基于PLC控制交通指示灯实验教学设计

【摘要】PLC控制交通指示灯实验是本着以实际应用为出发点，将理论与实际相结合，是《可编程控制器技术》这门课程中着重讲解的一部内容。本文将PLC控制交通指示灯这一典型实验教学贯穿于整节课的教学过程中从而实现教、学、做一体化教学模式。通过由简单到复杂的课程知识结构，强化学生构建自己的知识体系，进而逐步提升学生分析问题、解决问题的实际应用能力和职业素养等，从而实现教、学、做一体化课程的教学设计。

【关键词】交通指示灯控制  教学设计  一体化

一、选题价值

（一）、《可编程控制器技术》在专业领域的课程定位和价值

本课程《可编程控制器技术》是职业院校电气自动化类和机电类相关专业的一门必修专业课，也是一门实践性特别强的技能应用课。通过对《可编程控制技术》的学习可以使学生初步掌握可编程技术编程的基本方法和基本技能。是目前我院机电一体化专业、工业机器人专业、电气自动化专业学生必修课的一门专业课。同时，为后面所学的《机电一体化综合实训》课程打下良好的基础。

（二）、《PLC控制交通指示灯》学习任务的作用和价值

在本课程的教学过程中共设置了九个教学任务，一是可编程控制器的认识及应用;二是FX系列PLC的基本机构组成及工作原理;三是输送带部件运送控制;四是三相异步电动机的启动与正反转控制;五是车库门的延时开关;六是桔子自动装箱实验;七是自动送料小车的运行控制;八是气动机械手的控制;九是PLC控制交通指示灯。从这九个教学任务名称上就可以看出，整个教学设计由浅入深、从简单任务到复杂任务，涵盖了三菱FX2N可编程控制器编程与调试中所包含的基本知识和技能。《PLC控制交通指示灯》是该课程中第九个教学任务，是学生在生活中比较常见，比较熟悉且有代表性的学习任务，更有利于激发学生的学习兴趣，因此《PLC控制交通指示灯》为本课程的重点教学内容。

（三）、《PLC控制交通指示灯》在过程中的作用和价值

本课程是PLC控制交通指示灯控制任务中多流程控制实验，因此可以说是对前面所学知识的汇总与整体应用，既是进一步熟悉可编程控制系统的分析方法和设计步骤，巩固复习了顺序控制程序的编程方法。又是对多流程步进控制的学习的掌握。

二、学习目标

（一）知识目标：学会制定、实施工作计划;掌握并行分支的步进顺控设计法的相关知识;掌握PLC控制十字路口交通灯的过程。

（二）能力目标：学生熟练可编程控制器的编程和调试方法;会进行常用PLC控制系统的设计。

（三）情感目标：培养学生良好的团队协作能力和职业素养;使学生对从事可编程控制技术工作更加感兴趣。

三、学习内容

根据本课程的教学计划及要求，该课程的教学设计主要为以下几步：

（一）创设情境、明确任务。情景：长春市近年来由于私家车增多，交通堵塞严重，其原因为缺少红绿灯控制，为此交警大队希望我校为其红绿灯设计控制程序。从而引出任务，派发派工单。

工作任务：设计并调试一个交通灯控制程序，其功能要求如下：（1）在东西方向绿灯亮时，南北方向红灯亮。（2）在东西方向黄灯亮时，南北方向红灯亮。  （3）在东西方向红灯亮时，南北方向绿灯亮。（4）在东西方向红灯亮时，南北方向黄灯亮。（5）时间要求红灯时间大于20秒;黄灯≥5秒。

（二）咨询。此环节可根据学生的学情采取不同的方式，若学生自学能力都较强，可采取自我查找资料，咨询老师指点等方式获取信息和方法;若是大部分学生不能完全自学，则必须由老师讲授相关的并行分支的步进顺控设计法的相关知识。

（三）制定方案。本环节以两人或多人为一组，进行讨论，最终定各小组实施方案，绘制控制流程图。

（四）计划实施。根据制定的方案进行计划实施，首先分析控制要求，绘制I/O分配表;其次，画出PLC外部接线图;最后，编写程序并在电脑上利用编程软件进行编程调试。

（五）检查控制。通过每组出一名代表成立评分小组，对每组的控制调试情况进行检查与评分。

（六）评价反馈。最后，开展評价环节，先是各小组自评，再进行各小组互评，最后由老师进行点评，进而形成完整的评价体系。

四、教学效果

（一）课程特色及效果

1、教学手段多样化。

2、任务驱动的方式吸引学生学习兴趣。

3、课堂气氛活跃。

4、大部分学生可以完成十字路口交通灯PLC控制过程。

（二）课程存在的不足

1、学生层次参差不齐，部分学生主动性不强，不能主动完成任务，存在参考他人情况。

2、学生完成速度不同

3、创新性有待进一步激发，且评价环节学生存在时间难以把控。

（三）改进思路

1、每周进行小组长轮换，调动每个学生的积极性和紧迫感。

2、通过做的快的学生带着做的慢的学生，实现组内互相帮助。

3、设定评价反馈环节的时间，并进行计时，培养学生时间观念。

4、随着与大批企业合作的开展，企业专家越来越多的参与到学院教学中，工作任务会越来越贴近企业生产实际，增加学生学习兴趣，同时学生走出校门不需培训即可为企业服务。

参考文献：

[1]罗国强.项目教学法在交通信号灯控制系统项目中的运用[J].成才之路，2011（22）

[2]孙书云.《交通灯的可编程控制》教学设计[J].考试周刊，2015（49）

[3]陈钦.在教学中如何更好地讲解PLC程序设计课题[J].电子世界，2014（10）

作者简介：许红岩（1985--），女，吉林长春人，助教，硕士，研究方向：自动化。