“三三三”教學法在可編程序控制器原理及應用課程中的應用

張玉林

摘 要：可編程序控制器是工業自動化三大支柱之一，是一種新型、先進的控制器，以可靠性高、能適應惡劣環境、使用方便等優點，廣泛應用于工業自動化控制領域。因而，可編程序控制器原理及應用是機電類高技能人才必須掌握的一門重要專業課程。本文根據筆者幾年來對該課程教學的實踐與研究，探討“三三三”教學法在可編程序控制器原理及應用課程的應用。

關鍵詞：可編程序控制器 高技能人才 教學法

現在，高技能人才緊缺制約了中國制造業的發展，大力發展職業技術教育，加強中、高級技術技能人才的培養已迫在眉睫。為此，《關于進一步加強高技能人才工作的意見》明確了高技能人才的重要性及如何加強高技能人才的培養。同時，十七大報告提出“大力發展職業教育”，十八大報告提出“加快發展現代職業教育”，十九大報告提出“建設技能型勞動者大軍，要弘揚勞模精神以及工匠精神，營造勞動光榮的社會風尚、精益求精的敬業風氣”。這既是對高技能人才培養工作的充分肯定，也表明黨和國家對高技能培養工作的高度重視，同時提出了新的任務和要求。職業學校作為培養合格技術技能人才的基地，義不容辭地應當承擔起這一社會責任。

作為工業自動化三大支柱之一的可編程序控制器，是一新型、先進的控制器，以可靠性高、能適應惡劣環境、使用方便等優點，廣泛應用于工業自動化控制領域。因而，可編程序控制器原理及應用是機電類高技能人才必須掌握的一門重要課程，各職業技術學校在教學及培訓中都開設了該課程。

然而，由于它是一門理論性較深、實踐性較強的綜合性課程，廣大技校學生及所培訓學員的知識基礎不夠扎實，因而學起來難度很大，且傳統的教學方法效果不理想。因此，需要一種行之有效的教學方法，使廣大的技能型人才能夠通過本課程的學習，掌握PLC的基本原理，能夠閱讀PLC程序，分析PLC控制系統，同時根據現代生產加工以及工藝實際的需要，設計與之相匹配的PLC控制系統，并編寫與系統對應的程序。

下面，筆者根據幾年來對本課程教學的實踐與探索，談談教學中的“三三三”教學法，以供同仁

參考。

一、“基礎理論、應用仿真、技能實操”三段式的課程結構體系

筆者認為，學生所有學習的目的，就是要形成與就業相匹配的職業技能。為達到這一目的，筆者在課程中按照“基礎理論、應用仿真、技能實操”的三段式課程結構體系進行實踐，取得了較好的教學效果。

基礎理論段，由教師講授PLC概論、系統組成結構、指令應用、程序設計和系統設計，使學生掌握可編程序控制器的產生和發展、編程資源和使用特點、梯形圖程序編程、順序控制的編程等，在這個階段讓學生建立學習該可編程控制器的興趣，培養學生基本的理論能力。

應用仿真段，通過上機編程，使學生掌握可編程序控制器的程序設計、程序編輯、程序下載及調試、仿真等。這個階段主要讓學生在第一個階段的基礎上掌握綜合程序的設計、編寫、調試，初步培養學生的可編程序控制器系統的全局意識。

技能實操段，通過針對性項目的實訓，使學生掌握可編程序控制器控制系統的電氣控制外圍電路的設計安裝、系統的綜合調試。這個階段是學生形成核心能力的階段，學生在這個階段通過完成相關任務形成PLC控制系統的設計、安裝、調試、維護等綜合技能。在三段式的課程結構體系中，筆者同時引入一體化教學，使三者有機結合，特別是基礎理論段和應用仿真段，兩者可以相互融合。

二、“驗證、模仿、應用”循序漸進的三步學習方法

要學好可編程序控制器原理及應用，先修的課程一般有電工基礎、電路技術、電力拖動、計算機操作技能等，涉及的主要教學內容有數字電路、計算機操作技能、繼電控制等。但是專業的不同致使所開設的課程時間先后和教學內容詳略取舍也不同、學生個體學習基礎上的差異等，致使該課程學生學習基礎不一，尤其是對于電子技術和電力拖動這兩門課程，很大一部分學生學習基礎都較差，導致該課程教學基礎薄弱（社會培訓人員尤其突出），因而教學難度很大，特別是在編寫程序時，這個問題尤其突出。基于此種情況，筆者大膽嘗試讓學生采用“模仿、應用、提高”的循序漸進的三步學習方法。

第一步，驗證，由老師給出范例，讓學生掌握；第二步，模仿，學生在掌握范例的基礎上，做出另一相近項目；第三步，應用，在第二步的基礎上，做出一完整的項目，以達到熟練掌握的目的。

筆者在讓學生掌握順序控制法的編程時這樣做：

1.驗證

例如，兩盞燈的順序啟動、逆序停止。畫出該范例的狀態轉移圖、梯形圖及輸入輸出分配表，然后向學生講授狀態轉移圖的畫法、梯形圖的編寫方法及編程要點，要求大家把例子輸入計算機，然后進行仿真驗證，以掌握例子。

2.模仿

要求學生根據例子完成三盞燈的順序啟動、逆序停止。

3.應用

要求學生完成交通燈的控制。

三、“優、中、差”三層次進行分層次教學

筆者把學生分成優、中、差三層次，進行分層次教學。筆者把學生分成優、中、差三個層次，進行分層次教學。基于中等層次的大多數學生，設立不同的要求及目標；差一點的學生，能通過教師的范例，照葫蘆畫瓢；優秀層次的學生，筆者給其新項目，加上新功能。如在以上項目的實驗中，有的學生很快就完成了第三步，筆者就會讓他加上多方式控制。

四、教學示例

在可編程控制器的應用里，順序控制的編程是比較常用且比較重要的一種技能，編程上可以用很多方式來完成，如常見的用“啟保停”“仿步進指令（復位、置位）”“步進指令”“移位寄存器指令”“移位指令”“編碼譯碼指令”等。而在用移位指令完成順序控制中，由于學生對功能指令掌握較吃力，因此，用此指令完成順序控制學生學起來比較吃力。如在學習流水線裝配任務時，按常規理論教學或實訓教學效果都不理想。流水線裝配任務如下。

在一流水生產線上，通過傳送帶傳送加工零件。程序啟動后，工件經過一定時間到達D工位，在此執行操作A加工后又通過傳送帶傳送，經過一定時間后到達E工位，執行操作B加工后又通過傳送帶傳送，經過一定時間后到達F工位，執行操作C加工完成裝配后又通過傳送帶傳送，經過一定時間后到達G工位，在此工件通過入庫操作H完成入庫。在這個過程中，工件分別在D（操作A）、E（操作B）、F（操作C）三個工位完成三種裝配操作，經最后一個工位送入倉庫。

即按下啟動開關SD，程序按照D→A→E→ B→F→C→G→H流水線順序自動循環執行；在任意狀態下選擇復位按鈕RS程序都返回到初始狀態；選擇移位按鈕ME，每按動一次，工件運行一步。

要求學生用左移指令完成該任務。

筆者按如下步驟完成該任務的教學。

第一，詳細講解左移指令的用法。

第二，利用一個例子講解左移指令在程序里的應用。

第三，讓學生輸入程序，領會移位指令的用法。

第四，利用左移指令，完成兩盞燈的順序點亮、逆序熄滅。筆者把狀態轉移圖和梯形圖在黑板上展示后，詳細介紹用左移指令完成順序控制的要領。

第五，讓學生輸入示例，驗證兩盞燈的順序點亮、逆序熄滅的示例程序。

第六，讓學生仿照例子，完成三盞燈的順序點亮、逆序熄滅程序，重點引導學生仿照例子，首先畫出狀態轉移圖，在示例的基礎上自己思考，完成三盞燈的順序點亮、逆序熄滅程序編寫，并調試驗證。

第七，加入多方式控制，即在循環控制的基礎上加入循環控制、單周控制、單步控制、手動控制（在加入多方式控制時，筆者是在兩盞燈的順序點亮、逆序熄滅的示例程序基礎上添加，然后讓學生完成三盞燈的順序點亮、逆序熄滅程序的多方式控制）。

第八，通過掌握三盞燈的順序點亮、逆序熄滅程序的多方式控制模式，最終完成流水線裝配任務。

在教學中，基礎較好的學生在給出示例程序后，就能夠完成任務。筆者會給這些學生增加任務，如在三盞燈的順序點亮、逆序熄滅程序編寫結束后，讓學生再編寫交通燈的程序。另外，有部分學生，在給出示例的情況下，經過教師指點和幫助，也能夠完成任務。還有部分同學，只能按照教師給出的示例程序輸入驗證，慢慢領會左移指令在順序控制編程中的關鍵點。

通過該任務，學生基本能夠掌握左移指令的用法，掌握左移指令完成順序控制的要點。同時，在教學中避免了基礎好的學生不夠吃、基礎差的學生吃不了的情況發生。

筆者在上課中還經常和學生開玩笑講，如果要好好學可編程控制器，在實訓室里面絕對不可能無所事事，好的學生任務也完不了，差的同學任務也有做的。只要認真學，強者更強，弱者變強！

“三三三”教學法是筆者在承擔可編程序控制器原理及應用教學中總結出來的方法，對于其他課程的培訓及授課也有一定借鑒意義。

教有法，但無定法。只要從電工專業的課程特點出發，結合培訓學生及學員的文化基礎特點，應用科學、合理、有效的教學方法，就一定能使他們掌握技能型人才所需的理論知識及相應的實踐技能，成為一名合格的高素質技能型人才。