项目教学法在PLC教学中的应用

收稿日期:2009-01-12
作者简介:张新军(1976-),男,河南济源人,济源职业技术学院机电系助教,硕士,研究方向为智能化控制;崔艳艳
(1975-),女,河南济源人,济源职业技术学院机电系助教。

项目教学法在PLC 教学中的应用
张新军,崔艳艳
(济源职业技术学院,河南济源459000)
摘 要:文章主要介绍了在PLC 课程中,采用的项目式教学法。

通过项目的实施贯穿学习的相关知识点,组织学生参加项目设计、实施和管理的全过程,并完成教学任务。

实践证明,在PLC 课程中采用项目教学法,把课堂从教室移到实训室,在项目任务的驱动下,实现理论实践一体化,能较好地提高教学效果。

关键词:项目教学法;PLC ;教学改革
DOI :10.3969/.j issn .1672-0342.2010.02.028中图分类号:G712.4 文献标识码:A
文章编号:1672-0342(2010)02-0088-03一、引言
可编程控制器(简称PLC )是以微处理器为核心,把自动化、计算机、通讯等技术融为一体的新型工业自动控制装置。

由于它可靠性高、体积小、维护方便、灵活性好、编程简单等优点,与机器
人、CAD /CAM 并称为工业生产自动化的三大支柱。

近年来,随着计算机技术的不断发展,PLC 在企业生产中得到了广泛的应用,如用于运动控制(金属切削机床、装配机械、机器人、电梯)、过程控制(加热炉、锅炉)、数据处理(造纸、冶金、食品工业)等。

为适应社会的需求,我院在机电一体化、电气自动化、电子技术、数控等多个专业中开设了PLC 课程。

在PLC 课程教学中采用项目教学法,把课堂从教室移到实训室,在项目任务的驱动下,实现理论实践一体化,提高了教学效果。

自从1998年以来,笔者一直担任PLC 课程的教学。

在教学过程中发现,在通常的教学模式中,教师先介绍命令格式、功能、说明等概念,然后举例应用该命令,最后由学生上实验台验证。

但在实操过程中,学生仍不能正确运用所学的理论,需要教师不断重复解释,结果是在学生中很难建立起 工程项目开发 的整体概念。

笔者认为原因在于传统的教学模式中的理论与实践严重脱节,使得理论教学的效果难以得到巩固和消化。

在PLC 的教学中运用项目教学法,通过理论与实践一体化的教学模式,使学生在完成真实的工作任务的过程中,能够根据任务的需要,学习和运用
专业知识,分析和解决工程项目中遇到的实际问题,提高综合能力。

[1]
二、课程项目的制定
项目教学法是 以能力为本位、以职业实践为主线、以项目课程为主体 的模块化教育,是通过实施一个完整的项目而进行的教学活动,其目
的是在教学中把理论和实践教学有机的结合起来,充分发掘学生的创造潜能,提高学生解决实际问题的综合能力。

[2]
在PLC 课程项目制定过程中,笔者和本课程组的教师多次到本市的企业调研,将实际工程环境中的任务和教学相结合,确立了 做中学、学中做 的教学理念。

在实施教学过程中以 项目驱动 为主要形式,将实践项目贯穿于教学的始终,以实践项目引入新知识,激发学生的原动力;传授知识时紧密结合实践项目,让学生在实践中巩固所学的理论知识,并融会贯通;最终通过项目的成功设计,使学生体会到成功的体验,培养理论与实践的综合运用能力和分析解决问题的能力。

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三、课程项目的实施
如果说课程项目的制定是项目教学法的先决条件,那么项目的实施就是项目教学法的关键环节,下面是PLC课程项目教学法的实施的方法和体会。

(一)分解课程项目,任务驱动学习
以行动为导向,以学生为主体,基于工作任务进行课程设计与教学方法改革。

依据课程能力目标,将生产一线中PLC控制技术岗位的真实性工作任务归纳成典型工作任务,依据典型工作任务及认知规律、教学原则,将PLC学习领域设计为两项学习情境,包括由简单到复杂、由单一到综合的9项学习性工作任务。

通过对9项学习性工作任务的组织实施,训练学生PLC电气控制系统的设计、安装能力,控制程序的设计、编制能力,整体控制系统的运行、调试能力。

(二)项目的组织实施
项目的实施过程是学生能力培养的重要环节。

任务确定后,教师帮助学生进行项目分析,串讲相关知识点,并提出设计建议,明确该项目要解决的问题及关键。

然后,学生分组独立设计,并通过实训设备,练习硬件接线、软件编程并进行运行调试。

下面以项目 电动机星三角起动PLC控制为例来说明项目教学的具体实施过程。

1.项目分析。

项目任务提出后,师生一起分析系统的控制要求、星形/三角形转换过程和具体的操作方式(手动和自动)。

其中,自动工作方式中有定时器的如何选择,最后制定出控制方案;同时,老师还可以把事先做好的项目的最终结果向学生演示。

2.串讲相关知识点。

由教师介绍相关知识点:如定时器指令的选择(选通电延时型的,是选1m s、10m s,还是100m s)、输出继电器的选择(是选220V的,还是选380V的,如果选380V的,中间如何转换)和按钮的选择等。

通过现场演示、程序监控和使用教学软件播放等手段,使学生增加感性认识。

3.学生实践、教师指导。

分组教学是项目教学常用的模式,每组3-4人,好、差学生进行搭配组合,有利于同学之间的相互学习,培养团队精神。

根据已确定的控制方案,学生分别进行硬件和软件设计,最后进行运行调试。

硬件设计为:确定系统所需的输入设备(如控制按钮等)和输出设备(如接触器、电动机、信号指示灯等)的型号和数量,据此确定合适的PLC机型。

具体列写出PLC的输入/输出端口地址分配表,并绘制PLC 的外部输入/输出接线示意图;软件设计就是编写满足项目任务控制要求的PLC用户程序,即绘制梯形图或编写语句表。

学生可运用所学知识,充分发挥创新能力,有的用基本指令编程,有的用基本指令和顺控指令混合编程,也有的用特殊指令等。

软硬件设计好后需要经过多次调试,以发现和改进设计中的不足。

[3]
在整个项目的实施过程中,教师不再是知识的拥有者和课程的主宰者,而是学生问题的咨询者和指导者,学生成为了教学中的学习主体。

教师要注重对项目的实施过程进行动态管理并发挥主导作用,及时了解各组学生的项目实施进展情况和存在的问题,有针对性的给学生以指导和帮助,并注意引导他们独立寻找妥善解决问题的方法,培养独立工作的能力。

(三)项目的评价和总结
项目教学法中理论和实践相结合,在评价过程中往往会出现两级分化,所以在项目实施的评价中应从多方面、多层次进行评价。

如:在学习内容上分为理论、实践操作、概括总结和创新能力等;在课堂上表现分为工作态度、工作纪律、项目参与性等;在评价时间上可分为阶段性评价和总结评价;在评价方式上可分为自我评价、小组评价和教师评价等。

总之,项目评价的目的是为了让学生多层次、多方面了解自己的工作效果和不足,根据自己的实际情况进行调整。

最后,学生还需要认真填写项目的训练报告,使项目的评价总结过程成为一个学习、提高的过程。

四、实施项目教学的效果
本课程在我院机电系机电一体化、电气自动化专业2008、2009级全面投入项目教学后,收到了显著的教学效果。

1.激发了学生的学习兴趣、学习积极性和主动性。

他们目标明确,带着具体任务学,学完相关知识点后,可以马上动手在项目实践中应用,学有所用的感觉激发了他们的学习兴趣;碰到问题时,他们在教师指导下看书、查资料,主动寻找解决的方法,有的还主动利用休息时间进行项目调试。

2.提高了学生的工程实践能力。

学生通过完成不同项目的软、硬件设计、安装接线和调试,基
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本掌握了PLC 控制系统的一般设计方法,工程实践能力得到了较大提高。

3.有利于学生创新能力的培养。

项目实施
时,学生处于主体地位,实训室就是课堂,在宽松的学习环境里,可以充分发挥潜能,在老师的鼓励下大胆革新、创造。

4.培养了学生的团队合作精神。

在分组完成任务时,学生通过讨论、交流、互学,共同解决实际问题,为学生创设了团结协作的学习环境,培养了团结合作的精神,为今后走上工作岗位打下了良好基础。

五、心得体会
1.通过在PLC 课程中引入项目教学法,极大地提高了学生的学习兴趣,提高了学生的学习积极性,使学生在学习的过程中对理论知识的学习有了新的认识,不再认为理论知识是无用的。

2.通过引入项目教学法,使学生所学的各门专业课之间有了联系,在完成项目的过程中,不单单是学习PLC 知识的过程,而是要把拖动、电机、传感器等知识综合起来,才能更好地完成任务。

3.教学项目的选择上,应根据现有的条件与
学生的水平结合起来,项目如果选得简单,就达不到预期的效果,而项目选得太复杂,又容易使学生产生挫折感,所以对于项目的选择需要积累经验,
才能对选择项目有较好的把握。

4.学校要不断建设、充实和完善PLC 的实践教学条件,使先进的、开放的实践教学环境能充分满足项目教学活动的需求,以利于培养学生的职业技能和综合职业能力。

5.在课时安排上,为避免学生前学后忘,并收到较好的教学效果,可集中上课(如每次课四个学时),同时,课余时间还可适时开放实训场所,供学生练习。

参考文献:
[1]禇银菲.!模拟电路∀课程中项目教学法探讨[J].漯河职业技术学院学报,2009,(5).
[2]刘庆华.PLC 课程的项目教学法[J].机械职业教育,
2006,(2).
[3]李庆武.项目教学法在课程教学中的运用探讨[J].教育探索,2008,(4).
[责任编辑 姜小军]
The Application of ProjectApproach i n PLC Teachi ng
Z HANG X i n -jun ,GUO Ji-hong
(E lectronics and M echanical D epart men t ,J i yuan Vo cational and T echnica l College ,J i yuan 459000,H enan )
Abstract :The pro j e ct -based teaching m ethods in the PLC C ourse are i n troduced .Through the i m p le m entation o f t h e pr o jec,t students can lear n key po ints .By o r gan izi n g students to participate i n project
desi g n ,i m ple m entation and m anage m ent i n the w ho le process ,teach i n g task can be co m pleted .Practice has proved that the class can be he l d i n tra i n ing roo m s w hen teach i n g m ethods are adopted i n the PLC progra m.B eing driven by the task i n the pr o jec,t integ ration o f theory and practice can be ach ieved .Therefore ,good teach i n g effect can be reached .K ey words :pro j e ct approach ;PLC ;teaching refor m
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