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电气技术PLC教学方法改革的几个方法

2015-09-09 09:07 来源:学术参考网 作者:未知

PLC是一门综合计算机控制技术、电气控制技术、传感器技术等多领域、多学科的复合型课程,是电气技术系主干课程之一,PLC课程的教学效果,直接影响着学生的专业能力及就业竞争力。然而院校培养的学生并不能满足社会对PLC人才的要求,原因在与学生大多只懂理论、指令,缺乏独立完成工业现场综合控制的控制要求,更缺乏程序的优化和大型工程项目的设计能力。笔者PLC教学改革,主要从教学模式,教学环境及设备的提升与利用这两个方面进行。 
  一、教学模式改革 
  在教学进度的安排上,放弃原有在高年级段一个学期内教完所有内容的模式。因为对学生来说,PLC课程涵盖的内容过于广泛,知识点过于密集,所有内容全在一个学期内完成,难以接受吸收,严重影响教学质量。有鉴于此,将PLC课程进度分为两个阶段。 
  第一阶段在学生进入专业课学习的第一个学期实施,主要使学生认识PLC课程在专业课学习中的重要性,提高学生的学习兴趣与积极性。这一阶段主要以FX2N PLC为学习对象,结合常用低压元器件,学习PLC的工作原理,内部资源及常用指令。学习PLC编程相关软件的使用,结合继电线路控制相关知识,逐步学习PLC程序设计,由易到难,循序渐进,巩固基础。 
  第二阶段在学生高年级段实施,在这一阶段,教学内容主要以FX2N PLC的功能指令,步进指令,PID算法应用为主,强化练习硬件设计,较复杂程序设计,完成综合课程设计,提高学生的综合程序设计能力。 
  在教学方式方法的安排上,放弃理论教学仅在教室讲理论,实训教学仅在实训室盲目做练习的模式。PLC相关内容和知识点均非常抽象,如果理论教学时按照老师讲,学生听的模式展开,很多知识点学生无法理解,缺少直观映像。从而导致在实训阶段,学生需要花相当长一段时间在直观认知和简单程序适应上,浪费了宝贵的实训时间,并导致练习课题过于繁杂,教师难以统一讲解,影响实训质量。 
  针对上述现象,在教学实施过程中,采取全面理实一体化的方法。PLC理论教学与实验相结合,除了教师讲解之外,还需穿插大量的实验环节,加强学生对PLC的直观映像感受,并完成基本程序的设计,熟练掌握软件使用。限于现有教学设备条件,理论学习过程中的实验环节,以在机房进行软件仿真的形式展开。 
  在PLC实训教学中,应采取练讲结合的模式,不仅要给学生安排课题,还要进行讲解,使学生在实训的过程中能及时认识到自身的不足,并通过教师的讲解得到改进与提高。实训课题应精心选择,学生完成每完成一题,教师都应总结讲解,规范学生程序设计的方法,提高程序优化设计的能力。在实施实训教学时要注意分解难度和做好引导。教师应预先分析好难点所在,在让学生着手完成系统设计之前做好引导工作。难点被一一分解,课题的设计思路就清晰地出现在学生们的脑海中,系统的设计也就迎刃而解了。 
  在实训教学过程中,一般不应直接给出实例中的PLC程序,而是提示程序的大框架,引导学生自己完成该程序的编写、上机验证,最后才给出参考程序供学生作对比、修正。整个教学过程充分发挥了学生学习的主体作用,教师在这个过程中起到了引导作用。 
  二、教学环境设备的提升与利用 
  学生在理论学习时经常会碰上难点,困难多数来自学生对客观现象缺乏实际感受,很难从感性认识到抽象概念的飞跃。PLC应用技术特点之一是逻辑性、抽象性强。教师在教学中应尽量使用多媒体设备教学,这样带来的好处是:直观、印象深刻;方便、节省时间;生动、激发学习兴趣。在实施教学过程中配套多媒体教学课件,为直观教学提供条件,从而增强学生的感性认识,降低学习的难度,激发学生的求知欲望和学习兴趣。 
  在实习教学过程中,要充分利用现有设备。学生理论课阶段有机房可供软件仿真,实训阶段有PLC实训台可供实物操作练习,充分利用这些设备,可以有效提高PLC教学质量。 
  然而PLC因为自身特点,市场上品种繁多,而各个品种之间又不尽相同,另外,PLC技术日新月异,随着数据处理能力与网络技术的不断发展,企业中控制方式方法多有变化,仅是传统PLC教学内容,已经无法完全满足市场需要。因此,教师在讲授PLC技术的过程中,除了要打好学生的基本功,在后期阶段还需要注意提升教学层次,拓展教学内容,紧跟企业当前技术,尽量做到教学内容与生产实践相结合,使学生能学以致用。如三菱FX系列PLC之外,还可用西门子S7-200,S7-300,三菱Q系列若干套,包含了工业以太网、现场总线、伺服、变频、组态软件、HMI等工控领域常用技术,在往后的专业建设发展中,必然要将这些技术融入到日常教学中,紧跟企业技术发展步伐。 
  PLC课程相对艰涩枯燥,学生想要掌握好这门技术,需要持之以恒,坚持不懈地长时间刻苦训练学习。然而很多学生正是缺乏这类素质,所以在整个教学过程中,教师的引导与约束就显得尤为重要。 
  在引导方面,教师应该多向学生介绍当前的技术发展现状,多向学生讲解这门课程的技术构成,多讲解电气系学生学习PLC技术的必要性与重要性,并积极寻求与企业的合作契机,并使学生参与其中,让他们直观地感受到学会PLC技术对他们将来就业的有利影响,从而给予她们在学习过程中源源不绝的动力。 
  在约束方面,一是要对学生学习情况进行考核,二是要规范学生平时行为习惯,约束好课堂纪律,保证教学过程顺利、良好地实施。 
  1.阶段目标完成情况的掌握 
  在开学初,教师制定学生小组学业评价表,并交给小组长,由小组长在每个阶段目标完成后进行记录和评价,同时负责本组同学课外作业完成情况的记录。 
  2.一个学期组织四次小测验 
  测验的内容包括应知和应会两部分,以检测学生每一段的学习情况,培养学生独立设计电路、应用知识解决实践问题的能力。 
  3.期中期末考试 
  综合检验学生对知识的了解,以加强学生综合运用知识的能力。实操与理论知识相结合各占50%。 
  4.课题设计 
  在教师辅导下让学生根据所学的PLC知识搞一个专业项目开发和课题设计,利用课外时间完成,学期末上交。 
  5.其他 
  如考勤:学生常有迟到现象,所以要将考勤作为对学生评价的一部分;安全规范操作:培养学生良好的操作习惯,如工具的规范使用,工作场地清洁的维护,安全用电常识等;课堂表现:对突出的违纪行为进行记录,如学生上课睡觉、越位、打游戏、聊天等。 
  总之,PLC是一门工程技术,具有很强的实践性。因此无论是学生学习还是教师教学,都要紧跟形势发展,多练习、多实践,绝不能只顾埋头书本,否则很容易陷入误区。 
  参考文献: 
  [1]王国海.可编程序控制器及其应用(第二版)[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2007. 
  [2]李阳,李亮玉,杜玉红.PLC实验室建设的思考[J].中国教育学,2006(9). 

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