試析項目法在高職PLC教學(xué)中的應(yīng)用論文
論文摘要：以項目導(dǎo)向，任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)模式改革傳統(tǒng)的PLC課程教學(xué)，從設(shè)計思路、教學(xué)目標(biāo)、項目與任務(wù)三個方面進(jìn)行整體設(shè)計，科學(xué)地組織實施PLC項目教學(xué)，著重學(xué)生實踐動手能力、分析問題和解決問題的能力的培養(yǎng)，綜合地、全面地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。
論文關(guān)鍵詞：PLC；項目法；教學(xué)設(shè)計；組織實施；考核評價
可編程控制器（PLC）是自動控制技術(shù)、微計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合的通用工業(yè)控制裝置，目前已被廣泛地應(yīng)用于機(jī)電一體化、工業(yè)自動化控制等各個領(lǐng)域，被譽為現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)自動化的三大支柱（PLC技術(shù)、機(jī)器人、計算機(jī)輔助設(shè)計和制造）之一�；赑LC廣闊的發(fā)展空間，PLC課程已成為高職院校的機(jī)電、電氣類等專業(yè)的核心課程。
PLC課程實踐性、應(yīng)用性較強(qiáng)，強(qiáng)調(diào)理論知識和技能訓(xùn)練并重。傳統(tǒng)的教學(xué)方式是依照教材，按基本工作原理、基本指令、基本應(yīng)用、基本操作的順序進(jìn)行理論講授和實驗訓(xùn)練。一方面由于高職生整體學(xué)習(xí)能力較弱，另一方面由于指令多而抽象，大多學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中學(xué)了后面的就忘了前面的，對各指令的功能混淆不清，不能正確地理解與應(yīng)用，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性差。為了改變這一狀況，采用“項目導(dǎo)向，任務(wù)驅(qū)動”的項目式教學(xué)，通過師生共同完成學(xué)習(xí)項目和學(xué)習(xí)任務(wù)，有效地提高了學(xué)生的實踐動手能力、分析問題和解決問題的能力，提高了教學(xué)效果與教學(xué)質(zhì)量。
一、PLC課程項目教學(xué)法的整體設(shè)計
（一）確定設(shè)計思路
課程整體設(shè)計充分體現(xiàn)項目導(dǎo)向，任務(wù)驅(qū)動的思想，依據(jù)企業(yè)需求和崗位技能需求，遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，將課程的教學(xué)活動分解設(shè)計成若干由簡單到復(fù)雜的項目和任務(wù)，以項目為單位組織教學(xué)，以典型任務(wù)為載體，引出相關(guān)專業(yè)理論知識，使學(xué)生在實踐操作過程中加深對專業(yè)知識、技能的理解和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的綜合職業(yè)能力。
�。ǘ┟鞔_教學(xué)目標(biāo)
確定PLC課程知識目標(biāo)與能力目標(biāo)，這是PLC教學(xué)的出發(fā)點，也是PLC教學(xué)的歸宿。具備PLC控制系統(tǒng)維護(hù)能力以及PLC程序設(shè)計能力是PLC崗位對PLC技術(shù)人員的核心能力要求。依據(jù)這一要求，高職PLC課程的知識目標(biāo)是：使學(xué)生掌握可編程控制器技術(shù)的基本組成、工作原理及PLC編程軟件的使用，掌握PLC基本指令、應(yīng)用指令及編程規(guī)則，掌握PLC基于梯形圖的常用的設(shè)計方法，掌握PLC應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試和維護(hù)，并具備PLC的通信與網(wǎng)絡(luò)的基本知識。能力目標(biāo)是：培養(yǎng)學(xué)生具備PLC安裝能力、硬件接線能力、常用指令的分析應(yīng)用能力、PLC程序設(shè)計與調(diào)試能力、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計、安裝、接線、調(diào)試及故障排除能力。進(jìn)而實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的能力、分析問題和解決問題的能力及溝通協(xié)作的能力。
�。ㄈ┰O(shè)計教學(xué)項目與任務(wù)
PLC課程的項目與任務(wù)的設(shè)計即是教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計，它是課程設(shè)計思路和教學(xué)目標(biāo)的具體體現(xiàn)。它即要符合企業(yè)和崗位技能需求，具有針對性，又要保持PLC知識的系統(tǒng)性與完整性。因此，可以將PLC課程按項目教學(xué)模式分為五個學(xué)習(xí)項目，即PLC基礎(chǔ)、基本指令及應(yīng)用、常用應(yīng)用指令及應(yīng)用、PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計、PLC的通信與網(wǎng)絡(luò)。然后詳細(xì)分解每個學(xué)習(xí)項目所包含的知識點和能力點，形成具體的學(xué)習(xí)任務(wù)。例如在項目四“PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計”中，按邏輯設(shè)計法、時序圖設(shè)計法、經(jīng)驗設(shè)計法、繼電器控制電路圖轉(zhuǎn)換設(shè)計法、順序控制設(shè)計法分別設(shè)計一個學(xué)習(xí)任務(wù)。任務(wù)有時也被稱為子項目。任務(wù)的選取要注意三點：一是盡量采用學(xué)生易懂的三相電動機(jī)控制及易演示的彩燈（交通燈）控制和機(jī)械手控制；二是盡量按由簡到繁、循序漸進(jìn)的方式安排任務(wù)順序，并注意控制PLC課程的整體難度；三是各任務(wù)針對性要強(qiáng)，要能充分體現(xiàn)相應(yīng)知識點的學(xué)習(xí)和相關(guān)能力的培養(yǎng)。
二、項目教學(xué)的組織與實施
科學(xué)地組織項目教學(xué)是實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的有效途徑。堅持項目導(dǎo)向，任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)思路，按照“任務(wù)目標(biāo)－任務(wù)分析－關(guān)聯(lián)知識－任務(wù)實施－擴(kuò)展知識－能力測試－效果評估”的順序組織教學(xué)，實現(xiàn)完整的“教、學(xué)、做”一體化。以項目四中的任務(wù)“搬運機(jī)械手控制設(shè)計”為例，教學(xué)活動組織過程可以分成三個階段：
�。ㄒ唬�(zhǔn)備階段
在一項新的學(xué)習(xí)任務(wù)啟動之初，首先要明確任務(wù)的目標(biāo)，它決定著本次任務(wù)的教學(xué)方向，指引著師生教與學(xué)活動的開展。第二步是確定任務(wù)載體，任務(wù)載體應(yīng)是實現(xiàn)任務(wù)目標(biāo)最直接、最有效的`途徑。在“搬運機(jī)械手控制”學(xué)習(xí)任務(wù)中，任務(wù)目標(biāo)是掌握順序控制設(shè)計法，考慮到在搬運機(jī)械手手動、單步自動、單周期自動、連續(xù)自動多種工作方式中，連續(xù)自動控制最能突出順序控制設(shè)計的特點，所以選擇搬運機(jī)械手連續(xù)自動控制作為任務(wù)的載體。第三步任務(wù)分析，針對機(jī)械手連續(xù)自動控制，細(xì)致地分析機(jī)械手的工作方式、機(jī)械手每個工作步的控制要求及應(yīng)禁止的誤操作，繪制出機(jī)械手自動工作流程圖。工作流程圖是順序功能圖的基礎(chǔ)，因此是這一步教學(xué)活動的重點內(nèi)容。第四步是關(guān)聯(lián)知識即順序功能圖知識的學(xué)習(xí)，這是學(xué)生運用順序控制設(shè)計法實現(xiàn)機(jī)械手自動控制的理論基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)的內(nèi)容包括順序功能圖的組成、結(jié)構(gòu)類型、順序功能圖與梯形圖的對應(yīng)關(guān)系、根據(jù)順序功能圖畫梯形圖的方法等。
在準(zhǔn)備階段，為保證知識的完整性，同時兼顧時間限制，任務(wù)訊息（任務(wù)目標(biāo)、任務(wù)載體、任務(wù)分析）與相關(guān)知識主要由教師講授，教師是這一階段的活動主體，時間安排為2個課時。需要說明的是，如果將機(jī)械手每個工作步驟、自動流程圖、順序功能圖制作成動畫，用多媒體進(jìn)行演示，將增加授課的趣味性、直觀性，提高教學(xué)效果。
（二）實施階段
在任務(wù)實施階段，學(xué)生是活動的主體。首先學(xué)生按2－4人一組，根據(jù)機(jī)械手控制要求確定輸入輸出元件，進(jìn)行I/O點分配，設(shè)計外部接線，繪制機(jī)械手自動控制順序功能圖，初步設(shè)計PLC控制程序，這些活動由學(xué)生課外完成。教師負(fù)責(zé)布置任務(wù)，提供咨詢。第二步學(xué)生匯報，教師檢查評價。教學(xué)活動主要以師生共同討論的方式展開，著重對比置位復(fù)位指令、位移位指令、步進(jìn)指令三種編程方案。步進(jìn)指令在項目三“常用應(yīng)用指令及應(yīng)用”中有過初步的學(xué)習(xí)，大多學(xué)生可能并不熟悉，但不排除有好學(xué)的學(xué)生會應(yīng)用它來編程。采用置位復(fù)位指令和步進(jìn)指令編程的程序會較長，但邏輯關(guān)系清楚，而運用位移位指令編程的程序則顯得緊湊而簡捷，而且位移位指令在這里的妙用對學(xué)生更具吸引力。學(xué)生設(shè)計的每一種方案都應(yīng)該得到教師的鼓勵，即使不完整或有明顯的錯誤。師生討論的主要目的在于確定方案、完善程序，時間安排為2個課時。第三步是程序輸入與調(diào)試。學(xué)生分組上機(jī)操作，教師進(jìn)行指點和檢查。時間安排也為2個課時。對于提前完成的小組，可以安排他們先進(jìn)入下一個環(huán)節(jié)，即機(jī)械手手動控制、單步自動、單周期自動控制設(shè)計。上機(jī)操作完成后，學(xué)生在課外完成程序設(shè)計與調(diào)試報告。第四步擴(kuò)展知識的學(xué)習(xí)。在熟悉掌握機(jī)械手連續(xù)自動控制設(shè)計后，機(jī)械手手動控制、單步自動、單周期自動控制設(shè)計在教師指導(dǎo)下，也可以較快地被學(xué)生掌握，時間安排為1個課時。至此用順序控制設(shè)計法實現(xiàn)的完整的搬運機(jī)械手控制的學(xué)習(xí)基本完成，總計7個課時。對于學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的學(xué)生，教師還可以指導(dǎo)其將中斷指令應(yīng)用于機(jī)械手控制中。
在任務(wù)實施階段，教師主要是營造學(xué)習(xí)氛圍，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，提供幫助與咨詢，引導(dǎo)教學(xué)過程順利進(jìn)行。
�。ㄈ┰u價階段
在這個階段里，需要做個能力測試檢查評估任務(wù)目標(biāo)完成情況。教師可以布置用順序功能圖實現(xiàn)某些簡易的順序控制的作業(yè)由學(xué)生分組完成，根據(jù)學(xué)生作業(yè)評定成績。這一階段的師生活動均安排在課外。
由上所述，每個任務(wù)教學(xué)過程劃分為任務(wù)的準(zhǔn)備、實施與評價三個階段，每個階段又細(xì)分為子階段，每個子階段所要進(jìn)行的具體的教學(xué)活動不同，師生在各個階段所處的地位與作用也有所不同。
在PLC課程項目教學(xué)組織與實施過程中，教師還要注意三點：一是要選擇既能體現(xiàn)項目教學(xué)理念，又適合學(xué)校實驗實訓(xùn)條件的教材，必要時可以自編教材；二是要充分利用現(xiàn)場教學(xué)、多媒體技術(shù)等方式生動直觀地進(jìn)行講授和指導(dǎo)，使枯燥、抽象的PLC硬件系統(tǒng)學(xué)習(xí)形象化，使復(fù)雜、難以理解的PLC控制任務(wù)趣味化，有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。三是項目教學(xué)中，學(xué)生不再是被動的接受者，不確定的因素會有所增加，如教學(xué)進(jìn)度的減慢、學(xué)生掌握程度不一、專業(yè)知識涉及面擴(kuò)大等，教師只有不斷提高教學(xué)能力和業(yè)務(wù)水平，才能較好地運用項目教學(xué)法。
三、項目教學(xué)的考核與評價
PLC課程項目教學(xué)的考核與評價是檢驗教學(xué)目標(biāo)是否實現(xiàn)，判定教學(xué)效果是否達(dá)到預(yù)期的重要環(huán)節(jié)。在PLC課程結(jié)束時進(jìn)行綜合項目考核，依據(jù)PLC項目實現(xiàn)的功能是否完整、設(shè)計方案是否最優(yōu)、I/O接線是否正確、聯(lián)機(jī)調(diào)試是否按時完成、技術(shù)報告是否規(guī)范等五項指標(biāo)，考核評定學(xué)生實踐動手能力、分析問題和解決問題的能力。但綜合項目的考核成績并不是學(xué)生學(xué)習(xí)PLC課程的最終成績，它在總成績里所占的比例是40%，另有60%是平時成績。PLC項目教學(xué)的評價堅持以下幾個原則：
（一）過程評價與結(jié)果評價相結(jié)合的原則。評價的活動滲透在教學(xué)的整個過程之中，課堂表現(xiàn)、活動小組中的表現(xiàn)、操作技能水平、各項任務(wù)完成程度等都是教師平時采分的內(nèi)容。
�。ǘ┬〗M評價與個人評價相結(jié)合的原則。教師對小組的整體評價在于鼓勵團(tuán)隊協(xié)作能力的培養(yǎng)，教師對小組成員個人的評價在于督促個人學(xué)習(xí)自覺性的培養(yǎng)。
�。ㄈ┞殬I(yè)能力評價與職業(yè)基本素質(zhì)評價相結(jié)合的原則。從學(xué)生所獲得的分析解決問題能力、學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力等職業(yè)能力，以及所培養(yǎng)的勞動紀(jì)律、安全操作等職業(yè)基本素質(zhì)兩大方面進(jìn)行全面、科學(xué)的評價。
四、結(jié)語
PLC課程的項目教學(xué)以項目為單位，以典型的任務(wù)為載體，貫徹項目導(dǎo)向，任務(wù)驅(qū)動的思想，將“教、學(xué)、做”有機(jī)地結(jié)合在一起。通過項目教學(xué)，學(xué)生能較好地掌握PLC應(yīng)用技術(shù)，為今后順利地走上崗位奠定了良好的基礎(chǔ)。
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