周紅艷

摘 要:本文主要闡述筆者在機(jī)電專業(yè)《可編程控制器技術(shù)》教學(xué)中,通過不斷的實(shí)踐,探索新的教學(xué)方法,運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)手段,開展實(shí)例教學(xué),在教學(xué)中加強(qiáng)理論和實(shí)踐的結(jié)合,讓學(xué)生掌握基本指令及編程技巧,不斷提高學(xué)生PLC應(yīng)用能力,有效的提高PLC的教育、教學(xué)質(zhì)量,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣。

關(guān)鍵字:PLC 教學(xué)方法 興趣 能力

PLC是可編程控制器的簡稱,是一門以微處理器為基礎(chǔ)發(fā)展起來,集自動化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)為一體的新型工業(yè)自動控制裝置。我校同樣也開設(shè)了PLC課程,但是,學(xué)生學(xué)習(xí)PLC普遍感到比較困難。一方面由于PLC技術(shù)涉及的專業(yè)學(xué)科知識就比較多,除了要求掌握理論知識,還要求有一定的實(shí)際操作能力;另一方面,職校學(xué)生的基礎(chǔ)普遍較差,學(xué)習(xí)起來比較吃力。筆者在教學(xué)中經(jīng)過不斷實(shí)踐和探索,對以往的教學(xué)方法進(jìn)行了總結(jié)和創(chuàng)新,取得了一些心得和體會:

一、良好的開端:充分利用第一節(jié)課

俗話說:良好的開端是成功的一半。作為老師,就應(yīng)該充分利用好第一節(jié)PLC課。在學(xué)生對本課程不甚了解時,對課程產(chǎn)生良好的興趣;讓學(xué)生從開始就對PLC技術(shù)有個具體的了解,而不是一個抽象的概念。要達(dá)到這樣的效果,就要求老師除了一定要在教材、教法上下工夫,搜尋和獲取大量的與本專業(yè)相關(guān)的資料,并進(jìn)行充分、有利的篩選外,還要充分的考慮學(xué)生的心理、興趣及接受能力。首先,筆者在開始第一節(jié)PLC課程前,搜尋大量有關(guān)PLC在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)及日常生活中廣泛應(yīng)用的圖片和例子?，F(xiàn)在PLC不但應(yīng)用于大型礦業(yè)、冶金、機(jī)械、輕工等工業(yè)自動控制中,在其他領(lǐng)域它也有著廣泛的應(yīng)用。如三峽發(fā)電、田灣核電站、天津開發(fā)區(qū)的康師傅方便面生產(chǎn)線等都用了PLC控制。再如,市政建設(shè)中的水處理,瀝青、混凝土的拌和;機(jī)械加工中心、數(shù)控機(jī)床、機(jī)械手的控制、電梯控制,日常生活中的電梯、車庫的自動化管理等、貨物的存取、運(yùn)輸、檢測等;商業(yè)中的自動售貨機(jī),啤酒灌裝及釀酒等等都有PLC的功勞,這些生動的圖片演示,比在教室里枯燥的講述有趣,學(xué)生更樂于接受。其次,由于學(xué)校提供大量的設(shè)備,筆者在教學(xué)中充分利用這些有利條件,帶領(lǐng)學(xué)生參觀、接觸它們,實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器的零距離接觸,加深學(xué)生的第一印象,并在接觸過程中不斷穿插教學(xué)內(nèi)容,如PLC的歷史、發(fā)展過程。通過這些教學(xué)手段,使學(xué)生對這門課程有一個初步的了解,覺得它就在我們身邊,從而激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、持續(xù)的發(fā)展:利用仿真軟件

筆者在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn),在開始一段時間的PLC教學(xué)過程中,一般先是進(jìn)行理論教學(xué),然后才進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)操訓(xùn)練。在理論教學(xué)中,純粹的分析基本指令的特點(diǎn)及使用說明時,往往會使學(xué)生難于區(qū)分兩者的差別,而且學(xué)習(xí)純理論也會感到比較枯燥乏味,影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情隨著學(xué)習(xí)的不斷深入而降低。在這個階段,筆者就引入一教學(xué)軟件:FX-TRN-BEG-C。它是三菱電機(jī)的中文版教學(xué)軟件,能夠提供各種控制要求、仿真運(yùn)行各種控制程序的教學(xué)平臺。它利用3D虛擬空間設(shè)計(jì),模擬出各種真實(shí)場景。例如,餐館點(diǎn)餐、電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制、交通信號燈控制、升降機(jī)控制等等。該教學(xué)軟件一共分六個單元,主要利用該軟件的B、C單元。B單元就是基本程序的學(xué)習(xí)單元,它主要介紹了基本輸入程序、標(biāo)準(zhǔn)程序、控制優(yōu)化程序、輸入狀態(tài)讀取程序等等。在每個程序的學(xué)習(xí)單元中,它都列出了詳細(xì)明了的操作步驟,一步一步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會編制簡單的圖形,以及進(jìn)行仿真運(yùn)行,使學(xué)生對基本程序的編程有初步的認(rèn)識;C單元是輕松的練習(xí)單元,它詳細(xì)介紹了基本定時器和計(jì)數(shù)器的編程要領(lǐng),并介紹了應(yīng)用定時器和基本計(jì)數(shù)器來編程的兩個典型實(shí)例。在B、C兩單元的基本編程訓(xùn)練中,采用了專家指導(dǎo)式的編程提示,為基礎(chǔ)較差的學(xué)生學(xué)習(xí)PLC提供了非常有用的幫助。通過這兩個單元基本編程的訓(xùn)練,學(xué)生能基本了解PLC編程的特點(diǎn),對PLC的基本編程方法有了一定的認(rèn)識,突破了學(xué)習(xí)PLC的難點(diǎn),為后續(xù)的實(shí)際應(yīng)用題的編程學(xué)習(xí)打下較扎實(shí)的基礎(chǔ)。

一般在上課時,一個課時基本可以完成幾個分指令的特點(diǎn),如指令A(yù)NB和指令ORB,另一課時通過利用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué),輸入對應(yīng)的指令,通過軟件可以馬上得到相應(yīng)的梯形圖,這樣可以及時驗(yàn)證所學(xué)指令應(yīng)用過程中的正確性及兩者的區(qū)別及注意點(diǎn),加強(qiáng)對所學(xué)指令的理解,進(jìn)一步明確ANB和ORB指令的實(shí)際用途。這樣通過理論與輔助教學(xué),可以大大地提高課堂教學(xué)的效率,也可以不斷提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。同時,根據(jù)所教內(nèi)容,由易入繁,由簡到難,逐步加深,而且在指令學(xué)習(xí)的過程中,解答了部分PLC課程的編程技巧,為下一步使學(xué)生盡快地掌握基本指令及梯形圖設(shè)計(jì)打下了結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)。

三、實(shí)驗(yàn):加強(qiáng)設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)

通過PLC程序設(shè)計(jì)的一般包括:(1)分配輸入輸出設(shè)備,即確定哪些外圍設(shè)備是輸送信號到PLC的,哪些外圍設(shè)備是接受PLC輸出信號的;(2)畫出PLC與輸入信號、輸出信號相對應(yīng)的I/0接線圖;(3)確定控制系統(tǒng)動作及動作順序,設(shè)計(jì)PLC程序,畫出梯形圖;(4)在計(jì)算機(jī)上用專用軟件畫出PLC的梯形圖,并將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令,再傳送到PLC;(5)運(yùn)行PLC,觀察效果,對程序進(jìn)行調(diào)試。在學(xué)校的PLC實(shí)驗(yàn)室里,大部分PLC課題的程序是用指示燈來驗(yàn)證其效果的,利用指示燈可以設(shè)計(jì)出很多實(shí)用的程序。在教材中,學(xué)生要完成的程序操作都是嚴(yán)格按照教材上所給定的課題設(shè)計(jì),一步一步完成指令的任務(wù),那么學(xué)生在訓(xùn)練中只需要進(jìn)行程序輸入、外圍線路連接、簡單調(diào)試等操作即可順利完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。因此,在每個實(shí)驗(yàn)進(jìn)行前,學(xué)生首要完成程序的編程。教師在這步中,要根據(jù)每個課題設(shè)計(jì),在對知識的橫向與縱向結(jié)構(gòu)上認(rèn)真細(xì)致地挖掘,為學(xué)生設(shè)計(jì)出多種編程思路。在學(xué)生自主設(shè)計(jì)的過程中,教師還要起到引導(dǎo)、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的作用。此時可以通過分組教學(xué),學(xué)生可以在組內(nèi)相互交流,也可以與教師探討,使教學(xué)在互動、活躍中進(jìn)行。例如在紅綠燈交通指示控制編程設(shè)計(jì)過程中,主要是對定時器及順序控制的應(yīng)用。因此,教師在指導(dǎo)時,就必須啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生圍繞定時器及順序控制這一主心骨,但學(xué)生又可以根據(jù)各自的喜好,每個小組設(shè)計(jì)出不同的指示圖案。

此外在教學(xué)中,也要不斷把機(jī)械、電工、電子、液壓、氣動和計(jì)算機(jī)等知識與PLC編程進(jìn)行有機(jī)的聯(lián)系,進(jìn)一步擴(kuò)大PLC應(yīng)用的領(lǐng)域,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和綜合運(yùn)用能力。

總之,基于中職學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)差、喜歡直觀教學(xué)的特點(diǎn),教師要根據(jù)學(xué)生的一些基本學(xué)習(xí)特點(diǎn),探索一些新的教學(xué)方法,靈活運(yùn)用,在教學(xué)中加強(qiáng)理論和實(shí)踐的結(jié)合,讓學(xué)生掌握PLC基本指令及編程技巧,不斷提高學(xué)生的PLC應(yīng)用能力,有效地提高PLC的教育、教學(xué)質(zhì)量,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣。

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