基于工作過程的“可編程控制器”教學(xué)內(nèi)容的重構(gòu)

韓浩 孫帥 尹亞南

摘 要 用任務(wù)驅(qū)動的方式對“可編程控制器”教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)，通過對PLC指令的分類梳理以及教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，并采用理實(shí)一體化教學(xué)模式，使學(xué)生在掌握PLC的相關(guān)知識和關(guān)鍵技能的同時達(dá)到舉一反三的目的。

關(guān)鍵詞 項(xiàng)目教學(xué)法 可編程控制器 重構(gòu)

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Reconstruction of "Programmable Controller" Teaching

Content Based on Working Process

HAN Hao， SUN Shuai， YIN Yanan

（Zhengzhou Electric Power College， Zhengzhou， He'nan 450000）

Abstract With task-driven way， "Programmable Controller" to reconstruct the teaching content， by designing the classification of PLC instruction and teaching projects combing and using integration of theory and practice of teaching mode that allows the PLC to master knowledge and critical student skills while giving top priority to achieve the purpose.

Key words project teaching； programmable controller； reconstruction

0 引言

隨著我國高職高專職業(yè)教育的發(fā)展，從“知識本位”向“能力本位”轉(zhuǎn)變，注重職業(yè)能力的培養(yǎng)已成為職業(yè)教育課程改革的必然趨勢，基于工作過程的課程體系的開發(fā)在我國得到越來越廣泛的應(yīng)用。以“任務(wù)驅(qū)動的項(xiàng)目化模塊”進(jìn)行課程體系教學(xué)模式的改革，通過多個教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)練融合、理實(shí)一體等教學(xué)方法 ，有效地培養(yǎng)了學(xué)生理解和應(yīng)用知識能力，從而培養(yǎng)了學(xué)生的職業(yè)能力。項(xiàng)目教學(xué)法對于實(shí)踐性非常強(qiáng)的“可編程控制器”課程非常適合。

對可編程控制器教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)主要是為了解決當(dāng)前教學(xué)實(shí)施過程中的指令學(xué)習(xí)的枯燥感以及無法將硬件與編程實(shí)現(xiàn)有機(jī)結(jié)合兩大問題，以項(xiàng)目為載體完成以下三個內(nèi)容的改變：（1）將可編程控制器的指令按功能特征歸類梳理，達(dá)到觸類旁通的效果，克服指令的羅列式講述；（2）強(qiáng)化控制系統(tǒng)的理念，通過引導(dǎo)學(xué)生完成不同的學(xué)習(xí)任務(wù)，使學(xué)生逐步具備設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體方案、設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的外部電路、裝配PLC控制系統(tǒng)、編寫控制程序與調(diào)試的全過程的能力；（3）充分展現(xiàn)可編程控制器的控制功能，讓學(xué)生在實(shí)踐中體會到PLC的應(yīng)用廣泛。

1 指令的重構(gòu)

為了達(dá)到高效學(xué)習(xí)的目的，首先需要對PLC的指令依據(jù)功能和特征進(jìn)行歸類梳理。在PLC的定義中強(qiáng)調(diào)了PLC是“數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)”，是專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的工業(yè)計(jì)算機(jī)，這種工業(yè)計(jì)算機(jī)采用面向用戶的指令系統(tǒng)，能完成邏輯運(yùn)算、順序控制、定時計(jì)數(shù)和算術(shù)操作，還具有數(shù)字式以及模擬式的輸入輸出能力，還可實(shí)現(xiàn)主機(jī)與遠(yuǎn)程I/O之間、多臺PLC之間以及與其它只能設(shè)備的通訊。指令又按照其特征可分為觸點(diǎn)類、線圈類以及指令盒類三大類指令，觸點(diǎn)類指令通過讀取相應(yīng)寄存器的狀態(tài)確定能流的流向，線圈類指令依據(jù)使能端狀態(tài)改寫寄存器的值，指令盒類指令則屬于功能指令，相對復(fù)雜，也是學(xué)習(xí)過程中的難點(diǎn)。結(jié)合功能以及特征對西門子S7-200系列PLC的指令分類如表1。講述過程中只需選擇同類指令中的幾個進(jìn)行重點(diǎn)講述，減少了羅列式講述的枯燥乏味。

2 項(xiàng)目的設(shè)計(jì)

在項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)方法中，教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與確立是項(xiàng)目教學(xué)法成敗的關(guān)鍵。項(xiàng)目的質(zhì)量直接影響到教學(xué)效果，因此應(yīng)該緊扣教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)，聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用，制定可行的具有實(shí)際意義的綜合性項(xiàng)目。教學(xué)項(xiàng)目既要涵蓋基本的教學(xué)知識點(diǎn)服務(wù)于教學(xué)，體現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，又要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。一個項(xiàng)目完成多個知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，把枯燥的理論知識融合到項(xiàng)目中，以此引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

此次項(xiàng)目的設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮了以下幾個方面：（1）充分考慮實(shí)訓(xùn)室的設(shè)施，確保項(xiàng)目的實(shí)施；（2）所設(shè)計(jì)的項(xiàng)目能夠引導(dǎo)并幫助學(xué)生完成新知識的自主學(xué)習(xí)；（3）項(xiàng)目應(yīng)該易于理解且有自由發(fā)揮的空間。

結(jié)合可編程控制器的功能以及生活實(shí)際，此次共設(shè)計(jì)了八個項(xiàng)目，各項(xiàng)目涉及的內(nèi)容以及需要掌握的知識點(diǎn)如表2。項(xiàng)目中除了項(xiàng)目一為基本知識的講述之外，其余七個項(xiàng)目依次展現(xiàn)了可編程控制器的基本的開關(guān)量控制、定時器和計(jì)數(shù)器的綜合應(yīng)用、程序控制類指令的應(yīng)用、數(shù)據(jù)處理功能、模擬量監(jiān)測與控制功能以及網(wǎng)絡(luò)功能，每個項(xiàng)目本著硬件是基礎(chǔ)軟件是保障的原則，均是由硬件設(shè)計(jì)以及編程調(diào)試兩大部分構(gòu)成，學(xué)生在完成項(xiàng)目的同時又能很好地將所學(xué)知識與現(xiàn)實(shí)生活或工業(yè)現(xiàn)場聯(lián)系起來。各項(xiàng)目之間又具有較好的連貫性，后面的項(xiàng)目實(shí)施需要前面的知識；項(xiàng)目又具有開放性，每個項(xiàng)目可以根據(jù)每位學(xué)生的理解設(shè)計(jì)出不同的控制方案。

3 實(shí)施效果

重構(gòu)之后的“可編程控制器”教學(xué)內(nèi)容經(jīng)過兩年的實(shí)施，配合理實(shí)一體化的教學(xué)模式以及注重過程的考核方式，改變了以往“教師講，學(xué)生聽”的被動式教學(xué)，教師已經(jīng)不在教學(xué)中占主導(dǎo)地位，而是成為學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的引導(dǎo)者、指導(dǎo)者和監(jiān)督者，在教師的指導(dǎo)下，由學(xué)生去尋找解決問題完成項(xiàng)目的方法，學(xué)習(xí)的重點(diǎn)在于過程而非結(jié)果；激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)新知識的興趣，“上課昏昏欲睡，作業(yè)基本拷貝，考試主要靠背”的局面被徹底改變；學(xué)生的動手能力和思想活躍度得到了提高，學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐過程中，能更好地理解和把握課程要求的知識和技能，體驗(yàn)工作的艱難與樂趣，培養(yǎng)了分析問題和解決問題的方法和能力。

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