案例教学法在PLC教学中的运用与探索

摘 要：PLC课程具有综合性、实践性强的特点。如何让理论知识与工程任务相结合，真实反映实际工作场景，是提高教学效果的关键。本文介绍了在PLC课程教学中运用案例教学法的意义、特点和作用，针对中职生在PLC学习中遇到的困难，结合实践进行了PLC课程案例教学法的探索，以期提高课堂教学质量。

关键词：案例教学 PLC 工作场景

如今，PLC课程已成为职业教育中的一门核心课程。PLC课程综合性、实践性和灵活性较强，使用传统教学法难以实现PLC课程的教学目标。如何激发学生学习兴趣，提升其实践及创造能力，是目前PLC课程教学所面临的难题。

一、中职生PLC学习现状

1.学习兴趣不高

中职生普遍存在学习动力不足、缺乏激情的问题，若再采用传统的“填鸭式”教学，老师照本宣科，学生写笔记，课堂教学变成一言堂，那么，学生的学习兴趣如何能被激发出来呢？更不用说让学生始终保持对PLC的学习兴趣了。

2.掌握程度不够

对于书本知识，学生靠死记硬背，顶多知道点皮毛而已。笔者认为敢于对书本、标准答案甚至教师的讲解提出质疑是提高知识理解能力的重要途径，但实际情况确是鲜有学生这样做。

3.职场能力不足

一名合格的PLC技术人员要具备一定的素养，掌握相关知识、技能和理念。但是很多刚毕业学生在适应职场和真实工作环境方面面临诸多困难。

二、案例教学法的特点和作用

案例教学法是一种提高学生分析、解决实际问题的能力的新型教学法，由教师布置工作任务，设置富有启发性的情境，组织、引导学生积极分析讨论，让学生在思考、研讨中掌握知识。这一方法有利于激发学生的求知欲，拓宽他们的视野，激发他们智慧的火花，启发他们的思维，有利于其自主学习、创新、实践、团队协作等能力的培养。

在案例教学中，教师是把获取与处理知识的能力教给学生，而不是把知识教给学生。在师生互动中，学生是“学习主体”。同时案例教学集多种教学手段于一体，融合了自学指导、启发讲解、课堂讨论、实践能力等方法，运用多媒体、FLASH动画、软件仿真模拟等现代教学手段，能发挥出多角度、大信息量和系统性的教学优势。

三、案例教学法在PLC课程中的运用举例

1.细节拓展

细节决定成败。要让学生获得知识细节的拓展，案例教学是行之有效的方法。

（1）M点接地意义。在讲解西门子S7-200PLC的M端子时，除告诉学生其与三菱PLC的COM端子的相同点外，笔者还通过一个USS协议通讯控制多台变频器调试不正常的案例来说明不同点。工作情景设置如下：用226CPU经USS协议控制4台变频器，在变频器未启动时，系统显示正常，但只要一台变频器启动，通讯就出错。笔者将实际硬件接线、程序设置作演示说明，让学生分析原因。

有学生认为是软件问题，比如参数设置、程序有误等。笔者给予明确答复：“一开始正常，说明软件无问题。”有学生认为是因为硬件有干扰。笔者用示波器波形说明485通讯本质上是+/-电压信号，485规范对信号的灵敏度是0.2V，若没有定义0电位，共模干扰电压易超过通讯端口元器件极限，产生通讯错误，解决方法是将M端接通讯系统接地。这样学生就能搞通485两根线通讯的关键——定义0电位。

（2）防抖动设计。在理论讲解中，PLC输入、处理时均是理想状态，而实际生产中PLC输入信号会因为机械安装、电磁干扰等原因发生抖动，同时从安全角度考虑到重要设备启动时要防止误动作，都需进行防抖动设计。于是笔者通过设置工作情景（PPT展示、软件仿真、实验装置等）及案例故事让学生知道PLC输入信号防抖动设计的必要性。

如何实现输入信号防抖动呢？听故事也得动脑筋，笔者将问题抛给学生，让学生大胆讲出自己的想法。同时，教师要多鼓励少批评，适时引导学生从软、硬件方面实现防抖动设计，比如硬件电路加滤波处理、程序加定时器、上升沿、采样比较等。若条件允许，最好让学生动手验证或者进行仿真模拟。

通过这样的讲解，不仅让学生理解了防抖动的真正含义，也能让学生在工作后能从容面对一台液压泵完全启动需长摁3秒的工作场景。

2.职业能力塑造

（1）编程思路引导。PLC课程的重点是编程。现行PLC教学大多只让学生掌握简单的语句指令，很少涉及功能指令，更别说让学生符合企业对合格编程人员的要求。编程人员由于思路、理念的不同，会对程序大小、开发周期、执行精确度、系统响应时间、硬件成本等带来影响。因此，如何通过案例教学让学生掌握PLC的一般编程思路是关键。

老师可提供典型工作任务，讲清工艺流程，让学生思考后讲出设计思路，学生互相评价，教师适时点评，让学生在研讨中学会根据任务流程画程序结构图，进行硬件配置及参数设置，将动作转化指令语句。在这个过程中，学生会暴露不少问题，如对基础知识（如电机、电磁阀、传感器等）理解不够，缺乏编程技巧，遇到问题产生畏难、慌张情绪等，老师要及时引导。

经过这样一轮训练，学生能掌握资料查阅、成本控制、沟通技巧、编程技巧、团队协作等技能。虽不能完全等同于企业实践，但仍然能达到让学生掌握PLC常规编程方法、适应企业PLC编程开发需求的目的。

（2）EN引脚的功用。笔者每次带学生进行PLC系统联调时，都会讲自己刚进公司时发生的故事。那时，老板交者完成一台新换变频器的鼓风机调试回线工作，第二天制造部要用。任务不复杂，只需要建立PLC与变频器间PROFIBUS-DP通讯，看起来在下班前能完成。结果笔者忙到晚上八点，通讯仍没有打通，和同类设备对比组态、参数设置及块调用都无误，为什么这台设备就不行呢？笔者百思不得其解。当晚值班的资深工程师看见笔者仍在车间调试，便过来查看，并告诉笔者：“EN引脚没有解锁。”在其指点下，笔者果然在CFC块I/O标签项发现，EN引脚都默认为Invisible隐藏属性，故不会在调用中显现，困扰已久的通讯问题终于得到解决。

通过这个故事，学生得到三条经验：一是学会与人沟通，向资深人士请教可以少走弯路；二是EN是单词Enable的缩写，此类引脚使用前先解锁，EN引脚设计的目的为保护机电设备和人身安全；三是以后遇到难题一时攻克不了，要及时调整思路。

PLC课程的特点是程序灵活，无固定答案，教师要鼓励学生自由探索、大胆质疑，即使学生见解与设定方案相违背，只要分析得当都要予以肯定。同时，案例教学法还需结合多种教学法，才能调动学生积极性，以有效方式向学生传递教学内容。对教师来讲，实施好案例教学还面临诸多问题，如课时分配、案例设置、课堂组织等。相信通过教师在课堂实践中的不断摸索，案例教学法在PLC教学中的运用能日益完善，最终实现课堂教学质量的不断提升。

参考文献：

[1]黄崇莉.案例教学法在《机床电气控制与PLC》课程的应用[J].黑龙江科技信息 2011（22）.

[2] 刘曼，万嵩.“教-学-做”一体化教学法在《PLC应用技术》课程中的应用[J].成人教育，2011（10）.

[3]肖明耀.可编程控制技术[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2005.

（作者单位：苏州技师学院）