基于看板管理的PLC項目教學法研究

宋薇

摘 要 項目教學法是通過實施一個完整的項目而進行的教學活動，其目的是在課堂教學中把理論教學與實踐教學有機地結合起來，充分發掘學生的創造潛能，提高學生解決實際問題的綜合能力。將當前企業生產管理的“看板管理”模式的思想融入PLC的項目教學法，以需求分析、團隊開發、系統測試為時間線。組織學生團隊，設計開發項目，從而有效加強實踐教學對培養學生專業能力、系統思維、創新精神的驅動力。

關鍵詞 看板管理 開發團隊 項目教學法

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2016.10.054

Abstract The project teaching method is a teaching activity through the implementation of a complete project， the purpose is in the classroom teaching in the combination of theory teaching and practice teaching organically， fully tap the students creative potential， to enhance the student to solve the actual problems of the comprehensive ability. The Kanban management mode of the enterprise production management thought into the PLC project teaching method， the demand analysis， the development team， system testing to the timeline. Organize the student team to design and develop the project， so as to effectively enhance the driving force of practical teaching to cultivate students professional ability， systematic thinking and innovative spirit.

Keywords Kanban management； the development team； project teaching method

“項目教學”起源于美國，盛行于德國。20世紀90年代以來，歐美諸國紛紛倡導“主題探究”與“設計學習”活動，日本在新課程體系中專設“綜合學習時間”，讓學生在參與項目教學的過程中充分發掘創造潛能，培養解決問題的能力、創新方法的能力、接納新知識的學習能力。

采用“項目教學”，通過設計工程項目，以項目為驅動，設置研究性學習，改變學生單純、被動地接受教師知識傳輸的學習方式，構建開放的學習環節，為學生提供獲取知識的多種渠道以及將所學知識加以綜合應用的機會。

1 PLC的項目教學設置

“電氣控制與PLC技術”是實踐性較強專業課程，實驗環節對教學效果有著直接的影響。只有讓PLC教學與工業生產緊密結合，情景模擬實際工程項目的實施過程，才能使學生在就業的時候更具競爭力，才能培養出適應2l世紀發展需要的高素質、創新型人才，符合 “卓越工程師”的人才培養目標。

本課程培養的對象是即將走向工作崗位的大學生，為使學生的課堂知識真正與實際相結合，為今后畢業求職增加砝碼，并為能在工作中勝任打下扎實的基礎，在教學工作中，把現場思想滲透至PLC教學當中去，把課程真正與應用相結合，在激發學習熱情、提高學習興趣的同時，較為系統地掌握PLC電氣控制技術的相關知識，使學生初步具備獨立完成PLC電氣控制系統開發設計的能力。

根據當前電氣行業工程項目的設計一般方法來看，通常項目需要經歷制定計劃、需求分析、硬件設計、軟件設計、模塊測試、集成測試、運行維護等幾個階段。但在項目設計開發過程中，情況并不總是如人們所預想，能夠按計劃緊湊、正常、高效地完成各個階段的建設。通常用戶需求抽象、文檔記錄、需求可變、時間估算、成本管理等方面都會給整個項目開發帶來各種問題。

看板管理源于日本汽車制造行業提出的生產管理方法。看板在日語中是“標簽”“標志”的意思，在汽車生產系統中，看板方法是給每個標準生產單元或者每個生產批量附上一張卡片。只有當一個“進行中”卡片所代表的工作完成后，才會有一張新卡片被“拉”進系統。在項目管理中使用看板管理方式，是為了讓團隊成員能共享項目的具體進程并將之可視化。目的是使整個團隊都能理解項目的當前狀態，并即時發現問題解決問題，以一種自發、有動力且互相合作的方式來工作。

本教學項目硬件以“MPS-01型柔性自動化實驗系統模擬自動化生產流水線”（后面均用“柔性實驗系統”代替）為基礎，該生產流水線通過四個站點實現上料、傳送、加工、裝配、分揀、入庫等操作，四個站點都可以單獨工作，也可以自由組合，滿足不同功能需求，系統基本涵蓋了機電一體化的主要知識和技能要點，是一個以現代化工業設備為原型的機電一體化生產線實訓裝置。

2 項目教學開展流程

本教學過程以項目運行的典型方式為依據，如圖1所示，分為“項目分析”、“模塊開發測試”、“系統集成測試”、“編寫用戶說明書”等幾個流程。使學生在開發設計該系統的過程中扮演項目中的不同角色，學習掌握相關技術要點，了解系統開發流程，培養團隊協作能力。

2.1 角色分配

項目開始初的準備工作，首先根據學生的不同情況，分配扮演角色，選擇一個有一定組織協調能力的學生擔任項目經理，對整個項目宏觀管理；下設開發經理和測試經理各1名，以及開發工程師5名、測試工程師3名。

2.2 項目（目標、資源）分析

在該階段，指導教師組織，由項目經理與開發、測試經理共同制定項目說明書，在項目說明書中詳細分析發現項目的用戶目標，也就是“柔性實驗系統”各個站點的硬件使用和控制程序的具體設計目標。根據用戶目標發掘技術目標，并從技術目標中分解項目模塊，初步計算每個模塊的需求，參與人員，開發設計與調試周期等；分析項目資源情況，主要包括人力資源、時間資源、資金成本資源等方面。并設計看板，看板分為項目總體看板與模塊開發測試看板。模塊開發測試看板需要其他成員的共同參與。

2.3 模塊開發測試

由開發、測試經理根據前期制定的模塊開發測試看板組織開展相關工作。開發過程中項目經理根據項目總體看板時時跟進項目進度，組織項目進度跟蹤會議、技術研討會議。

2.4 任務認領階段

根據學生的實際情況和興趣，確認自己的開發工程師和測試工程師身份，并認領自己負責的項目模塊，完成整個項目的分工。整個項目工作過程中，每個人都有自己要負責的部分，這樣，避免因為多人負責同一工作而造成工作拖沓和責任推諉。每人都根據自己的實際情況負責專門的工作任務，工作任務不重復。同時，由于必定存在個別同學的基礎差，自主學習動力不足的情況，要求開發經歷和測試經理同步提供工作指導和必要的協助，并鼓勵團隊每個成員之間的相互幫助和協作，以加強所有的成員的團隊合作意識和協同經驗。

項目的具體實施階段，根據項目說明書分解的項目模塊，成員認領下項目模塊后，制作模塊開發測試看板。在看板上明確所有的項目模塊，以及對應的負責人員。每個分解項目模塊由負責人員具體再次細化，并制定細化后的項目時間計劃。所有任務使用看板（便簽紙）來代表。團隊成員直觀的通過看板來了解項目進行的具體情況，自主的控制工作進度。看板的狀態需要適時不斷更新，直至最終項目完成。

2.5 項目完成

項目完成后，要求所有成員總結自己在整個項目實踐中的工作，包含在項目過程中知識點的獲得和應用；遇到問題時解決方法的獲得；與其他成員的協同和合作等。然后成員之間要進行互評，評價其他成員在整個項目實施過程中的表現。最后指導教師對項目結果進行評價，對整個工作過程以及項目方案提出完善建議。

3 實施過程中存在的問題

使用項目管理和看板管理應用到PLC實際教學中，的確取得了一定的成績。不過，在具體的實施過程中，也存在有一些需要繼續解決的問題。首先，教學中因為使用的是比較貼近實際的具體項目，完成整個項目所需要使用的知識點比較多，綜合難度也較高，需要指導教師對整個項目進行合理分割，幫助學生具體細化，確保最后的分割項目工作量適中，既能讓學生通過自己對應負責的具體任務，有效鞏固理論知識，顯著提高實際工程實踐能力，并能在適當壓力和難度的促進下，充分發揮自己的主觀能動性，主動搜索和擴展知識儲備。而不會因為難度過低而喪失興趣，或是因為難度過高，超過自己的實際能力，喪失信心而直接放棄。其次，項目教學能有效提高實際工程實踐能力，但是和傳統的理論教學方式相比，缺乏整個知識體系的完整性和系統性，不利于學生整體知識體系的構建，需要指導教師在項目教學的前期，優先進行一定程度的理論教學，奠定一定基礎，并且在整個工程項目的設置上，盡可能覆蓋知識點，并在項目的完成階段，指導學生進行必要的總結和概括，在提高實際動手能力，穩固知識體系基礎。再者，由于學生的具體情況的不同，在完成分割項目的過程中，必定會存在各種問題。因此，在整個項目完成的過程中，在盡可能充分發揮學生的主動性和積極性的基礎上，指導教師需要進行過程跟蹤和適時的干預，確保工作方向的正確性。同時也對可能出現的問題有具體的解決措施。另外，整個項目教學過程要求解決實際問題，因此就要求指導教師擁有較高的工程實踐能力，這對教師的要求要比一般的理論教育要高。教師在使用這種教學方式的時候，需要注重理論和實際操作相結合，使其相互配合，互為補充。

參考文獻

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