項(xiàng)目教學(xué)法在可編程序控制器及其應(yīng)用教學(xué)中的實(shí)施

可編程序控制器及其應(yīng)用是職業(yè)院校電氣自動(dòng)化、機(jī)電一體化和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等自動(dòng)化專業(yè)的一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課，其教學(xué)內(nèi)容集理論知識(shí)與技能訓(xùn)練于一體，既要求學(xué)生熟悉各種基本指令和編程方法，又要求學(xué)生能夠結(jié)合實(shí)際靈活應(yīng)用。如果采用傳統(tǒng)的講授法教學(xué)，很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更談不上開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。針對(duì)這門課程的特點(diǎn)，我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中嘗試了項(xiàng)目教學(xué)法，取得了良好的教學(xué)效果。

一、項(xiàng)目教學(xué)法的概念

項(xiàng)目教學(xué)法是典型的行為導(dǎo)向教學(xué)方法，是一種能力本位教學(xué)法。不同于傳統(tǒng)的書本知識(shí)教育，擺脫書本、課堂的制約，學(xué)生自由分組、合作，在教師指導(dǎo)下共同實(shí)施某個(gè)相對(duì)完整的“項(xiàng)目”。在項(xiàng)目教學(xué)法中，師生關(guān)系發(fā)生了根本的變化，學(xué)生是教學(xué)過程中的主體，教師作為教學(xué)的指導(dǎo)者、協(xié)調(diào)者、促進(jìn)者，起主導(dǎo)作用。

二、采用項(xiàng)目教學(xué)法的意義

可編程序控制器及其應(yīng)用的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生掌握可編程控制器技術(shù)的基本應(yīng)用，能對(duì)可編程控制系統(tǒng)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)、運(yùn)行、調(diào)試和維護(hù)。傳統(tǒng)的教材將“基本原理、基本指令、基本應(yīng)用”分成各個(gè)獨(dú)立的章節(jié)，在講授完全部的基本指令后，再介紹基本應(yīng)用和基本操作，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中很難將基本指令和編程方法與工程實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來，致使理論脫離實(shí)踐，教學(xué)效果不佳。而采用項(xiàng)目教學(xué)法則是以模塊為單元，以應(yīng)用為主線，通過設(shè)計(jì)不同的工程項(xiàng)目和實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生由實(shí)踐到理論再到實(shí)踐，將理論知識(shí)融入到每一個(gè)實(shí)踐操作中，從而有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造能力，獲得良好的教學(xué)效果。

三、項(xiàng)目教學(xué)法的組織與實(shí)施

1.確定項(xiàng)目任務(wù)

在項(xiàng)目教學(xué)法中，項(xiàng)目是主線，項(xiàng)目的設(shè)計(jì)一方面要以教學(xué)大綱為依據(jù)，緊密聯(lián)系書本內(nèi)容，另一方面要結(jié)合行業(yè)需求，接近生產(chǎn)實(shí)際。我們根據(jù)教學(xué)目標(biāo)的要求，按照從基礎(chǔ)知識(shí)、到基本應(yīng)用、再到綜合應(yīng)用的順序，把可編程序控制器及其應(yīng)用的教學(xué)內(nèi)容分成5大模塊，每個(gè)模塊根據(jù)教學(xué)目標(biāo)要求設(shè)置相應(yīng)的項(xiàng)目，這些教學(xué)項(xiàng)目都從企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中選題，在強(qiáng)調(diào)職業(yè)技能訓(xùn)練的同時(shí)也注重職業(yè)能力的培養(yǎng)。具體的項(xiàng)目設(shè)置見表1。

2.項(xiàng)目的實(shí)施

以項(xiàng)目“Y—△啟動(dòng)的可逆運(yùn)行電動(dòng)機(jī)”為例，說明項(xiàng)目教學(xué)法的具體實(shí)施過程。

（1）項(xiàng)目描述。正常運(yùn)行時(shí)三相定子繞組接成三角形的三相籠型異步電動(dòng)機(jī)均可采用Y—△啟動(dòng)方法，以達(dá)到限制啟動(dòng)電流的目的。啟動(dòng)時(shí)先將定子繞組接成星形降壓?jiǎn)?dòng)，等電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升至接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，再將定子繞組改接成三角形，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入全壓運(yùn)行狀態(tài)。控制要求如下：①能夠用按鈕控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止；②電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)定子繞組接成星形，延時(shí)3s后自動(dòng)換接成三角形；③具有短路保護(hù)和過載保護(hù)。

（2）分組及制訂實(shí)施計(jì)劃。確定項(xiàng)目任務(wù)后，將學(xué)生分成若干學(xué)習(xí)小組，每組3～4人為宜，各組自行推選一名學(xué)生擔(dān)任組長(zhǎng)。分組時(shí)教師要熟悉學(xué)生的專業(yè)水平和動(dòng)手能力，盡量做到“組內(nèi)異質(zhì)、組間同質(zhì)”，即將程度較好的學(xué)生與較差的學(xué)生組合在一起，同時(shí)使每組水平大致相當(dāng)。這樣既可保證各組有能力完成項(xiàng)目任務(wù)，又有利于學(xué)生之間互相交流、互相幫助、共同提高。分組后，學(xué)生以小組為單位先收集、整理、復(fù)習(xí)與項(xiàng)目任務(wù)有關(guān)的信息資料，例如在本次項(xiàng)目中需要先了解繼電器控制的Y—△降壓?jiǎn)?dòng)控制電路，還要掌握主控指令、主控復(fù)位指令和堆棧指令等基本指令。然后各小組在教師的引導(dǎo)下展開討論，制訂實(shí)施項(xiàng)目活動(dòng)的計(jì)劃，包括任務(wù)的分配和具體工作的時(shí)間安排等。在此過程中教師要深入學(xué)習(xí)小組聽取發(fā)言，并給予必要的引導(dǎo)，保證每個(gè)學(xué)生都積極參與到項(xiàng)目任務(wù)中來。

（3）項(xiàng)目的實(shí)施。

①在教師的引導(dǎo)下，根據(jù)對(duì)控制過程的分析，確定輸入、輸出點(diǎn)的數(shù)量，并畫出輸入、輸出點(diǎn)分配地址表。

②根據(jù)資源分配，畫出PLC接線圖。

③編寫控制程序，設(shè)計(jì)梯形圖。這是整個(gè)項(xiàng)目的重點(diǎn)也是難點(diǎn)，教師在這一環(huán)節(jié)要引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新思維、獨(dú)立思考。以本次項(xiàng)目為例，教師指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用主控指令，解決多個(gè)線圈同時(shí)受一個(gè)或一組觸點(diǎn)控制的問題。學(xué)生以小組為單位互相討論、互相啟發(fā)，共同完成任務(wù)。

④程序調(diào)試。程序編寫完成后，應(yīng)用三菱PLC編程軟件輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬調(diào)試，以檢驗(yàn)程序是否實(shí)現(xiàn)了Y—△啟動(dòng)的可逆運(yùn)行功能。在調(diào)試過程中，教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)踐，認(rèn)真觀察。在程序運(yùn)行出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立分析問題，通過反復(fù)調(diào)試解決問題，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)，提高學(xué)生的職業(yè)能力。

⑤通電測(cè)試。程序調(diào)試成功后，按PLC接線圖連接PLC控制電路，檢查線路正確后，先在不接電動(dòng)機(jī)的前提下試車，經(jīng)教師確認(rèn)無誤后，在教師的監(jiān)護(hù)下連接電動(dòng)機(jī)通電測(cè)試。這一環(huán)節(jié)可以使學(xué)生獲得感性認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步加深印象。

（4）成果展示與評(píng)價(jià)。在這一環(huán)節(jié)先由各小組展示已完成的項(xiàng)目成果，每組派一名代表從設(shè)計(jì)思路、梯形圖和指令表、程序調(diào)試過程等方面進(jìn)行介紹，小組之間相互比較評(píng)價(jià)、取長(zhǎng)補(bǔ)短。評(píng)價(jià)包括對(duì)前面3個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)施情況的評(píng)價(jià)，對(duì)項(xiàng)目活動(dòng)情況及結(jié)果的評(píng)價(jià)及學(xué)生行為、工作態(tài)度、合作精神、責(zé)任心、創(chuàng)意等方面的評(píng)價(jià)。可以先由學(xué)生自評(píng)或分組評(píng)價(jià)，再由教師根據(jù)設(shè)計(jì)思路、程序編寫和調(diào)試情況等方面對(duì)各個(gè)小組進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)。有效的評(píng)價(jià)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促使學(xué)生不斷進(jìn)行自我反思，為下一步學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。而要做出正確的評(píng)價(jià)，就必須先明確評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。表2是在筆者實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法過程中使用的小組組員評(píng)價(jià)表，其內(nèi)容包括小組組員互評(píng)和自評(píng)兩部分。

（5）知識(shí)拓展。在項(xiàng)目任務(wù)完成后，教師除了要引導(dǎo)學(xué)生歸納、整理在本次任務(wù)中學(xué)到的知識(shí)技能以外，還要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行補(bǔ)充、深化和延伸。在本次項(xiàng)目中，電動(dòng)機(jī)的Y—△啟動(dòng)可逆運(yùn)行除了可以用主控指令來實(shí)現(xiàn)以外，還可以用塊與指令及堆棧指令來實(shí)現(xiàn)，或者直接用串并聯(lián)及輸出指令來實(shí)現(xiàn)。教師可以引導(dǎo)學(xué)生自主回顧相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，完成新的方案設(shè)計(jì)，并與之前的方案進(jìn)行比較，分析異同點(diǎn)。這樣可以進(jìn)一步拓展學(xué)生的設(shè)計(jì)思路，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。

（6）成績(jī)考核。傳統(tǒng)的考核方式以期末理論考試為主，采用項(xiàng)目教學(xué)法后，考核方式改為由項(xiàng)目評(píng)估和理論考核兩部分組成，重點(diǎn)突出考查學(xué)生解決工程實(shí)際問題的能力。其中項(xiàng)目評(píng)估占60%，評(píng)估內(nèi)容除了項(xiàng)目成果展示情況以外，還包括對(duì)學(xué)生在參與項(xiàng)目實(shí)施過程中的行為、態(tài)度、動(dòng)手能力的綜合評(píng)價(jià)，也即是在每次項(xiàng)目完成后，教師要根據(jù)學(xué)生的項(xiàng)目實(shí)施情況、書面報(bào)告、總結(jié)、組員評(píng)價(jià)表等信息進(jìn)行綜合測(cè)評(píng)，分優(yōu)、良、中、及格、不及格5個(gè)等級(jí)記錄下來。

四、成效分析

一方面，實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法使學(xué)生參與到全部教學(xué)過程中來，從信息的收集、計(jì)劃的制訂、方案的選擇、任務(wù)的實(shí)施、信息的反饋到成果的評(píng)價(jià)，學(xué)生參與解決實(shí)際問題的整個(gè)過程，從中獲取直觀的感受和經(jīng)驗(yàn)，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)愿望，使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)技能的同時(shí)，也培養(yǎng)了自己的合作能力、溝通能力、組織能力和解決問題的能力等綜合職業(yè)素質(zhì)。

另一方面，實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法也對(duì)教師提出了更高的要求，教師必須具有廣博的專業(yè)知識(shí)和深厚的理論功底，同時(shí)還要能夠靈活運(yùn)用各種教學(xué)方法。通過應(yīng)用項(xiàng)目教學(xué)法，教師與學(xué)生“教學(xué)相長(zhǎng)”，教師不斷提高教學(xué)水平，學(xué)生不斷更新觀念、提高學(xué)習(xí)積極性，取得良好的教學(xué)效果。

近年來，學(xué)校機(jī)電類、電工類專業(yè)的中技、高技層次學(xué)生到相關(guān)企業(yè)參加頂崗實(shí)習(xí)，上手快、技術(shù)過硬，均獲得實(shí)習(xí)單位的一致好評(píng)，學(xué)生畢業(yè)后就業(yè)深受用人單位

青睞。

（作者單位：廣東省粵東高級(jí)技工學(xué)校）