孫良

（江蘇省昆山市第三職業(yè)高級(jí)中學(xué)，江蘇 昆山 2153009）

可編程控制器（PLC）是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì),具有功能強(qiáng)、可靠性高、使用靈活等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域。隨著職業(yè)教育的發(fā)展，為了適應(yīng)PLC的應(yīng)用形勢(shì)提高學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭力，在中職類學(xué)校中開設(shè)了PLC 課程。PLC 課程在理論與實(shí)踐應(yīng)用方面要求較高，而中職學(xué)生基礎(chǔ)普遍薄弱。如何上好這門課程？現(xiàn)結(jié)合本人的教學(xué)實(shí)踐，談?wù)凱LC 教學(xué)的一些體會(huì)。

1 明確教學(xué)目標(biāo)

1.1 掌握PLC 課程基本內(nèi)容

了解PLC的基本結(jié)構(gòu)及工作過程；掌握PLC 基本指令、步進(jìn)順控指令及編程方法。

1.2 培養(yǎng)學(xué)生的操作技能

通過理實(shí)一體化教學(xué)法，結(jié)合實(shí)驗(yàn)課、應(yīng)用案例、課程設(shè)計(jì)、仿真練習(xí)等環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)及解決實(shí)際技術(shù)問題的能力。

2 調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

PLC 課程一般包括基本結(jié)構(gòu)及工作原理、基本指令、功能指令、步進(jìn)控制、PLC 通信網(wǎng)絡(luò)與結(jié)構(gòu)、編程實(shí)例等章節(jié)，整個(gè)課程具有抽象性、邏輯性、綜合性、實(shí)踐性等特點(diǎn)。如果按照課程的編寫順序進(jìn)行授課，容易造成學(xué)生學(xué)到編程操作時(shí)，前面的基礎(chǔ)知識(shí)都忘了，編寫程序時(shí)無從下手又得從頭再來，學(xué)習(xí)效率低下。究其原因主要有兩方面，一方面是職校學(xué)生基礎(chǔ)較差，學(xué)習(xí)積極性不高；另一方面是課程的開始部分理論性、抽象性較強(qiáng)，學(xué)生難以理解印象不深刻。為此，我們可對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，重點(diǎn)講解基本指令、編程操作、應(yīng)用實(shí)例。整個(gè)課程以實(shí)訓(xùn)案例為主線，采用模塊化教學(xué)法，將課程分為基礎(chǔ)知識(shí)模塊、指令模塊、步進(jìn)模塊、綜合運(yùn)用模塊四個(gè)部分。每個(gè)模塊根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)案例，利用教師講解點(diǎn)評(píng)學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)操作相結(jié)合的方法，從而提高學(xué)生的動(dòng)手能力，加深對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解。

3 教學(xué)方法改革

3.1 興趣的培養(yǎng)

興趣是最好的老師，興趣能激發(fā)學(xué)生的求知欲，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，如何讓學(xué)生對(duì)PLC 這門課程產(chǎn)生興趣呢？按照認(rèn)知新事物的客觀規(guī)律，強(qiáng)調(diào)第一印象的重要性，在第一次授課時(shí)，先取一個(gè)PLC 實(shí)物讓每個(gè)學(xué)生感受一下它的外觀特點(diǎn)，再通過電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)演示，讓學(xué)生仔細(xì)觀察并與以前電力拖動(dòng)中所學(xué)的正反轉(zhuǎn)控制電路進(jìn)行對(duì)比，分析出兩者之間的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)。通過對(duì)比分析，學(xué)生很容易知道采用PLC控制后，硬件電路連接變簡單了，而電路功能卻和原來一樣，這就是PLC 所起的作用。為了讓學(xué)生更多的了解PLC的應(yīng)用，可以列舉平時(shí)生活中所接觸到的PLC 控制例子，如公路上的交通燈控制、高層住宅中的電梯控制、街道兩側(cè)的倪虹燈控制，還可以帶領(lǐng)學(xué)生參觀工廠里的數(shù)控機(jī)床控制、自動(dòng)生產(chǎn)線上物品的存取控制等。通過演示實(shí)驗(yàn)的對(duì)比，列舉生產(chǎn)生活中所接觸到一些PLC 控制實(shí)例，一方面讓學(xué)生對(duì)PLC的功能作用有一個(gè)初步認(rèn)識(shí)，另一方面也使學(xué)生對(duì)他所不能理解的現(xiàn)象產(chǎn)生好奇心，從而引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的興趣。

3.2 采用理實(shí)一體化教學(xué)法

PLC 是一門抽象性、邏輯性、綜合性較強(qiáng)的課程，采用理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合的教學(xué)方法，可使學(xué)生更加直觀、形象地掌握所學(xué)內(nèi)容，同時(shí)也提高了學(xué)生的實(shí)際操作能力。如在講解PLC的輸入端（X）、輸出端（Y）時(shí)，除了要讓學(xué)生知道端子的功能外，還應(yīng)把輸入端、輸出端的電路示意圖交代清楚，再通過一個(gè)簡單的按鈕、直流電源使PLC 實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)光二極管的控制，讓學(xué)生明確其接線的原理及過程。最后再給出一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)的控制電路，讓學(xué)生完成直流電動(dòng)機(jī)、啟停按鈕、直流電源與PLC 之間的接線。通過現(xiàn)場(chǎng)的講解、演示及學(xué)生的實(shí)際操作，使學(xué)生很容易就掌握PLC 輸入輸出端子的作用、原理，以及輸入輸出端與外部電路的連線方法。又如在介紹基本指令時(shí)，假如直接用書上的文字對(duì)指令的使用方法及功能進(jìn)行描述，大部分學(xué)生都覺得以理解，學(xué)完以后還是不會(huì)運(yùn)用，課堂效率低。所以在講解基本指令，可以結(jié)合一些簡單的通斷實(shí)驗(yàn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)演示，然后再給出實(shí)驗(yàn)要求讓學(xué)生用所學(xué)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行操作，針對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行重點(diǎn)講解，這樣通過教師的現(xiàn)場(chǎng)演示，學(xué)生的操作提問，教師的答疑，使學(xué)生能直觀、形象、有效地掌握所學(xué)內(nèi)容。

3.3 PLC 程序教學(xué)

編寫程序是整個(gè)PLC 控制系統(tǒng)的核心部分，它決定了系統(tǒng)的工作流程。由于程序設(shè)計(jì)相對(duì)于硬件設(shè)計(jì)來講，具有多變性、靈活性等特點(diǎn)，同樣實(shí)現(xiàn)某個(gè)控制要求，不同的操作者編寫出來的程序可能大不相同。所以學(xué)生在學(xué)習(xí)編程或編寫相對(duì)復(fù)雜的程序時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)不知道該如何編寫或者程序不能實(shí)現(xiàn)控制要求。分析其原因主要是存在以下幾個(gè)問題：①對(duì)指令及PLC 軟元件的功能作用不明確。②對(duì)編程軟件的使用及編程語法不熟悉。③對(duì)被控對(duì)象的控制要求不理解或者沒有分析清楚。④編程時(shí)由于軟元件的重復(fù)使用造成程序出錯(cuò)。⑤不能很好地解決程序中的循環(huán)及啟停問題。為此，在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)，要以案例設(shè)計(jì)為主線，并且要遵循先簡單后復(fù)雜的原則，按照學(xué)生編寫→教師講解→學(xué)生提問→教師答疑→學(xué)生修改的步驟進(jìn)行。通過學(xué)生在練習(xí)中重復(fù)遇到→問題分析→問題解決問題的過程，使學(xué)生對(duì)于指令的功能、編程語法、軟元件的使用等理解得更加透徹。對(duì)于一些基本的程序單元要求熟記，如自鎖互鎖程序、單按鈕啟停程序、燈閃爍程序等，這樣不僅可以提高編程速度，還能減少程序出錯(cuò)。另外，在編程練習(xí)時(shí)，注意培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力，使學(xué)生學(xué)會(huì)功能圖設(shè)計(jì)法，即能夠根據(jù)控制要求畫出功能圖，再將功能圖轉(zhuǎn)化為程序（梯形圖）。功能圖設(shè)計(jì)法使整個(gè)程序過程變得非常清晰，便于編寫與修改。

3.4 綜合運(yùn)用能力

在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，PLC 控制系統(tǒng)主要由輸入部分、輸出部分、中間處理等幾個(gè)環(huán)節(jié)組成，系統(tǒng)中除了核心部件PLC 外還會(huì)涉及到傳感器、氣壓或液壓傳動(dòng)、機(jī)械、電氣及計(jì)算機(jī)方面的內(nèi)容，具有較強(qiáng)的綜合性。為了適應(yīng)崗位的需求，在教學(xué)中應(yīng)加強(qiáng)模擬實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備控制的仿真訓(xùn)練，如自動(dòng)生產(chǎn)線控制、機(jī)械手控制、物品篩選控制等，仿真設(shè)備盡可能多的包括氣、電、光、液方面的內(nèi)容。這樣一方面加深了學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解，提高學(xué)生對(duì)PLC的綜合運(yùn)用能力，另一方面擴(kuò)展了學(xué)生的知識(shí)面，為適應(yīng)崗位需求奠定了基礎(chǔ)。此外，對(duì)有條件的學(xué)校，還可讓學(xué)生進(jìn)入生產(chǎn)第一線，參與到項(xiàng)目開發(fā)、設(shè)備檢修、設(shè)備維護(hù)等實(shí)際工作中去，真正做到零距離上崗。

4 考核方式改革

對(duì)學(xué)生的成績考核是整個(gè)PLC 教學(xué)的重要組成部分，合理的考核方式可促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)與技能的掌握。PLC 課程的考核內(nèi)容包括過程考核（平時(shí)考核）、學(xué)習(xí)反思、綜合測(cè)試三個(gè)部分。重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)過程考核，過程考核是根據(jù)每個(gè)學(xué)生對(duì)各個(gè)學(xué)習(xí)模塊的學(xué)習(xí)態(tài)度、操作過程、完成結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，并結(jié)合學(xué)生的提問及學(xué)生回答問題的情況給出平時(shí)成績。學(xué)習(xí)反思是指在每次完成一個(gè)學(xué)習(xí)模塊后，要求學(xué)生對(duì)于這個(gè)階段的學(xué)習(xí)狀況寫一份自我評(píng)價(jià)，找出自己滿意的地方及不足之處，通過自評(píng)使學(xué)生更加了解自己，明確自己的努力方向，激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性。綜合測(cè)試是在課程結(jié)束或進(jìn)行到一定程度時(shí)，給出任務(wù)要求讓學(xué)生獨(dú)立完成連線、編程、調(diào)試等工作，根據(jù)任務(wù)的完成情況并參照評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)給出綜合成績。綜合測(cè)試可以檢驗(yàn)出學(xué)生對(duì)PLC 課程知識(shí)的掌握、PLC的綜合運(yùn)用能力及學(xué)生的動(dòng)手能力。

[1]張宏林.PLC 應(yīng)用開發(fā)技術(shù)與工程實(shí)踐，2008.7.

[2]王萬麗.PLC 原理及應(yīng)用，2008.6.

[3]宋伯生.PLC 編程理論、算法及技巧，2007.9.