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plc教學范文1
在可編程控制器中有多種編程語言,它們是梯形圖、順序功能圖、語句表、功能圖語言及結構文本編程語言等,其中梯形圖語言是使用最多的plc編程語言,其電路符號和表達方式與繼電器電路原理圖相似,梯形圖語言形象直觀,易學易懂,熟悉繼電器電路圖的電氣技術人員只要花幾天時間就可以熟悉梯形圖語言,并用來編制用戶程序??梢哉fPLC技術的應用不僅涵蓋了相應的繼電器控制知識,更涉及變頻器、電子技術、單片機等相關技術,可編程控制器具有綜合性高、實踐性強、實用性廣的特色。在當前中職教育中學生本體存在著以下的普遍特征。
一是,中職學生學習基礎較差,在校的理論課學習中能容易形成抵觸情緒,造成理論知識貧乏的惡性循環。
二是,中職學生自我約束能力較差,學習的積極性不高。
三是,在整個中職教學階段,學生不僅要掌握相應的電子技術和機床繼電器控制知識,還需要掌握電工基本操作技能,照明、電動機、電力拖動及機床維修、電子技術的課題,需要引導學生從入門到具備中技技能,時間比較緊張,更逞論熟練掌握綜上所述PLC等課程在中技教學中實施比較困難,但PLC等先進技術在社會中已得到廣泛應用,社會需要具備此項技術的人才。那么,究竟如何才能真正有效地提高PLC的教育、教學質量,從而學以致用?在多年教學實踐和探索中,筆者對教學方法進行了大膽改進和創新,并取得了一定的教學效果。
一、正確導入,合理選擇課題
筆者認為,在開展PLC課程之初,學生已經具備了基本的電氣控制的基本知識,根據學生的基礎掌握情況,著重引入基本電氣控制線路圖的分析以及電氣控制的原理,為下一步PLC教學提供有力的理論基礎。
在學生認識了PLC的基本結構后,首先以電動機正反轉控制為例,引入電動機正轉、反轉、停止等電氣控制的基本過程,同時提出了以PLC實現的電動機控制,通過兩方面對比學習,學生可以找出電氣控制與PLC控制的不同之處,從而揭開了所謂PLC控制的神秘面紗,使學生意識到PLC控制不過如此,原來也不是那么困難,樹立學生學習PLC的信心和興趣。
事實驗證,在講授如何根據控制要求編寫梯形圖時,往往講清繼電器控制與梯形圖相似之處,更容易讓學生掌握編程的技巧。
二、改革教材,分組教學
大家知道,PLC教學教材,在編寫時按照原理、指令、應用、操作等分成幾個獨立的章節。如果按照教材的順序進行教學,則要等基本指令、基本應用學習完畢后,再進行基本操作的學習,這樣在此期間學生所學習的知識點得不到鞏固應用,容易混淆且效率不高。
教師教學時,則要考慮有利于學生學習的動態過程而開展。為此,筆者在教學中打亂了固定的教學模式,采用課題教學的方式,重組教學章節。
筆者多方面搜集了若干PLC應用實例,整合成五個教學章節:PLC基本原理、順序控制、時序與計數控制、位置控制和特殊功能綜合應用。每個課題以一個應用為主,介紹應用實例的生產應用、用PLC實現的控制線路、應用的基本指令和編程調試。各章節以難易結合的方式,依次展開電動機的正反轉雙重連鎖控制,多臺電動機的順序控制、電動機的Y-Δ控制、信號燈的閃爍控制、多個信號燈用特殊指令實現的亮滅控制等。這樣,每個課題以教學單元為核心科學連貫,能有效地服務于教學。
三、因材施教,直觀教學
PLC課程是理論性和實踐性緊密聯系的課程。單純依靠教師在黑板上畫圖講解程序或分析控制動作過程,學生常常感到枯燥無味,難于理解,而且由于受板書的限制,所講內容不夠直觀。
直觀教學可以激發學生的興趣,同時還培養了學生的觀察能力,增強感性認識,開闊學生的想像力,利于知識的理解。例如,在講解PLC的結構時,教師帶學生到實驗室觀看PLC實驗板,了解PLC的外部結構及外部設備等,這樣與老師在黑板上詳細地講解這些理論知識比較起來,學生更傾向于前者。在講解機械手操作控制步驟時,學生對機械手的操作步驟在空間、時序上都缺乏思維的邏輯性,很難把一個復雜的控制系統分解為若干個獨立的控制過程。通過多媒體,教師可以把機械手控制步驟以動畫的形式形象地展示給學生。這樣的教學環境更能激發學生的思維,強化學生對整個系統的印象。
在整個課堂教學過程中,教師和學生處于一種互動的狀態,更易引起學生的注意力,激發學生的學習興趣,使學生的認知過程更為生動和深刻,增強課堂教學的感染力,提高教學水平。
四、綜合實訓,一體化教學
實驗教學是學生樂于接受的學習方式,滿足學生的好奇心,激發學生學習的興趣。實驗主要要求學生通過動手、觀察、掌握現象和結論,進一步加深理解所學理論知識,同時可以調試自己編制的程序,進行實驗。
例如,在學習PLC控制電動機正反轉時,師生共同分析雙重連鎖電動機正反轉的電氣原理圖,通過經驗設計法,把它變成由PLC實現控制的梯形圖。接著由學生自己動手把
I/O接線圖接好,再運行編制的程序。當電動機按照預定的要求運轉時,學生會產生很濃厚的成功意識:原來PLC控制也不是想象的那么困難,難以克服。
在此基礎上,可以引導學生編制工作臺往返控制“工作臺由電動機帶動先正轉運行,到行程限位開關時再反轉,如此循環”的程序,這時通過更改正反轉就輕而易舉地實現了控制要求。通過以上實驗,學生既動手編制、調試自己的程序,又對行程限位控制加深了理解。
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關鍵詞:PLC;項目教學;評價方法
中圖分類號:G42 文獻標識碼:A
文章編號:1009-0118(2012)09-0145-02
本文通過PLC項目教學的探討與實踐的介紹,目的是想使PLC課程的教學易于教師講授和學生學習,最終使PLC課程的開設更符合企業用人需要和學生學習興趣。
一、引言
項目教學是采用項目式的組織形式實施課程的教學目標,使得對學生的知識傳授與能力培養與企業的實際需要達到高度統一,這也就是實施PLC項目教學的目的。
如何開展PLC課程的項目教學呢?本文將從PLC項目教學的教學條件、項目設計、效果評價方法及教學實踐四個方面來闡述PLC項目教學有關問題。
二、實現PLC項目教學的條件
進行PLC課程的項目教學,需要具備一定的教學條件。首先是能夠將整個課程劃分為若干個項目,其次是具有進行項目教學的實踐基礎——設備,再次是有能夠實現項目教學的場所——多媒體教室或一體化教室。以下對上述幾點進行分析說明。
(一)能夠將課程劃分為若干個項目
PLC課程的內容特別適合項目教學,原因是PLC開發過程是一個從分析控制要求,到主電路及I/O設計,再到PLC程序設計,最后進行綜合調試的過程。這一工作過程,無論是簡單的PLC控制系統,還是復雜的PLC控制系統,都是如此。因此,可以根據這一特點將PLC課程中基本知識、接線訓練、設計方法、綜合調試等按照先簡單、后復雜的原則,用項目的方式組織起來,由淺入深的進行教學。
(二)容易實現項目教學的實踐條件
項目教學宜在實驗室進行,換句話說項目教學需要實踐條件的,否則,項目教學就成為紙上談兵。在精品課程建設過程中,考慮到PLC實驗室建設花費不是很大,綜合規劃實驗室建設的規模和檔次,為實現項目式教學奠定堅實基礎。
(三)創建項目教學的場所
項目教學不僅要有實驗室,還應建立具有多媒體設備和PLC演示設備的專用教室。為精講多練,提升教學效果,提高教學質量,建立集實驗設備和多媒體設備于一體的理論實踐一體化教室,是項目教學的努力目標。
三、PLC教學的項目設計
(一)PLC課程項目設計的基本原則
PLC課程的項目設計,從教學方面來說是有一定規律可循的,作者認為可遵循以下幾項原則:
1、由簡單到復雜
項目設計遵循的第一個原則就是由簡單到復雜。這一原則十分重要,因為學生在學習過程中是需要成功來激勵的。如PLC課程項目設計的第一個項目就是從最簡單的電機起保??刂崎_始,讓學生比較容易的進行項目實施并且能夠成功的完成項目,使他們在今后的項目實施過程中充滿信心。
2、由單一到綜合
項目設計遵循的第二個原則就是由單一到綜合。訓練應從單項訓練開始,然后再過渡到綜合訓練。如設計機械手PLC控制系統時,可以先從機械手的手動操作控制、自動操作控制這些單一訓練開始,再過渡到具有手動、自動、單步、單周期的這種綜合訓練,確保學生能夠一步步地完成各個項目。
3、將基礎知識、連接訓練、設計技能融為一體
項目設計遵循的第三個原則是將PLC的基本知識、PLC外部接線訓練、PLC程序設計的技能有機結合。在項目教學的不同階段,完成不同基礎知識、PLC外部連接訓練、PLC程序設計方法的項目教學。如在介紹PLC最基本知識的項目中,可借助學生過去學過的電工知識,使用轉換法進行PLC程序設計的項目教學;在有了PLC的基本知識后,這時的項目教學中可使用邏輯法和時序法進行PLC程序設計;在介紹狀態繼電器時,采用狀態轉移圖及步進順控法進行PLC的程序設計的教學項目;最后在介紹應用指令時,可采用經驗法或綜合設計法進行PLC程序設計的教學項目。
(二)PLC課程具體項目設計
PLC課程的項目具體應當如何設計呢?這是實施項目教學關鍵之所在。作者認為PLC項目不僅應滿足學生綜合素質的提高與高技能培養的要求,還應當是實際生活中應用廣泛并且學生十分熟悉的內容。只有應用廣泛才能使學生體會到PLC的重要性,只有學生熟悉才能引起學生的興趣?;谶@一認識,選擇電動機的控制、交通燈的控制和機械手的控制這些人們熟悉且隨處可見對象作為項目教學的主要內容,是十分適合的。
按照PLC項目設計的基本原則并結合以上思路將PLC項目教學的項目類型、項目名稱、項目教學的內容及項目教學的教學目標列于表1中。
通過上述8個項目的實施,學生應當能夠理解PLC的內部各種繼電器及其功能,掌握PLC控制系統的接線和程序設計的方法,能夠進行中等復雜程度的PLC控制系統的設計與調試。采取PLC項目教學的方式,并配合項目教學給出一些訓練課題,相信學生能夠從理解到應用實現平穩過渡,從而完成PLC課程的教學目標。
四、PLC項目教學的評價
采取PLC項目教學,當教學過程完成后該如何測量與評估其教學效果呢?作者認為不能僅進行基本知識的理論考試,還應當結合實際開展綜合考核,如給出一些指定的項目,讓學生個人獨立或二人組合作完成某個項目。根據項目的實施情況主要考察學生以下幾個方面:
(一)學生是否掌握了PLC的接線。
(二)學生是否掌握了PLC基本指令的應用。
(三)學生是否掌握了PLC程序的設計方法。
(四)學生是否掌握了PLC控制系統的設計與調試。
(五)學生獨立完成或合作完成項目的能力。
綜合考核是以PLC知識的應用作為基礎、以實際工作能力的測試為目標的考試,這種考核應在實驗(訓)室現場進行。在有條件的情況下,職業技術學院應努力實現這種考核。
五、PLC項目教學的實踐
(一)加強PLC項目教學條件建設
PLC課程的教學進行了多年,但教學效果并不理想,究其原因作者認為,最主要原因是教學目標不明確,教學重點不突出,訓練不充分;其次是教學設備與教學條件有缺陷。
如何來解決這一問題,使學生學完這一課程后,能夠掌握這一課程的知識點,特別是能夠順利的完成PLC控制系統的設計與調試,這是我們進行PLC項目教學的最終目的。
開設PLC項目教學以來,結合PLC精品課程的建設,積極進行實驗(訓)室的基礎建設,增添PLC設備數量并提高設備檔次,有條件的還應建立了多媒體專用教室,為實施PLC項目教學創造良好的教學環境。
(二)擬定PLC項目教學大綱并開發PLC項目教學教材
具備了PLC項目教學的條件后,首先要解決的問題就是要根據需要擬定PLC課程的項目教學方案,即課程教學大綱。將PLC項目教學以教學文件的形式固定下來,使承擔PLC教學的教師以項目教學的課程大綱為依據,完成PLC課程的教學任務。在新的PLC課程大綱指導下,保證PLC項目教學的基本質量。
積極編寫實施項目教學的教材和實訓指導書。有了教材,教師實施項目教學有了基礎,有了教材,也方便了學生學習。
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關鍵詞:PLC課程;案例教學法;教學模式
PLC即可編程控制器,其是以計算機技術為依托的工業控制領域中的一種應用技術,通過對軟件的改變來對過程進行控制,具有編程簡單、組裝維護方便、體積小、抗干擾性強以及可靠性強等特點。近年來,案例教學法被廣泛應用到該課程的教學過程中,且起到了至關重要的作用。
一、PLC教學中存在的問題分析
PLC屬于應用最廣泛的工業自動裝置與控制系統的關鍵設備,逐漸成為技工院校電氣自動化專業學生的必修課,但就其教學模式而言,還存在諸多問題。
1.理論知識占比較少
以往教師針對PLC教學的效果并不理想,且大部分學生對其的學習僅僅是對某些指令的死記硬背,導致課堂較為乏味,主動性與目標性不明顯,反映到學生今后的工作中時,不能做到學以致用,凸顯出理論知識相對較少。
2.并未注重學生的主體地位
在以往的課堂教學中,發現與解決問題的人往往是教師而非學生。在此種情形的教學過程中,學生只是對所講授的內容機械地聽講,學習主觀能動性較低,因而教學效果不理想。
3.阻礙了學生創造性的發揮
在以往的教學過程中,教師大多采用“填鴨式”的教學方式,且學生往往會產生教師是萬能的想法,直接導致其在處理問題時缺乏自主思考,不利于發揮其創造性,學習的成就感較低。
4.教學中缺乏知識間的有機結合
在以往的PLC教學過程中,課本被視為教學的主要內容,但其在課程安排中,使用方法與功能依次羅列,知識結構不緊湊,導致學生在實踐中解決問題的能力偏低。
5.學生實際應用能力不能較好評估
書面考試是教師對PLC教學成果進行檢驗的最常用方法,雖然可以在一定程度上反映出學生的學習情況,但并不能反映出學生的實際應用能力。
二、案例教學在PLC教學模式中的應用
所謂案例教學法,指的是在教學中將案例應用其中,通過教師講授基本知識、提出問題、組織學生討論以及撰寫案例分析報告等來完成教學過程,以對教學效果進行改善,進而促使學生理論知識水平與問題解決能力的提升,現就其在PLC教學模式中的應用分析如下。
1.Plan――包含教學案例準備與學生分組的計劃準備階段
首先為案例準備階段,教師在對教學案例進行選擇時,首要應考慮的是課程專業培養目標與教學大綱,以確保案例中能夠涵蓋所有的知識點與控制功能,并注重整體性與實踐性,且應來源于實際,并考慮到學生的實際接受能力,將案例拆分成功能各異的小模塊;其次為學生分組,每組4~6人為宜,教師在分組時應考慮學生的知識儲備、性格、實訓設備等因素。
2.Do――開展階段
首先是下達并介紹任務,教師針對PLC課程的案例設計任務進行非雷同的下達,而后由學生對所拿到案例的背景知識、所需功能等進行簡單介紹,此過程中可對企業部門運作進行模擬,增強案例的生動性;其次為案例任務的分解,在面臨綜合性較強的案例時,可以指導學生采用抽絲剝繭的形式將功能模塊劃分開來,最終發現PLC控制功能,并通過小組討論、實驗等步驟來完成對應用的掌握。
3.Check――總結檢查
當小組完成PLC案例設計后,應及時介紹并演示其設計成果,全班學生對其學習、討論與評價后列入成績評估,其間教師可以參與,適當點評或給出建議,學生進行完善后教師寫總結報告,并針對存在的問題提出合理化建議。
4.Action――采取改善措施
教師通過對學生的總結報告歸納與總結,找出成功經驗以供其他學科應用與借鑒,而對其中存在的問題應及時指出改進意見,而后將改進后的案例過程與具體的實施步驟應用到新的案例教學過程中,以檢驗改進措施是否有效。
以洗衣機作為程序設計案例,其設計對于學生而言具有一定的難度,學生很難設計出正確的程序,因而可將其簡化為多個小程序,逐層增加設計難度,這樣有利于促進學生自主思考與創新,其設計思路可設計為:(1)按下啟動按鈕后洗衣機進水直至高水位停水洗滌;(2)正轉洗滌15s后暫停;(3)增加設計難度,即暫停3s后反轉洗滌再反轉15s;(4)增加設計難度,即暫停3s后排水―達低水位時停止并甩干10s―甩干后報警10s并停止,且工作時按下停止按鈕洗衣機能夠立即停止;(5)增加設計難度,即正反轉洗滌后再重復執行3次。
就PLC課程設計而言,并無固定的答案,教師應注重對學生自由探索精神的培養,鼓勵其提出自己的想法。案例教學法在PLC教學模式中的應用,不僅向學生有效地傳遞了教學內容,還大大調動起了學生在學習中的積極性,值得在今后的PLC教學中廣泛應用。
參考文獻:
[1]吳凡.案例教學在PLC教學中的運用[J].蘇南科技開發,2012,10(8):49-50.
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關鍵詞:課題式單元;教學一體化; PLC
Abstract: the paper expatiates on our school in mechanical and electrical professional the PLC technology application "teaching of the specific conditions of the teaching reform, reform the teaching material, to select an example for the implementation of the key project teaching; Rich teaching AIDS, using the appropriate teaching assistance method, try to use visual teaching; The integration of teaching mode; Teachers' teaching to guide, arouse the students to take part in the students will play a main role. The topic from the benefits of type teaching and get a better teaching effect as the basis, points out that the professional course mplementation technical school topic-type unit the feasibility of teaching.
Keywords: the topic-type unit; The integration of teaching; PLC
中圖分類號:G424.21文獻標識碼:A 文章編號:
技工學校專業課程在理論要求方面難度不亞于大專院校,而技校層次的學生基礎較薄弱,且近年生源素質不斷下降,增加了技校教師的教學難度。另一方面,在新技術的專業課教材使用方面,沒有成熟、統一的技校配套教材,部分專業教師在教學過程中頗感困惑。我校在PLC(可編程序控制器)教學初期也同樣碰上這樣的問題,后來我們實行課題式單元教學,教學效果不錯。我們的教學經驗希望能給兄弟學校教師的教學工作帶來方便。
我校在97年嘗試PLC教學,98年將PLC正式列入機電專業的教學大綱內,成為機電專業的一門專業課程。在實施PLC教學初期,我們按傳統的教學方式開展教學,教學效果一般。通過幾年的教學實踐,我們積累了一些PLC教學經驗,進行了一些教學改革,改革按教材章節順序進行授課的傳統,變為按課題單元進行教學。結果發現教學質量提高了,教學效果好了。
一、在進行課題式一體化教學時要取得好的教學效果,應以一體化的模式開展教學,教學中實施單元過關制度。具體要注意處理好以下幾方面的問題。
1、合理地改革教材,設計好每一個實例課題。
我們知道,用于教學的PLC教材,在編寫時一般是按照:基本原理、基本指令、基本應用、基本操作等分成各個獨立的章節。編者按照結構嚴謹性進行編書,教師實施教學時,則要考慮有利于學習者的認知過程而開展教學。這是教材使用者要注意處理好的問題。如果任課老師按照教材的順序進行教學,就是要將全部基本指令學習完畢,再學習基本應用,基本學習完畢再進行基本操作的學習。這樣,在一段期間內學習完所有指令,學生學習后的印象不深刻,容易混淆,到基本應用的學習時,又得重新對所涉及的指令進行學習,效率不高。所有理論學習完后,才進行基本操作,不能互得益障,教學效果不好。
2、配套合適的教具,力求形象化、直觀化。
我們任課老師在實施教學過程中配套了課題實例的幻燈片及示教板,為直觀教學提供條件,從而增強學生的感性認識,降低學習的難度。我們任課老師制作、配套的實例課件模型一般都是學生利用業余時間在老師指導下完成的。這樣不僅降低教學成本,還充分調動學生的積極性、鍛煉學生的動手制作能力。我校教師現在正有計劃地嘗試利用計算機進行多媒體教學。PLC應用技術特點之一是邏輯性、抽象性強。教師在教學中應盡量使用示教板及進行投影教學,這樣帶來的好處是:直觀、印象深刻;方便、節省時間;生動、激發學習興趣。
3、改革傳統教學形式,進行一體化的教學。
以前,我們對專業技術課授課時,理論教學和實習教學是完全分開的。一般是先進行理論課教學,然后才進行相應的實操訓練。在理論教學授課過程中我們發現,學生的學習熱情隨著學習的不斷深入而降低。究其原因是學習理論時不能及時上機訓練,不能及時主自地體會課題的實踐效果,自然會降低學生的學習熱情。學生在理論學習過程中不能很好地發揮主體作用,注意力自然就不能高度集中了。這樣,教學質量就難以有所突破了。有監于此,任課教師在PLC教學中以一體化的模式進行。
4、教學過程中教師應引導得當,學生應積極參與。
課題式一體化教學以單獨實例為一個教學課題。在實施教學時要注意分解難度和做好引導。否則,教學效果會大打折扣。以“射擊游戲”課題為例來說明?!吧鋼粲螒颉笔菍僮跃帉嵗?。我們任課教師則要求學生用PLC模擬實現。課題大意:“有一射擊游戲設備,當參與者放入硬幣后開始進行10秒的計時游戲。在限定時間內,參與者每擊中一次目標,設備就發出擊中信號一次,在限定時間以后,再擊中目標為無效。結束游戲時,設備自動報出游戲參與者的成績:擊中低于3次,成績為‘差’;擊中次數在3--88之間為‘一般’;擊中次數在8次或以上,結果為‘優’?!?/p>
學生對本課題較感興趣,但又覺得有一定的難度。因此,這樣的課題,教師應預先分析好難點所在,在讓學生著手完成系統設計之前做好引導工作。本課題的知識點是計數器和定時器綜合應用,重點又是計數器的使用。難點有兩處,一是靈活應用多個計數器,一是定時時間到的處理。對本課題,我們做法是:與學生一起回顧了PLC中計數器的計數特點,引導學生思考本課題中三種成績需用多少個計數器?暗示三種成績只有兩個數據分界點,則只用兩個計數器。跟學生分析用計數器控制顯示成績的思路是:成績分為“好”和“差”的兩種情況各用一個計數器觸頭控制,而成績一般的結果則用表示“好”與“差”的兩個計數器的觸頭配合控制。同時還強調要注意,擊中目標鍵應作為兩個計數器的共同計數輸入控制信號。最后要求學生合理運用定時器的觸頭用作射擊動作的結束控制和到點成績顯示的控制。經過如此的引導,難點被一一分解,本課題的設計思路已經很清晰地出現在學生們的腦海中,系統的設計也就迎刃而解了。只要教師引得當,把難度分解好,學生學習、運用知識就會得心應手。
在實施教學過程中,任課老師一般不應直接給出實例中的PLC程序,而是給出程序的大框架,引導學生自己完成該程序的編寫、上機驗證,最后才給出參考程序供學生作對比、修正。整個教學過程充分發揮了學生學習的主體作用,教師在這個過程中起到了引導作用。
二、實施課題式單元教學以來,我們的教學質量有了很大的提高??偨Y起來,實施課題式單元教學的優點是:
1、學生學習興趣濃,學習熱情高漲,學習效果有保證。
每個課題以實例為重點,這些實例都是來自我們身邊的生活、生產。學生對教學課題感興趣,認識到所學的東西有用,能解決現實問題,學習熱情是自然地高漲起來。興趣是最好的老師,主要能調動學生的興趣,學習效果肯定不懶。
2、能逐步培養學生解決實際問題的能力。
課題實例來自生產、生活、要處理及注意的有關問題我們都向學生交待清楚,引導學生具體的處理辦法、解決方法步驟、方向。通過多個實例的學習、實踐與積累,學生能逐漸地提高解決實際問題的能力。
3、逐步提高學生的編程能力,應用PLC的能力。
任課老師把PLC技術應用教程分為若干個單元,每個單元中的幾個實例都是以某個重點指令的應用為主線。應用程序由簡單到復雜。這樣,通過一個單元的學習,學生已將該單元的重點指令很深刻地留在腦海中。他們靈活應用指令的能力會逐步增強。課題式教學中通過恰當的引導,就能逐步提高學生的編程能力,應用PLC的能力。這從B班學生能獨立完成有關應用PLC來設計控制系統就是有力的佐證。
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關鍵詞:有效教學 教學目標 情境 引導文 評價
中圖分類號:G632 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)04(b)-0132-01
《PLC》是中等職業學校機電專業的專業技能課程。隨著我國工業的快速發展,PLC作為現代工業生產自動化的四大支柱之首,將更廣泛地應用于工業控制的各個領域。那么,PLC技術將是機電專業工人必須要掌握的實用技術?!禤LC》課的課堂教學是否有效,既關系到學生能否順利步入未來的工作崗位,又關系到學校機電專業課教學質量的提高,這就迫切要求我們機電專業課教師在課堂教學中實現有效教學。
課堂教學要以實現“三效”,即有效果、有效益、有效率為目標來追尋有效教學。有效果指的是教學活動的結果與預期教學目標的一致程度,體現的是教學目標的達成性。如果教學目標定位準確,內容選擇適合學生需求和企業崗位需求,方法設計符合學生學習成長規律,通過教學活動的實施,達到了預期的效果,這種效果是有效益的。如果每一位學生都能以積極的態度投入學習,并且在單位時間里學生掌握的知識與技能足夠多,教學就是有效率的。
下面談談我們在《PLC》課堂教學中的幾點做法。
1 制定三維教學目標
職業教育對學生的培養目標是實現學生的綜合職業能力發展。職業學校的專業課課堂,是培養學生綜合職業能力的主渠道。我們制定的教學目標必須著眼于學生在未來職業領域中的職業成熟度和職業生涯的可持續發展。在教學實際中,我們按知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三個維度制定教學目標。知識和技能(學什么)作為課堂教學的載體,要具有應用性和先進性,這些知識與技能在學生未來的職業領域中必須是有用的,才能保證教學有效益。過程與方法(怎樣學)作為課堂教學的操作系統,按行動導向設計學習情境,既符合工作要求又符合學習規律。在教師組織協調、學生主動完成學習任務的過程中,學生將有用的知識與技能學會了,才能保證教學有效果。情感態度與價值觀(為什么學)作為課堂教學的動力系統,要讓學生在課堂中始終有明確的憧憬未來職業崗位的情感價值取向,用爭先創優的機制,充分調動學生積極參與學習,要帶動全體學生,保證教學有效率。
2 創設工學結合的教學情境
課堂管理采用企業的車間管理模式,讓學生提前進入職業角色。具體做法是:剛開始學習本課程時,把全班學生分成幾個機電組,每個機電組包含2個小組,每個小組有4名學生組成。學生的學習內容來源于典型工作任務,學生完成實訓任務即完成工作任務。模仿企業車間的安全操作規程制定實訓室的安全操作規程。實訓過程中對學生的要求,模擬企業對機電工人的日常要求,不僅有技術要求,還要有工具和器材擺放、工作態度、責任心以及組員間的合作等方面的要求,并且通過加減平時成績的方式模擬企業的獎懲制度。我們要使學生在走出校門時具備基本的職業素養,這對學生未來的職業生涯很重要。課后要求學生以工作日志的形式完成實訓報告。每月評選最佳組和每個組中的最佳個人。教師給獲得獎勵的學生加分,這項加分作為平時成績的一項。由于進入職業角色,學習積極性能被極大地調動,為實現有效教學創造條件。
采用角色扮演教學法和小組合作學習法,在小組合作與分工中,學生分別扮演程序設計員、程序輸入員、接線員、調試員、檢查員與記錄員等,使學生在學習過程中融入職業角色,增強對未來工作崗位的向往和認同。
3 采用引導文項目教學法
我們在課堂教學實踐中發現,引導文項目教學法是很有效的教學方法。引導文項目教學法,是學生在教師提供的引導文引領下,獨立或分小組完成項目學習任務的方法。引導文也可稱為“學案”,其內容是讓學生清楚項目要求、完成項目任務應該知曉什么知識、具備哪些技能、學習過程的評價標準等,為學生順利完成項目任務提供幫助和支持。引導文主要由以下幾部分構成:項目目標;項目任務描述;項目準備,即完成項目任務需要的知識及獲取渠道和完成項目任務的操作要領及獲取渠道;項目實施的過程;工具與材料需求表;小組內分工與職責和項目評價標準表。引導文項目教學法,對教師提出了更高的要求。首先教師要站在學生學的角度,認真準備學案,并在課前發給學生。在實際教學中,我們發現:學案是實訓課上必要的學習資料,它提供幫助并引導學生一步步完成實訓任務,培養學生自主學習,使學生在“做中學”,教師在“做中教”,充分發揮了學生在課堂中的主體地位和教師的主導作用。教師課前編寫學案是實現有效教學的必要條件。
4 適當的評價方式
4.1 重視學生的學習過程和課堂表現
平時成績占總成績的60%。在平時成績中,聽課狀態占10%,出勤占5%,提問占5%,作業占10%和實訓成績(含課堂表現,即遵守安全規程情況)占30%。中職學校的學生走出校門進入企業工作時,要具備一定的職業素養,才能適應崗位的需要。職業素養是在課堂教學中逐漸養成的,所以在評價項目中要重視學習過程。
4.2 增加答辯考核環節
為適應就業需要和培養學生應用PLC技術解決實際問題的能力,期末考試內容為應用PLC技術完成一個項目,還要答辯,占總成績的40%。
4.3 評價主體多元化
plc教學范文6
Abstract This paper discusses by introducing CDIO teaching mode, to further enhance and strengthen the teaching effect PLC purposes. Make the classroom and projects, learning and thinking, through the combination of theory and practice, interactive two-way learning and knowledge engineering awareness training, to enhance the ability of students to the theory, practice, innovation, to meet the business needs of professionals, can be extended applied to other courses teaching.
Key words CDIO; teaching reform; PLC
隨著PLC自動化控制裝置的發展完善,尤其是網絡興起為技術發展注入更大動力與活力,目前該裝置廣泛應用與工業及工業以外的眾多生產領域,并扮演著越來越重要的角色,發揮著越來越重要的作用。社會生產部門對該項專業人才需求度也較高,專業學生就業形勢較好。面向實際需要,PLC應用技術已成為國內高校電氣自動化專業的熱點課程,發展前景十分看好。
CDIO教學模式源于依托項目進行的課程改革,強調理論教學與實際項目全流程、全場景協同對接,包含了項目的構思、設計、實施和運行.在PLC的教學過程中引入CDIO教育理念,強調以真實項目為學習對象,以操作技能為學習重點的教學模式,通過對實體項目全流程、全環節的實踐演練,促進理論知識與實踐業務的密切結合,提高學生基于實際工作崗位需求的工作能力。
1 傳統教學模式的不足
PLC應用技術歷時50多年的發展,已成為一門大綜合、全覆蓋、全體系的理論課程,基礎知識、學習內容等迭代更新,發展較快,應用領域、發展方向等變化迅速,同時作為一種應用性技術種類,與工程實踐的結合較為緊密。而傳統教學偏重于對基本知識、硬件系統、軟件系統、編程方法、程序設計等理論知識的教授,缺乏與實際工程項目的對接,與實踐脫節嚴重,教學效果不佳。學生的學習也因此成為一種從理論到理論的單純性學習,雖然在課堂上也進行過簡單的指令設計,但這多是基于實驗模式為之,既忽略了指令在實際工程中的應用,更缺少對具象化的實際工程意識的培養,往往是課程結束后,學生雖然通過了考試,但遠不能熟練應用技術,課堂教學目的無法達成。
2 CDIO模式下的教學改革
為克服老舊模式弊端,在PLC課堂教學中引入與實踐結合緊密的CDIO模式,將具象化的整套工程開發流程移植到理論學習當中,通過對實際項目開發中“構思―設計―實現―運行”四階段的實際操作演練,推動理論與實踐更為緊密的互動結合,達到知行合一的目的。通過一體化教學,結合實驗設備,設計面向實際的課程標準和教材。理論、項目互為載體和導向,實現基本理論學習與項目實際操作的融會貫通,覆蓋工業控制領域PLC的基本應用,項目內容及技能要求如圖1所示。
通過電機正轉控制、觸屏應用、四軸機械手控制、變頻器控制、模擬量PID控制、光電編碼器控制、串行通信控制、物聯網技術等八個由易向難的項目設置,實現將理論知識由基礎向高級的串聯,覆蓋教學大綱內容,達到由易及難,學習漸次深入的目的。其中項目一,幫助學生對PLC基礎知識進行項目化了解,熟練掌握基本的I/O指令系統應用的操作;項目二在項目一基礎之上進行深化,使學生對觸屏應用進行掌握,并融入人機工程學的理念,鍛煉學生建立良好的人機互動界面概念;項目三對內容深度予以適當加深,用在實踐項目中應用較為廣泛的機械手控制操作來幫助學生熟悉順序和步進控制方法;項目四則是讓學生掌握變頻器的控制和使用,變頻器作為工業生產中應用最為廣泛的電氣單元,熟練掌握對其的適當控制,將有助于學生對PLC系統應用的這個整體學習和使用;項目五則開始涉及項目編程應用,首先從較為簡單的模擬量PID控制開始,通過對相關指令及編程的方法學習和實踐,事項對PLC控制應用的初步實現;項目六開始想深入逐步推進,學習對光電編碼器的使用,從而幫助學生學習簡單、獨立PLC全流程的知識應用;項目七,通過串行通信控制,使學生學會對多個PLC系統的應用控制,實現學習由簡單向復雜,由單一向多個的深化延伸;項目八,與物聯網技術進行統籌學習,是站在技術發展前沿對PLC應用的深入學習,也是對PLC未來發展的一次前瞻性學習,是學生熟練掌握未來發展的趨勢,幫助學生大開眼界,了解高端,為未來發展儲備充足知識。
按照課程推進,把學習劃為初、中、高三個階段。初級階段,在學生不掌握基本的理論知識與實踐能力的情況下,以演示教學法,帶動幫助學生建立宏觀形象,樹立行動導向思維,掌握接班知識,練就基本操作技能,為下一階段學習夯實基礎;中級階段,在掌握了一定的知識與技能,熟悉了工作的流程與步驟之后,可采取教師發工作指導文的方式進行半自助學習,如項目三、四、五,學生在指導文的指導下,輔以教師的咨詢指導,對工作進行摸索前進,培養自主能力;高級階段,學生具備相應理論功底和實踐能力的情況下,采取綜合訓練教學法,如項目六、七、八,通過完成真實任務的模式,進一步提升學生理論與實踐結合應用的能力與素質,包括理論知識的能力、工作方法、實踐能力、個人能力等,達到與實踐工作需要能力的銜接對應,能夠獨立自主的完成項目任務,適應實際工作崗位需要。但需要的強調的是,教學中應用的項目一定來源于現實場景,并具有構思、設計、實現、運行(CDIO)全流程。
教學以培養學生能力及根本,雖然根據學生所處階段以及知識能力的不同,課程教學劃分初、中、高三個階段,但要牢牢將培養學生的“自主能力”作為課堂教學的根本原則。以項目三機械手控制為例,經過一定的學習在學生掌握了基本理論知識和工作一般方法之后,教師通過引導文教學法,逐步訓練培養自主操作能力,將構思、設計、實現、運行四個環節細分為不同的任務節點,通過先期整體演示,明確總體控制要求;其后由學生在框架下制定計劃方案,教師進行優化調整,幫助學生進行節點分配和軟硬件系統設計;框架完成后,學生按照引導文指引進行系統總裝和接線,并編寫程序,整體調試;最后展示項目結果,做整體環境評價,教師進行總評,也可安排學生互評階段。通過在教師指導下的,自主化思考、實操,加深學生對理論知識的認識,并將其轉化為實際應用能力,提高工作能力,同時在過程中激發參與熱情和創作能力,鍛煉團隊協作意識和能力。
3 基于CDIO模式的教學考評方式
效果是檢驗教育模式成功與否的關鍵性指標。在傳統模式下,以考試成績為最終結果,但如前所述,脫離實踐的考試,無非是基礎知識的背誦,簡單指令的編寫,不過是對教材知識的一次單純復制,無法考核出學生的真實能力。而CDIO教學從工程實踐出發,教學以及培養的重點是學生解決實踐問題,適應現實工作崗位能力,因此CDIO模式下的考評有別于傳統模式,突出實踐能力指標。這就要求建立與構思、設計、實現、運行等不同階段相適應的考核標準和方式。要做到四個改變,一是變理論為主為實踐為主,減低筆試成績比重,并且在筆試中大量增加程序設計題目,將理論知識應用作為重點;二是變單純教師主導為教師與學生互動,改單純的教師打分評價為學生自評、互評相結合,引導學生在反思和相互審視中交流提高;三是變片面化考核為整體化考核,CDIO由構思、設計、實現和運行四個環節構成,考核不僅要對每一個環節工作評價,更應做到對整體結果的良好評價,因此在考核上要從引導學生學會發揮自身優勢,整合階段資源,取長補短,形成系統效果最大化的角度進行工作和解決實際問題。通過加權求和得出最終的考評結果。