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摘 要:PLC(可编程序控制器,一下简称PLC)是一门应用性、实践性很强的课程,为了让目前职业学校学生更好地掌握PLC应用技术,本人在教学思路、教学方法方面做了一些初步的探讨,并且在逐步加以完善,取得了相对以前比较好的教学效果。
关键词:PLC应用技术 一体化教学 初步探讨 实施过程
中图分类号:G71 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2012)06(a)-0185-01
随着现代工业自动化技术的发展,代表工业发展水平的三大技术(PLC技术、机器人与计算机辅助设计)之一的PLC应用技术,在职业教育学校中的开展也越来越广泛,各种电工专业、机电一体化专业、数控专业等均增设了PLC应用课程,而传统的教学方法教学体系已很难适应现阶段职业学校学生的要求,所以在教学过程中,我针对PLC课程的特点、课程体系与教学方法进行了改革,实行一体化教学,把整个PLC 课程分成若干个模块进行去进行教学,而每一个模块中均包含“实践—理论—再实践”的一体化教学过程,以达到理论与实践的完美结合,使学生更容易接受与掌握PLC技术的应用。
传统的教学方法模式为:先进行理论教学,然后进行实习教学,由于理论与实践教学上存在着時间的先后顺序,而且由不同的老师担任教学,因此存在着不少问题:理论学习抽象,不利于与生产实践相结合；学习内容枯燥,难以激发学生的兴趣；理论作业目的不明确,达不到提高技能的目的,学生也看不到学习的成果,同时也很难验证结果正确与否。而且,长时间的理论学习,学生没有动手操作的机会,缺乏感性认识,很难提高他们的思维能力与创新能力。
针对上述现状及原因,本人在教学过程中对课程安排和教学方法进行了改革,采用了以实践为主的教学模式,利用先进的教学手段,将理论与实践充分结合的一体化教学方法,以解决传统教学的不足。
“观摩—理论—实践”的一体化教学方法的思路和内容。
第一步,观摩。就是让学生参观工厂生产线或图像资料,观察PLC控制的生产过程及工艺流程,简单的程序如十字路口的红绿灯控制,工厂机械手抓取工件、运送工件的控制,复杂一点的程序,例如生产车间的自动化生产线等。通过观摩,让学生了解PLC的应用领域,以增加感性认识,在程序编制阶段,让学生把整个过程细化,用完整的流程图描述整个生产过程。
第二步,理论。就是充分利用课堂时间进行理论学习。在教学过程中使用现代化教学设备,利用先进的教学手段,教给学生编写程序的步骤和方法,把生产过程中的每一个动作均编成程序的指令,让学生由感性认识上升到理论认识,即由实践上升到理论。
第三步,再实践。在学完理论课后,回到实践操作中。让学生根据控制要求、生产过程编写出相应的程序并上机调试,让理论指导实践,发现实践中的问题再去解决,最后让学生看到自己程序运行的结果,让他们体会获得成功后的喜悦。
一体化教学是以培养能力为中心,理论与实践交叉进行的一种教学方式,实践始终贯穿在整个教学过程中,理论与实践相结合,制定模块式教学进度,建设模块式教学计划,编写相应的教学讲义。教学过程中可根据学生实际掌握的情况适当调整教学进度,并以现场教学为主,课堂教学为辅的教学方式,在学生编写程序的过程中,给予适当的指导,以提高他们的操作技能,培养学生分析问题解决问题的能力。
本文就以《可控程序控制器及应用》课程中的“十字路口交通信号灯的控制”为例来说明模块化教学模式的开展过程。
第一步,参观图像资料或十字路口交通等的变化情况,这是很重要的一个环节。PLC控制的某个系统或某个生产过程在程序均有一个相应的语句与之对应,在参观时可启发学生注意过程或系统中每一个环节,记录下整个系统的变化顺序,对完整的控制过程在头脑中有一个清晰的印象。让学生明白PLC能完成哪些控制工作。在观摩过程中,教师要求学生对整个系统做出一个完整的流程图。
流程过程:
东西方向:红灯亮30秒—绿灯亮25秒—绿灯闪2秒—黄灯闪3秒;同一时间段,南北方向:绿灯亮25秒—绿灯闪2秒—黄灯闪3秒—红灯亮30秒。
第二步,进行理论学习。让学生根据观摩总结的流程图编写出PLC的控制程序。在这个过程中,教师要采取以学生为主体的教学方式,充分调动学生的主观能动性,让学生积极投入到教学当中。整个控制程序的构成基本上都是一些典型环节。每一个指示灯均有PLC相对应的输出端去驱动。例如,启—保—停电路,闪烁电路,定时器控制,记数控制等。不管多复杂的控制过程都是由这些典型环节组合而成,而这些环节又是学生非常熟悉的,只要稍加点化,学生很容易理解并掌握。另一方面,对新知识的加入要及时,这个程序的重点是东西方向与南北方向指示灯两个单流程程序结合为一个并行程序,教学过程突出这一重点,强调一下这里出现的新的知识点以及注意事项,将新旧知识相结合,学生就会根据观摩时制作的流程图结合一些典型控制程序编制出与之对应的完整的梯形图控制程序,最后写出与梯形图相对应的指令语句。在这一阶段中,要求每一个学生能根据控制要求做出一个完整的十字路口红绿灯控制程序。
第三步,实践教学。当学生编好了程序,对程序的正确性没有十足的把握的时候,让他们带着一种期望,我们回到实训现场教学。这时候,我们把学生分组,4～6人一组,把大家编写的程序拿出来共享一下,将之输入到PLC主机中,观察运行结果。在这个环节中,每一位学生均会遇到各种不同的问题,不过没有关系,正好到了发挥大家集体智慧的时候,此时教师不要过于期待正确的运行结果—— 学生自己比我们还要期待！每个小组出现的各种问题都可以由学生自行处理,有一些编程思路也可以与几位同学一起交流,达到学生之间的一种互动,学生此时经常为一个问题争得面红耳赤,不可开交,也正是这种情况下锻炼学生思维能力与辨别真伪知识的能力。教师只需作巡回指导就可以了。程序运行结果一出来,我们会发现我们的学生是多么具有创造力:同一个程序,他们用了六七个不同的梯形图实现了控制！这一次课收获颇丰:我们在不断的讨论中掌握了知识,体会到了成功的喜悦,也正是这样教学过程中,充分调动了学生学习的热情,在动手操作过程中不仅仅提高了技能,还培养了学生分析问题、解决问题的能力。
一体化教学方式的优点:(1)转变了传统教学中以教师为主体的教育思想,取而代之的是以学生为主体的“生本教育”思想；(2)加强了理论与实践的结合,突出技能训练,又使学生学到了扎实的理论知识。
教学过程中有利于激发学生的学习兴趣,培养了学生的综合能力与创新能力。
就现在职业教育面临的现状,我认为一体化教学方式的设计符合自然辩证法的规律,让学生对知识的学习经过感性到理性这一过程的转化,也符合现阶段职业学生的需求,在教学过程中,可针对实际问题、PLC实际应用情况,对一体化教学进行补充和调整,以达到最佳的教学效果。
关键词:PLC应用技术 一体化教学 初步探讨 实施过程
中图分类号:G71 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2012)06(a)-0185-01
随着现代工业自动化技术的发展,代表工业发展水平的三大技术(PLC技术、机器人与计算机辅助设计)之一的PLC应用技术,在职业教育学校中的开展也越来越广泛,各种电工专业、机电一体化专业、数控专业等均增设了PLC应用课程,而传统的教学方法教学体系已很难适应现阶段职业学校学生的要求,所以在教学过程中,我针对PLC课程的特点、课程体系与教学方法进行了改革,实行一体化教学,把整个PLC 课程分成若干个模块进行去进行教学,而每一个模块中均包含“实践—理论—再实践”的一体化教学过程,以达到理论与实践的完美结合,使学生更容易接受与掌握PLC技术的应用。
传统的教学方法模式为:先进行理论教学,然后进行实习教学,由于理论与实践教学上存在着時间的先后顺序,而且由不同的老师担任教学,因此存在着不少问题:理论学习抽象,不利于与生产实践相结合；学习内容枯燥,难以激发学生的兴趣；理论作业目的不明确,达不到提高技能的目的,学生也看不到学习的成果,同时也很难验证结果正确与否。而且,长时间的理论学习,学生没有动手操作的机会,缺乏感性认识,很难提高他们的思维能力与创新能力。
针对上述现状及原因,本人在教学过程中对课程安排和教学方法进行了改革,采用了以实践为主的教学模式,利用先进的教学手段,将理论与实践充分结合的一体化教学方法,以解决传统教学的不足。
“观摩—理论—实践”的一体化教学方法的思路和内容。
第一步,观摩。就是让学生参观工厂生产线或图像资料,观察PLC控制的生产过程及工艺流程,简单的程序如十字路口的红绿灯控制,工厂机械手抓取工件、运送工件的控制,复杂一点的程序,例如生产车间的自动化生产线等。通过观摩,让学生了解PLC的应用领域,以增加感性认识,在程序编制阶段,让学生把整个过程细化,用完整的流程图描述整个生产过程。
第二步,理论。就是充分利用课堂时间进行理论学习。在教学过程中使用现代化教学设备,利用先进的教学手段,教给学生编写程序的步骤和方法,把生产过程中的每一个动作均编成程序的指令,让学生由感性认识上升到理论认识,即由实践上升到理论。
第三步,再实践。在学完理论课后,回到实践操作中。让学生根据控制要求、生产过程编写出相应的程序并上机调试,让理论指导实践,发现实践中的问题再去解决,最后让学生看到自己程序运行的结果,让他们体会获得成功后的喜悦。
一体化教学是以培养能力为中心,理论与实践交叉进行的一种教学方式,实践始终贯穿在整个教学过程中,理论与实践相结合,制定模块式教学进度,建设模块式教学计划,编写相应的教学讲义。教学过程中可根据学生实际掌握的情况适当调整教学进度,并以现场教学为主,课堂教学为辅的教学方式,在学生编写程序的过程中,给予适当的指导,以提高他们的操作技能,培养学生分析问题解决问题的能力。
本文就以《可控程序控制器及应用》课程中的“十字路口交通信号灯的控制”为例来说明模块化教学模式的开展过程。
第一步,参观图像资料或十字路口交通等的变化情况,这是很重要的一个环节。PLC控制的某个系统或某个生产过程在程序均有一个相应的语句与之对应,在参观时可启发学生注意过程或系统中每一个环节,记录下整个系统的变化顺序,对完整的控制过程在头脑中有一个清晰的印象。让学生明白PLC能完成哪些控制工作。在观摩过程中,教师要求学生对整个系统做出一个完整的流程图。
流程过程:
东西方向:红灯亮30秒—绿灯亮25秒—绿灯闪2秒—黄灯闪3秒;同一时间段,南北方向:绿灯亮25秒—绿灯闪2秒—黄灯闪3秒—红灯亮30秒。
第二步,进行理论学习。让学生根据观摩总结的流程图编写出PLC的控制程序。在这个过程中,教师要采取以学生为主体的教学方式,充分调动学生的主观能动性,让学生积极投入到教学当中。整个控制程序的构成基本上都是一些典型环节。每一个指示灯均有PLC相对应的输出端去驱动。例如,启—保—停电路,闪烁电路,定时器控制,记数控制等。不管多复杂的控制过程都是由这些典型环节组合而成,而这些环节又是学生非常熟悉的,只要稍加点化,学生很容易理解并掌握。另一方面,对新知识的加入要及时,这个程序的重点是东西方向与南北方向指示灯两个单流程程序结合为一个并行程序,教学过程突出这一重点,强调一下这里出现的新的知识点以及注意事项,将新旧知识相结合,学生就会根据观摩时制作的流程图结合一些典型控制程序编制出与之对应的完整的梯形图控制程序,最后写出与梯形图相对应的指令语句。在这一阶段中,要求每一个学生能根据控制要求做出一个完整的十字路口红绿灯控制程序。
第三步,实践教学。当学生编好了程序,对程序的正确性没有十足的把握的时候,让他们带着一种期望,我们回到实训现场教学。这时候,我们把学生分组,4～6人一组,把大家编写的程序拿出来共享一下,将之输入到PLC主机中,观察运行结果。在这个环节中,每一位学生均会遇到各种不同的问题,不过没有关系,正好到了发挥大家集体智慧的时候,此时教师不要过于期待正确的运行结果—— 学生自己比我们还要期待！每个小组出现的各种问题都可以由学生自行处理,有一些编程思路也可以与几位同学一起交流,达到学生之间的一种互动,学生此时经常为一个问题争得面红耳赤,不可开交,也正是这种情况下锻炼学生思维能力与辨别真伪知识的能力。教师只需作巡回指导就可以了。程序运行结果一出来,我们会发现我们的学生是多么具有创造力:同一个程序,他们用了六七个不同的梯形图实现了控制！这一次课收获颇丰:我们在不断的讨论中掌握了知识,体会到了成功的喜悦,也正是这样教学过程中,充分调动了学生学习的热情,在动手操作过程中不仅仅提高了技能,还培养了学生分析问题、解决问题的能力。
一体化教学方式的优点:(1)转变了传统教学中以教师为主体的教育思想,取而代之的是以学生为主体的“生本教育”思想；(2)加强了理论与实践的结合,突出技能训练,又使学生学到了扎实的理论知识。
教学过程中有利于激发学生的学习兴趣,培养了学生的综合能力与创新能力。
就现在职业教育面临的现状,我认为一体化教学方式的设计符合自然辩证法的规律,让学生对知识的学习经过感性到理性这一过程的转化,也符合现阶段职业学生的需求,在教学过程中,可针对实际问题、PLC实际应用情况,对一体化教学进行补充和调整,以达到最佳的教学效果。