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您的位置网站首页>>教学论文>>中等职业学校电气专业PLC课程教学探索
作者:王晓东 责任编辑:刘昆山

  摘 要:中等职业学校电气专业普遍开设可编程序控制器(PLC)课程,如何引导学生顺利掌握PLC的原理及使用方法,提高中等职业学校学生的操作技能,是专业课教师的一项重要教学任务。本文简述指导学生学习、应用PLC的一些常用的教学方法。


  关键词:可编程控制器,技能实训,教学评价

  可编程控制器简称PLC,是20世纪60年代以来发展极为迅速,应用面极为广泛的工业控制装置。是现代工业自动化的三大支柱(机器人、CAD/CAM、PLC)之首。由于它可以通过软件来改变控制过程,而且具有体积小、组装维护方便、编程简单、可靠性高、抗干扰能力强等特点,已广泛应用于工业控制的各个领域。随着职业技术教育的发展,为了适应PLC日益广泛的应用形势,近几年,职业技术学校纷纷开设了PLC课程。然而由于中等职业学校的学生基础普遍较差,如何能够让学生尽快掌握这门技术,就成为专业课教师值得探索、研究的课题。
  1、理论教学方面
  1.1、 深入浅出教学,抓住重点。
  首先让学生明白可编程学控制器它的作用,能够用它完成什么任务,具体在什么领域应用。采用企业参观和直观教学,加深学生对可编程序控制器具体应用的了解。
  为了做到以上几点,首先要做好导入教学,以通俗形象的实例上好起始课,激发学生的兴趣,培养学生学习好课程的信心。最好通过讲解法、参观法。使学生对可编程序控制器(PLC)有一个感性的认识,也就是从宏观上知道这是一个什么控制装置,它可以完成什么样的控制任务等等。教师要在教材、教法的研究上下功夫,以通俗简洁的语言讲述PLC的用途、结构、应用等,要提高教学的艺术性和科学性。教师要获取与本专业相关的资料。提高自身专业素养,培养学生信心,激发学生的学习兴趣。比如讲授PLC课程时,有条件的学校要组织学生对应用PLC的企业流水线进行参观,让学生观察机械的动作及PLC的控制过程。布置参观作业,让学生查找资料,列举PLC在工业、农业、交通运输业及日常生活中广泛应用。如:汽车生产流水线,学校的加工中心、数控机床、机械手的控制、电梯控制、货物的存取、运输、检测,还有繁华城市的霓虹灯、交通灯,舒适小区里的人工喷泉……这些与大家日常生活息息相关的例子,使学生对这门课程有一个初步的了解,觉得它就在我们身边,同时教师还可以结合就业市场的需求,告诉学生,现在有较多单位提出“懂得PLC者优先录用”的原则,从而激发学生的学习欲望。
  进行企业参观和直观教学可以进一步激发学生的学习兴趣,同时还培养了学生的观察能力,增强其感性认识,扩大学生的思维空间,开阔学生的想象力,利于对知识的理解掌握。
  1.2、教学手段尽量简洁,教学目的明确。
  在讲解PLC的结构时,最好是教师把一台PLC拆成几部分出示学生看,由于中等学校学生的文化基础薄弱,教师如果能够结合实物进行讲解PLC的内部结构,解体PLC,具体讲解电源模块、I/O模块、CPU模块、数据存储器等具体板块,这样学生对PLC就有一个较清晰的印象,为进一步了解PLC的外部结构及外部设备做好准备,这样学生对PLC的结构就有一个感性的认识,教学效果会很好。相对理性知识,学生在感性直观教学中易于理解、掌握,通过思考各部分的功能,加深对PLC的结构的掌握。
在讲解程序时,拒绝空洞说教。以应用为目的,学习PLC的输入输出接口的使用方法和各种指令。结合实验教学,具体讲解PLC的各种输出接口使用方法,以及可以使用的负载类型等,讲解基本指令结合具体的控制。使学生对编程产生基本认识,能够入门。
  1.3、充分利用网络资源进行辅助教学,使教学变枯燥为生动
  充分利用互联网的信息量大、多的特点,搜索有用资源应用于教学。运用多媒体制作电子教案,借助多媒体技术,用生动丰富的画面和美妙动听的音乐效果吸引学生的注意力。通常,在进行PLC教学时是先让学生观看教学软件,然后实践和讲解枯涩的理论。例如:在讲解PLC的第一课时,先让学生从网络教室上观看、使用关于PLC学习的flash 课件和具体操作;然后用ABB编程软件在计算机上编写简单程序,进行仿真,观看结果;接下来让学生使用三菱教学仿真软件,进行简单练习。



图1,FLASH课件截图


图2,三菱FX模拟教学软件截图


  2、实践教学
   实践教学是一种区别于实验教学的教学组织方法,它又不完全等同于实际生产教学,它是介于实验和生产之间的一种教学方式。
  对于PLC实训教学,首要掌握使用的各种低压电器使用方法,使学生掌握PLC驱动什么负载?在实际的教学实习厂,PLC主要外接LED、白炽灯、交流接触器等,让学生真正掌握控制的涵义,明白用PLC控制接触器,用接触器控制电动机。
  上实训课时。先让学生装配一个普通的接触器正转控制线路,再用PLC进行配线安装,然后编程,把两者相比较。总结他们的各自特点,学生就会得出结论:PLC接线简单、功能调整方便等优点,这时教师要抓住机会加以鼓励和强化。在讲解程序之前先从头脑中产生一个感性认识,利于后续课程的讲解。
  2.1、做好三个指导
  实训教学强调的是理论联系实际。作为实习指导教师要充分发挥自己的示范作用,做好三个指导教学,即入门指导、巡回指导和结束指导。
  入门指导 实习指导教师在上实训课之前要充分备课,努力指导学生尽快掌握本次实习课的主干内容,明确教学目的。从什么地方下手,具体应该注意哪方面的问题。详细示范操作技能,包括工具使用方法、具体材料选择、布线方式等。尽量使教学内容浅显易懂,使学生在最短的时间内掌握可编程序控制器的硬件安装、接线方法;软件编程环境等。
  巡回指导 这是种一对一的及时点评和点拨,巡回指导不仅使学生能明确认识自己的不足,有利于提高实习质量,而且更有利于实习学生理解并灵活运用到实习学习的过程之中。案例分析式的实习教学指导能够更实际、更有效、更能使实习目的落到实处。教师要进行专业巡回指导并进行耐心的点评和交流,倾听实习学生在实习过程中的感受,指导他们的实习活动中的方式方法,解答他们在实习过程中遇到的难题。同时也要提出一些针对性的建议。技能实际训练要求学生通过动手、直观感受,观察现象和掌握结论,进一步加深理解所学的理论知识。同时PLC实训,要求学生调试自己编制的程序,进行模拟实验和带负载两种层次的训练。在培养学生动手能力的同时,培养学生应用理论知识的能力及处理和解决问题的能力。例如:电机正反转PLC控制实验时,教师引导学生复习电力拖动中做过的双重连锁电机正反转的电气原理图,讲解“翻译法”,让学生把它变成PLC的梯形图。接着由学生自己动手接好I/O接线,用手持编程器或者计算机软件把程序输入到PLC中,再运行自己所编的程序。
  加强结束指导 结束指导是在实习结束是进行的针对共性问题总结性指导,要求教师能够发现共性问题,认真点评。针对每次实习教学存在的大多数学生易于出现的错误,重点加以强调,避免再次发生问题。
  2.2、培养学生的观察思维能力
  在编制具体程序时,指导学生加强观察,掌握控制设备的动作规律。在编写交通信号灯控制程序和电梯控制程序时,可以运用此方法。如:在编写交通信号灯控制程序时,学生对整个过程较易混淆,就要求学生对十字路口的车行交通灯的工作过程进行观察、记录,把自己看到的写下来。这样在编写交通灯控制程序时,由于已经积累了对交通灯的认识。对于东西南北红、绿、黄灯的交替过程就不易模糊,印象较深,有助于程序的理解。
  2.3、指导学生制作实训教具,理论联系实际,寓教于乐。
  制作教学实验用具是最好的理论联系实践方法,在制作教具的过程中,涉及很多的教学内容。指导学生制作教学电梯、程序控制喷泉等教学模型,由机械教师指导学生完成相关机械制作,然后进行统一调试,通过实际制作,使学生明白一个完整的工程过程包括:实际工程分析、PLC选型、I/O分配、硬件设计安装接线、软件设计、模拟调试和现场调试等过程。为进一步学习好PLC打下良好的基础。不但激发学生学习的兴趣,还在享受成就感的同时培养了自信心、拓展了学生的创造性思维,进而提高学生解决实际问题的能力。
  3、多种途径综合进行教学评价
  3.1、加强考核
  加强教学效果考核,进行必要的理论实践测试。检验学生知识技能掌握的程度,针对考核中发现的问题,做出相应的教学重点调整。及时针对阶段教学任务进行考核,能够起到防微杜渐的效果。为学生通过技能等级考试打下良好基础,也为技能竞赛时选拔选手做好准备。
  3.2、实行任务教学
  当学生已经具备一定的能力后,由教师布置具体任务,使学生分组完成任务,根据学生任务完成的具体情况,作为平时成绩。这样学生会积极开动脑筋。努力需求解决问题的方法,从而能够使自己的能力得到较快的提高。具体举例如下:让学生设计出符合要求的自动控制线路和程序,并且能够安装调试,实现控制要求的动作。
  3.3、积极指导学生参加技能竞赛
  指导学生参加技能竞赛能够检验学生的实际能力,使学生多接触新技术,提高自己的理论实践水平。教师经常指导学生参赛,并且获奖。学生从中体会到自己的成果,在比赛中得到锻炼提高,教师也积累许多经验,达到教学相长的效果。
  总之,从教育学、心理学角度出发,寻找适合中等职业学校学生特点的教学方法,是广大中职教师不断探索的过程,如果能够附以实训教学,同时教学中正确评价学生,鼓励学生。激发学生的学习热情,引起学生的思考,学生对所学知识就越容易理解,从而学生学习的自觉性和主动性也跟着提高。教师积极利用这一点,引导学生主动思维,自行分析问题和解决问题。这样不但提高了学生的学习PLC知识技能水平,而且还提高了学生对于问题认识能力,使得PLC教学效果会事半功倍。

  参考文献:
[1]岳庆来等编.变频器、可编程序控制器及触摸屏综合用用技术.机械工业出版社.2007.
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