在高職PLC課程中應用案例教學法的探索與實踐

　　摘 要： PLC課程是高職高專機電類專業一門重要的專業課程，由于課程內容實踐性強，使用傳統的教學方法講授PLC課程很難實現該課程的教學目標與要求。本文作者通過教學實踐發現，運用案例教學能有效地提高學生的學習興趣，大大提高教學質量。
　　關鍵詞： 高職案例教學法 任務驅動 PLC課程 應用
　　
　　近幾年來，在PLC教學過程中，我們打破傳統的教學方式，按教材章節順序授課的模式為案例教學的模式，教學效果得到顯著提高。在進行案例教學的過程中，以一體化的功能模式為中心，突出教師的主導作用，充分調動學生的主觀能動性，體現學生學習的主體地位。在實施案例教學的過程中，具體要注意處理好以下幾方面的問題。
　　一、合理編排授課內容，構建功能模塊
　　PLC的應用以程序的編譯為主要目標，實際生產中應用的PLC程序都是由一個或多個功能模塊組成的，學生在掌握各種功能模塊的基礎上，靈活運用就可以解決比較復雜的程序設計問題。在實施案例教學中，要依據教學指導方案，構建符合生產實踐需要的各種功能模塊。
　　1.分析案例程序，將知識點歸類。
　　我們從教材、三菱工控網、自動控制技術網站等多種渠道搜集了上百個PLC應用實例，對每個實例程序的設計思路和PLC梯形圖編寫所使用的指令類型進行系統分析，找出同類案例的指令運用特點，將教學知識點合理分配，建立一系列以指令為中心的知識模塊。在實施案例教學的過程中，我們根據PLC指令應用的情況，構建了以下幾個知識點模塊：基本順控模塊、步進順控模塊、功能指令模塊、常用功能模塊和綜合應用模塊。例如，在常用功能模塊中包括聲音報警、圖文顯示、檢測、超壓欠壓保護、過流過載保護、斷電保護等生產線設計中常見的功能，將案例融入到生產實踐中就可以完善PLC程序功能。這樣編排知識點，既考慮到知識點的連續性，又符合了案例教學的實用性要求，也方便學生進行課前預習。
　　2.精選案例，建立功能模塊。
　　根據案例中知識點的應用類型，篩選、整合成若干個功能模塊，力求每個功能模塊都圍繞知識點進行程序設計。每個功能模塊一般由5-10個精選的案例組成。每個案例的任務需要應用的程序設計指令都有不同，或不斷增加新學指令，目的是使學生在完成每個任務的過程中都能學習到新的指令知識，并將所學的知識靈活運用。精選的每個案例都具有一定的科學性、代表性和連貫性，都能有效地為該功能模塊核心內容的教學服務。
　　二、依據學生的知識結構和認知規律，設計好每一個案例
　　要改革傳統教學為案例教學，首要任務是根據學生的知識結構特點和認知規律，結合生產實際，合理地設計好每一個案例。一個好的設計案例，能吸引學生的眼球，引起學習探究的興趣，從而使其大膽地去探索發現。
　　1.迎合好奇心，培養興趣，調動積極性。
　　知識來源于生活，又改變著生活。一個好的案例要緊密聯系生活和生產實踐，這樣才能提高教學效果，達到教學目標。例如，自動洗車機設計案例，包含自動投幣結算功能（有3個投幣孔，分別為5元、10元、20元三種，當投幣合計20元或超過20元時，按啟動按鈕SB1，洗車機開始動作，啟動燈亮；7段數碼管顯示投幣金額，當超過20元時，可以按退幣按鍵，7段數碼管回零并找回交易余額）。由于學生對自動投幣功能很感興趣，我們在案例教學中靈活地運用加減法運算、遞減運算、顯示指令，達到高級指令應用的目的。
　　2.喚醒自信心，滿足探索要求，激發潛能。
　　精選案例要有一定的科學性、連貫性，由簡到繁、由易到難，案例不但要有針對性，而且要有啟發性，要能增強學生的自信心，激發學生鉆研的興趣，提高教學效果。以“十字路口交通信號燈控制”案例為例來說明。
　　案例任務要求：“設計交通繁忙的十字交通路口信號燈控制程序，控制信號為南北方向和東西方向信號燈，包括紅燈、閃爍黃燈、直行綠燈。（A）要求：①東西方向綠燈和南北綠燈不能同時亮，否則系統將立即報警；②南北紅燈與東西紅燈同時亮；東西綠燈維持亮30秒后閃爍3次（亮滅間隔為0.5秒）然后熄滅，變為東西黃燈亮并維持3秒后熄滅，同時南北紅燈也熄滅；③此后東西紅燈和南北燈同時亮；南北綠燈維持亮30秒后閃爍3次（亮滅間隔為0.5秒）然后熄滅，變為南北黃燈亮并維持3秒后熄滅，同時東西紅燈也熄滅；④恢復南北紅燈與東西紅燈同時亮，如此循環。
　　案例任務拓展要求：（B）增加左行綠燈控制功能；（C）增加夜間通行自動調整功能；（D）增加特種車輛強制通行功能；（E）增加行人強制通行功能。
　　本案例所用的知識點：定時器的應用、計數器與定時器的綜合應用、置位復位指令、主控指令、脈沖微分輸出指令等。難點：一是靈活應用多個定時器，定時時間到的處理，二是程序中的轉移與循環。本案例的任務，對于學生來說再熟悉不過了，也比較感興趣。完成A項要求的難度不大，可以僅僅應用定時器指令編程，也可以應用計數器與定時器指令結合編程，學生完成本項編程設計要求沒有什么問題。B項要求在（1）項要求上增加兩個定時器和兩個輸出可以達到目的，這需要學生改動一下就可以實現。C、D、E項設計要求有一定的難度，對學生來說不能一下子就編寫出來，而且應用的指令也增多，學生的挑戰激情就調動起來了。
　　三、任務驅動，分組教學，充分調動學生的團隊合作精神
　　1.分層教學，逐步收獲。
　　案例式教學在實施過程中要采用分層教學的方式，使接受能力不同的學生在每一次學習中都學有所獲。比如我們可根據學生掌握知識點的情況，將部分案例的難度分解成A、B、C三個層次，要求每個學生都能完成A層次的任務，80%的同學能完成B層次的任務，30%的同學能完成C層次的任務。這樣既保證了全體學生的基本學習目標的實現，同時也解決了部分優秀學生的培養問題。
　　2.集思廣益，共同進步。
　　在應用案例的教學過程中，將學生按照接受能力的快慢進行均衡分組，每組3-4個同學，組長負責組員的分工和協調并擔負組員的評價任務。教師根據小組任務完成的情況，對小組及小組長進行任務評價。這就要求每個學生都動起來，從分析案例任務到輸入輸出口分配及程序流程設計，再到上機調試都要主動參與，積極討論，互相幫助。只有完成案例任務，才能獲取相應的積分值，提高平時成績。
　　在實施案例教學的過程中，教師以一體化的形式進行案例任務驅動教學，保證每個案例實施時教師的理論指導與學生的自主實踐緊密聯系，理論教學和實習教學同步進行，知識點的教學與實操訓練融合在一起，及時總結評價和反饋指導。這樣，學生能及時地體會案例任務完成的實踐效果，學習熱情不斷提高，更好地發揮學生的主體作用。
　　
　　參考文獻：
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