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项目教学法在ＰＬＣ课程中的实践与探索
作者：曹 菁 汤煊琳
[关键词]项目教学法 PLC 课程 实践
可编程控制器（简称PLC）是以微处理器为核心，把自动化、计算机、通讯等技术融为一体的新型工业自动控制装置。由于它可靠性高、体积小、维护方便、灵活性好、编程简单等优点，与机器人、CAD/CAM并称为工业生产自动化的三大支柱，近年来在工业控制领域得到了广泛应用。许多职业院校均开设了PLC这门实践性较强的技术应用型课程。在PLC课程中采用项目教学法，把课堂从教室移到实训室，在项目任务的驱动下，实现理论实践一体化，能较好地提高教学效果。
（一）项目教学法的特点
项目教学法是师生通过共同实施一个完整的项目而进行教学活动的教学方法，它以项目任务为主线，以学生为主体、教师为主导。在教学过程中，主要以项目为中心来组织和展开教学，并将传统学科体系中的相关知识点巧妙地融入到具体的项目中。教学过程采取“项目任务提出→项目分析→串讲相关知识点→学生实践→评价总结”5个步骤进行，通过组织学生参加项目设计、实施和管理的全过程来完成教学任务，学生在项目实践过程中，理解并掌握相关知识和技能。
项目教学法最大的特点是实践性强，它把理论教学与实践教学有机地结合起来，充分挖掘了学生的创造潜能。使学生在掌握知识技能的同时，既提高了对工程技术问题的判断、分析、解决和创新能力，也培养了团队精神和合作能力，还体现了现代职业教育的教学模式与特征。
（二）项目教学法的实践
1.项目任务的科学选取。项目任务的选取是“项目教学法”成功的关键，应从基础做起，先易后难，先简单后复杂，按照知识点和技能要求循序渐进。在明确的教学目标的指导下，经过精心组织，综合考虑项目间的联系和层次递进，选取既符合实际、又融合了相关知识点，还要有一定拓展空间的项目，使学生能够充分发挥自主意识和创新能力，能够运用所学知识和技能在一定范围内解决遇到的实际问题，以便今后能更好地适应工作岗位。
2.项目的组织实施。项目的实施过程是学生能力培养的重要环节。任务确定后，教师帮助学生进行项目分析，串讲相关知识点，并提出设计建议，明确该项目要解决的问题及关键。然后，学生分组独立设计，并通过实训设备，练习硬件接线、软件编程并进行运行调试。下面以项目“搬运机械手的PLC控制”为例来说明项目教学的具体实施过程：
（1）项目分析。项目任务提出后，师生一起分析系统的控制要求、搬运机械手的动作过程（下降—夹紧—上升—右行—下降—松开—上升—左行）和具体的操作方式（手动、自动和回原位）。其中，自动工作方式中又可分单步、单周期和连续运行等，最后制定出控制方案；同时，老师还可以把事先做好的项目的最终结果（即搬运机械手的动作过程）向学生演示。
（2）串讲相关知识点。由教师介绍相关知识点：程序流程指令中的条件跳转指令CJ、数据处理指令中的区间复位指令ZRST和方便指令中的初始化状态指令IST等指令的功能和使用方法。通过现场演示、程序监控和使用教学软件播放等手段，使学生增加感性认识。
（3）学生实践、教师指导。根据已确定的控制方案，学生分别进行硬件和软件设计，最后进行运行调试。硬件设计为：确定系统所需的输入设备（如控制按钮、行程开关、转换开关等）和输出设备（如接触器、电磁阀、信号指示灯等) 的型号和数量，据此确定合适的PLC机型。具体列写出PLC的输入/输出端口地址分配表，并绘制PLC的外部输入/输出接线示意图和搬运机械手的操作面板示意图；软件设计就是编写满足项目任务控制要求的PLC用户程序，即绘制梯形图或编写语句表。学生可运用所学知识，充分发挥创新能力，用经验设计法、顺序控制设计法、逻辑设计法等不同方法编程，有的用基本指令编程，有的用基本指令和步进指令混合编程，也有的用基本指令编程、初始化状态指令IST和步进指令混合编程等。软硬件设计好后需要经过多次调试，以发现和改进设计中的不足。
在整个项目的实施过程中，学生成为了教学中的学习主体，而教师则转换为引导者。教师要注重对项目的实施过程进行动态管理并发挥主导作用，及时了解各组学生的项目实施进展情况和存在的问题，有针对性的给学生以指导和帮助，并注意引导他们独立寻找妥善解决问题的方法，培养独立工作的能力。
3.项目的评价和总结。评价内容包括学生参与活动各环节的表现及设计结果的质量。根据评价的时间，分为过程评价和结果评价；根据评价的对象，则可分为学生自评、互评和教师评价。教师可以先组织学生自评和互评，让学生自己总结比较各组设计的特点。通过向师生讲解设计思路，引导学生取长补短、互帮互学，进一步提高分析和解决问题的能力，然后教师给出评价结果，并指出设计中的亮点和不足，尽量多给予鼓励，提出进一步提高和改进的办法，增强学生信心。最后，学生还需要认真填写项目的训练报告，使项目的评价总结过程成为学生一个学习、提高的过程。
（三）实施项目教学的效果
本课程在我院机电系机电一体化、电气自动化专业2005、2006级全面投入项目教学后，收到了显著的教学效果。
1.激发了学生的学习兴趣、学习积极性和主动性。他们目标明确，带着具体任务学，学完相关知识点后，可以马上动手在项目实践中应用，学有所用的感觉激发了他们的学习兴趣；碰到问题时，他们在教师指导下看书、查资料，主动寻找解决的方法，有的还主动利用休息时间进行项目调试。
2.提高了学生的工程实践能力。学生通过完成不同项目的软、硬件设计、安装接线和调试，基本掌握了PLC控制系统的一般设计方法，工程实践能力得到了较大提高。
3.有利于学生创新能力的培养。项目实施时，学生处于主体地位，实训室就是课堂，在宽松的学习环境里，可以充分发挥潜能，在老师的鼓励下大胆革新、创造。
4.培养了学生的团结合作精神。在分组完成任务时，学生通过讨论、交流、互学，共同解决实际问题，培养协作学习的氛围，为学生创设了团结协作的学习环境、培养了团结合作的精神，为今后走上工作岗位打下了良好基础。
（四）实施项目教学法的几点体会
1.项目教学法对教师提出了更高要求。教师的职业道德、职业素质和职业能力直接影响到项目教学的效果。项目教学无定法，要求教师既要有深厚的理论功底，又要有较强的综合实践能力和课堂驾驭能力，能随时回答学生提出的各类问题，并能根据活动进展情况灵活调整教学方法，能合理处理偶发事件。而且，还要善于了解学生的心理特点和个性，创设学习的情景，培养协作学习的气氛，激发他们的学习兴趣。教师还要以强烈的工作责任心在教学中加强巡回指导。
2.实施项目教学法，要求教师整合传统的教材内容，从现有实训设备的实际情况出发，科学选取与生产实际紧密结合的“项目任务”，自编项目教材，以适应项目教学的需要。
3.学校要不断建设、充实和完善PLC的实践教学条件，使先进的、开放的实践教学环境能充分满足项目教学活动的需求，以利于培养学生的职业技能和综合职业能力，
4.课程考核机制应同步进行改革，以此做为教学过程的指挥棒，每个项目完成后，都要有效地进行质量考核。在课程总成绩中，应加入对学生项目完成情况的评价。考核方式可多样化，以培养实际应用能力为主，并分别进行理论和实践考试。
5.在课时安排上，为避免学生前学后忘，并收到较好的教学效果，可集中上课（如每次课四个学时），同时，课余时间还可适时开放实训场所，供学生练习。
（五）结束语
通过在PLC课程教学中的实践“项目教学法”，采用理论实践一体化的教学模式，为学生提供了有效学习的良好环境，做到了理论融于实践、动脑融于动手、做人融于做事，实现了“所学”与“所用”的零距离，提高了学生的综合职业能力，使高职教育具有更强的生命力。
参考文献：
[1]蒋庆斌,徐国庆.基于工作任务的职业教育项目课程研究[J].职业技术教育,2005,(22).
[2]李庆武.项目教学法在课程教学中的运用探讨[J].教育探索,2008,(4).
[3]贺平.项目教学法的实践探索[J].中国职业技术教育,2006,(22).