吳紅霞

摘 要 可編程控制器是自動(dòng)化生產(chǎn)線以及自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的核心控制器件。《可編程控制器原理與應(yīng)用》目前也成為自動(dòng)化、電氣技術(shù)、測(cè)控、機(jī)電一體化等專業(yè)的一門專業(yè)課程，該課程實(shí)踐性非常強(qiáng)。本文根據(jù)近幾年該課程教學(xué)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，并進(jìn)行深刻的反思，對(duì)該課程的教學(xué)方法進(jìn)行了探索。

關(guān)鍵詞 可編程控制器原理與應(yīng)用 教學(xué)探索 實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號(hào)：C45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-7661（2014）10-0005-02

可編程控制器（PLC）是20世紀(jì)60年代誕生并發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制裝置，集自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)于一體。PLC以其體積小、功能齊全，通用性強(qiáng)，可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、能適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在各個(gè)領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用，被譽(yù)為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱之一?！犊删幊炭刂破髟砼c應(yīng)用》是武漢東湖學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院面向電氣工程及其自動(dòng)化、自動(dòng)化專業(yè)所開設(shè)的一門專業(yè)課程，對(duì)于自動(dòng)化專業(yè)，還將其列為重點(diǎn)專業(yè)課程之一。本文在近5年教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，對(duì)《可編程控制器原理與應(yīng)用》這門課程的教學(xué)方法進(jìn)行了探索和總結(jié)，以期能進(jìn)一步提高該課程的教學(xué)質(zhì)量。

一、我院《可編程控制器原理及應(yīng)用》課程現(xiàn)狀

《可編程控制器原理及應(yīng)用》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課。這門課程設(shè)置的最終目的是讓學(xué)生掌握可編程控制器的工作原理、編程方法，并達(dá)到能利用它來實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單系統(tǒng)的自動(dòng)控制，為他們將來走向工作崗位打下一定基礎(chǔ)。

根據(jù)以往學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋來看，大部分覺得本課程學(xué)習(xí)起來比較困難。一方面，可編程控制器涉及的知識(shí)面比較廣，綜合性強(qiáng)，需要學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中思路清晰，概念準(zhǔn)確。但由于學(xué)生思維能力、知識(shí)基礎(chǔ)和綜合分析能力方面存在差異，給教學(xué)帶來一定難度。另一方面，本課程除了理論學(xué)習(xí)外，還需要實(shí)際動(dòng)手操作能力，這是三本院校部分學(xué)生比較欠缺的一部分。

我所在的學(xué)院對(duì)《可編程控制器原理與應(yīng)用》安排的理論課時(shí)比較少，只有32課時(shí)，如何在這么短的時(shí)間讓學(xué)生掌握PLC的工作原理、指令以及相應(yīng)編程方法，最后再應(yīng)用于簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，對(duì)任課教師來說是一個(gè)挑戰(zhàn)。選擇合理的教學(xué)內(nèi)容并把握好教學(xué)重點(diǎn)是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。

二、教學(xué)方法探索

1.培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

興趣是學(xué)生最好的老師，也是他們學(xué)習(xí)的動(dòng)力。如何才能提高學(xué)生的興趣呢？

（1）充分重視初期課程

通過教學(xué)實(shí)踐我們發(fā)現(xiàn)，剛開始的幾次課非常重要，要讓學(xué)生在初期的教學(xué)中，建立起對(duì)PLC技術(shù)應(yīng)用的全面了解，而不僅是一個(gè)抽象的概念?？梢詮V泛收集PLC在生活中的廣泛應(yīng)用，比如：電梯控制、十字路口交通燈控制、洗衣機(jī)控制、工業(yè)機(jī)械手控制等，并通過圖片展現(xiàn)，視頻短片播放等形式建立起對(duì)PLC的感性直觀認(rèn)識(shí)，讓學(xué)生體會(huì)到PLC能應(yīng)用在我們身邊的很多領(lǐng)域，從而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。

（2）教學(xué)案例緊貼生活

可編程控制器原理與應(yīng)用的教學(xué)內(nèi)容很多，其中編程方法是重點(diǎn)也是難點(diǎn)。而編程方法的基礎(chǔ)則是指令的學(xué)習(xí)，指令學(xué)習(xí)是非常單一的，如果按照傳統(tǒng)的理論教學(xué)模式，會(huì)讓學(xué)生覺得難以理解并且會(huì)感到枯燥乏味，會(huì)降低他們的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情。因此，我引入了案例教學(xué)法，而且所選案例緊貼日常生活，為學(xué)生所熟悉。比如引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)十字路口交通燈，從中介紹定時(shí)器的應(yīng)用；引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)某食品包裝線控制系統(tǒng)，引入計(jì)數(shù)器的指令等案例去取代空洞的理論，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。

2.教學(xué)內(nèi)容選擇

可編程控制技術(shù)的涵蓋面非常廣，可以應(yīng)用于自動(dòng)化、電力、交通運(yùn)輸、航海等各個(gè)領(lǐng)域，其知識(shí)點(diǎn)也非常多，在有限的課堂時(shí)間內(nèi)，如何有針對(duì)性地選擇教學(xué)內(nèi)容至關(guān)重要。

由于我所面對(duì)的專業(yè)為電氣和自動(dòng)化，在后續(xù)的學(xué)習(xí)過程中需要具備一定的電氣控制基礎(chǔ)，但前期并沒有開設(shè)相關(guān)課程。故在設(shè)計(jì)本課程教學(xué)內(nèi)容時(shí)加入了一小部分電氣控制，其次是PLC的基本知識(shí)，包括其組成、編程語言、工作原理等內(nèi)容，然后再結(jié)合學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備——OMRONCPM2A，讓學(xué)生掌握該設(shè)備的內(nèi)部元器件、基本指令、常用功能指令等知識(shí)，最后再選擇一些日常生活中典型的案例讓學(xué)生掌握基本的總體程序設(shè)計(jì)方法，包括經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、時(shí)序邏輯設(shè)計(jì)法和順序控制設(shè)計(jì)法等。讓學(xué)生逐步由簡(jiǎn)到難，慢慢掌握PLC的用法。重要的是還要讓學(xué)生能夠觸類旁通，通過學(xué)習(xí)了CPM2A PLC后也能去掌握其它型號(hào)PLC的相關(guān)用法。

同時(shí)，在講課過程中，重視案例選擇，針對(duì)不同專業(yè)的學(xué)生，選擇不同的案例。盡量所選擇的案例與他們的專業(yè)相關(guān)，而且能和其他專業(yè)課掛鉤。

3.教學(xué)方法探索

（1）采用啟發(fā)式教學(xué)

在教學(xué)過程中，采用啟發(fā)式教學(xué)，將教學(xué)重心從教轉(zhuǎn)到學(xué)，避免“滿堂灌”和“填鴨式”的教學(xué)，造成學(xué)生沒有足夠的思考空間，時(shí)間長了會(huì)造成學(xué)生的抵觸情緒。因此，在教學(xué)方法上要注重老師主導(dǎo)，學(xué)生主體的模式，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)精神。比如在程序設(shè)計(jì)方法中，學(xué)生掌握基本編程方法后，程序設(shè)計(jì)就不再局限于條條框框，學(xué)生可以在老師的引導(dǎo)下去自主編程來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，以增加他們的成就感，讓他們體會(huì)到其中的樂趣。

（2）更新教學(xué)模式

在授課時(shí)，突出加強(qiáng)學(xué)生綜合能力培養(yǎng)和開啟學(xué)生工程思維方式的教學(xué)理念。在講指令和程序設(shè)計(jì)案例時(shí)，從實(shí)際工程問題的角度出發(fā)，以典型案例為主線，將每個(gè)案例分解為若干任務(wù)來進(jìn)行解決，在其中引入相關(guān)原理和概念，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)τ嘘P(guān)知識(shí)進(jìn)行拓展，以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用工程思維方式去理解問題和解決問題，縮短他們與就業(yè)崗位之間的距離。

同時(shí)，注重課堂教學(xué)與科研成果的融合，加強(qiáng)課堂教學(xué)和工程實(shí)際的聯(lián)系，豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，不僅使課堂教學(xué)即具有基礎(chǔ)理論性，又具有較強(qiáng)的應(yīng)用性，而且使學(xué)生能更準(zhǔn)確把握理論知識(shí)與工程實(shí)際的結(jié)合，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。endprint

（3）教學(xué)手段靈活

近年來，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，多媒體教學(xué)已經(jīng)成為課堂教學(xué)的主要形式。多媒體教學(xué)能夠通過圖像、文字、動(dòng)畫等多種形式來呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容。針對(duì)課程的特點(diǎn)，在上課過程中，對(duì)一些重點(diǎn)、難點(diǎn)問題和一些典型案例的講解采用板書與多媒體相結(jié)合，以充分發(fā)揮板書層次清晰和多媒體教學(xué)手段形象生動(dòng)、信息量大的特點(diǎn)，加深學(xué)生對(duì)課程重點(diǎn)難點(diǎn)的理解，提高教學(xué)質(zhì)量和水平。

4.重視實(shí)踐環(huán)節(jié)

該課程實(shí)踐性非常強(qiáng)，需要充分鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，直觀的實(shí)踐環(huán)節(jié)是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

（1）實(shí)踐環(huán)節(jié)安排

實(shí)踐教學(xué)作為專業(yè)教學(xué)的一個(gè)重要組成部分，與理論課教學(xué)處于同等重要的位置。針對(duì)該課程特點(diǎn)，我們?cè)涸O(shè)計(jì)了幾個(gè)不同的實(shí)踐環(huán)節(jié)，比如對(duì)于自動(dòng)化專業(yè)，要求他們必須要有較強(qiáng)的PLC基礎(chǔ)，則為他們?cè)O(shè)置的實(shí)踐環(huán)節(jié)是從“認(rèn)知——課程實(shí)驗(yàn)——課程設(shè)計(jì)”，有一部分特別感興趣的學(xué)生，還可以在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和專業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中選擇合適的案例和控制系統(tǒng)來進(jìn)行進(jìn)一步的研究。同時(shí)，學(xué)校配備了并建立了設(shè)計(jì)性、開放性、綜合性、先進(jìn)性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，學(xué)生可以根據(jù)學(xué)習(xí)需要自主選擇、設(shè)計(jì)完成不同類型實(shí)驗(yàn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力和設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力。

（2）充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性

在實(shí)踐環(huán)節(jié)中，為了充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，讓學(xué)生在動(dòng)手的過程中去掌握PLC的相關(guān)應(yīng)用方法，也為了避免學(xué)生“吃大鍋飯”的現(xiàn)象，我們將教學(xué)內(nèi)容分成不同的設(shè)計(jì)任務(wù)，然后將學(xué)生分成若干個(gè)興趣小組，由興趣小組的學(xué)生來進(jìn)行討論，分組完成設(shè)計(jì)任務(wù)。在教學(xué)過程中，教師處于主導(dǎo)地位，調(diào)動(dòng)興趣小組的協(xié)作能力，讓學(xué)生自己動(dòng)手編程序，然后進(jìn)行程序調(diào)試，在調(diào)試過程中找出問題并解決，不斷進(jìn)行總結(jié)。從而慢慢掌握可編程控制器的幾種基本編程方法和可編程控制器的接線方法和運(yùn)用。

同時(shí)，從各個(gè)興趣小組中抽調(diào)出一部分優(yōu)秀的學(xué)生去參加相關(guān)大賽，以大賽促進(jìn)教學(xué)，也可以進(jìn)一步帶動(dòng)并促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

三、結(jié)束語

《可編程控制器原理與應(yīng)用》是一門理論性、趣味性和實(shí)踐性都比較強(qiáng)的課程，要針對(duì)不同的教學(xué)對(duì)象去設(shè)置不同的教學(xué)內(nèi)容，并采用合適的教學(xué)方法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣并培養(yǎng)他們的工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，才能使學(xué)生能更好地掌握該課程。

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