项目教学法在PLC教学中的应用
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现代电气控制及PLC应用技术课程项目化教学改革研究一、引言电力系统是现代工业生产和社会生活的重要基础设施之一,其中电气控制技术是电力系统中不可或缺的一部分。
随着现代科技的发展,PLC(可编程逻辑控制器)应用越来越广泛,成为了自动化控制领域的主要产品之一。
因此,加强对电气控制技术和PLC应用技术的教学已经成为了必要的需求。
然而,传统的授课形式往往呈现出无趣、枯燥的状态,学生很难真正地理解和掌握相关的技术。
基于此,本研究提出了将现代电气控制及PLC应用技术课程进行项目化教学改革的思路,旨在提高学生的学习兴趣、培养学生的实践能力和创新思维。
下面将具体论述该项目化教学改革的实施。
二、项目化教学改革的理论基础项目化教学是一种将学生置于一个具体的、真实的情境中,由他们自主地去探究、发现、解决问题,逐渐地形成基本技能、产生兴趣、掌握知识和技术的现代化教育形式。
它以学生为中心、实践为核心、问题为导向,以培养学生的自主学习能力和实践创新能力为目的。
项目化教学盛行于欧美地区,被誉为是“终身学习”的有效途径之一。
在我国教育改革中,也受到广泛重视,被多所高校所采用。
项目化教学的核心是“工程”或“项目”,它可以帮助学生自主研究,提高思维能力、实践能力以及创新能力。
三、项目化教学改革的设计与实施3.1 课程项目选择在现代电气控制及PLC应用技术这门课程中,我们选取PLC编程和应用为项目进行设计。
因为PLC是现代工业控制领域的核心产品之一,是工业自动化中最基本的部分。
3.2 项目化教学改革方案在该项目化教学改革方案中,学生需要自主学习PLC的相关知识和技术,完成基础实验和实际应用实验,以及相关的综合项目设计,具体安排如下:3.2.1 基础实验:通过基础实验的设计和实现,学生掌握PLC编程的基本方法、以及应用实现的方式。
实验的具体安排如下:1.PLC软件的安装;2.了解基本的PLC组成以及PLC工作原理;3.掌握PLC编程语言和PLC基本指令的使用;4.实现基本的电路控制和事故检测。
科技信息2012年第35期SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION0引言交通灯控制在现实生活中应用十分广泛。
本文以交通灯挂箱PLC 控制为例,采用项目教学法,实现“教、学、做”合一。
WinCC画面操作按钮可以形象而生动地完成画面控制和交通灯挂箱控制。
挂箱操作按钮完成挂箱交通灯和WinCC画面控制,形成两地控制。
此教学方式可以提高学生学习兴趣。
1交通灯控制设计理念项目设计了完整的工作过程,用来模拟实际工程项目的操作过程。
项目引导,采用“学中做,做中学”,以教学做一体化为教学模式。
交通灯控制是基于工作过程的教学,步骤是:(1)分析项目(2)输入/输出分析(3)硬件组态(4)输入/输出地址分配(5)在WinCC监控中输入操作变量和输出显示变量(6)编写控制程序(7)模拟软件PLCSIM调试程序(8)WinCC监控(9)连机调试(10)检查与评价2十字路口交通灯PLC控制及WinCC监控的教学设计2.1分析项目主要教学活动:(1)创建情景课前让学生亲自到十字路口交通信号灯看灯的亮灭变化。
到课堂上让大家回忆之前看到的交通信号灯情景。
(2)通过播放老师已经完成的交通信号灯视频进行项目讲解,引导学生理解如下项目内容。
选择白天:南北红灯亮维持30秒,在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮,并维持25秒。
到25秒时,东西绿灯闪亮(1次/秒),闪亮3秒后熄灭。
在东西绿灯熄灭时,东西黄灯亮,并维持2秒。
到2秒时,东西黄灯熄灭,东西红灯亮,同时,南北红灯熄灭,绿灯亮。
东西红灯亮维持30秒。
南北绿灯亮维持25秒,然后闪亮(1次/秒)3秒后熄灭。
同时南北黄灯亮,维持2秒后熄灭,这时南北红灯亮,东西绿灯亮。
周而复始。
选择晚上:红灯和绿灯停止工作,只有黄灯一直闪烁,频率为1次/秒。
(3)讲授时序图,让学生自己能根据任务画出时序图,如图1所示。
图1交通信号灯白天工作时的控制时序图[1](4)学习做项目需要用到的指令通电延迟定时器SD、时钟存储器、位存储器(5)学习做项目需要用到的其他知识2.2输入输出分析主要教学活动:引导学生进行输入和输出分析输入:启动按钮SB1输出:南北向红灯东西向红灯停止按钮SB2东西向绿灯南北向绿灯选择白天SA-1东西向黄灯南北向黄灯选择晚上SA-22.3PLC硬件组态如果选择了电源模板PS307,必须安装在1号槽位上。
项目教学法在PLC教学中的应用
温继芳
(四川交通职业技术学院自动化工程系, 四川成都611130)
摘要:PLC课程已成为高职院校机电、电气类等专业的核心课程。
在高职院校PLC教学中运用项目教学法,充分体现了以学生为主体的教学理念。
本文从高等职业教育培养目标,项目教学法的内涵、组织过程以及实施效果阐述了项目教学法在PLC教学中的必要性和实效性。
关键词:项目教学法; PLC教学
中图分类号: 文献标识码:文章编号:
doi:
PLC即可编程控制器(Programmable logic Controller),是指以微处理器为基础的新型工业控制装置。
基于PLC的广阔发展空间,PLC课程已成为高职院校机电、电气类等专业的核心课程。
PLC课程有较强的实践性和应用性,强调理论知识和技能训练并重。
根据高职教育的培养目标要求,PLC教学更加突出实用性,突出与生产实际相结合,与生产技术岗位对人才的需求相结合。
在高职院校PLC教学中运用项目教学法,充分体现了以学生为主体的教学理念。
有利于激发学生的学习积极性,培养学生独立思考的能力,自主探究、分析、解决问题的能力,将理论知识运用于实践的能力以及团队协作能力。
项目教学法是指将传统学科体系中的知识内容转化为若干个教学项目,围绕着项目组织和展开教学,使学生直接参与项目构思、设计、调试等全过程的一种教学方法。
在教学过程中,教师将需要完成的任务以项目的形式交给学生,以小组工作方式,按照实际任务的完整工序,共同制定计划、分工协作共同完成项目。
在我院创建国家百所示范高职院校期间,我系在原有自研实验箱的基础上,又购置了三菱透明电梯示教系统、西门子S7-200生产线以及西门子S7-200、S7-300实验开发台,基本满足了实施项目教学法的硬件要求。
在国家大力发展职业教育的今天,在我院继续巩固示范高职院校建设成果的大契机下,在校企合作日趋成熟的环境下,青年教师有更多培训、实践并提高的机会,这对更深层次地理解工学结合,更好地实施项目教学是很有帮助的。
在我系PLC教学实施过程中,通过对近三届学生学习过程跟踪及学习效果分析,任课教师不断优化学材,改进教法。
目前选用的由清华大学出版社出版的工学结合模式系列学材,以S7-200系列PLC为背景,根据校企合作所调研的企业对PLC技术人才的需求,结合学院设备情况,遵循学生的认知规律,打破传统的学科课程体系,以任务为引领、以生产实践为主线,采取项目化教学形式对PLC的知识与技能进行重新构建,围绕楼梯灯控制、电动机控制、交通信号灯控制、液体混合装置控制、喷泉控制等九个典型的项目来学习PLC的基本知识与应用技能,突出技能的培养和职业习惯的养成,力求做到够用、实用、学做合一、理论与实践一体化,力争做到通俗、简明、易懂。
在项目教学法的实施过程中,科学地组织教学过程是实现教学目标的有效途径。
要坚持项目导向,任务驱动的教学思路,按照“任务目标-任务分析-关联知识-任务实施-扩展知识-能力测试-效果评估”的顺序组织教学,实现完整的“教、学、做”一体化。
其教学活动组织过程可以分成四个阶段:
(一)启动阶段
结合知识要求,提炼技能目标,确定项目任务;
项目的启动就是具体任务的下达,建立紧密结合知识及技能要求,难度适中的任务。
它既要符合企业和岗位的技能需求,具有针对性,又要保持PLC知识的系统性与完整性。
因此,可以将PLC课程按项目教学模式分为五个学习项目,即PLC硬/软件基础、基本位
逻辑指令及应用、常用应用指令及应用、PLC 控制系统的设计、PLC的通信与网络。
然后详细分解每个学习项目所包含的知识点和能力点,形成具体的学习任务。
项目任务的选取要尽量采用学生易懂的三相电动机控制及易演示的彩灯(交通灯)控制和机械手控制,尽量按由简到繁、循序渐进的方式安排任务顺序,并注意把握PLC课程的整体难度,且各任务针对性要强,要能充分体现相应知识点的学习和相关能力的培养。
(二)引入阶段
围绕项目,介绍相关新知识点。
在新任务的驱使下,充分调动学生的学习热情和求知欲望,能根据自己的内在需要去探究和学习。
(三)组织实施阶段
在教师分析任务要求,介绍相关基础知识后,学生将会借助相关实践设备,分组讨论并明确任务目标,确定任务载体、分析任务并完成整体项目要求。
在实施过程中,应遵循学生为主体,教师为主导的原则。
学生应以小组形式完成系统接线图的绘制,实物硬件的连接,I/O端口的分配,流程图的绘制,程序的编写、调试等。
在此过程中,教师应注意观察,鼓励每个学生都积极动脑思考和动手操作。
可以讨论,但不能抄袭,同学间互帮互助协作完成项目。
(四)讨论、考核及评价阶段
学生分组完成项目后,可先让大家相互分析所设计系统,讨论并总结各自的优、缺点。
然后挑选有代表性的不同设计方法,请小组选派代表展示并阐述设计思路、各程序段功能及如何实现生产控制要求等。
再由大家自由发言,可肯定优点,提出改进措施,也可展示自己的设计思路等。
在此阶段,通过“项目成果汇报、学生自评、组别互评、教师点评、教师学生共同总结”等程序完成项目整体评价。
主要进行包括学习能力、协作能力、工作态度等的过程性评价。
同时制定项目质量评价表,对各项目完成情况定量考核,完成包括编程操作、I/O接线、运行操作的结果性评价。
同时将考核表,项目完成结果等归档或应用到企业和学校的生产教学实践中,以使项目教学工作的结果尽可能具有实际应用价值,以指导后续工作。
我系实施PLC的项目教学改革以来,学生编制工艺流程的能力、设计元件地址的能力、编写梯形图程序的能力、PLC电气安装及相关辅助设备的施工调试能力、故障检测及维修维护能力都有不同程度的提高。
但限于教师本身知识、技能的更新速度,试验设备的开放性约束,学生素质的参差不齐,课程开设的课时不充裕等因素,PLC教学效果离预期还有一定差距,这需要在后续的教学、科研过程中继续摸索、总结、提高。
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Project teaching method In PLC teaching
WEN Ji-fang
(Department of Automation, Sichuan Vocational and Technical College of Communications, Chengdu 611130,
Sichuan)
Abstract:In vocational college, Programmable logic Controller (PLC) course has become the core course of the specialties such as mechanical, electrical , etc.And the student-centered teaching philosophy is fully embodied by
using the project teaching method in the PLC teaching. This paper points out that the project teaching method is necessary and effective in the PLC teaching by analyzing the training target of vocational education and the connotation, organizational processes and implementation effect of the project teaching method.
Key words: project teaching method ; PLC teaching
作者简介: 温继芳(1978-), 女, 讲师, 主要从事电子信息、电气控制类教研。