基于“案例驱动”的PLC教学研究

（威海机械工程高级技工学校 山东 威海 264200）

【摘 要】针对PLC（可编程逻辑控制器）课程教学特点，就如何在技工院校教好这门课程，提出了“以案例为主线的教，以任务为驱动的学”的教学模式，并介绍了教学过程中具体的实施过程、方法以及一些教学体会。

【关键词】PLC；典型案例；任务驱动

PLC是综合继电器-接触器控制、计算机及通信技术为一体的新型自动控制装置。目前，在制造业、交通、建筑等多个领域有着广泛的应用，已成为现代工业控制的核心，PLC也已成为国内大中专院校、技工院校电气类及机电类专业的核心课程。由于PLC课程具有实践性、综合性、实用性和理论知识较难的教学特点，而技工院校的学生文化基础较薄弱，学习兴趣缺乏、学习积极性不高、学习能力较差。因此，如何在技工院校教好这门课，是摆在广大技工学校教师面前的一道难题。

根据PLC课程的特点以及教材的局限性，在PLC的教学实践中进行了“以案例为主线的教，以任务为驱动的学”的教学模式的有益探索。这种教学模式涉及两个重要的因素，即案例与任务。前者侧重于教，指教师在教的过程中以案例为基础，以案例为蓝本；后者则侧重于学，指学生在学的过程中以任务为驱动，以解决问题为目标，在解决问题的过程中学习。那么采用这种教学模式进行教学，教师如何选取并运用好案例，如何设计任务，如何指导学生完成任务将直接影响学生的学习兴趣和情绪，从而直接影响到教学的成败。

1. 以案例为主线的教 PLC的案例教学，就是教师根据教学目标和教学内容的需要，通过典型而实用的教学案例，引导学生参与分析、讨论、表达等活动，让学生在具体的问题情境中，积极思考，主动探索，以培养学生综合能力的一种教学方法。例如在介绍PLC梯形图编程方法时，选取了“PLC控制电动机正、反转程序设计”的案例，这个案例简单、实用、典型，通过案例重点介绍了基本指令LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI、OUT、END等的功能与用法。在介绍步进指令时，可以分别选取机械手（单流程控制），十字路通灯（并行性控制），分拣大小球（选择性分支控制）。在介绍功能指令时，选取电动机星三角降压启动（传输指令），音乐喷泉（循环、位移或乘除法指令）。透过分析案例，学生比较容易掌握这部分内容。

案例的运用是提高教学效果的保障。首先，要制定周密的计划。案例教学是一种动态开放式的教学模式，虽然学生是主角，但不等于教师可以置身事外。相反，为了保证案例教学效果，教师要事先花更多精力做好各项准备工作、制定一个详细周密的案例教学计划。其内容包括根据本课程教学目标计划安排案例的个数、根据本学期教学进度安排各个案例实施的时间，在此基础上，给每个教学案例制定一个具体的实施计划，内容包括：案例类型、案例讨论的具体步骤以及可能出现的问题与对策、相关设备的配备等。其次，教学中对所应用的案例不妨先用仿真软件演示，通过演示讲解，使学生明确了学习内容与目标，激发了学生的求知欲望。

在实际教学教学过程中，如果以传统的教学模式，学生对一个个独立的概念，几千条指令的学习会非常枯燥，但是如果我们把这些独立的概念、常用的指令融合到具体的案例中来讲解，那么学生首先接触到的不是一条枯燥的指令，而是一个典型的案例。将教学内容变得实例化后，学生学习兴趣会有很大的提高。

2. 以任务为驱动的学 所谓任务驱动教学模式，是教师把教学内容设计成一个或多个具体的任务，让学生通过完成一个个具体的任务，掌握教学内容，达到教学目标。首先教师明确教学任务即“任务”设计，在“任务”设计时要注意实用性、适宜性、渐进性等原则，要求把学生应掌握的知识、技能和能力的提高融入任务中。这就需要教师认真的分析教材，认真研究教学大纲，确定教学目标、教学内容、教学重点、教学难点，更要考虑学生的心理特征和兴趣所在，然后教师提出一个需要完成的具体任务，与学生共同分析解决该问题所需的知识、方法和步骤，最后由学生来完成任务。目的是通过完成任务，掌握学习内容，学会学习，培养综合能力。在这个过程中，教师参与探索和指导，引导学生掌握教学内容，适时在班级交流，发现新思路，推广新思路，鼓励创新。教师进行比较、评讲、归纳，学生从中得出结论，引导交流，共同进步。

例如：在学习步进指令是，在教学前先提出一个任务，即：“请你设计一个控制十字路通灯的程序。”围绕这个任务，讨论分析需要解决的问题，程序需要提供的功能，需要通过哪些途径来实现。

考虑学生知识接受能力的差异，从学生实际出发，对任务进行切分，从母任务中分解出一个子任务，即要求学生先完成控制十字路口东西或南北单方向交通灯程序的设计，然后再进行十字路口两个方向的合成设计，从而引导学生由简单到复杂，循序渐进完成整个设计任务，更好地激发并维持学生的学习兴趣。

要完成整个设计任务，必须正确了解十字路通灯的控制功能，否则无从入手。这时教师不要急于讲解，而是先让学生讨论，分析任务，提出问题。比如，学生阅读一段描述交通灯控制功能的文字说明后，普遍提出很难理解，这时教师应启发和引导学生是否可以采用流程图或波形图来描述其控制流程？给学生指明一种处理类似任务的方法和思路。

学生接受设计任务后，参照老师讲过的案例，独立或合作完成任务。在这个过程中，教师要适时指导，或参与一些学生的讨论或探讨，在整个设计的过程中，教师应随时随地解答学生提出的问题，个别问题就个别回答，带有普遍性的问题在全班集中讲解。

大约一半的同学完成任务的时候，教师要召集学生进行任务讲评，具体做法是：教师将学生完成的程序浏览一遍，挑选出几位编程技巧较高而思路各异的学生，让他们在课堂上谈谈各自的设计思路、编程技巧等，然后教师进行比较点评，指出各自的优缺点，引导其他学生吸取他人的长处，补己之短。我国古代的《学记》中有句名言：“独学而无友，则孤陋而寡闻”，也可以借此培养学生相互切磋技艺，合作学习的团队精神。

教与学是相辅相成、不可分割的。案例是学生从中获取知识的载体，任务是学生巩固知识、掌握技能的手段。二者相互联系、相互配合。这种相互作用的双边活动构成了整个教学过程。

在实践性较强的PLC教学过程中，采用“以案例为主线的教，以任务为驱动的学”的教学模式，始终把学生作为教学的主体，以案例为主线，以任务为驱动，让学生通过学习案例，上机操作，把书上死的理论变成活的应用，这种教学模式较好地解决了教与学的矛盾。

参考文献

[1] 张新平. 案例教学的内涵[J].课程教材教法2002（10）：23

[2] 廖常初. PLC编程及应用，北京： 机械工业出版社，2008

[3] 阮友德. PLC基础实训教程。人民邮电出版社，2006

[4] 史国生. 电气控制与可编程控制器技术。北京：化学工业出版社，2004

[5] 阮友德. 电气控制与PLC实训教程。北京：人民邮电出版社， 2006