项目教学法在交通信号灯控制系统项目中的运用

　　摘要：项目教学是职业教育中有效提升学生技能水平的教学方法，以任务来驱动学生的学习，通过完成项目任务，达到应用原有知识、掌握新知识、提高技能、培养能力的目的。本文精选交通信号灯控制系统项目作为教学载体，采用项目分析、方案设计、指导答疑、项目实施、验收点评等环节，通过以学生为主、教师为辅共同完成项目任务的方式来实现，形象生动地体现项目教学法在plc课程教学中的应用。
　　关键词：项目教学法；交通信号灯控制系统；教学设计
　　
　　项目教学法是通过“项目工程”，以任务来驱动学生的学习，通过完成项目任务，达到应用原有知识、掌握新知识、提高技能、培养能力的目的。授课教师通过研究本课程的知识结构和体系，精心选取了交通信号灯控制系统项目作为教学载体，这个项目既突出多个新知识点的使用，又包含已学各知识点的渗透，还具有在工程实际中的使用价值和推广价值。整个教学过程包括项目分析、方案设计、指导答疑、项目实施、验收点评等环节，通过以学生为主、教师为辅共同完成项目任务的方式来实现。学生在方案设计和项目实施环节中既会遇到用前期学过的知识就可解决的问题，也一定会遇到必须学习新知识后才能解决的问题，这必将促使学生主动运用旧知识、发现新知识、学习新知识。老师则在指导答疑和验收点评环节讲解关键知识点，帮助学生正确理解新知识，掌握解决问题的方法和技巧。
　　传统教学方法中，老师起主导作用，学生大多被动接受各项知识。而项目教学法中，学生由被动变主动，他们在独立完成项目的过程中发现知识、学习知识、并将分散的知识点综合起来解决实际问题，老师的作用只是引导和促进，当然，对新知识中的关键点，老师的点拨也是不可缺少的。项目教学法体验的是解决真实（除了最终的负载不是真实的）工程实际问题的真实过程，通过项目实训，学生不仅掌握了知识，学会了如何用这些知识解决实际问题，还有了实战经验，以后学生在工作中就很容易上手。因此，相比传统教学方法，项目教学法对提升学生就业能力有明显的优势。
　　下面介绍PLC项目教学应用方案——交通信号灯自动控制设计。
　　【教学目的】 在交通信号灯的控制设计中，综合应用已学习知识和新学习的PLC步进顺控指令知识，设计交通信号灯工作过程的控制程序，感受和掌握PLC控制系统步进顺控设计的一般工作流程，掌握状态转移图的画法和梯形图的编程应用及步进顺控指令的编程应用。
　　【过程与方法】本项目是学习PLC状态元件和步进顺控指令的项目，包括3个子项目。通过教师与学生的互动合作完成各示范子项目的设计和调试；通过教师的点拨、指导答疑和学生的思考设计、现场调试，独立完成各实训子项目的设计和调试。最后汇总完善整个项目的设计和整体调试。让学生感受实际工作中PLC步进顺控设计的一般工作流程，体验解决实际问题的过程，学会用步进顺控指令解决实际问题的方法。倡导学生主动参与学习，发现问题，探索问题，学习与老师同学交流，学会用语言表述问题过程和调试结果，提高综合素质。
　　【教学重点】学习分析项目，建立控制模型。掌握状态元件的使用以及选择分支、并行分支结构的状态转移图的画法。掌握步进顺控指令的编程应用。
　　【教学难点与教学时间】 各种结构流程的状态转移图的画法以及步进顺控指令的编程应用。教学时间：12课时。
　　一、项目要求
　　设计十字路口交通信号灯自动控制系统。信号灯分东西和南北两组，分别有“红”“黄”“绿”三种颜色，其工作状态分白天和黑夜两种方式。白天和黑夜的工作时序图分别如下。
　　按下启动按钮开始工作，按下停止按钮停止工作。白天/黑夜开关闭合时为黑夜工作状态，断开时为白天工作方式。遇到紧急情况时，东西、南北某一方向可以保持绿灯长亮，另一方向则保持红灯长亮。
　　二、项目分析
　　本项目的特点是在时序上有明显的顺序控制，且有东西向、南北向并行结构，还有白天黑夜两种不同的工作方式以及紧急中断情况等，是学习PLC状态元件、步进顺控指令和选择分支、并行分支步进顺控程序设计的综合项目。可分解为3个子项目。子项目1：南北方向的交通信号灯控制：4学时；子项目2：交通灯白天正常工作控制：4学时；子项目3：交通灯白天/黑夜及紧急工作控制：4学时。
　　三、教学准备
　　PLC综合试验台；自动控制演示板；微机及通讯线。
　　四、项目实施
　　①由于是步进顺控程序设计的第一个入门项目，安排有3个示范引导子项目。由教师和学生采用互动合作的方式共同完成示范子项目的设计和调试，然后由学生独立完成各个实训子项目的设计和调试任务。②新知识的讲解只讲解重要内容，并尽可能采取演示示范的方式进行，注意事项以及一些细节和技巧等内容由学生在项目设计过程中自己去发现和探索，并进行积累。③学生2人一组，相互探讨，共同完成项目设计和调试实训。④项目讲解。分析项目的总体结构和子项目的划分情况；演示讲解必要的基础知识；对实训项目进行指导建议，并和学生互动共同完成示范子项目的设计调试过程。⑤指导答疑。解决学生在各个子项目以及总体汇合设计调试中存在的问题，突破下面的难点：交通信号灯的工作时序问题、几种结构的状态转移图画法。
　　五、项目验收及评价
　　①结合学生完成的情况进行点评并给出考核成绩。②展示学生优秀设计方案和程序，激发学生学习热情。③各示范子项目的演示讲解及设计调试见相应教案。附：实训考核标准
　　
　　参考文献：
　　[1]程曙艳.可编程控制器（PLC）实验教程[M].厦门:厦门大学出版