精讲与多练在中职PLC课程教学中的运用

来源:用户上传      作者:

　　[摘   要]当前，PLC课程教学效果不尽如人意。在PLC课程教学过程中，教师可以采取精讲与多练相结合的方式，培养学生的PLC基本操作技能以及基础应用能力。
　　[关键词]PLC;精讲;多练;课程教学;能力培养
　　[中图分类号]    G71        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2019）09-0089-02
　　现阶段，各工业国家纷纷将PLC作为工业控制的重要设备之一。PLC具有顺序控制、位置控制、过程控制等功能，随着其不断发展完善，已被广泛应用于机械制造、汽车、交通及各种机电产品的生产中，运用范围甚至覆盖了大部分行业。了解PLC的工作原理，具备设计、调试和维护PLC控制系统的能力，已经成为现代工业对电气技术人员和工科学生的基本要求。
　　基于此大环境，我国有很大一部分中职学校开设了PLC课程，但是成效并未达到预期。经过一系列分析，笔者认为有以下五方面原因：其一，PLC梯形图是在继电器-接触器控制电路的基础上进一步演化而成的，中职生掌握的电气控制技术相关知识较少，且不够深入，而各个知识点之间的衔接性较差。其二，随着中职学校招生制度的不断改革以及中职教育的不断开放，中职生源的素质水平有所下降，这无疑会使课堂理论教学的难度系数增大。其三，学习PLC时缺乏必要的基础理论支撑，部分学校课程体系设置不够科学，PLC的学习应该建立在电工电子、电力拖动等内容的基础上。其四，PLC控制技术的实践性强、应用范围广、实用价值高，学校配套的实验实训设备过于老化，无法充分迎合现代PLC实践教学的需要。其五，PLC课程内容复杂且多样，对编程的逻辑要求较高，部分中职生难以适应，从而缺乏学习热情。
　　针对以上现状，笔者提倡在PLC课程教学过程中，采取精讲与多练相结合的方式，培養学生的PLC基本操作技能以及基础应用能力。
　　一、精讲是对PLC课程授课教师水平的更高要求
　　PLC是一门既包含原理又包含应用，既包含软件又包含硬件的课程，大部分PLC课程教材中均阐述了几种典型型号的PLC相关知识。PLC的厂家不同，其技术性能、编程方式和指令语言都存在一定差异。如果一味地按照书本向学生灌输这些知识，学生恐怕难以吸收消化。因此，我们应该结合学校实训设备所采用的PLC，同时结合学生就业岗位需要，有针对性地选择实用的PLC类型进行学习。笔者所在学校的实训室采用的大多为三菱FX系列小型PLC。FX系列PLC以其极高的性能价格比，在国内占有很大的市场份额，还有很多国产PLC可与FX系列兼容，所以我们选择以FX系列的PLC课程为基础进行教学。
　　1.选取合适的教学内容，为精讲教学做准备
　　PLC教材中覆盖PLC的基本结构、工作原理、性能指标、输入输出电路、基本指令、步进指令、功能指令等方面的内容。在教学中，教师应有针对性地选择内容进行精讲。例如基本指令中的栈指令、主控指令、空操作指令等应用较少，功能指令中有大部分较少用到，在授课中简单提及即可;而输入输出电路、部分基本指令以及步进指令等应用广泛，应重点进行讲解和练习。
　　在教学中，我们更多的是教学生如何理解指令的含义、用法，如何选择合适的指令以减少程序的步骤，使程序更精简易懂，而不是毫无选择地全部教给学生。我们要充分考虑当前中职生学习PLC技术的现状与特征，围绕培养中职生的基本应用技能并使中职生能够实际应用这一目标，运用以点带面的策略，让学生了解PLC的工作方式和原理的共通性、指令的相似性，明确编程规则的差异，争取做到举一反三。
　　2.科学探究继电系统与PLC控制的异同点
　　PLC的梯形图语言是在继电器-接触器控制系统的基础上创造出来的，相对于梯形图，继电器-接触器系统作为硬件连接更加通俗易懂。教师要充分考虑中职生模仿能力强这一现实性因素，从继电器-接触器控制系统电路入手，将电路符号与梯形图中的编程语言相对比，结合硬件控制电路的绘制，慢慢形成梯形图电路，通过对比强化学生对梯形图逻辑关系的理解，通过点动、自锁、互锁、顺序控制等典型电路，让学生进行反复理解，从而了解其中的演变策略，为中职生学会用梯形图语言编制应用程序做好铺垫。
　　3.列举错误的梯形图编程实例，确定规范的编程规则
　　如果将继电器-接触器控制电路图生搬硬套成PLC的梯形图，会与梯形图的相关结构要素特点以及编程原则不符。考虑到这一点，教师必须充分发挥主导作用，给学生列举出各种不符合编程规则的梯形图实例，明确指出问题所在，让学生思考修正方式，最终组织学生总结出正确规范的编程原则。例如双线圈输出、单个触点串并联位置等。这个对比纠错过程可以防止出现梯形图不能转变成指令语句、梯形图违背顺序执行原则等情况，还能让学生在自主编程过程中，更明确系统的逻辑关系和内在属性。
　　4.展示不同编程思路，帮助学生找到更简明的编程方法
　　PLC编程中，最基本的电路为“起保停”电路，具有记忆功能，可以采用线圈法和置复位法两种电路实现。以此为基础，只要把相应部分加以扩展，就可以形成各种复杂的程序。而学生编程思路各有不同，十个学生可能就有十种不同的编程方式，实现相同的结果，这些程序没有对错之分。教师在课堂教学中，可以向学生展示不同学生的编程思路，让大家观察哪些思路比较清晰简明，哪些思路较为复杂可以精简，从而使学生学习借鉴他人经验，进一步理清自己的思路，达到事半功倍的效果。
　　（五）通过微视频等形式，展示真实的生产实例
　　由于编程的逻辑性较强，单纯的课堂教学很容易让学生觉得枯燥乏味。教师可以采用助学光盘、微视频等形式，通过几分钟的视频讲解，提高学生的注意力，增加学习的趣味;也可以采用实例视频教学，让学生观察真实工作岗位中的电气控制过程，向学生全方位呈现出整个PLC控制系统的工作流程，例如自动化生产线、十字路口信号灯等，加深学生的理解和掌握，也让学生对就业充满憧憬。 　　二、多练是强化学生应用技能、培养学生岗位就业能力的重要措施
　　多练指的是强化学生PLC实践技能，促进学生在实际操作中积极思考问题，在训练过程中不断接受并内化知识，让学生在应用知识的过程中不断提高就业岗位竞争力。
　　对于中职学生而言，理论知识的学习并不是其强项，他们更偏爱动手操作等技能练习。学生在实际训练中可以不断了解PLC的实际应用和工厂控制系统的工作流程，充分借助PLC项目练习提高其工程思维和岗位对接能力。
　　1.各种编程语言交互转换使用
　　指令语句是PLC编程语言的形式之一，可以帮助学生更快捷地输入梯形图符号，理清其逻辑关系。学生在编程时可以采用快捷键输入，也可以采用指令语句形式输入。在学习过程中，教师可以借用各种梯形图实例，让学生理解“取”“与”“或”，以及单个触点、触点块的意义和关系。如何将梯形图转换成指令语句，如何通过指令语句画出梯形图，学生通过多次转换，能够更加了解梯形图的逻辑关系，明确编程的正确原则。
　　2.实训课与课下仿真软件交替练习
　　PLC是一门实践性较强的专业课程，学生必须通过大量的真实上机练习才能够掌握。因此，在学习中可以加强两方面练习：一是通过学校提供的PLC实训室进行项目练习，实现最直观的认识和掌握。二是学生课下可通过仿真软件自己练习，根据仿真软件提供的小任务，理顺编程逻辑和思路，达到自主学习的目的。
　　3.借助典型项目任务，提高学生综合实践能力
　　PLC学习不仅仅是学习梯形图编程，还包括PLC机型确定、I/O地址分配、项目材料选定、外围电路接线、程序设计、运行调试等环节。教师在教学过程中要积极开展典型应用项目实验，不断提高对学校实验设备的利用率，力求给学生创造更多的动手实践机会。学生在实践过程中，可以对出现的问题和故障进行自主研究分析，找出症结所在，制定修护措施，从而进一步培养学生自主分析和解决问题的能力。
　　4.通过技能大赛进行强化训练
　　笔者所在学校非常重视各类技能大赛，并连续几年获得多次全国职业院校技能大赛金牌。其中部分项目涵盖PLC控制，各类赛项设备可提供最前沿的PLC应用技术。作为教师，除常规实训和教学外，可以选派能力突出的学生进入技能大赛训练队，强化训练，快速提高学生的编程水平。
　　PLC课程的学习对于中职学生来说并非易事，教师只有在教学中充分运用多种手段，在实训中充分调动学生积极性，才能让学生更清晰、快捷地掌握其编程要领和任务流程，把编程当作一种培养思维能力的“趣事”，实现自主学习，理实结合。
　　[  参    考    文    献  ]
　　[1]  金艳.电气控制和PLC技术课程在中职院校的教学改革探索[J].职业，2018（25）：32-34.
　　[2]  原瑞彬，牟艳玲.浅析基于新课改背景下的中职实训课选修课程的开发与实践：以PLC技术应用课程为例[J].职业，2018（6）：81.
　　（責任编辑 周侯辰）
转载注明来源:https://www.xzbu.com/9/view-14717057.htm