高职PLC实训启发式教学实践与探讨

摘要：从启发式教学思想入手，结合高职院校的学生特点和PLC实训课程的特点与要求，本文讨论了如何激发学生的积极性，培养学生的内在学习兴趣，锻炼学生的实操能力，借以提升教学效果，培养合格的适应社会需要的应用型人才。

关键词：高职；PLC实训；启发式教学

中图分类号：G718 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2013）02-0129-03

在科学技术迅速发展的今天，随着市场竞争的日益加剧，企业工业系统的自动化程度日渐提高，对自动控制系统应用型人才的需求也愈来愈多，要求也越来越高。企业不但关注毕业生的文凭和各类资格证书，更看重他们的实操能力和适应能力。高职院校作为向社会输送应用型人才的基地，学生在校的学习效果直接关系到其进入社会后的就业与发展。如何通过在校的各种教学环节提高学生的专业能力，锻炼学生实践能力，促使其掌握更多的专业技能，实现从学校到企业的快速适应与无缝对接，对于高职院校的实训教师来说是个现实的重要课题。

可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是结合传统继电器控制技术、计算机技术和通信技术为一体的通用自动控制装置。PLC技术被誉为现代工业生产自动化的三大支柱之一（其余为机器人、计算机辅助设计和制造），在当今各类工业企业的自控系统中应用极为广泛，是该专业学生进入企业后必须接触和掌握的核心技术之一。高职院校中PLC实训是自动化专业学生的核心实训课程之一，其专业价值对学生就业有着举足轻重的作用。笔者根据自己多年的工程实践经验，结合启发式教学思想对PLC实训课程的教学活动进行了初步探讨。

PLC实训课程教学

内容的特点及存在的问题

（一）PLC实训课程教学内容的特点

教学内容更新速度快 目前，工业系统中应用的PLC品牌较多，如西门子、松下、欧姆龙、三菱等，不同厂家的产品各具特色。由于技术更新较快，PLC产品的功能不断丰富和增强，教师授课必须不断补充新的知识和内容，同时还要涉及不同品牌和型号的产品，拓宽学生的知识面，提高其进入企业后的适应性。

教学内容多 PLC实训课程涉及的主要内容包括PLC结构、功能、特点、分类、基本原理、系统配置、指令系统、软件编程功能及应用、硬件和软件调试、控制系统设计等，内容较多。

教学内容应尽量接近现场实际 PLC实训课程的目的就是使学生掌握目前企业所用的主流PLC设备。教师讲授要尽可能贴近实际，让学生尽可能模拟现场、了解现场可能发生的情况，提高解决现实问题的能力。这样，不但能在具体的实际环境中夯实其所学的理论知识，而且更能增强学生的实践技能和创新思维能力，提高学生质疑、答疑的能力。

（二）PLC实训课程教学存在的问题

学生的理解程度不够 学习PLC的目的是解决工业控制过程中的各种实际问题，实现学以致用。PLC品牌较多且各有不同的编程指令，如何快速学习和掌握PLC课程内容？笔者认为学习的重点应该是“勤学善思——在思考中理解，在理解后贯通”。例如，PLC串行工作方式（step by step）是PLC实训教学中最基础的一个问题，理论测试很容易过关，可在实际编程过程中由其引起的错误层出不穷，说明学生对PLC运行方式往往只是机械记忆，并没有真正理解。

学生的学习积极性不够 教师在实训教学中起主导作用，通常是教师先讲解PLC指令，然后依照例题演示编程，再由学生练习。在练习过程中，教师对出现的问题进行检查、纠正，学生在实训中不需要进行深入的思考，从中获得知识和训练都是被动接受而非主动分析思考。由此导致学生在实训课中积极性不高，参与性不强，兴趣较差。

学生动手机会不足 由于场地、设备、课时及指导教师人数等条件的限制，实训小组人数偏多。一般是积极主动的学生得到操作的机会多，而有惰性或者动手能力较弱的学生则很少有机会锻炼，学生动手能力的培养得不到保证。

对启发式教学的认识

启发式教学思想的内涵 子曰：“不愤不启，不悱不发”。朱熹对此解释说：“‘愤’者，心求通而未得之意；‘悱’者，口欲言而未能之貌。”启发式教学不仅是我国古代教育思想的瑰宝，也是现代教育学界恒久不变的话题。笔者认为，启发式教学的理念与现代教学改革的主旨不谋而合，尤其对于应用型人才的培养具有重要意义。启发式教学不是一种单纯的教学方法而是一种教学思想，是从学生的需要出发，处理好教与学之间的关系，使学生成为学习的主体，教师起到指导与推动的作用，变教师的单纯传授为教师与学生之间的互动。

启发式教学思想贯彻思路 启发式教学作为一种先进的教学思想并不存在固定的模式，而是通过实践和交流发掘出适合本课程及学生特点的具体方法，并在教学中围绕这个理念不断完善，达到吸引学生主动来学、指导学生怎样去学、培养学生学以致用的目的。

启发式教学思想在

PLC实训课程中的实践

高职院校的学生和当今所有大学生一样，具有明显的时代特征，独生子女占多数，其认知水平已趋于成熟，自我意识较强。作为教师，必须根据学生的年龄、心理等特点，从培养兴趣入手，激发其学习的动机，使其对学习的愿望从潜在的需要变为活动状态，形成学习的积极性和主动性。

针对PLC实训教学中存在的问题，我校结合启发式教学的内涵，实施如下：

从熟悉问题入手，提高学生学习兴趣 学生初学PLC编程都有一种陌生感和好奇感，让其顺利进入PLC编程思维状态，对于其学习PLC编程兴趣的培养将起到很大的作用。笔者曾借助继电控制回路知识引入PLC编程，借以引起学生对PLC编程的兴趣。机电专业的学生对传统的“启-保-停”继电控制电路非常熟悉，PLC最初的应用也是起源于原有的继电器控制系统。对于初次接触PLC的学生来说，使用继电转换法转换更易于理解和接受PLC开关量控制逻辑指令。以图1为例，把典型的“启-保-停”继电控制电路（右侧框内部分）转换为PLC梯形图。图1中继电控制回路中常闭触点FR、SB2，常开触点SB1、KM，继电器线圈KM与图2梯形图中常闭节点I0.2、I0.1，常开节点I0.0、Q0.0，输出继电器Q0.0一一对应。学生通过简单的一一对应梯形图转换即可实现“起-保-停”控制。运行并监控程序，当按下启动按钮SB1时，运行指令Q0.0输出并保持。这样让学生在初次体验PLC编程时就会产生兴奋感和成就感，从而激发其进一步学习的兴趣。

创设问题情境，激发学生积极思维 所谓问题情境，就是具有一定难度、需要学生努力克服，而又是力所能及的学习情境。要求问题既要有难度，同时让学生感到熟悉，但又不能单纯按照自己已有知识和方法去解决。这就激起了学生思维的积极性和求知的欲望，使其进入“心求通而未通，口欲言而未能”的境界。在讲授PLC工作原理内容时，笔者采用了启发式教学方法，PLC串行工作方式通常在PLC教材上都有详尽的流程图和文字描述，授课教师一般也会重点讲解，但学生对此还是不容易理解，这部分内容是教学的重点和难点。在教学过程中，笔者首先给出点动+连续的典型继电控制电路图（见图3），学生根据继电转换法很快转换出PLC梯形图（见图4，图4中梯形图程序与图3继电控制电路中触点FR、SB3、SB1、SB2及接触器线圈KM一一对应）。梯形图程序看起来好像没有错，但是程序运行时发现，继电控制电路在转换成梯形图后无法实现点动控制。按下SB1输出继电器KM（Q0.0）输出，松开SB1输出继电器KM仍然报出输出。原因何在？学生立即对此产生疑问，产生了强烈的求知欲。当学生针对这个问题争论不休、百思不得其解的时候，教师引入PLC“串行”工作原理与继电控制电路“并行”工作原理的区别，并结合四个阶段分析程序执行的过程：（1）SB1闭合前；（2）SB1闭合的第一个扫描周期；（3）SB1闭合第一个扫描周期之后，SB1断开之前的后续扫描周期；（4）SB1断开的第一个扫描周期，帮助学生理解这个问题。如此，学生在产生好奇并提出质疑后，通过教师结合实例的讲解，就很容易理解和掌握PLC的串行工作原理了，在好奇心的驱使下，学生主动学习的积极性就明显提高了。

从内部动机入手，培养学习兴趣，指导学习方向 学生的学习行为既可源于内部动机、也可源于外部动机。所谓内部动机就是学生对学习过程本身感兴趣，学习内容本身具有足够的内在诱因价值，通过内在的动机驱动学习。内部动机可以驱动学生保持长期的学习兴趣和欲望，动力更为长期和充足。而外部动机是出于对学习结果感兴趣，为学习以外的东西比如成绩、表扬、奖励等所吸引，外部动机的持久性较差，学习缺乏独立性和自觉性，这种学习很难发生迁移，也不能使学生终生受益。所以，教师主要还要从内部动机入手，培养学生的学习兴趣。实训教师可以带领学生到企业参观实际的自动控制系统。通过现场观摩，观察工作环境和工作要求，了解设备的动作原理和控制思路，甚至可以通过学生亲自调整参数、操作设备来让其感受设备运行的状态，了解设备产生故障的原因和处理办法，从而使学生切身体验将来的工作性质，了解到自己未来工作的内容，激发其学好这门课的内在动机和兴趣。根据现场设备的运行要求、故障原因等指导学生如何查找故障、处理问题，如何在编程和参数设置中进行修正，实现设备的正常运行，达到活学活用的目的，同时，借以指导学生的学习方向。

增加学生动手、动脑机会，充分培养其创新思维能力 通过这种启发式教学的模式，学生在PLC实训课程中学习积极性大大提高，还对课堂上没有解决的问题意犹未尽，很多学生建议学校提供更多的实训机会。经过反复的实践探索，我们确定课堂实训小组为两人一组，给学生提供更多的操作机会。另外，我们还将实训室全天开放，在课余时间给学生提供更多的训练机会。同时，我们要求学生每次实训课前针对上一堂课的内容出一道练习题，同组的两个学生交换题目来练习。这样，一名学生在思考编程的同时另一名学生验证自己的思路，使每个学生都能真正参与到实训中来，在实践中学习与提高，创新解决问题的思路。

综上所述，PLC实训中利用启发式教学，可结合学生的心理特点和职业教育的特点，充分提高学生的学习兴趣和积极性，有意识地挖掘学生的潜能和聪明才智，夯实基础知识，提高学生PLC的实际应用能力，促进学生真正理解和掌握PLC技术。

同时，作为一门实践性很强的课程，PLC教学中的问题还会层出不穷，需要不断总结、改进和提高，从培养学习兴趣着手，以适应实际需要为教学目标，全面提高教学水平，开阔学生视野，锻炼和提高其实操技能，培养合格的应用型人才。

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作者简介：

唐春霞（1971—），女，河北清河人，硕士，天津职业技术师范大学工程实训中心高级工程师，研究方向为电气自动化。