技工學(xué)校PLC課程教學(xué)淺談

摘 要：PLC原理及應(yīng)用是技工學(xué)校機電類專業(yè)一門覆蓋面較廣的專業(yè)課，與生產(chǎn)過程聯(lián)系十分緊密。針對目前技工學(xué)校PLC原理及應(yīng)用課程教學(xué)現(xiàn)狀及存在的教學(xué)問題，如何改進教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生追求和探究的欲望，提高教學(xué)質(zhì)量，是PLC教師面臨的重要課題。

關(guān)鍵詞：技校學(xué)生 PLC 教學(xué)問題 教學(xué)方法 實踐 一體化教學(xué)

隨著工業(yè)自動化的不斷發(fā)展，大規(guī)模集成電路及微處理技術(shù)的廣泛應(yīng)用，可編程控制器（Programmable Logic Controller，簡稱PLC）得到迅速普及。為適應(yīng)這種形勢需求，PLC原理及應(yīng)用也因此成為了技工學(xué)校機電類、數(shù)控類專業(yè)一門重要的綜合性很強的專業(yè)課程。學(xué)生可以通過理論學(xué)習(xí)和實際操作訓(xùn)練，熟練掌握有關(guān)PLC的基本知識和技能，并具有一定的應(yīng)用設(shè)計能力。

一、教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

PLC原理及應(yīng)用是中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校工科類專業(yè)的一門專業(yè)課，該課程知識點具有多、雜、難等特點，大多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程就是為了應(yīng)付考試，課堂氣氛死氣沉沉，教學(xué)效果很不理想，無法實現(xiàn)這門課的教學(xué)目標。大多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)后仍然無法理解PLC的實際應(yīng)用，不會用PLC改造傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)，不能熟練掌握PLC的操作技能。針對這一現(xiàn)象，筆者調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前技工學(xué)校PLC原理及應(yīng)用課程教學(xué)普遍存在以下問題。

1.學(xué)生基礎(chǔ)比較薄弱

PLC原理及應(yīng)用課程先修課程有：電工技術(shù)、電子技術(shù)、電力拖動、維修電工，所涉及的主要教學(xué)內(nèi)容有：數(shù)字邏輯、電子電路、低壓電器、電氣控制等。但由于各方面的原因，例如專業(yè)所涉及的課程開設(shè)時間不同，教學(xué)內(nèi)容詳略取舍不同，學(xué)生個體學(xué)習(xí)差異不同等，致使本課程學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不一，尤其是對于電子電路和電力拖動這兩門課程，很大一部分學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較差。

2.教學(xué)重點把握不準

PLC產(chǎn)品和其他電子產(chǎn)品一樣，具有種類較多，發(fā)展較快的特點。由于學(xué)校硬件軟件支持及更新不夠，常常造成教材內(nèi)容和教學(xué)專用設(shè)備脫節(jié)，或者教材內(nèi)容滯后于產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展。作為教師，我們往往是根據(jù)教材編寫授課計劃、教案和實訓(xùn)指導(dǎo)書，而忽視了PLC技術(shù)應(yīng)用這一教學(xué)重點，忘記企業(yè)需要的是能夠解決實際問題的PLC專業(yè)技術(shù)人才。在教學(xué)過程中教師沒有重視和加強諸如PLC指令及應(yīng)用、PLC編程方法和綜合實用案例等方面的教學(xué)，從而導(dǎo)致將這門實踐性很強的綜合性課程變得過于“理論化”。

3.教學(xué)方法單一

PLC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，傳統(tǒng)教學(xué)是教師在課堂上采取“一言堂”和“填鴨式”的教學(xué)方法，有時會輔以教具，這樣學(xué)生難免會感到枯燥難懂，有的學(xué)生甚至感到很抽象，對于編程練習(xí)也會感到無從下手或是思路不明確，使得教學(xué)效果不好，學(xué)生掌握不牢，失去學(xué)習(xí)的興趣，最后勢必造成“言者津津有味，聽者混混欲睡”的現(xiàn)象。

4.實驗實訓(xùn)教學(xué)不完善

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，所做的實驗實訓(xùn)都是“簡單驗證式”或“機械重復(fù)式”方面的項目，在一定程度上為學(xué)生“依葫蘆畫瓢”提供了方便。學(xué)生在實驗實訓(xùn)時只需要進行程序輸入、線路連接等簡單操作即可順利完成。但是這樣做往往會造成教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)的需要不能很好銜接，從而導(dǎo)致“所學(xué)非所用”的情況出現(xiàn)。

5.教師實踐經(jīng)驗不足

在PLC教學(xué)中，擔(dān)任教學(xué)的教師大多是理論知識豐富而實踐不足，同時PLC產(chǎn)品具有種類較多，發(fā)展較快的特點，而老師往往僅關(guān)注教學(xué)而忽視實際應(yīng)用，這樣必然導(dǎo)致教師所教知識落后于企業(yè)。

二、改進教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)

綜合以上教學(xué)中存在的問題，依據(jù)國家目前對職業(yè)教育中理論教學(xué)提出的要求，即以教學(xué)大綱為依據(jù)，貫徹理論聯(lián)系實際的原則，堅持“實際、實用、實效”的原則，同時考慮職業(yè)教學(xué)“一體化教學(xué)”的本質(zhì)“學(xué)習(xí)的內(nèi)容是工作，工作的內(nèi)容是學(xué)習(xí)”這一特征，結(jié)合學(xué)生實際情況，筆者認為可以在授課時作以下嘗試。

1.激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”

愛因斯坦說得好：“興趣是最好的教師”，有了興趣，才能激發(fā)學(xué)生求知欲和主動學(xué)習(xí)的意識，才能將 “要我學(xué)”變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”。激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣首先是要上好緒論課，也就是第一節(jié)課。可能有些老師認為緒論課無關(guān)緊要，三言兩語應(yīng)付過去，甚至干脆不講。其實不然，上好緒論課對激發(fā)學(xué)生求知欲有著十分重要的意義。在PLC教學(xué)的第一節(jié)課上，應(yīng)該少講理論知識，多從學(xué)生所熟知的事物講起，使學(xué)生對PLC有感性認識。可以列舉“搶答器”“交通燈”“霓虹燈”等生活中常見的應(yīng)用實例，并簡要說明控制原理，使學(xué)生對這門課程感到好奇。接著再用前幾屆學(xué)生編制的有趣而實用的程序，進一步引發(fā)學(xué)生對PLC的濃厚興趣，做好課題的鋪墊，把學(xué)生的注意力吸引到該門課程上來。這樣既為本節(jié)課的學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)了良好的學(xué)習(xí)情境，也能充分激發(fā)學(xué)生的求知欲，為以后的學(xué)習(xí)做好充分的準備工作。然后是要上好每一節(jié)課。由于技校學(xué)生文化基礎(chǔ)相對較差，講課時應(yīng)該淡化純理論性的教學(xué)內(nèi)容，如：PLC系統(tǒng)物理模型，開關(guān)量、模擬量的采集和控制方法，PLC通信原理和方法等。這樣既能回避教學(xué)基礎(chǔ)薄弱，又能集中課時于PLC實踐性教學(xué)內(nèi)容，突出本課程“實踐性”和“應(yīng)用性”的教學(xué)特點。

2.合理運用現(xiàn)代教學(xué)手段和教學(xué)方法，實現(xiàn)教學(xué)過程再創(chuàng)新

首先，在PLC教學(xué)中可以采用“課題式”教學(xué)， 合理改革教材，設(shè)計教學(xué)課題，重新自編教學(xué)內(nèi)容。改革教材，并不是簡單地刪減或者是整合教材內(nèi)容，而是要設(shè)計好每一個教學(xué)課題，既要方便學(xué)生的學(xué)習(xí)，又要包含本課程的所有知識點。

教學(xué)中使用的PLC教材，一般都是將基本原理、基本指令及梯形圖、基本電路應(yīng)用、基本技能操作等內(nèi)容分成獨立的章節(jié)。如果任課老師按照教材的順序進行教學(xué)，只有所有理論學(xué)習(xí)完后，才進行基本操作，不能相得益彰。因此在教學(xué)中，我們把電力拖動控制線路與技能訓(xùn)練中的控制線路及PLC原理及應(yīng)用教材中的PLC應(yīng)用實例，通過篩選、整合成具體的教學(xué)實例：電動機的點動與連續(xù)控制、正反轉(zhuǎn)或循環(huán)轉(zhuǎn)動控制、兩臺或多臺電動機的順序控制、Y-Δ降壓起動、電梯控制、機械手搬運控制等。每個實例都以一種控制線路為主題，其內(nèi)容包括控制功能、電路結(jié)構(gòu)及控制要求，以及用所學(xué)基本指令或梯形圖進行編程，通過這樣的組合可以使學(xué)生盡快地掌握基本指令及梯形圖設(shè)計。這些實例課題既方便學(xué)生的學(xué)習(xí)，又涵蓋本課程的所有知識點，具有一定的科學(xué)性、連貫性，由簡到繁、由易到難。

其次，要運用各種教學(xué)手段，力求教學(xué)的形象化、直觀化。傳統(tǒng)的授課模式是板書講授法，從理論講到理論，采用“填鴨式”教學(xué)，以至于大多數(shù)老師都反映說：“為什么我那么使勁地講，學(xué)生還是不明白？”如果嘗試在PLC的教學(xué)過程中，引入示敎板、多媒體，就可以解決傳統(tǒng)授課過程中遇到的課程內(nèi)容信息量大，編程枯燥，程序結(jié)果無法用板書演示等問題。例如：在講解“十字路口交通信號燈控制”程序時，學(xué)生對整個過程容易混淆，這時播放電子教案中的圖片和動畫來描述交通燈的運行情況，并進行適時分析和講解，就有助于學(xué)生對十字路口車行交通燈整個工作過程中東西南北紅、綠、黃燈的交替過程的理解。這種方式可增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，活躍課堂的氣氛，使原本很枯燥的學(xué)習(xí)變得生動起來，將傳統(tǒng)的板書教學(xué)模式與現(xiàn)代的多媒體教學(xué)相結(jié)合，既讓PLC的教學(xué)圖文并茂，又能達到很好的教學(xué)效果。

3.合理利用軟件資源，促進PLC學(xué)習(xí)

在PLC教學(xué)過程中，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)PLC普遍感到比較困難，一方面是因為PLC課程綜合性較強，而技校學(xué)生的基礎(chǔ)普遍較差，學(xué)習(xí)起來比較吃力。另一方面，學(xué)校缺乏相應(yīng)的PLC實驗設(shè)備，學(xué)生沒有動手實踐的機會。在這種情況下，如何尋找到PLC教學(xué)的突破口，提高教學(xué)質(zhì)量呢？通過教學(xué)實踐和探索，筆者認為可以利用PLC仿真軟件，該軟件不僅可以使學(xué)生學(xué)習(xí)PLC取得事半功倍的效果，而且在企業(yè)生產(chǎn)中還有實際應(yīng)用。例如正反轉(zhuǎn)控制，學(xué)生可以按照控制要求進行編程，繪出梯形圖，并對PLC進行仿真運行操作，在仿真運行中可以觀察運行結(jié)果是否符合設(shè)計要求。同時，在運行中還可以確認各個元件與程序的狀態(tài)，適時監(jiān)控各個元件的工作過程。通過運行監(jiān)控，學(xué)生更好地理解和掌握PLC各個元件的作用，鞏固課堂上所學(xué)的理論知識。學(xué)生通過電腦上機，仿真實踐，可以更好地觀察和消化所學(xué)的理論知識，同時通過PLC仿真軟件實現(xiàn)人機交互，可以嘗試改變某些指令、程序，再觀察試驗結(jié)果，立竿見影，能極大地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生體會到成功的快樂，有成就感，學(xué)習(xí)時興趣盎然，產(chǎn)生不斷深入學(xué)習(xí)PLC的動力。

4.打破傳統(tǒng)教學(xué)方式，采用“一體化”教學(xué)模式

以前，我們對專業(yè)技術(shù)課授課時，理論教學(xué)和實習(xí)教學(xué)是完全分開的，一般是先理論教學(xué)，然后再實操訓(xùn)練。在理論授課過程中我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情隨著學(xué)習(xí)的不斷深入而降低。究其原因是學(xué)習(xí)理論時不能及時進行實操訓(xùn)練，不能及時體會課題的實踐效果，自然會降低學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。為此，任課教師可以在PLC教學(xué)中以一體化的模式進行。所謂一體化教學(xué)模式，是指將專業(yè)課程的理論課和實習(xí)課有機地融合在一起，僅由一名專業(yè)教師（可以是理論教師，也可以是實習(xí)指導(dǎo)教師）在專業(yè)實訓(xùn)室擔(dān)任教學(xué)任務(wù)。這就要求專業(yè)教師必須具有豐富的理論知識和較強的實踐技能，特別是能夠在實際的工作環(huán)境中，帶領(lǐng)學(xué)生解決問題，完成一些實際任務(wù)，只有真正做到“教師拿做來教，學(xué)生拿做來學(xué)”，“才能培養(yǎng)出有能力的學(xué)生”。

在一體化教學(xué)課堂中，教學(xué)過程設(shè)計以學(xué)生為中心，根據(jù)學(xué)生和教學(xué)項目的實際情況，設(shè)計教學(xué)計劃的具體實施方案。采用一體化教學(xué)時，先由教師介紹課程實例的應(yīng)用環(huán)境，注意事項、預(yù)備知識，并給出解決該實例的思路，再由學(xué)生根據(jù)教師的引導(dǎo)進行編程、上機調(diào)試，最后再由教師給出參考答案供學(xué)生參考，讓學(xué)生自己進行對比、歸納、總結(jié)，得出結(jié)論。這樣，學(xué)生每聽老師介紹完一個實例，在教師指導(dǎo)下編寫出程序，并立即上機試驗，校驗自己編寫出的程序是否正確。在教學(xué)過程中個別問題個別指導(dǎo)，促進理論知識與實踐教學(xué)的融合，讓學(xué)生在學(xué)中練、練中學(xué)，在學(xué)、練中理解理論知識、掌握技能，打破了教師和學(xué)生的界限，大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，收到事半功倍的教學(xué)效果。

目前，隨著職業(yè)教育改革的不斷深入與發(fā)展，在教學(xué)過程中，筆者深切感受到只用傳統(tǒng)的教學(xué)方法是遠遠不夠的，只有將教材、教學(xué)參考書、多媒體課件、現(xiàn)代化實驗平臺等融為一體，應(yīng)用多媒體技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等現(xiàn)代化教學(xué)手段，構(gòu)筑“立體化”的教學(xué)方法和手段，將課內(nèi)講授與實際生產(chǎn)有機結(jié)合，使教學(xué)內(nèi)容互相滲透，突出PLC基本原理、基本編程方法及基本技能的培養(yǎng)，注重教學(xué)內(nèi)容、方法、實驗、技術(shù)與生產(chǎn)實際相結(jié)合，采用多種教學(xué)方式，才能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)能力。同時為了取得更好的教學(xué)效果，使教學(xué)跟上科技發(fā)展的步伐，教師只有不斷提高自身素質(zhì)，更新教育理念，從單純的傳授知識向注重能力培養(yǎng)的轉(zhuǎn)變，注重對學(xué)生創(chuàng)新能力、綜合能力、實踐能力、合作能力的鍛煉，才能真正培養(yǎng)學(xué)生的綜合職業(yè)能力，真正實現(xiàn)學(xué)生畢業(yè)后在PLC技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域“零距離上崗”的最終教學(xué)目標。

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（作者單位：劉飛瀟，許繼電氣股份有限公司技工學(xué)校；陳彥奎，許繼電源有限公司）