利用仿真软件实现PLC项目化教学

摘 要：PLC技术应用的特点是：知识覆盖面广、涉及内容多、更新发展快、与生产实际和工程应用结合紧密。应用PLC仿真软件进行项目化教学，可以极大地提高学生的学习兴趣和学习效果，使学生的编程和调试能力得到很大的提高，从而提高实践水平。

关键词：仿真软件；PLC；项目化教学

随着PLC技术的广泛应用，PLC课程已经成为机电、自动控制专业高职、中职学校必开的主干课程之一。PLC技术应用的特点是：知识覆盖面广、涉及内容多、更新发展快、与生产实际和工程应用结合紧密。在教学中教师只有理论与实践相结合，应用PLC仿真软件进行项目化教学，才能极大地提高学生的学习兴趣和学习效果，使学生的编程和调试能力得到很大的提高，从而提高实践水平。

一、 传统PLC课程教学中存在的问题

1. 学生学习兴趣缺乏

传统的授课媒体主要是教材、黑板和教学课件。尽管教师采用了多种教学的媒体和手段，但是教学的过程和步骤在很大程度上还是由教师在主导。由于理论性太强，学生参与度不高，缺乏学习兴趣。

2. 教师教学目标不明

许多学校高职和中职PLC课程使用的是同样的教材，不同基础接受能力不同的学生以相同的教学内容，则会出现“饿的吃不饱，撑的吃不下”的矛盾情况。

3. 实践教学设备不足

由于经费等诸多问题，导致学校PLC实验室无法满足所有学生进行实践教学的需求。学生不能自己亲自编程、调试和看到结果，就无法真正提高实践应用能力。即使有条件能在实验室进行实训实习，对于一些大型的PLC控制设备，实验室也无法完全满足实训条件。

二、PLC仿真软件的优点

1. 软件设计直观形象，可以提高学生学习兴趣

学生只有对PLC这门课感兴趣，才会有求知欲，才会想学。我校使用的是三菱FX-TRN-BEG-C仿真软件，该软件利用三维动画，模拟出很多种与生活相关的场景，如交通灯控制等。学生可以在任何一个场景中按照要求进行现场编程，程序写入后立刻可以看到程序执行的情况。这样所见即所编的模拟场景，让学生有成就感，从而更加激发了他们学习PLC的兴趣。

2. 根据场景自设任务，实现分层次教学

对于不同基础的学生，可以根据软件中给定的场景提出不同的控制要求，从而实现编程的难易程度可控，满足不同学生的需要。如在E-6输送带传送场景中，对于大多数同学，可以按软件中给出的要求编程；对于基础差一点的同学，只要能完成正反转即可；对于接受能力强的同学，则在定时功能和计数功能上加大难度。

3. 全真模拟现实场景，解决实训场所困难

此软件中模拟场景众多，特别是高级挑战的任务中，许多场景即使在实际实训场所中也是很难做到的，这不仅解决了因为经费紧张带来的实训场所不够的问题，更是丰富了控制对象的种类，扩展了学生工程应用的经验。

三、利用仿真软件进行项目化教学

建构主义理论认为，学习是学习者通过与周围环境交互而自主建构在心理表征的过程。知识不是靠教师传授得到的，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人（所括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的材料，通过意义建构的方式而获得的。由于学习是在一定的情境中借助其他人的帮助，即通过人际协作、讨论等活动，在进行意义建构的过程中获得的，因此建构主义学习理论认为“情境”“协作”“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素。利用仿真软件进行项目化教学，FX-TRN-BEG-C中的三维场景可以创设“情境”，教学中每2人或4人一组可以互相“协作”，学生在完成任务的过程中与软件“对话”与协作伙伴“对话”，最终达到“意义建构”的目的。

1. 根据教学目标进行项目设置

FX-TRN-BEG-C软件针对学习FX系列的学习者设计了认识软件、基本指令、轻松的练习、初级挑战、中级挑战和高级挑战等6大系列任务。如果教师纯粹根据软件中系列来设置教学项目的话，学生的学习没有系统性。在教学中，我根据学生的实际情况设置了四大项目（如表1所示），每个项目下都有若干任务，由易到难，由简单到综合。

2. 根据项目设置进行教学

仿真软件是项目教学的好助手，但是从教学效果出发，不能完全依赖仿真软件。在学生学习编程的过程中，还是要注重编程思路的启发，特别是重点和难点的地方，要采用理论联系实际的方法多多演示。例如部件冲过传送带、大中小部件检测、升降机等情况，特别典型的是在用基本指令编程时的重线圈的问题。

3. 根据学习情况进行评价

评价是教学的一部分，积极的评价有助于提高学生的学习积极性。FX-TRN-BEG-C仿真软件和项目化教学相结合，有利于分层次进行教学，这一点在评价时也应该体现出来。分层评价表如表2所示：

表中，任务一、任务二……按由易到难的程序递进，每个项目根据任务的多少分别确定基本任务（每个同学必须完成）、中级（大部分同学完成）、高级（少部分接受能力强的同学挑战任务），教师在教学过程中根据学生的能力确定其必须完成的任务和加分任务和挑战任务。从教学效果来看，此举大大刺激了学生的学习积极性。

总之，PLC仿真软件作为一种积极有效的教学资源，教师只有充分地利用，才能发挥其最大的作用。

参考文献：

[1].高勤.电器及PLC控制技术[M].北京：高等教育出版社，2008.

[2].王开，林静，叶石华.虚拟仿真技术在PLC应用技术教学中的研究[J].信息技术，2011（7）.

（昆山第一中等专业学校）