主頁 > 技術(shù)文章 > 《PLC原理》在實習(xí)教學(xué)中的應(yīng)用 2024-10-17

《PLC原理》在實習(xí)教學(xué)中的應(yīng)用

內(nèi)容提要：文章詳細(xì)地闡述了作者在電工專業(yè)《PLC可編程應(yīng)用》教學(xué)中改革教材，以精選出的實例為重點實施課題教學(xué)；豐富教具，運用合適的教學(xué)輔助手段，盡量運用直觀教學(xué)；采用一體化的教學(xué)模式，；教學(xué)中教師做好引導(dǎo)，調(diào)動學(xué)生積極參與，發(fā)揮學(xué)生的主體作用。從而提高學(xué)生PLC應(yīng)用能力，以適應(yīng)現(xiàn)代社會崗位要求。
可編程控制器是集計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、通信技術(shù)為一體的新型自動控制裝置。由于它可通過軟件來改變控制過程，而且具有體積小、組裝維護(hù)方便、編程簡單、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等特點，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域，是現(xiàn)代工業(yè)自動化三大支柱之一。隨著技工教育的發(fā)展，為了適應(yīng)PLC日益廣泛應(yīng)用形勢，近幾年，許多技工學(xué)校都開設(shè)了PLC這門課程。技工學(xué)校專業(yè)課程在理論要求方面難度不亞于大專院校，而技校層次的學(xué)生基礎(chǔ)較薄弱，且近年生源素質(zhì)不斷下降，增加了技校教師的教學(xué)難度。另一方面，在新技術(shù)的專業(yè)課教材使用方面，沒有成熟、統(tǒng)一的技校配套教材。如何在技工學(xué)校教好這門課程？現(xiàn)在筆者結(jié)合本人的教學(xué)實踐，談?wù)凱LC教學(xué)的一些見解。
一、在教學(xué)方法上，展開互動式教學(xué)：
《PLC可編程原理及應(yīng)用》課程具有多變性、綜合性、典型性、實踐性和實用性五大教學(xué)特點，在教學(xué)過程中，既有一般又有特殊，既有新授又有復(fù)習(xí)，既有理論又有實訓(xùn)，既有工作原理又有編程方法，既有典型單元程序又有復(fù)雜實用案例，同時技工學(xué)校的學(xué)生又是一個學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、習(xí)慣和動機(jī)差異很大的群體。這就決定了我們技工學(xué)校的教師一定要根據(jù)本課程不同教學(xué)內(nèi)容及其特點，采取不同的教學(xué)方法，同時，無論是理論教學(xué)還是實踐教學(xué)，我們教師還要努力做到因材施教，在如何充分調(diào)動廣大學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和發(fā)揮廣大學(xué)生主觀能動性上多下功夫。但調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，目前擔(dān)任《PLC原理及應(yīng)用》的很多教師采取的是“一言堂”和“填鴨式”的教學(xué)，勢必也就造成了“言者津津，聽者昏昏”的教學(xué)局面。
在《PLC原理及應(yīng)用》課程教學(xué)上，尤其是PLC指令及應(yīng)用、編程方法和實際應(yīng)用等教學(xué)內(nèi)容上，最適宜于采取雙邊互動式教學(xué)方法。在教學(xué)中，大膽引入“行為引導(dǎo)學(xué)”教學(xué)方法。為了搞好雙邊互動式教學(xué)，就要求我們教師在備課時把教材上靜態(tài)的知識轉(zhuǎn)化為課堂上動態(tài)的教學(xué)信息，并且在教學(xué)過程中要想方設(shè)法地創(chuàng)造出一個可以實現(xiàn)雙邊互動式教學(xué)的環(huán)境和氣氛，通過創(chuàng)設(shè)情境、巧設(shè)疑問、共同討論、動手實踐等多種教學(xué)方式，有效地開展雙邊互動式教學(xué)。不僅是老師傳授給學(xué)生編程方法等，同時學(xué)生可以通過老師給出的任務(wù)書，從各方面獲取資料，充分發(fā)揮學(xué)生的想象。這樣不僅培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力，而且在完成任務(wù)書的同時，不自覺地學(xué)會了解決問題的方法，在這過程中還增強(qiáng)了學(xué)生之間信息交流。例如：在介紹了一些基本指令后，讓每個組的學(xué)生自己討論這些指令能解決的基本電力拖動問題，并動手畫有關(guān)的圖片，有條件的可以用相機(jī)拍或者從網(wǎng)上下載與PLC應(yīng)用有關(guān)的機(jī)床拖動圖片，連成一幅作品，完成后粘貼在班級教室內(nèi)，供學(xué)生參觀他們所做的成果。
二、在選擇課題上，合理地改革教材：
我們知道，用于教學(xué)的PLC可編程教材，在編寫時一般是按照：基本原理、基本指令、基本應(yīng)用、基本操作等分成各個獨立的章節(jié)。編者按照結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)性進(jìn)行編書，教師實施教學(xué)時，則要考慮有利于學(xué)習(xí)者的認(rèn)知過程而開展教學(xué)。這是教材使用者要注意處理好的問題。如果任課老師按照教材的順序進(jìn)行教學(xué)，就是要將全部基本指令學(xué)習(xí)完畢，再學(xué)習(xí)基本應(yīng)用，基本學(xué)習(xí)完畢再進(jìn)行基本操作的學(xué)習(xí)。這樣，在一段期間內(nèi)學(xué)習(xí)完所有指令，學(xué)生學(xué)習(xí)后的印象不深刻，容易混淆，到基本應(yīng)用的學(xué)習(xí)時，又得重新對所涉及的指令進(jìn)行學(xué)習(xí)，效率不高。所有理論學(xué)習(xí)完后，才進(jìn)行基本操作，不能互得益障，教學(xué)效果不好。
為此，我在PLC教學(xué)中采用了課題式單元教學(xué)，重新自編教學(xué)內(nèi)容。任課老師通過多種途徑搜集了上百個PLC應(yīng)用實例，并通過篩選、整合成五個單元，每個單元由幾個同類實例組成。每個課題以一個應(yīng)用實例為主題，其內(nèi)容包括了：應(yīng)用實例的生產(chǎn)目的，生產(chǎn)條件和生產(chǎn)環(huán)境的介紹，用PLC實現(xiàn)控制的線路，所用的基本指令，編程方法、調(diào)試應(yīng)用。由幾個應(yīng)用同類指令的實例課題組合成為一個教學(xué)單元，全部教學(xué)內(nèi)容分為五個教學(xué)單元。五個單元主題分別是PLC原理、時序控制、計數(shù)控制、位置控制和特殊功能綜合應(yīng)用。單元內(nèi)的課題按照其難易程度安排教學(xué)的先后順序。第一單元有電機(jī)的點動控制、電動機(jī)的連續(xù)控制、電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制、電機(jī)的手動Y-Δ控制、搶答器控制系統(tǒng)、數(shù)學(xué)顯示控制系統(tǒng)這六個實例作為對PLC工作原理部分的學(xué)習(xí)（其中也包含幾個最簡單指令的學(xué)習(xí)）。第二單元以電機(jī)自動Y-Δ降壓啟動控制、兩燈來回閃亮循環(huán)控制、多臺電機(jī)順序控制、貨物傳輸帶控制系統(tǒng)等四個實例為學(xué)習(xí)對象，學(xué)習(xí)按時間順序控制的原理及應(yīng)用。從以上列舉的兩個單元可知，任課老師精選設(shè)計的每個實例課題有一定的科學(xué)性、連貫性，由簡到繁、由易到難。單元內(nèi)的實例都能有效地為該單元核心內(nèi)容的教學(xué)服務(wù)。因此說，要改革傳統(tǒng)教學(xué)為課題式單元教，首要任務(wù)是合理地設(shè)計好每一個實例課題。這些實例課題既能方便學(xué)生的學(xué)習(xí)，又要包含本課程的所有知識點。
三、在實習(xí)過程中，教學(xué)方法更新：
目前在《PLC原理及應(yīng)用》課程實踐教學(xué)上，由于我們教師所編寫的實訓(xùn)指導(dǎo)書詳盡有余，明明白白，加之所做的實習(xí)實訓(xùn)都是“簡單驗證式”或“機(jī)械重復(fù)式”方面的項目，在一定程度上為學(xué)生“依葫蘆畫瓣”提供了方便，學(xué)生在實習(xí)實訓(xùn)時只需要進(jìn)行程序輸入、線路連接等簡單操作即可順利完成。這種實習(xí)實訓(xùn)教學(xué)方法，目前已被我們教師廣泛認(rèn)可和采用，但至少我認(rèn)為：沒有問題的、不需學(xué)生動腦的實習(xí)實訓(xùn)是毫無意義的。對于與PLC技術(shù)應(yīng)用密切配合的實習(xí)實訓(xùn)教學(xué)，教師只有指導(dǎo)學(xué)生運用PLC編程方法親自編程操作，在實習(xí)實訓(xùn)中既動手又動腦，既能發(fā)現(xiàn)問題又能在教師啟發(fā)指導(dǎo)下分析問題和解決問題，才能從本質(zhì)上學(xué)好這門課程，從而最終實現(xiàn)本課程在技工學(xué)校的教學(xué)目標(biāo)。
首先在編寫實習(xí)實訓(xùn)指導(dǎo)書時，我們教師應(yīng)該根據(jù)企業(yè)對PLC技術(shù)人才的需求，結(jié)合學(xué)校實際設(shè)備情況，針對技工學(xué)校本課程教學(xué)特點和教學(xué)目標(biāo)，在如何引導(dǎo)廣大學(xué)生在實習(xí)實訓(xùn)中既動手又動腦上多下功夫。技工學(xué)校是一個學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、動機(jī)和習(xí)慣差異很大的群體，因此實習(xí)實訓(xùn)教學(xué)同樣要做到因材施教，采取因人而異的分層教學(xué)，即按學(xué)生學(xué)習(xí)能力分組，確定每組不同的實習(xí)實訓(xùn)目標(biāo)，從而使成績好的和成績差的學(xué)生在實習(xí)實訓(xùn)中，都能夠得到相應(yīng)的鍛煉和培養(yǎng)。除要求學(xué)生在規(guī)定時間做完基本的實習(xí)實訓(xùn)項目外，還要安排一定量的選修實驗項目和研究性課題，讓廣大學(xué)生自主選擇，教師現(xiàn)場指導(dǎo)，或者督而不導(dǎo)，從而促使學(xué)生自主地分析在實習(xí)實訓(xùn)中所遇到的問題，寫出實驗報告交教師評判，師生共同找出問題的解決辦法。對于大型的實訓(xùn)項目，如電梯、機(jī)械手等，還可以采取分工合作的教學(xué)形式，將全班同學(xué)分成不同的小組，由教師明確各小組在實訓(xùn)中的任務(wù)和目標(biāo)，從而培養(yǎng)廣大學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的職業(yè)素質(zhì)和能力。
四、在鞏固教學(xué)成果時，吸引學(xué)生的興趣：
㈠學(xué)生學(xué)習(xí)興趣濃，學(xué)習(xí)熱情高漲，學(xué)習(xí)效果有保證。
每個課題以實例為重點，這些實例都是來自我們身邊的生活、生產(chǎn)。學(xué)生對教學(xué)課題感興趣，認(rèn)識到所學(xué)的東西有用，能解決現(xiàn)實問題，學(xué)習(xí)熱情是自然地高漲起來。興趣是最好的老師，主要能調(diào)動學(xué)生的興趣，學(xué)習(xí)效果肯定不懶。興趣是學(xué)生主動學(xué)習(xí)的動力之一，他們對學(xué)習(xí)的追求往往來源于興趣。凡是有興趣的東西，就容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，引起學(xué)生的思考，學(xué)生若能有興趣地學(xué)，教學(xué)就成功了一半。因此在教學(xué)中，教師要把握時機(jī)，結(jié)合教材特點，把興趣的東西引入課堂，這些東西越接近學(xué)生的日常生活，同時又不偏離教材，學(xué)生對所學(xué)知識就越容易理解，學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣也越濃，從而學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性和主動性也跟著提高。教師積極利用這一點，引導(dǎo)學(xué)生主動思維，從開始教師提出問題，激發(fā)學(xué)生的興趣，引導(dǎo)學(xué)生分析問題，如何解決問題。逐漸地由學(xué)生提出問題，自行分析問題到解決問題。這樣不但提高了學(xué)生學(xué)習(xí)PLC可編程知識的興趣，而且還提高了學(xué)生的分析問題和解決問題的能力。
㈡逐步培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。
課題實例來自生產(chǎn)、生活、要處理及注意的有關(guān)問題我們都向?qū)W生交待清楚，引導(dǎo)學(xué)生具體的處理辦法、解決方法步驟、方向。通過多個實例的學(xué)習(xí)、實踐與積累，學(xué)生能逐漸地提高解決實際問題的能力。
任課老師把PLC技術(shù)應(yīng)用教程分為若干個單元，每個單元中的幾個實例都是以某個重點指令的應(yīng)用為主線。應(yīng)用程序由簡單到復(fù)雜。這樣，通過一個單元的學(xué)習(xí)，學(xué)生已將該單元的重點指令很深刻地留在腦海中。他們靈活應(yīng)用指令的能力會逐步增強(qiáng)。課題式教學(xué)中通過恰當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，就能逐步提高學(xué)生的編程能力，應(yīng)用PLC的能力。
㈢提高競爭意識鞏固所學(xué)知識
我們知道，適度的壓力是動力的泉源。為使學(xué)生能積極參與，我們?nèi)握n老師應(yīng)在教學(xué)過程中實行單元過關(guān)制度來增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的適度緊迫感。每個課題教學(xué)的最后環(huán)節(jié)是課題小測驗，測試內(nèi)容與課題大至雷同。一單元結(jié)束時進(jìn)行一次單元綜合測驗。實施單元過關(guān)制度后，學(xué)生的學(xué)習(xí)勁頭更足了。曾有這樣一個事例：一名學(xué)生在單元過關(guān)小測后，突然停下正在參與的足球比賽，跑到筆者身邊來，求證他剛想到的解題思路是否正確。當(dāng)他得到肯定的答復(fù)時，高興得手舞足蹈。由此可見，任課老師應(yīng)通過單元測驗，給予學(xué)生適度的學(xué)習(xí)壓力，使學(xué)生有較大的動力，學(xué)習(xí)效果好。通過測試來檢查學(xué)生對課題的掌握情況，以及時地查漏補(bǔ)缺，也是教學(xué)工作必不可少的環(huán)節(jié)。
通過以上幾個方面的教學(xué)改革，可以提高技工學(xué)校學(xué)生的PLC應(yīng)用能力，以適應(yīng)上崗要求。《PLC原理及應(yīng)用》課程最重要的特點是“綜合應(yīng)用性”，因為一個實用的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)往往是很復(fù)雜的，其中可能包括機(jī)、電、液、氣等內(nèi)容，而且還會因行業(yè)不同控制要求也有所不同。故在本課程的實踐教學(xué)中，應(yīng)把機(jī)械、電工、電子、液壓、氣動和計算機(jī)等知識與PLC技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地聯(lián)系，擴(kuò)大實習(xí)實訓(xùn)課時的比重，逐步加大學(xué)校相關(guān)設(shè)備的投入，建立較為完備的PLC技術(shù)仿真實訓(xùn)室，從而為“PLC仿真項目開發(fā)”的實訓(xùn)教學(xué)創(chuàng)造良好條件。教學(xué)實踐證明，只有通過PLC仿真項目方面的實訓(xùn)，讓學(xué)生親自編程、實際接線和仿真調(diào)試，并對運行過程中所遇到的問題進(jìn)行分析和改進(jìn)，才能真正培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和綜合職業(yè)能力，真正實現(xiàn)學(xué)生畢業(yè)后在PLC可編程技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域“零距離上崗”的最終教學(xué)目標(biāo)。

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《PLC原理》在實習(xí)教學(xué)中的應(yīng)用

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