuán)隊組建、業(yè)務(wù)能力有待提高，才能更好的發(fā)揮項目教學(xué)法的優(yōu)點(diǎn)； ④由于實(shí)驗(yàn)室的管理區(qū)別于課堂教學(xué)，缺少周圍環(huán)境的監(jiān)督和影響，易出現(xiàn)教學(xué)過程松散、個別學(xué)生遲到早退的現(xiàn)象。
因此，在教學(xué)環(huán)節(jié)中，有如下問題值得重點(diǎn)注意。
（1）考核方式的公平性和真實(shí)性。
考核是檢驗(yàn)項目教學(xué)法效果的一個重要環(huán)節(jié)。不同于以往的課堂教學(xué)平時成績和期末考試試卷成績綜合考核的方式，項目教學(xué)法更注重學(xué)生的動手能力，這意味著傳統(tǒng)的卷面考核方式不再試用。由于實(shí)驗(yàn)課缺少標(biāo)準(zhǔn)答案，缺少統(tǒng)一量化地評價標(biāo)準(zhǔn)，項目化教學(xué)點(diǎn)一個突出問題是考核方式不當(dāng)易引起成績的公平性，繼而影響學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。值得參考的評價形式有學(xué)生自評、學(xué)生之間互評和師生之間的互評。在完成每一個項目后，由學(xué)生口頭敘述自己完成的工作、遇到的實(shí)際問題及解決方法，將口頭表達(dá)作為考核的內(nèi)容之一。采用學(xué)生自評、同學(xué)互評等綜合方案，同時考慮到堂率等可以量化評價的因素，對成績予以綜合判定。
（2）學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。
在項目化教學(xué)的現(xiàn)場試驗(yàn)教學(xué)中，由于通常需要采用分組的方式，由小組成員共同完成一個較大的項目，可能導(dǎo)致小組中個人價值表現(xiàn)得不明顯，可能出現(xiàn)動手能力較弱的學(xué)生依賴動手能力較強(qiáng)的學(xué)生，在實(shí)驗(yàn)過程中偷懶的現(xiàn)象。或者出現(xiàn)一部分學(xué)生處于對實(shí)驗(yàn)課的恐懼心理以及對實(shí)驗(yàn)結(jié)果不確定的恐懼，在選課環(huán)節(jié)刻意回避該類課程。對于這一類問題，值得參考的應(yīng)對方案有如前所述的交叉分組，讓學(xué)生口頭敘述自己的工作，以及成績評定上采用鼓勵的給分方式，嚴(yán)格控制不及格率，不以實(shí)驗(yàn)結(jié)果為唯一評分依據(jù)，等等。
上述問題的存在，使得教師在項目化教學(xué)的改革過程中需要投入更多的精力。教師應(yīng)做到對每位學(xué)生有所了解，對每位學(xué)生的學(xué)習(xí)能力及進(jìn)展有明確的記錄和評判，保證成績的公平性，也鼓勵學(xué)生對動手環(huán)節(jié)的積極性。
關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；項目模塊化；仿真軟件
中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-0568（2014）05-0094-02
可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，簡稱PLC），是一種具有微處理機(jī)的數(shù)字電子設(shè)備，用于自動化控制的數(shù)字邏輯控制器，可以將控制指令隨時加載內(nèi)存內(nèi)儲存與執(zhí)行。可編程控制器由內(nèi)部CPU、指令及資料內(nèi)存、輸入輸出單元、電源模塊、數(shù)字模擬等單元所模組化組合成，通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的自動化生產(chǎn)過程。PLC應(yīng)用技術(shù)是職校機(jī)電一體化專業(yè)技能核心課程，我校在本課程中結(jié)合模擬仿真教學(xué)軟件FX-TRN-BEG-C，采用項目模塊化教學(xué)，可以很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到培養(yǎng)高級應(yīng)用型人才的目的。
一、項目模塊化教學(xué)內(nèi)涵
項目模塊化教學(xué)，是師生通過共同實(shí)施一個完整的項目模塊工作而進(jìn)行的教學(xué)活動，它是“行為導(dǎo)向”教學(xué)法的一種，以項目為載體，具體任務(wù)為導(dǎo)向，在實(shí)施過程中，保證學(xué)生的主體地位和教師的引導(dǎo)職能。具體項目模塊的設(shè)置必須將本學(xué)科體系中知識點(diǎn)融合到項目中。通過這種教學(xué)方式，讓學(xué)生在理解掌握知識點(diǎn)的同時，提高課程的技能實(shí)踐能力。項目模塊化教學(xué)過程采用“項目引入項目分析項目新知項目仿真項目實(shí)踐項目評價”六個步驟進(jìn)行。
二、項目模塊化教學(xué)在PLC課程中實(shí)施
以項目“PLC控制交通燈應(yīng)用設(shè)計”為例，說明項目模塊化教學(xué)的具體實(shí)施過程：
1.項目引入。通過創(chuàng)設(shè)交通燈的實(shí)際情景，引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)際生活中的交通燈工作過程，請學(xué)生回答實(shí)際生活中路通等燈完整工作過程，教師補(bǔ)充交通燈實(shí)際工作殊情況。從而引入項目任務(wù)：利用PLC設(shè)計交通燈控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)的功能為：
（1）轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)為自動擋時，按下啟動按鈕，交通燈按南北綠燈亮，東西紅燈亮，10S后轉(zhuǎn)為南北綠燈閃爍3次，亮暗間隔0.5S，3次閃爍后，轉(zhuǎn)為南北黃燈及東西黃燈亮，2S后，轉(zhuǎn)為南北紅燈亮，東西綠燈亮，10S后東西綠燈閃爍3次，閃爍3次后，進(jìn)入下一個循環(huán)。
（2）轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)為手動擋時，按下啟動按鈕，按東西綠燈亮按鈕，這時東西綠燈亮，南北紅燈亮，按南北綠燈亮按鈕，可以切換為南北綠燈亮，東西紅燈亮。
2.項目分析。項目引入后緊接著讓學(xué)生思考如何用PLC完成該項目任務(wù)的設(shè)計，教師引導(dǎo)學(xué)生自我分析該項目硬件控制電路及I/O地址分配設(shè)計、軟件控制程序設(shè)計分析。
3.項目新知。項目分析后涉及到新知識點(diǎn)。正確地講解后，才能使學(xué)生進(jìn)入下一步項目仿真實(shí)施階段，通過該項目讓學(xué)生掌握的知識點(diǎn)為通用計數(shù)器、SFC并行/選擇分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編程。在講解分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編程中，結(jié)合前面學(xué)習(xí)的單一分支轉(zhuǎn)移圖設(shè)計出該項目每種單一轉(zhuǎn)移圖后將其整合到一起，緊接給出典型的選擇/并行狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖總結(jié)特點(diǎn)，以及如何變換成STL梯形圖。通用計數(shù)器的講解，對比前面所學(xué)通用定時器的時序圖進(jìn)行分析，這樣便于學(xué)生接受并掌握。
4.項目仿真。主要是利用教學(xué)軟件FX-TRN-BEG-C對實(shí)際項目進(jìn)行初步仿真，包括在仿真軟件中進(jìn)行硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，調(diào)試是否可以實(shí)現(xiàn)項目的實(shí)踐現(xiàn)象。該環(huán)節(jié)設(shè)置在操作項目實(shí)踐前，看主要目的保證項目實(shí)踐環(huán)節(jié)更安全有序，本文后續(xù)通過一個例子講解如何利用仿真軟件教學(xué)。
5.項目實(shí)踐。項目實(shí)踐是在學(xué)生完成了項目仿真之后的環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)讓學(xué)生通過真正實(shí)驗(yàn)設(shè)備完成項目的設(shè)計，強(qiáng)化理論到實(shí)踐的應(yīng)用，進(jìn)一步提高動手操作能力。項目實(shí)踐分組進(jìn)行，組長安排組員操作實(shí)踐及記錄組員完成情況，每個組員記錄自己實(shí)驗(yàn)中的疑難點(diǎn)，根據(jù)項目分析確定的I/O地址及控制電路規(guī)范接線，輸入模擬仿真時的實(shí)驗(yàn)程序，運(yùn)行調(diào)試，打開監(jiān)控，操作察看，進(jìn)一步理解知識點(diǎn)。
6.項目評價。評價環(huán)節(jié)主要是檢查教學(xué)效果，采用過程性評價結(jié)合合理的項目評價表，從課堂學(xué)習(xí)能力、思維拓展能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作意識、學(xué)習(xí)過程、安全文明等方面對學(xué)生進(jìn)行綜合評價。
三、FX-TRN-BEG-C仿真軟件在PLC項目模塊化教學(xué)中應(yīng)用
三菱PLC系列PLC虛擬仿真軟件有三菱PLC程序調(diào)試離線仿真軟件GX-Simulator6-C和三菱PLC三維動畫教學(xué)軟件FX-TRN-BEG-C兩種。本文以FX-TRN-BEG-C軟件中的中級E-3部件移動項目為載體，以設(shè)計部件移動PLC系統(tǒng)項目為例，說明PLC項目教學(xué)的實(shí)施過程。該項目可作為PLC教學(xué)中的一個中級項目案例。部件移動系統(tǒng)的虛擬車間見圖1。
第一步：教師提出項目控制要求。部件移動PLC系統(tǒng)控制要求如下：
第一，給機(jī)器人一個指令，使其將部件移動到一個新的位置。
第二，操作者補(bǔ)給部件，操作者確認(rèn)指示燈點(diǎn)亮后補(bǔ)給一個部件到傳送帶上。如果指示燈一直點(diǎn)亮，操作者不斷補(bǔ)給部件。
第三，當(dāng)PLC處于運(yùn)行狀態(tài)，傳送帶保持正轉(zhuǎn)。
第四，當(dāng)操作面板上PB1被按下，供給指令變?yōu)镺N而共計許可指示燈點(diǎn)亮。操作者補(bǔ)給部件。當(dāng)按下PB1，指示燈熄滅。但是如果一個部件仍然在桌子上，供給指令將不會變?yōu)镺N以至于供給許可不會點(diǎn)亮。
第五，當(dāng)桌子上的部件在桌子上變?yōu)镺N，取出指令被置為ON。當(dāng)機(jī)器人操作完成變?yōu)镺N，取出指令被置為OFF。只有及其人在出發(fā)點(diǎn)處時，取出指令才會被置為ON。
第二步：學(xué)生根據(jù)項目控制要求，結(jié)合軟件虛擬車間和控制顯示面板給定的輸入輸出點(diǎn)進(jìn)行編程元件資源分配。
第三步：學(xué)生根據(jù)控制要求，對應(yīng)已分配的I/O點(diǎn)和其他編程元件編寫程序。
第四步：學(xué)生仿真調(diào)試程序。高項目仿真調(diào)試見圖2。調(diào)試過程中，可在FX-TRN-BEG-C調(diào)試界面中觀察程序運(yùn)行情況和輸入輸出點(diǎn)的通斷情況。另外，可以通過設(shè)定菜單欄中編輯/部件更改供給機(jī)選項，添加、修改或刪除貨物種類和尺寸，方便在多種供給情況下調(diào)試程序。
四、結(jié)束語
本文通過具體例子講解了如何在PLC課程教學(xué)中采用項目模塊化教學(xué)及仿真軟件在教學(xué)過程中的應(yīng)用。項目模塊化教學(xué)對學(xué)校設(shè)備和教師綜合素質(zhì)提出了更高要求。實(shí)踐證明，借助FX-TRN-BEG-C進(jìn)行PLC項目式教學(xué)，能夠使理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合，幫助師生更好地完成PLC課程的教學(xué)任務(wù)，以利于后續(xù)機(jī)電專業(yè)課程的順利實(shí)施。
參考文獻(xiàn)：
摘 要：PLC原理及應(yīng)用課程是技工院校機(jī)電一體化專業(yè)的核心課程。本文結(jié)合筆者多年的該門課程的教學(xué)實(shí)踐，從課程內(nèi)容選擇、教學(xué)組織設(shè)計和教學(xué)實(shí)踐平臺構(gòu)建等幾個方面具體介紹了自己的心得體會，與一線教師交流學(xué)習(xí)。
關(guān)鍵詞：PLC原理及應(yīng)用 機(jī)電一體化專業(yè) 技工院校
PLC原理及應(yīng)用課程是技工院校機(jī)電一體化專業(yè)的核心課程。該門課程理論概念多、實(shí)踐專業(yè)性強(qiáng)，學(xué)生學(xué)習(xí)本門課程存在的障礙較大。筆者多年從事本門課程教學(xué)，對如何教好本門課程在教學(xué)實(shí)踐中不斷探索與實(shí)踐。下面筆者就具體談?wù)凱LC原理及應(yīng)用課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。
一、課程內(nèi)容的選擇
PLC機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)比較多，大家熟知的品牌有德國西門子、日本三菱、美國AB品牌等。不同品牌的PLC機(jī)械設(shè)備的硬件結(jié)構(gòu)體系與操作方法存在較大差異性，PLC使用總路線、通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以及編程語言方面也是千差萬別。在教學(xué)過程中，由于教學(xué)課時的有限性，不可能每一品牌的PLC原理及應(yīng)用都面面俱到。另外，PLC教學(xué)課程也存在較大差異性。有些PLC原理及應(yīng)用以德國西門子品牌為基礎(chǔ)，而有些PLC原理及應(yīng)用以日本三菱品牌為基礎(chǔ)。對于這些難題，筆者認(rèn)為，在PLC原理及應(yīng)用課程教學(xué)時，應(yīng)該以某一PLC品牌為主體、其他PLC品牌為輔助組織教學(xué)，讓學(xué)生了解PLC主要原理及應(yīng)用方法，同時讓學(xué)生理解不同品牌之間主要區(qū)別與相通之處。筆者在教學(xué)過程中，主要選擇市場上使用最多的德國西門子PLC品牌為主體，以日本三菱PLC品牌為輔助對照，讓學(xué)生認(rèn)識到不同品牌之間的相通性和差異性。這樣，學(xué)生將來就業(yè)碰到不同品牌時依然能夠應(yīng)對自如。
二、教學(xué)組織設(shè)計
PLC原理及應(yīng)用課程的教學(xué)重點(diǎn)在于教會學(xué)生應(yīng)用PLC，主要是讓學(xué)生學(xué)會接線和編程。為了突破這個學(xué)生學(xué)習(xí)難點(diǎn)，筆者在教學(xué)實(shí)踐中采用項目教學(xué)法安排編程教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)效果比較理想。不過，筆者在組織PLC原理及應(yīng)用課程教學(xué)時，一開始并沒有進(jìn)行項目化教學(xué)。這是因?yàn)檫@門課程教學(xué)任務(wù)涉及兩部分，即PLC原理及應(yīng)用，在PLC原理部分采用傳統(tǒng)教學(xué)法讓學(xué)生明白PLC基本結(jié)構(gòu)、工作原理以及編程理論基礎(chǔ)等，待學(xué)生奠定較堅實(shí)理論知識后，按項目教學(xué)模式安排PLC應(yīng)用。PLC應(yīng)用項目教學(xué)時，從簡單到復(fù)雜，只要求學(xué)生讀懂簡單程序，然后學(xué)生模擬簡單程序編寫，最后進(jìn)行復(fù)雜的案例設(shè)計、編程以及測試。具體而言，可以按照以下幾個方面組織安排項目教學(xué)PLC應(yīng)用教學(xué)任務(wù)。
首先讓學(xué)生明白PLC基本結(jié)構(gòu)、工作原理以及編程理論。比如有關(guān)繼電器工作原理教學(xué)時，向?qū)W生介紹PLC觸點(diǎn)和線圈等基本知識，讓學(xué)生對繼電器有初步了解，為學(xué)生后續(xù)編程教學(xué)打下允禱礎(chǔ)。然后，先簡單程序，學(xué)生不僅要能夠讀懂，還要求學(xué)生模仿編寫。有許多學(xué)生反映教學(xué)時能夠看懂和簡單模仿，一旦要自己完全獨(dú)立編寫程序時，就無從下手，不知所措。針對這種情況，筆者認(rèn)為加強(qiáng)練習(xí)是較好的辦法。在教學(xué)中教師留出較多時間給學(xué)生，先布置簡單程小練習(xí)，在練習(xí)中不斷增加難度，從編程小練習(xí)到小程序、最后達(dá)到設(shè)計應(yīng)用程序。最后，項目化安排PLC應(yīng)用，PLC應(yīng)用項目案例可以安排一些學(xué)生常見的實(shí)例，比如交通燈模擬控制、電梯門開關(guān)控制等。
三、構(gòu)建教學(xué)實(shí)踐平臺
PLC原理及應(yīng)用課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，構(gòu)建良好的教學(xué)實(shí)踐平臺對于提高教學(xué)效果具有重要作用。為此，在安排PLC實(shí)踐教學(xué)時，筆者將本門課程的實(shí)踐教學(xué)分成三部分：第一部分為學(xué)生了解編程軟件階段；第二部分為學(xué)生模擬練習(xí)階段；第三部分為學(xué)生應(yīng)用案例設(shè)計測試階段。在構(gòu)建教學(xué)實(shí)踐平臺時，筆者建議建立一體化教室。學(xué)生在一體化教室內(nèi)可以進(jìn)行理論知識講解、簡單練習(xí)模擬以及實(shí)驗(yàn)設(shè)計等。一體化教室的實(shí)驗(yàn)設(shè)備選購，要選購常見的輸入輸出端插燈外，更重要的是選購具有觸摸屏的工業(yè)PLC設(shè)備，讓學(xué)生真實(shí)感受和體驗(yàn)到工業(yè)用PLC設(shè)備使用。學(xué)生在教學(xué)實(shí)踐平臺實(shí)訓(xùn)時，安排的實(shí)訓(xùn)任務(wù)建議不必太過復(fù)雜，并且要求學(xué)生全程參與，自己動手硬件組建、接線、編寫程序、測試驗(yàn)收。學(xué)生實(shí)訓(xùn)完成后還要撰寫實(shí)驗(yàn)報告，不斷提高自己的動手操作能力和設(shè)計編程能力。
（作者單位：江西省冶金技師學(xué)院）
【關(guān)鍵詞】PLC；CDIO；教學(xué)方法
CDIO工程教育模式是由美國麻省理工學(xué)院等國際著名高等院校推出的一種新型的教育模式。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），是一個新型的高等工科教育模式。它是以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為藍(lán)本，讓學(xué)生以主動的態(tài)度、實(shí)踐的方法學(xué)習(xí)工程。培養(yǎng)學(xué)生的工程意識，掌握實(shí)際生產(chǎn)工藝技能。獲得熟悉生產(chǎn)環(huán)境，解決實(shí)際問題的能力。使學(xué)生更加積極主動地投入到學(xué)習(xí)生活中。可編程序控制器（簡稱PLC）是一種在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛的自動化設(shè)備，它是PLC、變頻器、觸摸屏、工控機(jī)、組態(tài)軟件、現(xiàn)場總線等設(shè)備構(gòu)成的現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)的核心。作為制造業(yè)三大支柱之一的PLC技術(shù)，已經(jīng)成為每個機(jī)電工程技術(shù)人員必須掌握的一項技術(shù)。PLC課程教學(xué)效果的好壞對畢業(yè)生的就業(yè)也將產(chǎn)生很大的影響。因此，該課程必須要有優(yōu)秀的教學(xué)理念，完善的教學(xué)設(shè)計，這樣才能取得良好的課程實(shí)施效果。
1傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題
傳統(tǒng)教學(xué)方法是從PLC的基礎(chǔ)知識開始，介紹PLC的硬件結(jié)構(gòu)和工作原理、PLC的編程指令、應(yīng)用程序設(shè)計。教學(xué)過程中，主要以教師為主導(dǎo)地位，學(xué)生為載體，被動地接受知識。PLC應(yīng)用技術(shù)特點(diǎn)是綜合性較強(qiáng)，知識覆蓋面寬，新產(chǎn)品更新速度很快。如果理論內(nèi)容較多，理論與實(shí)際脫節(jié)，教學(xué)效果不會很好。花費(fèi)很長時間學(xué)習(xí)各種指令的語法，而不重視指令在實(shí)際工程中的使用方法，學(xué)習(xí)過程是被動地接受各種知識而沒有培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動性，無法培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ虘?yīng)用能力；在程序設(shè)計時，缺少實(shí)際項目的實(shí)施目標(biāo)，不能對實(shí)際項目進(jìn)行任務(wù)分析、總體方案設(shè)計、程序設(shè)計。只是為了考試而編程，沒有建立工程的概念，對工程設(shè)計沒有深刻的理解；課程結(jié)束后對于控制系統(tǒng)設(shè)計沒有清晰的思路，難以達(dá)到令人滿意的學(xué)習(xí)效果。PLC技術(shù)和變頻器以及人機(jī)界面的綜合應(yīng)用在工廠控制系統(tǒng)中廣泛使用。但是大多數(shù)院校并沒有專門設(shè)置PLC、變頻器和觸摸屏或者組態(tài)軟件綜合技術(shù)一體化教學(xué)課程。而是主要學(xué)習(xí)PLC、變頻器的理論，再加上各自獨(dú)立的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行教學(xué)。而且實(shí)踐課時偏少，學(xué)生往往只能掌握各門課的基礎(chǔ)技能。內(nèi)容相對獨(dú)立，學(xué)生無法從整體上把握控制系統(tǒng)開發(fā)的思路，也就無法體現(xiàn)“構(gòu)思、設(shè)計、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作”的教學(xué)思想。另外PLC、變頻器和觸摸屏種類繁多，各種新產(chǎn)品層出不窮。當(dāng)畢業(yè)生就業(yè)時從事相關(guān)行業(yè)工作，如果沒有綜合性的項目培訓(xùn)，只是學(xué)會一些理論知識，所學(xué)專業(yè)知識與生產(chǎn)實(shí)際存在一定的脫節(jié)。畢業(yè)生需要很長時間才能適應(yīng)企業(yè)的需求，這就降低了人才的競爭力。
2基于CDIO理念的教學(xué)模式
傳統(tǒng)的教學(xué)模式只注重理論環(huán)節(jié)。針對傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足，我們將先進(jìn)的CDIO教學(xué)理念引入PLC課程教學(xué)。從項目構(gòu)思、設(shè)計、實(shí)現(xiàn)到運(yùn)行，開發(fā)PLC教學(xué)和實(shí)踐項目結(jié)合一體化的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有機(jī)型三菱FX系列PLC，開發(fā)以項目為驅(qū)動的課程標(biāo)準(zhǔn)。課程以項目為主線，將相關(guān)知識點(diǎn)和原理等內(nèi)容貫穿其中，循序漸進(jìn)地將理論與實(shí)踐相結(jié)合，內(nèi)容少而精，學(xué)生學(xué)起來不枯燥，而且項目基本涵蓋了工業(yè)控制領(lǐng)域PLC控制系統(tǒng)常用技術(shù)。常用的項目包括以下幾個。項目一通過電機(jī)啟停控制讓學(xué)生掌握PLC基礎(chǔ)知識及PLC的基本工作原理，包括基本指令應(yīng)用。項目二是電動機(jī)Y-降壓啟動，主要學(xué)習(xí)定時器編程使用方法。項目三是工作臺自動往復(fù)運(yùn)動控制，學(xué)習(xí)行程開關(guān)和計數(shù)器的使用方法。項目四是氣動機(jī)械手的控制，讓學(xué)生掌握順序控制的方法，學(xué)習(xí)氣動電磁閥的控制。項目五是立體倉庫控制系統(tǒng)設(shè)計，學(xué)會步進(jìn)電機(jī)控制指令的使用。項目六是變頻器多段速控制，包括丹佛斯、三菱、西門子等機(jī)型，采用不同方式實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的調(diào)速控制。項目七是模擬量的溫度控制，可通過內(nèi)部模擬量指令實(shí)現(xiàn)控制，學(xué)習(xí)使用PID指令實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。項目八是觸摸屏、PLC的液體混合控制，學(xué)習(xí)使用觸摸屏設(shè)計人機(jī)界面以及和PLC相互通信。項目九是觸摸屏與變頻器、PLC恒壓供水控制系統(tǒng)，學(xué)習(xí)用觸摸屏、PLC、變頻器相結(jié)合的控制方式，學(xué)習(xí)設(shè)計信息簡潔豐富的人機(jī)界面，并且可以通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。PLC技術(shù)的發(fā)展方向之一是網(wǎng)絡(luò)化與智能化，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，PLC通訊聯(lián)網(wǎng)功能將會越來越強(qiáng)大。這十個項目基本涵蓋了PLC教學(xué)要求中的知識點(diǎn)。使學(xué)生逐漸將理論與實(shí)踐相結(jié)合，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)各個重點(diǎn)和難點(diǎn)，學(xué)生會在學(xué)習(xí)中充滿成就感。項目的選擇是精心安排安排的，按照知識點(diǎn)合理分配的原則。而且每一個項目都應(yīng)該是實(shí)際項目，來自于生產(chǎn)一線，同時應(yīng)用比較廣泛。按照項目的知識連貫性和學(xué)生的能力基礎(chǔ)，把整個學(xué)習(xí)過程分三個階段，每一個階段包括三個項目。在第一階段，學(xué)生對相應(yīng)的PLC理論知識與電氣實(shí)踐技能還不了解，需要通過教師示范教學(xué)引導(dǎo)，這樣學(xué)生才能適應(yīng)以項目為核心的教學(xué)方法，初步學(xué)習(xí)完成項目的具體步驟，為后續(xù)項目教學(xué)組織奠定良好基礎(chǔ)。第二階段，學(xué)生通過第一階段的學(xué)習(xí)，初步掌握了實(shí)施項目工作的具體步驟與常用的實(shí)踐技能，已經(jīng)掌握了一定的理論知識，項目四、五、六這四個項目屬于第二階段內(nèi)容，指導(dǎo)教師不用示范教學(xué)而是制定概要的項目步驟，學(xué)生依據(jù)步驟完成任務(wù)，目的是加強(qiáng)學(xué)生的進(jìn)一步自己獨(dú)自完成項目的能力；在項目進(jìn)行過程中，要重點(diǎn)使學(xué)生掌握提出問題，分析問題，解決問題的能力。提出合適的問題，才是解決問題的關(guān)鍵。第三階段，也就是綜合項目階段，學(xué)生已經(jīng)具有初步的專業(yè)知識和分析問題解決問題的能力。通過本階段訓(xùn)練，進(jìn)一步提高學(xué)生的綜合項目能力，通過實(shí)際的綜合性項目訓(xùn)練，學(xué)生的專業(yè)技能能力、解決問題能力、團(tuán)結(jié)組織能力和人際交往能力得到很大提高。通過三個階段的努力，學(xué)生找工作時，非常受到用人單位的歡迎。需要重點(diǎn)指出項目必須來源于常用的生產(chǎn)現(xiàn)場，每一個訓(xùn)練項目都包括構(gòu)思、設(shè)計、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行（CDIO）四個環(huán)節(jié)，真正在理念上貫徹這個理念。尤其重要的是初級階段的項目設(shè)計，每個項目中包含的知識點(diǎn)不能過多過難，也就是說學(xué)習(xí)訓(xùn)練負(fù)荷不能太大，要讓學(xué)生有邊學(xué)習(xí)邊思考的時間，重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容要經(jīng)過反復(fù)訓(xùn)練。項目內(nèi)容的選擇非常重要，需要具有豐富經(jīng)驗(yàn)的教師設(shè)計。
3項目實(shí)施的教學(xué)組織過程
項目教學(xué)過程中，基于CDIO教學(xué)理念，按照構(gòu)思、設(shè)計、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作、評價等環(huán)節(jié)，認(rèn)真體驗(yàn)做中學(xué)、學(xué)中做。任何知識的運(yùn)用與能力的培養(yǎng)都不是一蹴而就的。能力的培養(yǎng)如果僅僅是學(xué)生被動的在課堂訓(xùn)練，這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，學(xué)生課后也需要全心投入。在CDIO教育理念下，提示學(xué)生對項目中所涉及的各種知識自己需要主動的學(xué)習(xí)。資料的查找，實(shí)際項目的應(yīng)用情況，都是學(xué)生在課外調(diào)查研究。CDIO理念培養(yǎng)人的綜合能力，注重學(xué)生的整體素質(zhì)的提高。在課改教學(xué)組織過程中，課程組成員采用簡單控制系統(tǒng)由學(xué)生獨(dú)自完成項目，稍微復(fù)雜的控制系統(tǒng)由老師指定小組分工合作。通過課內(nèi)學(xué)生相互之間的評價和交流，學(xué)生借鑒他人經(jīng)驗(yàn)的能力；交流溝通能力；知識的應(yīng)用移植能力；自學(xué)能力都得到了較好的鍛煉。課程評價改變傳統(tǒng)的閉卷考試為主的方式。過程考核成為最重要的部分，其中過程考核占70%，筆試考試占30%。更加注重學(xué)生細(xì)心嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)，重視培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的習(xí)慣，注重解決實(shí)際問題的能力。
4總結(jié)
在PLC教學(xué)中體現(xiàn)CDIO理念，以項目為目標(biāo)，把專業(yè)知識、能力、素質(zhì)等培養(yǎng)融入到每一個項目教學(xué)過程中。學(xué)習(xí)內(nèi)容圍繞項目這個核心進(jìn)行，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。評價方式的改革，避免了閉卷筆試的弊端。通過實(shí)際項目培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，團(tuán)隊合作能力。
【參考文獻(xiàn)】
［1］齊占慶.機(jī)床電氣控制技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.
