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作者:杨存令 责任编辑:刘昆山

  摘 要: PLC以它的体积小、功能强、可靠性高、抗干扰能力强、以及应用安装方便等优点,很快在我国的工业控制中占据了主导地位,现今已成为现代工业自动化的三大支柱之一,并且还在不断发展。但在教学中,对于中职学生学习PLC时,相对较为吃力,久而久之便丧失了学习的热情和兴趣。如何才能让学生学会,教师做到有效地提高PLC的教育、教学质量。本文就这个问题进行了教学实践和探索,对以往的教学方法进行了大胆改进和创新,并取得了良好的教学效果。


  关键词:PLC,学习兴趣,直观教学,多媒体辅助教学

  程序控制器(PLC, Programmable Logic Controller)是以微处理器为基础发展起来,集自动化技术、计算机技术、通信技术、先进制造技术为一体的新型工业自动控制装置。由于它可以通过软件来改变控制过程,而且具有体积小、功能强、可靠性高、抗干扰能力强、以及应用安装方便等优点,很快在我国的工业控制中占据了主导地位,现今已成为现代工业自动化的三大支柱(PLC技术、机器人、计算机辅助设计和制造)之一,并且还在不断发展。根据这一发展形势及需求,PLC技术已成为各类职业技术学校电子与电气专业的一门必修课,而且在职业技能鉴定中可编程序控制器也逐渐成为指定的考核内容。但是在从事PLC的教学过程中,发现学生学习PLC时,相对较为吃力,久而久之便丧失了学习的热情和兴趣。那么,究竟如何才能真正做到有效地提高PLC的教育、教学质量,从而学以致用呢?经过多年的教学实践和探索,和对以往的教学方法进行了大胆改进和创新, 并取得了良好的教学效果。
  1. 以通俗形象的实例上好起始课
  俗话说,良好的开端是成功的前提和基础。刚开始上PLC课程时,学生对本课程不了解,很容易理解为计算机之类的编程课程,产生难以学会,没有信心的念头。教师一定要在教材、教法的研究上下功夫,提高教学的艺术性和科学性。在现代化科技飞速发展的今天,教师应多获取与本专业相关的资料。提高自身素质,给学生以信心,激发学生的学习兴趣。比如讲授PLC课程时,首先列举PLC在工业、农业、交通运输业及日常生活中广泛应用的例子,如:汽车生产流水线,学校的机械加工中心、数控机床、机械手的控制、电梯控制、钢铁集团的高炉上料,货物的存取、运输、检测,大型造纸厂中PLC的应用,甚至是机器人的控制等等都有PLC的功劳,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,同时教师还可以联系就业市场的需求(有较多单位提出“懂得PLC者优先”),从而激发了学生的学习欲望。
  2. 让学生自己动手制作图片
  在现代化科技飞速发展信息时代,教师的教学媒体不仅是黑板、教材,还可以从各方面获取更多的资料信息,如:校园网或互联网。同时不仅是老师传授给学生,学生可以通过老师给出的任务书,从各方面获取资料,充分发挥学生的想象。这样不仅培养了学生的思维能力,而且在完成任务书的同时,不自觉地学会了解决问题的方法,在这过程中还增强了学生之间的信息交流。例如:在了解PLC的用途之后,让每个组的学生自己动手画有关与PLC应用有关的图片,有条件的可以用相机拍照或者从网上下载与PLC应用有关的图片,连成一幅作品,完成后粘贴在班级教室内,供学生参观他们所做的成果。学生做的图片肯定会五彩缤纷:美丽的喷泉、霓虹灯、交通灯、电子屏幕车展,轰隆隆的炼钢炉、数控车床、自控轧钢机、自动运料车、造纸厂,还有珠江啤酒厂的生产流水线、本田的汽车生产流水线,天河城的电梯等等,学生的一幅幅作品,有的还加上“PLC就在这里”、“瞧,PLC多厉害”、“没有PLC,工人就更辛苦”、“瞧,你每天用的纸张PLC提高了多少效率”的说明等等。这样不但激发了学生学习PLC的兴趣,而且在享受成就感的同时培养了学生的自信心、拓展了学生的创造性思维能力。
  3. 采用直观教学
  直观教学可以激发学生的兴趣,同时还可以培养学生的观察能力、增强感性认识、扩大学生的思维空间、开阔学生的想象力,有利于学生对知识的理解。例如:在讲解PLC的结构时,教师带学生到实验室观看PLC示教板,了解PLC的外部结构及外部设备等,这样对PLC的外部结构就有一个感性的认识,与老师在黑板上详细地讲解这些理论知识比较起来,学生愿意选择前者,教学效果比前者会好得多。对于理性知识的学习,学生在感性直观教学的基础上更易于理解、掌握。但对于PLC的内部结构,我们不能解体PLC,但可以利用挂图或者PPT播放讲解,这样学生对PLC就有一个较清晰的印象。在实验室有学生会问:“一个小小的PLC就有那么厉害吗?”,你可以对他说:“那要看你会不会用它,即使是一块玉,你不认识它,那它和一块普通地石头没什么两样。”就这样,学生在好奇心的驱使下对这门课程更感兴趣。
  4.上好实验课
  实验教学是学生乐于接受的学习方式,满足学生们的好奇心,激发学生学习知识的兴趣。实验课不但是对理论课的补充,也是强化学生学习效果的重要手段,可以加深对理论知识的理解,让学生在实验中体会到PLC教学内容的丰富、应用的广泛,体会到PLC是能解决实际问题的实用学科,而不是枯燥无味的说教。
  PLC实验主要要求学生通过动手操作、观察现象、直观感受,掌握知识和结论,进一步加深理解所学理论知识,同时PLC实验,可以调试自己编制的程序,进行模拟实验。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实际问题的能力。例如:电机正反转PLC控制实验时,教师复习学生在电机拖动中做过的机械、电气双重联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把I/O接线图接好,用手编器把程序一条条的输入到PLC中,再运行自己所编的程序。当学生见到自己的电机正转、反转、停止时,有的学生肯定会说:“PLC不是很难,比电拖接线快多了。”有了这个基础,教师可以引导学生编制“控制电机先正转10秒再反转5秒后停”的程序,或者让学生自己编制其他程序,观察现象,看是否达到了自己的要求。通过以上实验,学生既动手编制、调试了自己的程序,又对难懂的定时器的理论知识加深了理解,还拥有了成就感,对学好PLC课程更有了信心。
  5. 应用多媒体辅助教学
  教师可以应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吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣。例如:讲解交通信号灯控制程序时,学生对整个过程较易混淆,教师可以制作电子教案用一张张图片和动画描述十字路口的车行交通灯,还有交警在指挥,当东西绿灯亮时,交警指挥东西方向的车通行,同时南北红灯会发出声音:“南北车请暂停”,20秒时间快到时,东西绿灯开始说话:“20秒到了,请注意”东西绿灯开始闪烁3秒,接着东西黄灯亮3秒,这时交警示意东西车停,南北车行,东西红灯亮,并发出声音:“东西车请暂停”,同时南北绿灯亮,20秒时间快到时,南北绿灯开始说话:“20秒到了,请注意”南北绿灯开始闪烁3秒,接着南北黄灯亮3秒……通过动听的音乐、形象的画面,学生对十字路口的车行交通灯的工作过程,东西南北红、绿、黄灯的交替过程不易模糊,印象较深,有助于程序的理解。
  总之,兴趣是学生主动学习的动力之一,他们对学习的追求往往来源于兴趣。凡是有兴趣的东西,就容易激发学生的学习热情,引起学生的思考,学生若能有兴趣地学,教学就成功了一半。因此在教学中,教师要把握时机,结合教材特点,把兴趣的东西引入课堂,这些东西越接近学生的日常生活,同时又不偏离教材,学生对所学知识就越容易理解,学生学习的兴趣也越浓,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,从开始教师提出问题,激发学生的兴趣,引导学生分析问题,解决问题。逐渐地由学生自己提出问题,自行分析问题到解决问题。这样不但提高了学生的学习PLC知识的兴趣,而且还提高了学生的分析问题和解决问题的能力。

  参考文献
[1]徐国庆. 实践导向职业教育课程研究: 技术学范式[M]. 上海:上海教育出版社, 2005.
[2]蔡红斌. 电气与PLC控制技术[M]. 北京:清华大学出版社,2007.
[3]张家祥. 职业技术教育学[M]. 上海:华东师范大学出版社,2001.
[4]袁振国. 教育新理念[M]. 北京:教育科学出版社,2004.

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