淺析可編程控制器項目化教學過程

王敏，趙靜，李郁

（西北工業大學明德學院，陜西 西安 710114）

可編程序控制器是通訊技術、自動化技術和計算機技術相結合發展的一種工業控制裝置。“可編程控制其原理及應用”是高等院校的機械制造以及電氣自動化類專業的一門必修專業基礎課，該課程的實踐性和應用性都非常強。

目前，各大院校都意識到這一課程的重要性，都在做該課程的建設工作，從精品課程到慕課再到翻轉課堂都有涉及，但國內采用翻轉課堂的學校還不是很多，不過在國外該門課程的教學大都以項目為導向，以學生為主體，注重培養其實際操作能力，所以我們有必要做這樣的嘗試，以便培養學生更好專業技能，同時，培養其創新思維，提升其創業能力。

1 教學內容

“可編程控制器原理與應用”課程的教學內容有：可編程序控制器基礎、CP1H PLC 的硬件系統、基本指令、功能指令、程序設計思路、系統接線方法，現代PLC 控制技術的應用。實驗課程開設了與或非邏輯處理實驗、定時器和計數器實驗、十字路口交通信號燈控制——順控圖設計法和十字路口交通信號燈控制——時序圖設計法，為學生從事工程技術工作和以后學習后續課程打下基礎。

經過課題組多次到企業開展調研，根據機電類專業的能力需求，重新構建課程體系，采用項目化教學，解決理論和實踐教學脫節的弊端，融“教、學、做”一體，在教學中引入生產實踐中的生動案例，激發學生的學習興趣。

目前大多“可編程控制器原理與應用”在授課時按照PLC 概述、可編程控制器的硬件組成、原理介紹、編程基礎、功能指令、程序應用實例、操作實例等獨立章節進行講述。根據人的認知規律，學生的知識獲取可以通過實踐——認識——再實踐——再認識得到，這樣對知識的掌握會更加透徹和牢固。但目前的知識體系學習多以間接經驗為主，對于抽象理論，學生們在接受時有一定的難度，作為教師，不能只是單一的講授，需要結合學生的實際情況，以發揮學生的主動性，讓學生自己總結借鑒已有學習經驗，體驗探索解決問題的過程，完成項目任務，并對實踐結果進行一定的總結歸納。通過這樣的方式，學生從實踐中總結的知識會更深刻、更直觀，記住的時間也會更長。所以，我們重新編排了教學內容，采用項目任務驅動的教學模式。根據學生接受的難易程度，對多個應用實例進行篩選、整合，形成了幾個項目單元，每個項目包含多個應用實例。

在可編程控制技術課程中，包括6 個項目，與改革前的課程結構相比，具有模塊化項目化的特點，對學生來說，更具綜合性和實用性。每個項目都是以生活或企業中一個具體的任務為驅動進行設置的，其中所涵蓋的不再是孤立的一個個知識點，而是圍繞該任務下的一個知識框架。學生在實施每個項目的同時，不僅感覺不到知識的負擔，而且能被激發出學習該知識框架的興趣，不僅掌握了相關知識點，還能很好的應用課程項目設計，從簡單的伸縮門控制、到洗衣機、交通燈等技術的復雜控制，整合、序化教學內容，融入助理PLC 編程師、自動化技術應用工程師的標準，形成六個課程項目，校企合作共同開發課程項目、共同承擔課程教學任務，按照“教、學、做”一體化的項目化的模式教學。

2 教學方法

教師應該專注于教學設計，抓住知識的內在聯系，針對性地創設問題情境，運用情景教學，激發學生思考，重點加強學生的創新創業意識，培養學生的創造性思維。采用互動式教學方式，讓每個學生都積極參與課堂教學。并強調互動與激勵，建立以學生為本、以教師為主導、以能力為導向的教學方法，努力調動學生們的積極性。除了教室里的面對面的教學外，還開設實踐課，進行一定的討論，將學生的被動學習轉變為主動式和參與式學習。

實驗室的研究小組將進入課堂理論，教學模式實現一體化，把理論與實踐進行整合，采用項目驅動的教學模式。教學過程按“明確任務”、“制定計劃”、“決策”、“實施”、“控制”和“評價反饋”六個步驟進行，在過程中穿插相關知識點和技能點的講授。

以洗衣機控制系統設計為例，學習目標設計為：根據洗衣機控制系統的元部件，繪制原理圖及控制線路圖；設計洗衣機的工作流程，提出控制方案，制定出控制程序的測試方案；對出現的問題進行分析和解決；正確完成洗衣機PLC 控制的硬件接線，順利完成洗衣機控制。具有良好的團隊協作能力和口頭與書面表達的能力。學習任務為：畫工作流程圖、硬件接線圖、PLC 梯形圖；設計和連接控制電路；洗衣機與控制板的硬件連接；洗衣機的控制調試。

工作過程分六部走：（1）明確任務，明確學習任務和學習目標并設法獲取與完成任務有直接關系的信息。教師通過演示洗衣機的工作過程，提出任務要求，指導學生分組(每組3 ～4 人)，提出學習建議，提供獲取資料的方法與途徑。（2）制定計劃，根據已明確了的學習任務，計劃出洗衣機控制調試的步驟及所需的條件。組長組織隊員查閱手冊資料，進一步了解洗衣機的結構，討論洗衣機的控制調試計劃。（3）做出策略，根據制定的計劃，選擇最佳的控制方法。教師聽取每組學生的決策意見，提出可行性方面質疑，幫助糾正及修改不可行的決策。（4）實施計劃，根據制定的計劃，分步驟完成對整個洗衣機的控制工作。組織學生進行系統分析學習。對控制、調試過程中出現的問題組織學生進行討論，學生先自己解決問題，必要時教師再給予指導。（5）檢查控制，根據已明確了的學習任務，計劃出洗衣機控制調試的步驟及所需的條件。學生先自查，發現問題后反復對系統進行調試，最后才由教師對每組的成果進行驗收檢查，并對檢查結果進行記錄。（6）評定反饋，對調試完成的洗衣機進行評價，并書寫調試報告。先學生各組之間交叉評價，并對照評分表進行逐項評分。最后，教師對學生的成果進行評價，并點評成果中的優點和缺點。

以“項目為中心，行動為導向”的教學方法，始終將項目教學貫穿于課堂教學，采用互動的實踐教學方式，讓同學們積極的參與其中，通過實踐—認識—再實踐—再認識的方式，提高學生的實踐操作能力，培養學生善于思考、勇于探索的創新精神。