项目教学法在PLC教学中的应用

江苏省建湖中等专业学校 周建梅

一、项目教学法教学模式

项目教学法是一种全新的教学方式，即在教师指引下，安排学生对一个相对独立的项目完成收集信息、设计方案、实施项目以及评价项目等环节的整体实践教学。“项目教学法”秉承“以项目为主线、教师为引导、学生为主体”的教学工作理念，其目标指向具有多重性的特点，并且整体的培训周期较短，课程教学具有良好的控制效果，理论知识与实践教学能完美结合起来，促进整体教学质量的优化与提高。

该教学法更加重视学生方面的自主学习，由练习入手激发学生参与学习的积极性、主动性，整体教学期间，扮演“主角”的是学生，教师则承担着辅助教学工作顺利推进的“配角”，促进学生良好创新能力以及自学能力的发展。所以，“以用促学”就是项目教学法的突出特征，即通过任务驱动的方式，将工作视作教学课程的重要载体，进而达到课程理论与实践技能的有机整合，促进教学目标的顺利实现。

二、项目教学法的可行性及必要性

可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController，PLC）是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置，它采用可以编制程序的存储器，在内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算数运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。现阶段，PLC已经广泛应用于钢铁、电力、建筑、钢铁制造以及石油化工等领域。

PLC课程在实践动手能力方面有很高的要求，学生在具体课程学习期间，极易出现理解困难以及操作不当等问题，整体教学质量相对偏低。而在PLC课堂教学中运用项目教学法展开实践教学期间，将理论与实践有机联系起来，确保学生可以在相对符合实际情况的工作过程中，根据任务的需要，学习和运用PLC专业知识，分析和解决PLC项目期间面临的实际难题，增强PLC操作能力，实现理论与实践的有机统一，进而提高学生的综合职业能力，最终达到培养技能型人才的目标。

首先，项目教学法有助于激发学生参与PLC课程学习的热情。在职业教育中，学生缺乏明确的学习目标、学习氛围不够浓厚始终都是妨碍职业教育可持续发展的难题，而项目教学法的应用能引导学生亲身参与到项目实施环节中，使整体的教学目标更加明确，能激发学生的学习热情，并且使之在参与实践的过程中树立学习的信心。

其次，项目教学法有助于促进学生个人能力的增长。依托项目教学法实现的PLC课程教学工作，能促进学生良好观察能力、动手能力、协作能力、分析能力以及自学能力等的发展，为学生后续更好地投入工作岗位奠定基础，促进学生养成优良的团队意识与团队理念，实现与后续社会化大生产岗位的有效衔接，提高职业教学人才培养的质量。

最后，项目教学法有助于推动PLC教学改革进程。将项目教学法实际运用到PLC课程教学环节，能促进“以学生为本，以服务为宗旨”的职业教育教学工作改革进程，积极转变教学双方的主体地位，促进“以学生为本”教学改革目标的达成。项目教学中，居于主体地位的是学生，参与项目教学全程的主导力量也是学生，教师则起到辅助者以及引导者的作用，这更加符合当前职业教育改革的发展要求，能够促进职业教育教学质量的优化与提升。

三、项目教学法在PLC教学中的实施

项目教学法由项目任务分析、小组合作收集信息、项目方案的制定、项目方案的组织实施、项目过程的检查以及项目结果的评价六大实施步骤组成。在具体的PLC教学环节中，怎样应用项目教学法展开教学工作？接下来，本文将以“三相异步电动机正反转电路的设计”的教学为例进行探讨，如图1所示。

图1 三相异步电动机正反转电路

（一）项目任务分析

教师联系实际情况提出具体的项目任务：根据给定的三相异步电动机正反转电路电器控制图（见图1），列出PLC控制I／O口（输入／输出）元件地址分配表，设计梯形图及PLC控制I／O口（输入／输出）接线图，根据梯形图，列出指令表，完成硬件电路的连接。通过图片、多媒体以及仿真课件等形式将涉及的电动机有关知识点，展现到学生眼前，激起学生参与项目的热情。同时教师提出“电动机如何完成正反转控制”的问题，安排学生思考怎样实现有效的电路控制，教师从旁进行补充，联系参与项目设计的学生的具体水平，做好项目难度的调整工作。

（二）学生小组合作收集信息

当学生获悉本次项目与具体要求时，按照学生的实际情况合理进行分组，每组4人，选出小组长，明确成员详细的分工情况，收集熔断器、接触器、继电器、电动机等电路相关知识内容。然后，学生进入自主学习阶段，网上查阅关于电动机控制系统的资料，查阅本系统配件中各电器的型号、使用方法，查阅《PLC项目实训》中基本逻辑指令、梯形图、定时器的使用方法和经验设计法设计的步骤和要领等，同时教师要根据学生的收集情况，补充提供与PLC及本项目的相关参考资料。

（三）项目方案的制定

按照项目的实际要求，根据获取到的资料信息、掌握的知识技能，学生在小组内部展开讨论分析，继而设计出项目方案，内容包括：确定所用电器元件的数量和型号，分配PLC输入、输出元件地址分配表，设计梯形图和I／O接线图，编写指令表，以及系统的安装工艺程序调试的方法及步骤等。

本项目实现的是接触器联锁正反转的控制，PLC编程过程中，选用三菱FX2N可编程控制器作为核心部件，该编程控制器具有自诊断功能，采用循环扫描工作方式，具有8个输入点和8个输出点（继电器型）。硬件电路中，主电路的电动机正反转是靠变换其中的电源U相、W 相两个相序实现的，由两个交流接触器单独控制，并由触点来实现保护，一个接触器正常接线，完成电动机的正转；另一个接触器将电路两相调换，实现电动机的反转。

控制电路要求接触器KM1和KM2不能同时通电，否则会引起主电路的电源短路，可以利用两个接触器的辅助常闭触点相互控制，是电气互锁。为此要求将线路设置KM1常闭触点接入另外一个接触器KM2线圈的电路中，按下正转启动按钮SB2，KM1接触器线圈先通电后，即使按下反转电路启动按钮SB3，接触器KM2线圈也无法通电，反之，亦然。另外，正转启动按钮SB2和反转启动按钮SB3复合按钮的常闭触点，同样可以起到互锁的作用，是机械互锁。该电路既有接触器常闭触点的电气互锁，又有复合按钮常闭触点的机械互锁，具有双重互锁，该电路操作方便，安全可靠，应用广泛。

教师在此阶段要起到辅助的作用，认真及时地了解学生对项目的认识程度，并指导学生在小组合作的过程中掌握设计一个控制系统的基本步骤。期间，教师需要对学生合作情况进行仔细的观察，引导学生踊跃参与到项目交流以及活动环节中，提高小组合作制定项目方案的效率。

（四）项目方案的组织实施

基于小组协作分工的形式，对电路元件的具体数量以及质量情况进行清点与确认，根据实际的工艺要求完成电动机控制系统有关的接线以及安装工作，利用三菱FX2N实现PLC梯形图的编写工作，学生能熟练操作PLC软件，正确地将所编写程序输入PLC，并按照控制设备的动作要求进行模拟调试，查看程序的有效性以及接线的准确性，做好PLC程序的编译以及调试工作，达到设计要求。

期间，要求教师进行巡回指导，对学生在调试过程中遇到的难以自行解决的问题，教师要及时帮助学生理清思路，查找问题所在，指引学生进行独立的思考与分析，积极寻找处理问题的有效方法。同时教师要提醒学生，安装接线一定要符合工艺要求，操作必须正确文明规范。

（五）项目过程的检查

各小组的每个成员需要正确输入编程结束的程序，在接线完成的情况下，实施编译以及调试工作。安排小组内的其他成员对接线以及程序进行检查，在确定没有错误的情况下安排系统实施带电试车工作。学生应开展小组间的检查工作，明确各小组的任务完成有效性。若是存在问题现象，则教师应安排学生做好组内讨论，进行程序以及接线等修改工作，指引学生发现问题并且有效处理问题，提高学生的动手能力。

（六）项目结果的评价

在学生顺利完成项目的情况下，则安排学生对成果进行自评和组内互评，最后再由教师完成组间评价的工作。同时教师评价的重点需要放到实施项目以及调试项目层面，梳理实施项目期间学生碰到的相对较多的问题，以班级讨论、学生提出个人意见的方式，提高自主学习的成效。最终评价方面，教师还需要对项目教学期间涉及的知识点进行归纳梳理，帮助学生构建知识网络，肯定学生的学习成果，增强学生参与动手学习的信心。

四、运用项目教学法的注意点

将项目教学法运用到PLC教学中，需要重点做好以下工作。

1．唤醒学生想象力，激发学生学习兴趣，提高学生的参与欲望

（1）做好教学引导，激发学习热情。实际项目任务选取期间，教师需要由现实生活入手，认真筛选出符合学生学习兴趣点的内容，做好课程导入工作，让学生对项目学习充满热情。

（2）巧用效果演示，增强实践兴趣。在选定项目的情况下，教师应当做好项目演示的工作，引导学生更好地理解与项目相关的具体内容，激发学生参与实践的兴趣，让学生能自主参与到后续项目教学实践环节中。

（3）加强过程指导，优化成功体验。学生在进行项目操作期间，教师应做好过程指导工作，针对学生面临的接线、安装以及编程等相关问题，合理启发学生进行思考与分析，使之主动尝试，主动修正，进而满足控制需要。而在整个参与尝试以及取得成功的过程中，学生能获得良好的成功体验，树立学习信心。

2．重视项目总结讨论交流，让学生切实掌握操作技能

项目总结与交流工作既能在项目结束的情况下展开，又能在评价反馈的全程完成。在此期间，教师应帮助学生认识项目具体内容，树立良好的项目思路，掌握科学的学习方法以及项目技能，明确问题与不足所在，指引学生取得进步。而且，教师需要帮助学生进一步延伸项目，让学生学会使用编程软件，增强学生动手实践以及思维分析的能力，促进学生良好职业综合能力的发展。

将项目教学法灵活运用到PLC课程教学环节，有助于激发学生参与教学的热情，引导学生主动参与到教学实践环节中，促进学生提出问题、分析问题以及处理问题综合能力的提升。只要相关实践工作明确，项目教学法就能在PLC教学中取得良好的应用成效，全面提升教学质量，增强学生职业技能。

五、运用项目教学法的教学反思

本次教学环节，大部分学生能在教师的指导下，顺利地完成本项目，存在以下一些优缺点。

1．优点方面

（1）应用多媒体课件演示电动机换向器的作用比实物演示可见度大，而且转速容易控制，学生看得更清楚，虽然教材中没有涉及电动机的转速控制，但在课件中经历了调速过程，学生也就会有所了解。

（2）通过项目教学法，充分调动学生的积极性，尽可能让学生参与到课堂教学之中，分析得出结论一般由学生完成，课堂教学中给学生展现自我的机会，肯定学生，表扬他们，让他们尝到成功的喜悦，更加激发学生的主动性。

（3）课前让学生去了解电动机实现正转和反转的过程，自主学习PLC软件的编程应用，学生的参与热情高涨，在锻炼了学生的动手能力、合作精神的同时，也让学生探究了电动机正转和反转的工作原理。

2．缺点方面

（1）项目教学法比其他的教学方法相比，学生需要花费大量的时间，相对而言，很多与项目有关的知识点，需要靠学生课后利用业余时间收集资料，更多的靠学生的自觉。

（2）采用项目教学法，对接受知识比较慢的学生而言可能理解起来有一定的困难，他们容易混淆知识点，本次项目中有少数学生不能主动探究学习，缺乏团队意识，对软件的使用不太熟悉。

（3）由于本项目涉及的内容较多，在让学生经历探究实验的过程方面时间给得不够充分，对少部分学生来说显得节奏过快。

因此，教师在项目教学的实施过程中，不能局限于单一的应用，应根据项目的内容、进程和实际的情况选择合适的教学方法，引导其完成项目任务。