PLC一体化教学探索与实践

2024-04-09袁文杰

职业 2024年2期

■摘要：PLC应用技术（可编程控制器应用技术）是技工院校机电专业的一门重要专业课，理论性较强，实践要求较高，传统的教学方法达不到预期的教学目标。为了更有效地提高PLC应用技术的教学质量，需创新教学方法。教学实践证明，采用一体化教学法，让学生在做中学、学中做，边学边做，能够激发学生的学习兴趣，课堂教学效果显著提升。工学结合、理实一体化是职业教育发展的必由之路。

■关键词：PLC；理论；实践；一体化教学

PLC（可编程控制器）是一种综合计算机技术、自动控制技术和通信技术的控制装置，经过多年发展，PLC技术已广泛应用于工业生产的各个领域，实现生产过程自动化。企业对PLC技术人才需求不断增加，很多技工院校都开设了PLC课程，该课程已成为机电一体化、电气自动化、智能制造等专业的重要课程。如何上好PLC这门课，确保学生能够掌握可编程控制技术，是值得教师思考的问题。笔者从事PLC教学多年，从实践效果看，采用工学结合、理实一体化教学能收到较好的教学效果。

一、创建一体化教学的场地与设施

一体化教学是下达若干个教学项目任务（工作任务），将理论教学和实习教学融为一体，理论教学区和实习教学区在同一空间内。理论教学区配备多媒体教学设备、PLC演示设备、课桌、椅子，以能容纳30个学生上课为宜。实习教学区配备电脑、实训台、实习板，电脑上装有PLC编程软件，实训台上装有三相及单相电源，实习板上装有PLC、自动开关、按钮、接触器、灯泡等元器件。另外，还要设立一个仓库区，用来存放实习用的工具、导线等。

二、具备一体化教学能力的教师

开展一体化教学，除了一体化教学硬件场地与设施外，还要挑选或培养出理论知识扎实、实践经验丰富的一体化教师。PLC一体化教师应具备掌握PLC技术理论知识的学习能力、企业实践的工作能力和课堂教学的组织能力，熟练掌握PLC的操作技能，有企业工作经验或实践经历，能进行PLC课程开发，具备一体化教学设计和实施能力。在传统教学中，理论教师和实习教师是分开的，熟悉理论教学的教师可能欠缺实践技能；相反，实习教师实践经验丰富，却可能缺少理论教学经验。

因此，一体化教师不仅应具备扎实的理论知识，还要具备丰富的实践经验和高超的技能水平。目前，技工院校普遍存在一体化教师不足的短板，因而一体化教师的培养是技工院校师资队伍建设的重要课题。技工院校教师要深入企业，了解企业岗位需求、生产工艺，积极参加企业实践活动，掌握新技术、新工艺，教师在企业中锻炼成长，提高自身的专业能力、企业工作能力、一体化课程开发能力与教学组织实施能力，成为名副其实的一体化教师。技工院校可根据实际情况，采取灵活多样的方式培养一体化教师。例如，可專门安排教师到企业担任工程技术人员、产品售后服务人员，磨炼教师技术技能，或者出台政策鼓励教师利用寒暑假到自动化设备生产企业一线、二线、管理层等全身心参与设备生产、产品开发、设计等全过程，掌握最新的技术，练就过硬的本领。

三、编写一体化教材

基于工作过程为导向、工学结合的一体化课程、教材体系开展教学，能有效提高教师及学生的PLC专业知识水平，熟练掌握电气自动化设备安装与维修的操作技术，使学生成为具有职业能力和职业特长的高技能人才。PLC一体化教材开发要遵循一体化课程开发流程：确立一体化课程框架；制定一体化课程方案；建设一体化课程资源。PLC一体化教材采用项目驱动方式，紧密联系实际，符合科学性原则：以就业为导向，遵循技能人才和职业发展规律。在教材编制过程中，尽量加入机电一体化设备制造的教学案例，例如，众所周知的交通灯PLC控制案例、自动往返小车PLC控制案例、公司大门拉闸PLC控制案例、压力吸附干燥器PLC控制案例等。

四、选择适合的一体化教学方法

在一体化教学中要体现以学生为主体的思想，根据企业的工作过程和工艺流程，采用演示教学法、任务驱动教学法和企业实用产品安装调试、检测、验收及过程教学方法等。

演示教学法：技工院校学生的知识基础普遍薄弱，因此，教师应尽量采用简单直观的PLC控制电路进行演示教学，将直观的实物模型展现在学生面前，能够激发学生的学习兴趣，提高学生的学习效率。

任务驱动教学法：以任务为主线、学生为主体，根据实际情况设置教学任务，学生在完成任务的过程中，探索新知识，掌握新技能。

企业实用产品安装调试、检测、验收及过程教学方法：引导学生对机电设备、电控箱主部件进行布局、安装固定、接线，进行无电检测、通电检测等，最后进行反复多次调试，直至符合客户要求、企业内控标准要求以及行业内标准要求。

教师教学过程还要将职业道德教育融入整个一体化教学过程，不断强化学生良好的质量意识、作业安全意识、团队合作意识，培养学生的团队精神、职业精神，为其将来走向社会打下坚实的职业基础。

五、一体化教学的实施过程

一体化教学实施过程包括：任务提出、相关知识点的讲授、任务实施和检查评价。

任务提出。教学开始首先提出PLC控制任务，教师介绍清楚PLC控制要求，让学生带着问题上课。

相关知识点的讲授。教师紧密结合任务，讲清本任务所用到的知识点，学生利用所学的知识完成任务。

任务实施。学生分组讨论，团结合作，分析控制要求，绘制PLC接线图、写出I/O分配表，列出材料清单，领取材料，完成按钮、PLC、负载之间的接线，绘制时序图，编写梯形图，将梯形图录入电脑，下载到PLC，进行调试，这一过程教师要全程进行巡回指导。

检查评价。教师检查运行结果，对存在的问题做进一步指导，直到结果正常。教师对学生的作品进行逐一展示并点评，分析优点和不足，通过展示与点评，学生能意识到自己完成本任务过程中存在的不足之处，避免以后在完成任务中犯同样的错误，这样能极大提高学生的PLC应用水平。学生课后要完成相关任务的工作页，巩固提高所学知识。

六、一体化教学效果的考核机制

要建立行之有效的一体化教学考核机制，以对教学效果和学生掌握PLC知识的情况进行检验。考核内容包括以下三个方面。一是任务完成情况考核。PLC接线是否正确、接线工艺是否符合要求、I/O分配是否合理、程序设计是否合理和程序调试能力如何，对每个学习任务都要进行严格考核，及时发现存在的问题，针对学生的知识掌握的薄弱环节及时进行补救，严格把关、稳扎稳打。二是综合技能考核。它是对学生学完PLC后的综合检验，考核要紧密联系实际，综合PLC的各项技能，全面考核学生的技能水平和教学效果。三是理论水平考核。PLC是理论与实践紧密结合的一门学科，学好PLC技术离不开理论的指导，PLC的理论考核与实践考核同等重要，只有掌握扎实的PLC理论知识，才能用好用活PLC技术。PLC的理论考核重点检查学生的PLC基础知识、指令应用以及编程能力。通过以上考核，能全面检验学生的理论水平和实践能力，同时也能发现教学工作中存在的问题与不足，便于以后改进教学，不断提高教学质量。

PLC教学效果的考核应在PLC一体化教学场地进行，有条件的话，还可在机电设备控制柜、控制箱进行，以利于PLC教学效果的提升。

七、一体化教学效果的反思

一體化教学将理论和实践有机结合，理论指导实践，实践促进理论提高，围绕教学任务目标，边做、边学，做到理中有实、实中有理，以学生为中心，强调对学生实践动手能力及专业技能的培养，做到教、学、练紧密结合，充分调动学生学习的积极性和主动性，有效提高学生的岗位能力和职业核心能力。

随着一体化教学模式在PLC课程教学中的实践应用，学生的学习成绩和动手能力得到普遍提高，大大增强了学生应用PLC知识解决工程实际问题的能力，从而提高学生的职业能力。

八、结束语

多年的教学实践证明，开展PLC一体化教学，能提高学生的学习兴趣，激发学生的学习热情，有效提高学生的理论知识水平和实践能力，从而提高教学质量，有利于培养学生自主学习能力、团队合作精神和职业能力。可见PLC采用一体化教学是行之有效的教学方法，技工院校要大力推行一体化教学方法，为培养大批技能人才打下坚实基础。