如何提高PLC教學效果的一些心得

周紅艷

摘 要:本文主要闡述筆者在機電專業《可編程控制器技術》教學中,通過不斷的實踐,探索新的教學方法,運用計算機輔助教學手段,開展實例教學,在教學中加強理論和實踐的結合,讓學生掌握基本指令及編程技巧,不斷提高學生PLC應用能力,有效的提高PLC的教育、教學質量,提高學生的學習熱情和興趣。

關鍵字:PLC 教學方法 興趣 能力

PLC是可編程控制器的簡稱,是一門以微處理器為基礎發展起來,集自動化技術、計算機技術、通信技術、先進制造技術為一體的新型工業自動控制裝置。我校同樣也開設了PLC課程,但是,學生學習PLC普遍感到比較困難。一方面由于PLC技術涉及的專業學科知識就比較多,除了要求掌握理論知識,還要求有一定的實際操作能力;另一方面,職校學生的基礎普遍較差,學習起來比較吃力。筆者在教學中經過不斷實踐和探索,對以往的教學方法進行了總結和創新,取得了一些心得和體會:

一、良好的開端:充分利用第一節課

俗話說:良好的開端是成功的一半。作為老師,就應該充分利用好第一節PLC課。在學生對本課程不甚了解時,對課程產生良好的興趣;讓學生從開始就對PLC技術有個具體的了解,而不是一個抽象的概念。要達到這樣的效果,就要求老師除了一定要在教材、教法上下工夫,搜尋和獲取大量的與本專業相關的資料,并進行充分、有利的篩選外,還要充分的考慮學生的心理、興趣及接受能力。首先,筆者在開始第一節PLC課程前,搜尋大量有關PLC在工業、農業、交通運輸業及日常生活中廣泛應用的圖片和例子。現在PLC不但應用于大型礦業、冶金、機械、輕工等工業自動控制中,在其他領域它也有著廣泛的應用。如三峽發電、田灣核電站、天津開發區的康師傅方便面生產線等都用了PLC控制。再如,市政建設中的水處理,瀝青、混凝土的拌和;機械加工中心、數控機床、機械手的控制、電梯控制,日常生活中的電梯、車庫的自動化管理等、貨物的存取、運輸、檢測等;商業中的自動售貨機,啤酒灌裝及釀酒等等都有PLC的功勞,這些生動的圖片演示,比在教室里枯燥的講述有趣,學生更樂于接受。其次,由于學校提供大量的設備,筆者在教學中充分利用這些有利條件,帶領學生參觀、接觸它們,實現人與機器的零距離接觸,加深學生的第一印象,并在接觸過程中不斷穿插教學內容,如PLC的歷史、發展過程。通過這些教學手段,使學生對這門課程有一個初步的了解,覺得它就在我們身邊,從而激發了學生的學習欲望,激發學生的學習興趣。

二、持續的發展:利用仿真軟件

筆者在教學過程中發現,在開始一段時間的PLC教學過程中,一般先是進行理論教學,然后才進行相應的實操訓練。在理論教學中,純粹的分析基本指令的特點及使用說明時,往往會使學生難于區分兩者的差別,而且學習純理論也會感到比較枯燥乏味,影響學生的學習興趣,學生的學習熱情隨著學習的不斷深入而降低。在這個階段,筆者就引入一教學軟件:FX-TRN-BEG-C。它是三菱電機的中文版教學軟件,能夠提供各種控制要求、仿真運行各種控制程序的教學平臺。它利用3D虛擬空間設計,模擬出各種真實場景。例如,餐館點餐、電動機正反轉控制、交通信號燈控制、升降機控制等等。該教學軟件一共分六個單元,主要利用該軟件的B、C單元。B單元就是基本程序的學習單元,它主要介紹了基本輸入程序、標準程序、控制優化程序、輸入狀態讀取程序等等。在每個程序的學習單元中,它都列出了詳細明了的操作步驟,一步一步引導學生學會編制簡單的圖形,以及進行仿真運行,使學生對基本程序的編程有初步的認識;C單元是輕松的練習單元,它詳細介紹了基本定時器和計數器的編程要領,并介紹了應用定時器和基本計數器來編程的兩個典型實例。在B、C兩單元的基本編程訓練中,采用了專家指導式的編程提示,為基礎較差的學生學習PLC提供了非常有用的幫助。通過這兩個單元基本編程的訓練,學生能基本了解PLC編程的特點,對PLC的基本編程方法有了一定的認識,突破了學習PLC的難點,為后續的實際應用題的編程學習打下較扎實的基礎。

一般在上課時,一個課時基本可以完成幾個分指令的特點,如指令ANB和指令ORB,另一課時通過利用計算機輔助教學,輸入對應的指令,通過軟件可以馬上得到相應的梯形圖,這樣可以及時驗證所學指令應用過程中的正確性及兩者的區別及注意點,加強對所學指令的理解,進一步明確ANB和ORB指令的實際用途。這樣通過理論與輔助教學,可以大大地提高課堂教學的效率,也可以不斷提高學生學習的興趣。同時,根據所教內容,由易入繁,由簡到難,逐步加深,而且在指令學習的過程中,解答了部分PLC課程的編程技巧,為下一步使學生盡快地掌握基本指令及梯形圖設計打下了結實的基礎。

三、實驗:加強設計能力培養

通過PLC程序設計的一般包括:(1)分配輸入輸出設備,即確定哪些外圍設備是輸送信號到PLC的,哪些外圍設備是接受PLC輸出信號的;(2)畫出PLC與輸入信號、輸出信號相對應的I/0接線圖;(3)確定控制系統動作及動作順序,設計PLC程序,畫出梯形圖;(4)在計算機上用專用軟件畫出PLC的梯形圖,并將梯形圖轉換成指令,再傳送到PLC;(5)運行PLC,觀察效果,對程序進行調試。在學校的PLC實驗室里,大部分PLC課題的程序是用指示燈來驗證其效果的,利用指示燈可以設計出很多實用的程序。在教材中,學生要完成的程序操作都是嚴格按照教材上所給定的課題設計,一步一步完成指令的任務,那么學生在訓練中只需要進行程序輸入、外圍線路連接、簡單調試等操作即可順利完成實驗項目。因此,在每個實驗進行前,學生首要完成程序的編程。教師在這步中,要根據每個課題設計,在對知識的橫向與縱向結構上認真細致地挖掘,為學生設計出多種編程思路。在學生自主設計的過程中,教師還要起到引導、激發學生學習的作用。此時可以通過分組教學,學生可以在組內相互交流,也可以與教師探討,使教學在互動、活躍中進行。例如在紅綠燈交通指示控制編程設計過程中,主要是對定時器及順序控制的應用。因此,教師在指導時,就必須啟發引導學生圍繞定時器及順序控制這一主心骨,但學生又可以根據各自的喜好,每個小組設計出不同的指示圖案。

此外在教學中,也要不斷把機械、電工、電子、液壓、氣動和計算機等知識與PLC編程進行有機的聯系,進一步擴大PLC應用的領域,培養學生創新思維和綜合運用能力。

總之,基于中職學生學習基礎差、喜歡直觀教學的特點,教師要根據學生的一些基本學習特點,探索一些新的教學方法,靈活運用,在教學中加強理論和實踐的結合,讓學生掌握PLC基本指令及編程技巧,不斷提高學生的PLC應用能力,有效地提高PLC的教育、教學質量,提高學生的學習熱情和興趣。

參考文獻

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