對(duì)中職可編程序控制器課程中應(yīng)用項(xiàng)目教學(xué)法的探索

摘要：可編程序控制器應(yīng)用廣泛，具有很多優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)于中等職業(yè)學(xué)校的學(xué)生，因?yàn)槔碚摫∪跚覠o實(shí)踐經(jīng)歷，這門學(xué)科有一定的學(xué)習(xí)難度。本論文以《可編程序控制器》的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)這個(gè)項(xiàng)目為例探索了項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施過程，提高了教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：可編程序控制器  中等職業(yè)學(xué)校  項(xiàng)目教學(xué)法

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，特別是進(jìn)入新世紀(jì)以來，中國職業(yè)教育進(jìn)入了快速發(fā)展的時(shí)期。社會(huì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，各行各業(yè)對(duì)高技能人才的需求也越來越迫切，給職業(yè)教育的發(fā)展帶來很大的機(jī)遇。但企業(yè)對(duì)高技能人才的要求也越來越高，越來越挑剔，這對(duì)職業(yè)教育也是很大的挑戰(zhàn)。

項(xiàng)目教學(xué)法是通過實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)。在教學(xué)活動(dòng)中，教師將需要解決的問題或需要完成的任務(wù)以項(xiàng)目的形式交給學(xué)生，在教師指導(dǎo)下，以個(gè)人或小組工作方式，由學(xué)生自己按照實(shí)際工作的完整程序，共同制定計(jì)劃、共同或分工完成整個(gè)項(xiàng)目。在項(xiàng)目教學(xué)中，學(xué)習(xí)過程成為一個(gè)人人參與的創(chuàng)造實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐過程中，理解和把握課程要求的知識(shí)和技能，體驗(yàn)創(chuàng)新的艱辛與樂趣，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力及團(tuán)隊(duì)精神和合作能力等。

可編程序控制器（英文全稱Programmable Logic Controller），簡稱PLC，是現(xiàn)代工業(yè)控制的基礎(chǔ)部件，是工廠自動(dòng)化的支柱之一。它具有結(jié)構(gòu)簡單、編程簡單、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、通用靈活、體積小等一系列優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化控制領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。根據(jù)這一發(fā)展形勢(shì)及需求，很多職業(yè)技術(shù)院校電子、機(jī)電類專業(yè)都開設(shè)了PLC課程。PLC課程既是應(yīng)用型的課程，又是具有一定學(xué)習(xí)難度的課程。使用項(xiàng)目教學(xué)法實(shí)施教學(xué)，教學(xué)效果較好。下面以交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)這個(gè)項(xiàng)目為例介紹項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施過程：

首先，明確該項(xiàng)目的三維教學(xué)目的

（1）進(jìn)一步了解狀態(tài)的三要素。

（2）進(jìn)一步認(rèn)識(shí)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的特點(diǎn)。

（3）理解狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的執(zhí)行情況。

（4）掌握單流程狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程原則和編程方法。

（5）掌握狀態(tài)轉(zhuǎn)移程序的調(diào)試手段。

（6）培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神。

二、分析現(xiàn)實(shí)和模型的建立

1.現(xiàn)實(shí)分析：要求學(xué)生利用課余時(shí)間進(jìn)行調(diào)查，觀察交通信號(hào)燈的運(yùn)行情況，然后進(jìn)行討論并建立一種模型。

2.建立模型：通過教師引導(dǎo)和學(xué)生分析討論，達(dá)成共識(shí)：交通信號(hào)燈的運(yùn)行有六種狀態(tài)，按照時(shí)間順序依次為：

（1）縱向的綠燈亮，橫向的紅燈亮。（2）縱向的綠燈閃爍，橫向的紅燈亮。

（3）縱向的黃燈亮，橫向的紅燈亮。（4）縱向的紅燈亮，橫向的綠燈亮。（5）縱向的紅燈亮，橫向的紅燈閃爍。（6）縱向的紅燈亮，橫向的黃燈亮。

給每一種狀態(tài)加上時(shí)間要求：綠燈亮20秒，閃爍5秒，每次通、斷各0.5秒，黃燈亮5秒，紅燈亮30秒。于是便得到了該項(xiàng)目的具體要求。交通信號(hào)燈的控制是一種自動(dòng)循環(huán)執(zhí)行的控制系統(tǒng)，是以時(shí)間為基礎(chǔ)的。采用步進(jìn)指令編制就比較方便，條理清楚。

三、學(xué)生分組完成該項(xiàng)目

在這個(gè)步驟中，應(yīng)堅(jiān)持教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的教學(xué)原則，引導(dǎo)學(xué)生人人參與學(xué)習(xí)實(shí)踐活動(dòng)。學(xué)生完成以下步驟的各項(xiàng)任務(wù)：

（1）寫出輸入、輸出分配表。

（2）按照分配表進(jìn)行硬件連線并檢查。

（3）畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。

（4）在計(jì)算機(jī)中編寫程序，以小組為單位合作學(xué)習(xí)。

（5）將程序?qū)懭?SPAN lang=EN-US>PLC中，進(jìn)行結(jié)果調(diào)試。

（6）檢查、糾錯(cuò)直至實(shí)現(xiàn)所有功能。

四、項(xiàng)目總結(jié)

1.表揚(yáng)和鼓勵(lì)表現(xiàn)好的小組，并展示他們的作品，使學(xué)生初步體驗(yàn)成功的喜悅。

2.每小組隨機(jī)抽一位學(xué)生介紹該組所編程序的步驟和想法以及每步實(shí)現(xiàn)的功能。

3.教師簡述程序執(zhí)行過程。

4.教師利用各種教學(xué)方法和手段系統(tǒng)講解該項(xiàng)目中已學(xué)過的和需要掌握的知識(shí)點(diǎn)，包括：基本指令，步進(jìn)指令，狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的三要素，單流程狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程原則、編程要點(diǎn)、技巧和注意事項(xiàng)等。

5.當(dāng)學(xué)生對(duì)知識(shí)有一個(gè)整體的、詳細(xì)的認(rèn)識(shí)后，教師分析和糾正在完成項(xiàng)目時(shí)學(xué)生普遍存在的問題和典型錯(cuò)誤。

6.學(xué)生上交輸入、輸出分配表，狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，梯形圖以及做該項(xiàng)目的心得體會(huì)等作業(yè)。

五、設(shè)置故障與排除

設(shè)置各種故障，要求學(xué)生分析找出問題所在，并且解決這些故障，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力?？梢栽O(shè)置以下故障：

1.少接一根輸出線或者少寫一個(gè)輸出語句，導(dǎo)致某一個(gè)燈不亮。

2.不設(shè)置轉(zhuǎn)移條件或者設(shè)置錯(cuò)誤的轉(zhuǎn)移條件，導(dǎo)致某一狀態(tài)無法實(shí)現(xiàn)。

3.少寫一條RST語句，導(dǎo)致某一方向紅燈不滅。

4.將T10的常閉觸點(diǎn)改成常開觸點(diǎn)，導(dǎo)致綠燈無法閃爍。

故障的設(shè)置可以多種多樣，形式也可以多種多樣。故障的設(shè)置不一定要老師來做，可以由一個(gè)項(xiàng)目組設(shè)置故障，其他項(xiàng)目組排除或者其他項(xiàng)目組中派一個(gè)成員來排除故障。

六、項(xiàng)目拓展和延伸

1.程序編寫拓展。

任務(wù)：每小組利用前面所學(xué)知識(shí)，用其他方法編寫程序，實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)目的功能。

2.功能延伸。

發(fā)動(dòng)學(xué)生討論、辨析得出下列情況：

（1）有的十字路口縱橫車流量不一致，那么兩個(gè)方向上所需紅、綠燈的時(shí)間不一樣的。

（2）有的路口車流量較大，因而設(shè)置左轉(zhuǎn)、直行和右轉(zhuǎn)兩種綠燈。

（3）有的路口交通信號(hào)燈有倒計(jì)時(shí)數(shù)字顯示。

任務(wù)：根據(jù)自己自身力量修改程序，完成以上三種功能中的一種。

最后，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)行評(píng)價(jià)

學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)作為教學(xué)的一個(gè)環(huán)節(jié)，既作為學(xué)習(xí)的目標(biāo)，也用以激勵(lì)和檢查學(xué)習(xí)的情況。每個(gè)項(xiàng)目完成后，每個(gè)學(xué)生都有一個(gè)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)。學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)包括三個(gè)部分，具體內(nèi)容如下：

1.項(xiàng)目完成過程和故障排除水平，占70%。

（1）能否正確寫出輸入、輸出分配表。

（2）硬件連線是否迅速、正確。

（3）能否正確畫出狀態(tài)流程圖。

（4）能否正確、迅速編寫程序。

（5）能否實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)目的全部功能。

（6）出現(xiàn)故障能否迅速找到問題所在。

（7）找出問題后能否迅速解決故障。

2.項(xiàng)目拓展能力，占10%。

（1）能否想出合理的拓展內(nèi)容。

（2）能否找出可行的拓展方案。

（3）能否完成拓展程序。

3.團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，占20%。

（1）能否解答小組成員提出來的各種問題。

（2）在小組中起到什么作用（領(lǐng)頭/協(xié)助/拖后）

（3）能否幫助小組中最差的同學(xué)順利完成項(xiàng)目。

（4）能否和小組成員友好地相處，為完成一致目標(biāo)而努力。

（5）該組在全班完成該項(xiàng)目的排名。

學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)由三個(gè)方面組成，即自我評(píng)價(jià)，小組評(píng)價(jià)和教師評(píng)價(jià)。一個(gè)學(xué)期結(jié)束，每個(gè)學(xué)生完成的所有項(xiàng)目評(píng)價(jià)綜合分就是該生這門課的成績。

可以說“項(xiàng)目教學(xué)法”是世界先進(jìn)發(fā)達(dá)國家的職業(yè)教育中廣泛應(yīng)用的教學(xué)方法，它有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力，適合職業(yè)學(xué)校教學(xué)。通過項(xiàng)目教學(xué)法能夠進(jìn)一步提高專業(yè)教師的素質(zhì)和水平，既提高教學(xué)質(zhì)量和水平。通過項(xiàng)目教學(xué)法可以進(jìn)一步提高學(xué)生的獨(dú)立工作的能力、實(shí)踐動(dòng)手能力、合作協(xié)調(diào)的能力以及進(jìn)行總結(jié)分析的能力，總之把學(xué)生培養(yǎng)成高質(zhì)量的適合社會(huì)需求的高技能人才。以上僅以交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)這個(gè)項(xiàng)目為例介紹了項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施過程。但這些過程是一般的過程，遇到特殊的教學(xué)內(nèi)容還要在此基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新，不斷優(yōu)化，不斷完善，以充分彰顯項(xiàng)目教學(xué)法在PLC課程教學(xué)中的重要作用。

參考文獻(xiàn)：周淑芳 .項(xiàng)目教學(xué)法在《可編程序控制器》課程教學(xué)中應(yīng)用.漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)報(bào).2012年3月