劉 丹

(上海市臨港科技學(xué)校 機(jī)電專業(yè)部，上海 201315)

可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller，PLC)是計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的一種應(yīng)用，是在繼電器、接觸器控制、計(jì)算機(jī)控制基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的一種工業(yè)自動(dòng)化控制裝置。工業(yè)4.0時(shí)代，是智能化和自動(dòng)化的時(shí)代，PLC作為工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱之一[1]3，對(duì)人才的需求量也越來(lái)越大。

中等職業(yè)學(xué)校的PLC課程常規(guī)教學(xué)存在一些問(wèn)題。

1) PLC中程序設(shè)計(jì)部分邏輯性強(qiáng)[2]，教學(xué)中缺乏相應(yīng)的工作環(huán)境和實(shí)物參考，學(xué)生無(wú)法直觀理解程序原理和過(guò)程，有畏難情緒。

2) PLC課程包含低壓電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、控制程序設(shè)計(jì)等，知識(shí)點(diǎn)多、內(nèi)容雜，而中職學(xué)生基礎(chǔ)較弱，在規(guī)定的課時(shí)內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

3) 教師以講授為主，方法單一[3]，大多依靠板書(shū)或簡(jiǎn)單的PPT文字，容易讓學(xué)生產(chǎn)生視覺(jué)疲勞。加之中職機(jī)電專業(yè)男生居多，他們喜愛(ài)動(dòng)手操作，只講不練，無(wú)法吸引他們注意。

借助信息技術(shù)，可以培養(yǎng)更多滿足企業(yè)要求的PLC專業(yè)技術(shù)人才。

1 Flash動(dòng)畫(huà)——興趣是最好的老師

Flash是Macromedia公司出品的一套矢量動(dòng)畫(huà)繪圖軟件，用于制作可交互的圖形動(dòng)畫(huà)。使用Flash可以設(shè)計(jì)品質(zhì)高、體積小、兼容性強(qiáng)的動(dòng)畫(huà)文件。利用Flash的交互性可以實(shí)現(xiàn)工作過(guò)程的仿真動(dòng)作。

1) 演示裝卸小車(chē)的控制要求。教授《裝卸小車(chē)的PLC控制》時(shí)，利用Flash動(dòng)畫(huà)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)控制要求。如圖1所示，按下綠色“啟動(dòng)”按鈕，觀察小車(chē)裝料、向前、卸料和向后的動(dòng)作；按下紅色“停止”按鈕，小車(chē)立即停止工作。教師引導(dǎo)學(xué)生反復(fù)操作并仔細(xì)觀察動(dòng)畫(huà)中限位開(kāi)關(guān)通/斷電變化，分析裝卸小車(chē)的主要工作過(guò)程，思考輸入/輸出(I/O)點(diǎn)數(shù)，為下一步I/O硬件接線圖做準(zhǔn)備。相較于單純文字講授，運(yùn)用動(dòng)畫(huà)后，學(xué)生的學(xué)習(xí)效率明顯提高。

圖1 裝卸小車(chē)的控制要求動(dòng)畫(huà)圖

2) 運(yùn)用交互式“拖拽練習(xí)”動(dòng)畫(huà)完成I/O硬件接線圖。交互式動(dòng)畫(huà)要求學(xué)生將左側(cè)待選I/O點(diǎn)選項(xiàng)拖至對(duì)應(yīng)的PLC內(nèi)部繼電器接線點(diǎn)。動(dòng)畫(huà)預(yù)先設(shè)置了指定路徑，只有找到對(duì)應(yīng)關(guān)系才能拖動(dòng)、連線成功，出現(xiàn)“正確”字樣；否則無(wú)法拖動(dòng)，并顯示“錯(cuò)誤”字樣。通過(guò)練習(xí)，學(xué)生深刻理解了接線端口間“一一對(duì)應(yīng)”關(guān)系的重要性，可以盡量避免后續(xù)接線過(guò)程中的端口接錯(cuò)，避免電源誤接對(duì)PLC的損傷。拖拽連線的動(dòng)作可幫助學(xué)生提前感知“一根線，兩頭接；輸入、輸出和電源”。

圖2 I/O硬件接線圖拖拽動(dòng)畫(huà)

2 微視頻——細(xì)致入微、多界面顯示

微視頻短小精悍，用3～6 min全方位講解某一知識(shí)點(diǎn)，而且不受時(shí)空限制，可以滿足多元化的個(gè)性需求[4]。

筆者在教學(xué)中主要使用兩種形式的微視頻，如圖3，圖4所示。

圖3 三維軟件建模式硬件接線視頻

圖4 現(xiàn)場(chǎng)錄制式硬件接線視頻

1)三維軟件建模式微視頻。該方法制作的視頻畫(huà)面質(zhì)量高，可以任意角度放大或旋轉(zhuǎn)，突出顯示細(xì)節(jié)和要點(diǎn)，且可以修改參數(shù)，拓展性好，但制作過(guò)程復(fù)雜。

2)現(xiàn)場(chǎng)錄制式硬件接線視頻。由教師或?qū)W生現(xiàn)場(chǎng)操作并同步錄制，學(xué)生感覺(jué)更親切，但畫(huà)面和聲音質(zhì)量不高，無(wú)拓展性。

微視頻演示法與嘗試法配合使用，“學(xué)生嘗試在先，視頻演示在后”，既可以避免課堂教學(xué)中“圍觀式”擁堵，又可以根據(jù)學(xué)生個(gè)體需要反復(fù)播放，再現(xiàn)性好。

微視頻可以清晰地展示操作細(xì)節(jié)，突出重點(diǎn)?！堆b卸小車(chē)的PLC控制》中程序的調(diào)試過(guò)程和方法是重點(diǎn)，而程序調(diào)試軟件的菜單圖標(biāo)小、步驟多，學(xué)生很難找到菜單路徑，經(jīng)常顛倒或遺漏調(diào)試步驟，導(dǎo)致演示失敗。教師講解時(shí)，應(yīng)用三維軟件建模制作調(diào)試過(guò)程微視頻，放大程序調(diào)試軟件中菜單的圖標(biāo)，選擇適合習(xí)得的速度演示調(diào)試過(guò)程，歸納PLC程序調(diào)試的具體過(guò)程，用簡(jiǎn)潔的文字突出重點(diǎn)，可以幫助學(xué)生輕松掌握裝卸小車(chē)PLC控制程序的調(diào)試。

微視頻可以實(shí)現(xiàn)多界面對(duì)比展示，突破難點(diǎn)?！堆b卸小車(chē)的PLC控制》中程序的糾錯(cuò)是難點(diǎn)。教學(xué)中，實(shí)訓(xùn)的一些設(shè)備體積較大，與電腦屏幕分開(kāi)放置，且程序運(yùn)行速度為微秒級(jí)，學(xué)生來(lái)不及同時(shí)觀察兩個(gè)界面，很難查找錯(cuò)誤。三維軟件建模制作的微視頻可實(shí)現(xiàn)同一界面同步顯示程序的運(yùn)行情況和實(shí)驗(yàn)面板亮滅燈情況，學(xué)生更容易找出程序錯(cuò)誤，并及時(shí)修改?？捎谩熬植糠糯箸R”凸顯演示步驟和亮滅燈情況，如圖5所示。

圖5 程序調(diào)試與演示動(dòng)畫(huà)

3 思維導(dǎo)圖——構(gòu)建系統(tǒng)性知識(shí)網(wǎng)

思維導(dǎo)圖是一種圖像式思維工具，用相互隸屬的層級(jí)圖表現(xiàn)各級(jí)主題的關(guān)系，建立主題關(guān)鍵詞與圖像、顏色等的記憶鏈接，可用于信息歸納和綜合，輔助人們思考復(fù)雜問(wèn)題和表征信息[5]。

《裝卸小車(chē)的PLC控制》知識(shí)和技能點(diǎn)較多，且被劃分為多個(gè)任務(wù)，分布在多節(jié)課中。學(xué)生普遍對(duì)“I/O硬件接線”“演示”印象深刻，往往忽略知識(shí)點(diǎn)間的聯(lián)系和工作流程，遇到其他控制項(xiàng)目時(shí)，缺乏整體的思路和方法。如圖6所示，將裝卸小車(chē)的PLC控制要點(diǎn)及其層級(jí)關(guān)系用線條、框格、符號(hào)顯示，并鏈接相關(guān)的PPT，文本、視頻等學(xué)習(xí)資源，可以幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。

圖6 思維導(dǎo)圖的應(yīng)用

4 結(jié)束語(yǔ)

信息技術(shù)提供了交互式學(xué)習(xí)空間、仿真工業(yè)應(yīng)用環(huán)境，可以幫助學(xué)生將興趣轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)動(dòng)力，可滿足多元需求，實(shí)現(xiàn)“私人定制”。

1) 注意完美對(duì)接，以保證教學(xué)的流暢性、學(xué)生思維的連貫性。如PPT，F(xiàn)lash課件中須插入“Shockwave Flash Object”控件，更改其“Movie”屬性為相應(yīng)的動(dòng)畫(huà)文件名(含路徑、文件名和后綴名)[6]。

2) 運(yùn)用信息技術(shù)制作的文件盡量轉(zhuǎn)化為容量小、通用性高的類型，以便于教師通過(guò)微信、QQ發(fā)布給學(xué)生，避免播放時(shí)“卡頓”。

3) 信息技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)方法配合使用。教師的講授和示范動(dòng)作，學(xué)生間的討論、合作，可以提高學(xué)生的綜合職業(yè)能力。