时间:2023-02-11 11:57:52

项目的确定,既不能太复杂,又要有情趣性;既联系实际,又包涵了所学知识点,还要有让学生发挥想象和创造的空间,充分调动学生的个人主观能动性,让学生在“我要”的条件下完成任务,进行知识积累,并解决遇到的实际问题。针对上述情况,笔者在数码显示控制中提出的项目任务是:制作一个由PLC控制的LED数码显示模型。该任务由四个任务组成:任务一,制作一个由发光二极管围成的数字模型;任务二,按要求编写程序并下载到PLC中;任务三,将PLC与数字模型连接;任务四,检验项目完成情况。
二、项目的分析
项目任务提出后,师生一起分析该项目:在任务一中,制作数字模型需要有发光二极管的知识和电子焊接的知识与技术;在任务二中要求熟练掌握并应用移位寄存器来编写程序;在任务三中要清楚PLC的输入、输出与模型如何连接;任务四中要进行项目的检验与完善。在分析的过程中,教师提示所要用到的一些知识。
三、项目的实施
1.任务方案的确定
将学生分成3~4人一组,分组后,每组根据自己的实际情况制定出实施方案。各小组完成方案的设计后,要进行方案的说明。经教师审查,给出修改意见。小组成员再修改并确定方案。同时,教师还可以把事先做好的项目的最终结果向学生演示,以启发学生思路。
2.任务进程的安排
(1)教师引导学生学习相关知识点。
教师引领学生复习主要知识,同时强调注意事项。在编制过程中,让学生积极参与进来,为学生自己解决任务打下基础。
(2)学生实践、教师指导。
各小组成员根据自己确定的实施方案,分工合作,逐步完成实施方案,最后进行运行调试。教师注重对项目的实施过程进行动态管理并发挥主导作用,根据各组不同的情况,在理论知识及各项技能上给予引领和指导。在学生实践的同时,要宏观调控各组的项目进展情况,不能让任何一组掉队。
(3)成果展示及评价。
教师回放学生实践过程录像并组织学生展示项目成果,然后由各小组成员总结经验,教师根据学生讲述的情况进行点评,把握亮点及时激励。项目评价也是一个非常重要的环节,在评价时一定要注重过程性评价,充分挖掘并肯定学生的亮点,让他们有成就感、快乐感。对于学生的不足,要提出殷切的希望,让学生感受到教师的爱。
(4)项目的完善与拓展。
学生能力各不相同,针对这一情况,教师可以再给一些时间,让各小组把自己的项目完善,对于那些能力高的学生,教师可以再将任务拓展,给他们以自由发挥的空间。例如:可以将移位寄存器的知识拓展到生活中,由那些有能力的学生自己设计实施,教师只是起协助的作用。
(5)优秀作品展示。
“榜样”的力量是无穷的,基于这一点,由教师和各小组评选出优秀作品,通过展示,让学生看到评选出的“技能能手”同学的作品,这样的活动能很好地激发学生的学习积极性,也能让学生看到自己的差距以及奋斗的目标。
四、项目实施的效果
1.激发了学生的学习兴趣
职中生本身就没有学习的兴趣,而项目教学法正好让他们在动手的过程中产生兴趣,同时激发荣誉感和责任感。
2.提高实践能力,培养团队协作精神
在项目实施中,通过学生自主设计项目实施方案、焊接LED数码显示模型、利用PLC编程及程序调试,在PLC与LED数码显示模型连接的过程中,不断提高学生实践能力,通过学生自主讨论、交流、相互学习,培养学生的团队协作精神。
3.增强学生自信
关键词:PLC?LED数码显示控制?项目教学
项目教学法是现在职业教育非常推崇的教学方法之一,它适合职中生的特点――知识水平低,但动手能力较强。在PLC教学中采用项目教学法,可以将理论和实践合为一体,使知识与技能进行重新建构,突出技能的培养和职业习惯的养成。下面以在LED数码显示控制中实施项目教学为例,浅谈笔者的一些体会。
一、项目的确定――LED数码显示控制
项目的确定,既不能太复杂,又要有情趣性;既联系实际,又包涵了所学知识点,还要有让学生发挥想象和创造的空间,充分调动学生的个人主观能动性,让学生在“我要”的条件下完成任务,进行知识积累,并解决遇到的实际问题。
针对上述情况,笔者在数码显示控制中提出的项目任务是:制作一个由PLC控制的LED数码显示模型。该任务由四个任务组成:任务一,制作一个由发光二极管围成的数字模型;任务二,按要求编写程序并下载到PLC中;任务三,将PLC与数字模型连接;任务四,检验项目完成情况。
二、项目的分析
项目任务提出后,师生一起分析该项目:在任务一中,制作数字模型需要有发光二极管的知识和电子焊接的知识与技术;在任务二中要求熟练掌握并应用移位寄存器来编写程序;在任务三中要清楚PLC的输入、输出与模型如何连接;任务四中要进行项目的检验与完善。在分析的过程中,教师提示所要用到的一些知识。
三、项目的实施
1.任务方案的确定
将学生分成3~4人一组,分组后,每组根据自己的实际情况制定出实施方案。各小组完成方案的设计后,要进行方案的说明。经教师审查,给出修改意见。小组成员再修改并确定方案。同时, 教师还可以把事先做好的项目的最终结果向学生演示,以启发学生思路。
2.任务进程的安排
(1)教师引导学生学习相关知识点。教师引领学生复习主要知识,同时强调注意事项。在编制过程中,让学生积极参与进来,为学生自己解决任务打下基础。
(2)学生实践、教师指导。各小组成员根据自己确定的实施方案,分工合作,逐步完成实施方案,最后进行运行调试。教师注重对项目的实施过程进行动态管理并发挥主导作用,根据各组不同的情况,在理论知识及各项技能上给予引领和指导。在学生实践的同时,要宏观调控各组的项目进展情况,不能让任何一组掉队。
(3)成果展示及评价。教师回放学生实践过程录像并组织学生展示项目成果,然后由各小组成员总结经验,教师根据学生讲述的情况进行点评,把握亮点及时激励。
项目评价也是一个非常重要的环节,在评价时一定要注重过程性评价,充分挖掘并肯定学生的亮点,让他们有成就感、快乐感。对于学生的不足,要提出殷切的希望,让学生感受到教师的爱。
(4)项目的完善与拓展。学生能力各不相同,针对这一情况,教师可以再给一些时间,让各小组把自己的项目完善,对于那些能力高的学生,教师可以再将任务拓展,给他们以自由发挥的空间。例如:可以将移位寄存器的知识拓展到生活中,由那些有能力的学生自己设计实施,教师只是起协助的作用。
(5)优秀作品展示。“榜样”的力量是无穷的,基于这一点,由教师和各小组评选出优秀作品,通过展示,让学生看到评选出的“技能能手”同学的作品,这样的活动能很好地激发学生的学习积极性,也能让学生看到自己的差距以及奋斗的目标。
四、项目实施的效果
1.激发了学生的学习兴趣
职中生本身就没有学习的兴趣,而项目教学法正好让他们在动手的过程中产生兴趣,同时激发荣誉感和责任感。
2.提高实践能力,培养团队协作精神
在项目实施中,通过学生自主设计项目实施方案、焊接LED数码显示模型、利用PLC编程及程序调试,在PLC与LED数码显示模型连接的过程中,不断提高学生实践能力,通过学生自主讨论、交流、相互学习,培养学生的团队协作精神。
3.增强学生自信
在学生完成自主焊接LED数码显示模型、利用PLC编程及程序调试任务的过程中,培养学生认真负责的工作态度及严谨细致的工作作风,增强学生的自信心。
参考文献:
[1]刘庆华.PLC课程的项目教学法[J].机械职业教育, 2006(2).
关键词 PLC课程 项目教学法
中图分类号:G712 文献标识码:A
1 PLC课程特点
PLC在工业自动化领域的应用越来越广泛,PLC教学在职业学校机电一体化专业教学中的地位也越来越重要。PLC课程特点:一是指令多,难记忆、难掌握;二是实践性强:PLC 课程具有与生产实际紧密联系、运用知识的覆盖面较宽等特点, 是强电与弱电的结合、电气学与计算机技术的结合和与生产工艺过程紧密配合的一门专业课。
2“项目教学法”简介
“项目教学法”是“指师生以团队的形式共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动”,其中,项目以工作任务的形式出现。通过工作任务的完成,能得到一个具体的、具有实际应用价值的产品。它是行动导向教学组织形式之一。其目的是在课堂教学中把理论与实践教学有机地结合起来,充分发掘学生的创造潜能,提高学生解决实际问题的综合能力。学生通过该项目的进行,学习和掌握每一环节的基本知识和了解所需的必备能力。在完成项目过程中有针对性地来培养学生的独立工作能力、想象力、创新能力以及与人合作沟通的能力。
3 PLC课程采用项目教学法的意义
PLC课程既有理论又有实践,既有工作原理又有编程方法,既有典型单元程序又有复杂实用案例,具有多变性、综合性、典型性、实践性和实用性五大教学特点。在此课程教学中,如何采用有效的教学方法来充分调动学生学习积极性,提高学生的实践能力和创新能力,是每个专业教师面临的问题。
在PLC教学中采用项目教学法,将理论和实践合为一体,使PLC的知识与技能进行重新建构,突出技能的培养和职业习惯的养成。形象、生动富有吸引力的项目化教学是提高教学质量的有效途径。学生会因为被吸引而投入,因为投入而认真,因为认真而得到实践成果和自我肯定。从而极大地提高了PLC教学效率。
4 PLC采用项目教学法的条件
4.1 PLC项目教学法对教师的要求
项目教学法是以项目的形式进行教学,完成每一个项目所涉及的学科一般都比较多,并且与实际生产联系比较紧密,因而要求任课教师必须具备丰富的理论知识、实践操作技能和对实际生产问题处理的能力。在项目教学法的课堂融入工厂生产控制的元素,让专业课程教学更贴近生产实际。
4.2对学校实验实习设备和教学环境的要求
先进的、丰富的教育教学实习实践设施是实施项目教学所必需的硬件条件。20人以内的小班制教学方式,是项目教学法实施的理想人数。这样有利于任课教师对每位学生进行充分的、耐心的指导,帮助学生来提高解决实际问题的能力。
4.3对学习PLC课程的学生要求
开设PLC课程对学生有一定的基础要求:具备电工电子学的基础知识和常用电工电子工具、仪器仪表的使用能力;电动机基本性能的认识能力。具备交流电动机继电控制线路的分析、设计、制作调试能力。
5 PLC课程“项目教学法”的实施
5.1项目实施起初阶段,要让学生掌握多种应用能力
由于一个项目的实施涉及到原理图绘制、梯形图设计、接线图绘制、接线和调试等方面的知识,尽管对学习PLC课程的学生提出相关专业基础要求,但会因为学生的理解能力、融会贯通能力的差异性,很难达到要求的理想状态。因此,PLC课程“项目教学法”起初阶段教师要让学生掌握多种应用能力,保证项目教学法的顺利实施。
5.2项目实施过程中,应考虑到对学生进行优化组合
项目的实施过程中,学生一般以2-3人为一小组,合作完成项目。因此,学生分组时,要考虑到确保每个学生能够在各个方面都得到训练,可进行交叉分组。即在不同项目的实施中,让学生参与到不同的分组之中,以便在各个方面都得到锻炼。可以做到优势互补,取长补短。即有利于培养学生的团队合作精神,也有利于取得好的教学效果
5.3项目过程评价
项目过程评价也是项目教学法的一个重要环节,是以完成项目的情况来评价学生学习的效果和教师教学的效果。评价形式有学生之间的自评、互评和师生之间的互评。有效的评价有着深刻的意义:第一,让学生学会表达,一改传统教学中,学生锻炼表达能力的机会少的不足,项目法教学让每一位同学有发言的机会,让学生在小组合作中学会表达,在表达中学会更好的合作。第二,让学生体会到合作和竞争的统一。项目教学法鼓励学生之间,小组之间有竞争,并强调在合作基础上有竞争,合作是竞争的前提条件,否则就失去项目教学的意义。第三,让教师清楚地了解学生对相关知识点的掌握情况,及时把握项目设计方向和进度。
6 PLC项目化教学中几点有待完善的问题
实践证明PLC课程采用项目教学法的确大幅度地提高了教学质量,但在实施过程中也遇到了不少问题:
(1)在实施项目教学中也在项目教学实施时,也要予以课时的保证,必要时延长授课时间,以保证活动项目的完成,让学生看到项目成果,保持学生对项目教学法的兴趣;
(2)学校的实验实习条件、专业教师的团队组建、业务能力有待提高,才能更好的发挥项目教学法的优点;
(3)学生组织上协调不当,易出现教学过程松散、个别学生偷懒的现象,这都需要我们不断摸索和改进,力争达到更好的效果。
参考文献
一、项目教学法的特征
项目教学法起源于美国,盛行于德国,尤其适合于职业技术教育。项目教学法将传统的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全过程的一种教学方法,是通过实施一个完整的项目而进行的教学活动。项目教学的教学内容以工作任务为依托,教学活动以学生为主体,学习成果以多样化为特征。在项目教学中,学生会给出不同的解决任务的方案与策略,具有实践性、自主性、综合性、开放性等特点。
二、《PLC》课程采用项目教学法的意义
《PLC》技术是机电类专业的一门实践性、综合性很强的专业课程,是工业自动控制的基础,是中职学生必须掌握的一项重要知识技能。目前,无论是从国外引进的自动化生产线,还是自行设计的自动控制系统,普遍把可编程序控制器(PLC)作为控制系统的核心器件。但PLC课程指令繁多,单独讲指令应用和编程方法学生感觉抽象、枯燥、难以理解,而且还涉及大量的基本控制环节和基本电路,将他们融合到工作项目里通过项目教学,在饶有趣味的实践操作中学生就自然而然地掌握这些指令的应用了。学生在项目实践过程中,理解和把握课程要求的知识和技能,体验创新的艰辛与乐趣,培养分析问题和解决问题的能力以及团队合作精神。
三、《PLC》课程采用项目教学法的实践
1.项目的确定
项目的确定是“项目教学法”成功的关键。项目的选择要以教学内容为依据,既要与书本的知识紧密结合,又能够充分体现当前的工程实际情况,还要有一定的创新空间,让学生既能运用学过的知识,又可以创造发挥,最后,还必须现实可行,有条件完成项目。因此,在选择和设计项目时要充分考虑项目能否很好地应用学生已有的知识,能否引导并帮助学生完成新知识的自主学习,能否让学生感兴趣并激发学习的兴趣,能否让学生将所学的知识与现实生活联系起来。
2.项目的实践
项目确定后,教师应先期实施完成该项目,一方面对项目有个全面的了解,便于更好地指导学生;另一方面当项目提出的时候就能拿出明确而具体的成果展示,使学生有明确的目标和感性认知过程,知道实施该项目要解决哪些问题,关键在哪里。比如以“十字路通信号灯控制系统”为例说明PLC课程项目教学的具体实施步骤:我针对学生情况给学生分组。一个组以三名学生为宜,将基础好、动手能力强的学生与基础相对较差的学生组合在一起。这样,既能保证项目活动按时完成,又有利于学生间互相交流,有助于较差学生提高。分组后,学生以小组为单位制定实施项目活动的计划,包括任务分配以及各项内容需要的时间等。在项目教学过程中,进行小组人员分工是一个比较好的做法。分工后每个学生都有压力,基础较差的学生即使被分配了一些不太难的任务,他们也要自主学习、动脑思考。
项目实施在此阶段,各小组都能在计划时间内完成项目活动。接下来,要求各小组进行程序设计。这是整个项目的难点,同时也是培养学生独立思考、分析问题、解决问题、进行创造性思维的过程。教师仅仅担当配角,起引导作用。各小组将编写好的程序输入电脑,调试程序。在巡视、检查过程中,我发现学生输入地址分配基本统一,输出地址分配较乱,于是及时加以引导,帮助学生理清思路,并在调整程序过程中与学生讨论定时器的使用、步进指令的应用等等。之后,又要求学生按照设计要求验证设计是否正确,并指导他们在实验板上接线。接线完毕每组进行检查。在这个过程中,我发现有的学生对工作台不熟悉,不知道如何连接输入输出,因而程序运行时,不能按控制要求实现工作。这时我没有直接给出答案,而是让学生自己去思索,不断调试运行,主动分析发现错误,经分析修正后,运行成功。在反复的运行调试实践中,学生始终处于主体地位。
3.项目的评估总结
项目的评估总结是“项目教学法”的重要环节。学生的操作会存在各种各样的问题,教师在评估中要指出问题的所在及解决的方法,要总结比较各组的特点,引导他们学习别人的长处来改进和提高自己的能力。学生要进行自我评估,由每组学生分别介绍项目实施的具体任务、目标、方法、手段以及体会、收获,可以使师生了解其操作的方方面面,看到其独到之处。项目的评估总结过程是学生一个学习的过程,提高的过程。
总之,项目教学法实际上是一种由教师来引导学生自主学习的教学方法。它能够充分调动学生学习的积极性和主动性,有利于提高学生独立、自主学习能力,以及制定计划、实施计划、评估计划的能力,大部分学生在综合能力和职业素质等方面得到了提高,也培养了学生的团队合作精神,同时也促进教师理论和实践的密切结合,不断提高教学水平和教学质量。
参考文献
关键词:PLC;课程;项目教学法;运料小车
一、高职院校学生对PLC的掌握
(1)掌握PLC技术的基本知识,理解PLC的工作原理、系统的基本组成;(2)基本掌握PLC在工程领域的实际应用方法,包括PLC系统的硬件设计、软件设计、系统调试等;(3)通过PLC课程的学习,有效提高学生的动手能力,适应实际工业控制环境的工作要求;(4)具备一般控制系统的分析、设计编程调试能力;(5)应用所学知识分析和解决问题的能力。由于高职院校的学生整体文化基础薄弱,对理论知识兴趣不大,从中专、中职学校升学的学生比例较多,这部分学生相对比较喜欢自己动手,喜欢解决实际问题,喜欢竞争和挑战,教师讲多遍还不如学生自己做一遍。那么,怎样开好《PLC技术与应用》课程?我们改变了教学理念和教学方法,那么,坚持以学生为中心,用基于工作过程的项目化教学,激发学生的学习兴趣,增强学生的自主性和创造力,培养学生分析问题、解决问题的能力和将理论知识运用于实践的能力以及合作能力,教学过程中项目的确定是项目化教学法成功与否的关键。项目的确定首先要以课程教学内容为依据,同时又要充分体现专业岗位群的实际需要,还要有一定的创新空间,让学习能力强的学生可以自由发挥。
二、问题提出
系统的一个工作过程分为几个工步?每个工步的划分条件是什么?系统是个什么结构类型的顺序控制?运料小车控制系统输入信号有哪些?PLC需要驱动的负载又有哪些?
三、项目学习内容
与项目关联的课程学习内容主要有:顺序控制的基本概念、顺序功能图的绘制方法、步进指令的基本功能及相应的PLC控制程序设计方法、移位批令的基本功能及相应的PLC控制程序设计方法。
四、制订项目计划
根据项目描述及问题的提出,要求学生学习相关的课程内容,在理解相关知识后,按照实际要求制订项目计划。计划主要有:(1)完成运料小车控制系统的顺序功能图绘制;(2)完成设计运料小车控制系统的主电路;(3)I/O地址分配(见下表)及I/O接线图;(4)编写控制程序并模拟调试;(5)绘制电气安装接线图和平面布置图;(6)分组阐述PLC控制系统设计流程及思路。
I/O地址分配表
■
五、项目实施
以小组为单位,学习相关理论知识,分析控制要求,确定控制方案。教师仅仅担当配角,起引导作用,针对学生的错误和疑问作适当的提示和指导。由于PLC编程具有“一题多解”的特点,有的学生采用步进指令来编程,有的采用循环移位指令来编程,也有的采用时序指令来编程。对于完成较快的小组,要求采用多种方法来完成。在大多数小组都完成的前提下,让几个学生代表上讲台阐述自己小组的设计思路及程序,最后教师进行总结,包括相关理论知识的回顾、学生在项目实施过程中所犯的典型错误、不同控制方案的优、缺点等,让学生明白PLC控制有许多的控制方案,培养学生的发散思维能力及创新思维能力。在整个项目实施过程中注重培养学生的悟性和解决实际问题的能力,当程序调试出现问题时,教师及时引导学生分析问题、解决问题。例如,移位指令的数据端、脉冲触发端的设置方法,某些学生不能理解透彻,编程时容易出现错误,这时教师不直接给出答案,而是让学生自己去思索,不断调试运行,主动分析并找出原因,经修正后达到运行成功。在反复的运行调试实践中,学生始终处于主体地位。
总之,近年来在《PLC技术与应用》教学过程中,我们打破传统的教学方式,改为项目案例教学的模式,教学效果得到显著改善。
参考文献:
赵林林,尹玉珍.项目教学法在机械手教学中的探索[J].现代职业教育,2008(07).
【摘 要】PLC课程是高职院校机电专业一门重要的专业课程。PLC课程具有较强的实践性,由于该课程的特殊性,其教学效果一直不太理想。通过实践探究在PCL课程教学中应用项目教学法能够激发学生的学习兴趣,有效提高教学效率。
关键词 项目教学法;PLC课程;研究
PCL课程是高职院校机电专业的核心课程,根据“以能力培养为核心,实践与理论并重”的高职教学思想,将项目教学法应用于PCL课程中,可以将该课程中的专业理论知识与具体实践相结合,使学生通过分析、研究、解决问题达到温故知新、锻炼技能,从而全面提高综合素质。如何有效地组合理论与实践,提高高职专业课程的教学效果,提升学生的职业素养一直是我们高职教师所思考的问题。
一、项目教学法应用于PLC课程教学的涵义
传统的PCL课程的大部分都是采用“教师先讲解理论,然后再操作”的模式,有的所谓的创新也就是用多媒体点缀一下而已。这种模式学生只是被动的接受理论知识,然后进行一些验证性的实验,学生兴趣不足,教学效果也并不理想。而项目教学法是以一个完整的项目过程而实施的教学活动。是项目为导向,任务为驱动,教师将需要解决的问题或要完成的任务以项目的形式交给学生,在教师的指引下,学生以小组工作的方式,制订工作好计划、合理科学分工、自我展示与评价,这种学生按实际工作程序完成学生活动的过程,教师不再是单纯的教学中的主角,而是课堂学习的引导者,这种方式能充分调动学生的学习积极性,挖掘了学生的学习潜能,让学生把理论学习与实际训练结合起来,不再单纯的纸上谈兵,提高了分析和解决实际问题的能力。通过学生的自主学习和小组合作学习,学生间能够充分地交流与探讨,锻炼了学生的团队合作能力和动作动力,为他们将来走向社会奠定了基础。
二、项目教学法在PLC课程的实施
项目教学法的实施一般分为以下几个方面:
1.确定项目
选取和确定项目是项目教学法教学成败的关键,项目的整体布局与实际的工作结构相对应,然后再对知识进行科学分析;选取的产品与服务要具有典型性,能够达到让学生举一反三、触类旁通的学习目的。要根据学生和教材的特点设计好项目,本着有利于学生的学习,有利于教师教学指导的有效性与针对性,符合课程标准的具体要求。遵循“由浅入深、由简到繁、循序渐进”原则,构建好PLC课程教学项目体系,在教师的组织和引导下,让学生发挥好学习的主观能动性,在有限的时间内达到思维和实践的最优化和最大化。
2.合理分解,设计任务
在确定项目以后,教师要根据项目的目标和任务安排学生以小组方式开展工作。各小组收集好相关资料,制定工作任务和计划,深入讨论交流后,拿出合理、可行项目实施计划。教师对各级的项目计划进行审核,引导学生完善相关项目计划。小组应以3、4个人为宜,要充分考虑学生个别知识结构、学习能力、个性特点,本着男女搭配、互补的原则分组,每组设一名组长,在组长的协调下对各组内的成员进行具体分工。
3.实施项目,完成任务
项目的实施是项目教学的核心,教师要严格有效地指导学生按照工作流程,顺利完成所分配的项目任务。在这个过程中教师要做几个方面的引导:第一,技术引导,采用哪些技术手段来完成哪个项目任务;第二,知识引导,掌握哪些知识来实现这些技术手段;第三,应用指导,理论知识与具体问题如何结合。在项目实施过程中,教师要指导和监管学生检查线路及程序调试,确保每个学生都能参与到项目中来。教师要抽查提问重要的知识点和环节,在学生操作时要加强巡视,对学生遇到的困难教师要及时给予启发性的指导,注意培养学生思维能力与创新能力。
4.项目检查评估
教师应根据教学的过程和目标设计好各阶段的评价标准。首先组织学生开展自评和互评,然后进行成果展示,每组学生代表介绍本组的安装调试过程、遇到的问题及解决的方案,教师根据各组的项目程度与质量进行综合评价。最后,教师根据平时教学记录中和各个学生在学习过程中的提问、工作量等方面进行综合评估评定成绩。教师要注意多采用激励性评价,适时表扬学生在教学中的出色表现,这样有利于学生热爱专业及团体协作学习。
5.归档应用
项目的实践都是具有一定实际应用价值的教学产品,所以要将其归档或应用至教学和生活中去,对于其中特别优秀的作品,可以将其归档为以后教学中的成果展示,从而激发其它学生的动手操作兴趣。
三、项目教学法在PLC课程教学中的体会
实践证明项目教学法在PLC课程中的应用的确大大提高了教学质量,但我们也面临着不少问题。如:项目教学法并不是万能的,比如在基础知识和硬件的准备等教学中就不适合运用项目教学法;项目教学法实施的过程中要有足够的时间保证,能让学生看到自己的项目成果,这样才能保持学生的学习兴趣;学生分组协调过程中易出现个别学生偷懒的现象,教师要花费更多的时间和精力去摸索改进,从而争取达到更好的教学效果。
参考文献
[1]于晓平.项目教学法PLC课程教学中的实践——课题研究课反思[J].今日科苑,2010(14)
[2]王啸东.PLC课程教学方法探讨[J].考试周刊,2011(21)
[3]寿祖平.项目教学法在数控实训教学中的应用[J].中等职业教育(理论),2009(02)
可编程逻辑控制器(PLC)是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算的电子系统[1]。其以微处理器技术为基础,通过软件来改变控制过程,而且具有体积小、重量轻、编程简单、可靠性强、通用性强、控制程序可变、使用维护方便、适应面广、减少控制系统的设计及施工的工作量、功耗低、抗干扰能力强等特点,目前已广泛应用于工业控制的各个领域,成为现代工业控制的三大支柱之一[2]。为了适应PLC日益广泛应用的趋势,PLC已成为工科类专业一门重要的综合性很强的专业课程[3]。
但在教学上大多仍采用传统的课堂教学模式,缺少对学生能力的培养和技能的训练,无法提升学生就业能力的现状[4]。针对在PLC课程教学中存在的问题,作者认为应在PLC课程教学中采用项目化教学法。
1 PLC 教学中存在的问题及课程改革思路
目前,以PLC为核心的控制系统广泛应用于工业控制中。但长期以来,PLC的发展受中央处理单元(CPU)的执行速度、存储器的存储容量、输入/输出(I/O)点的扩展、高级语言的应用等因素的制约。IT技术的发展,使得影响PLC发展的相关问题得到轻松解决。同时,PLC 的硬件性能得到了极大提升。然而,不断发展的PLC 技术及新技术的出现与应用,必然会对PLC人才培养规格方面提出新的要求。再者,指令多、实践性强是PLC课程的两大主要特点,使得当前PLC 教学中存在的问题凸显[5]:一是指令多。程序是由指令构成的,是实现PLC自动控制的必要条件。单纯的机械记忆容易混淆指令,从而使得程序不能正常运行;二是实践性强。实践课程以验证型实验为主,学生综合项目的实践能力难以培养;三是实验经费不足。很多高校的实验设备限制了综合性实验项目的开展,导致理论与实践的脱节现象。
针对以上教学过程中存在的问题,按照人才培养方案中所提出的实践创新型人才培养计划,引入“项目教学法”改革方案。项目教学法可以概括为:学生全部或部分独立组织、安排学习行为。学生在教师的指导下亲自处理一个项目的全过程。项目所涉及的信息收集,方案设计,项目实施及最终评价,都由学生自己负责,学生通过该项目的进行,了解并把握整个过程及每一个环节中的基本要求。在这一过程中,学生不仅学习掌握了教学计划内的教学内容,而且解决了在处理项目中遇到的困难,学习能力得到了提高,增强了学生的学习兴趣,自然能调动学习的积极性。因此“项目教学法”是一种典型的以学生为中心的教学方法。其目的是在具体化的实践教学中,把生产实践与理论学习有机地结合起来,使学生在掌握理论知识的同时,提高自身的实践动手能力。
2 以项目为载体的实践教学环节的设计
在PLC 课程中采用项目教学法,应具备专业技术水平较高的教师团队和丰富的教学实践设施两大条件。为了能够把工业场景尽可能多的引入实际教学,教师应具备多学科知识和较强的操作能力。这样才可在硬件条件较强的前提下,结合生产控制元素,更好地进行项目教学法,让专业课程教学更贴近生产实际。
由多年PLC课程教学经验可知,学生在课堂上所获得的知识是肤浅的,应该在实践中通过意义构建的方式,真正意义上获得知识。故要学会基于PLC的系统开发,必须让学生参与到真实的项目中,在项目的驱动下,积极有针对性地学习。在实践教学过程中,除了所设置的项目内容要与课程教学内容紧密结合外,还要有一定的创新空间,既能让学生充分运用学过的知识,又可以拓展知识。以基于时间继电器的三相电机控制电路为例,如图1所示。
由课堂教学内容,可以分析图1控制系统的工作过程[2]:从主回路看,当接触器KM1、KM2主触头闭合,KM3主触头断开时,电动机三相定子绕组作Y连接;而当接触器KM1和KM3主触头闭合,KM2主触头断开时,电动机三相定子绕组作连接。因此,所设计的控制线路若能先使KM1和KM2得电闭合,后经一定时间的延时,使KM2失电断开,而后使KM3得电闭合,则电动机就能实现降压起动后自动转换到正常工作运转。
但在项目实施过程中,首先要通过分组的形式保证每个学生都能得到训练。然后根据线路图正确接线,编制相应的程序,进而记录观察的结果以便后续分析。重要的是分析现场试验结果与理论分析结果是否一致。从而,加深对课堂内容的理解。除此以外,还能在现有知识的基础上,通过现场试验,进一步拓展知识。比如针对图1,可以设置如下问题,让学生通过思考与现场试验,得到其结论。
①如果要用一只断电延时式时间继电器来设计异步电动机的Y-降压起动控制线路,试问三个接触器的动作次序应作如何改动,控制回路又应如何设计?
②控制回路中的一对互锁触头有何作用?若取消这对触头对Y-降压换接起动有何影响,可能会出现什么后果?
③三相异步电动机控制电路要Y-降压起动并且是要能耗制动,其原理图应该怎样调整?并通过实验验证原理图调整的正确与否。
通过上述项目及拓展知识的设置,加深理解了PLC 课程中继电器控制与 PLC 控制的差异,为电机的启动控制方式提供了编程思路,同时任务环环相扣,激发了学生学习的兴趣,也为学生的发挥提供了空间。
关键词: 《电气控制与PLC应用》课程 项目驱动教学法 具体实施
1.引言
《电气控制与PLC应用》课程是机电一体化专业中一门重要的职业技能课程,强调理论联系实际,注重实践操作。传统的教学以课堂教学为主,实验教学为辅,采用“先指令,后程序,再实验验证”的模式。这种教学虽然有一定的实践操作机会,但是对学生来说是比较抽象的,知识点的接受有一定难度。自2006年起,我们逐步探索及应用项目驱动式教学方法,引入工程实例为蓝本,利用先进的教学设施和生产设备,让学生了解在实际工作中利用PLC做项目的流程,并通过一系列实践验证来激发学生的学习兴趣,了解开发过程,最后通过一个大的完整案例对学生进行综合培训和考核,从而大大增强了教学效果,实现了专业理论知识和实践操作的有机统一。
2.项目驱动教学法的具体实施
2.1教学内容的改革
以往的教学注重学生所学的理论知识,往往是把PLC的指令先讲完,然后用实验去验证。比如FX系列的PLC有20条基本指令,2条步进指令,近百条功能指令,单独讲这些指令应用和编程方法时,学生感觉抽象、枯燥,难以理解,更不要说进行实际设计和应用。
为此,课题组基于典型就业岗位的工作过程,整合课程教学内容,以项目任务为载体,实施课程理实一体化教学模式。我们对典型就业岗位如电气控制系统设计、电气控制系统调试等进行了调研,对这些岗位的工作过程、工作任务、工作内容,需要具备的能力和相关知识进行了分析,明确了电气控制行业的“能力领域”和“知识领域”。在内容结构上,遵循“来源于企业,用之于企业”的原则,从企业项目为蓝本,设立若干典型电气控制系统设计项目。在各教学模块中,将若干典型项目进行演化和分解,形成若干子项目,在各子项目中,传授涉及的相关电气控制知识、电气元件选型知识和电路接线调试等技能,这样能更好地促进理论实践的结合。进行理论实践一体化教学改革,突破了“传授知识―接受知识”的传统教学模式,建立了符合职业教育的工作体系,实现了三个转变:
(1)以教师为中心如何“教给”学生,转变为以学生为中心如何“教会”学生;
(2)以教材为中心“画地为牢”,转变为以教学大纲和培养目标为中心;
(3)以课堂为中心“满堂灌”,转变为以实训室、实习基地为中心的“做、学、较合一”。
2.2教学形式改革
在项目驱动教学方法中,教学项目的设计是整个教学的关键,项目的质量直接影响到教学效果,因此教师应该紧扣教学内容,根据学生的特点,联系实际应用,制定可行的具有实际意义的综合性项目。教学项目既要涵盖基本的教学知识点,服务于教学,体现教学目标,又要激发学生的学习兴趣,才能达到一定的教学效果。我们在教学过程中,开展以学生为主体的项目教学,在课程的开始,即将学生分为10个小组(每个小组4―5人),并为每个小组确定一个负责人。教师把这个项目案例贯穿于整个理论教学过程中,每次讲授时间不超过10分钟,学生则带着自己项目中的问题去理解、思考教师所讲授的内容。学生的作业主要体现为项目的阶段性的分析,项目小组的成员在讨论、协作的基础上,每次均以小组的形式提交作业。尤其是在交叉设障、排障两个活动中,学生的意见分歧比较大,有的故障比较简单,容易发现和排除;有的隐藏比较深,要经过仔细查找甚至是几遍查找才能发现和排除,学生争论激烈,学习兴趣得到极大的提高。
2.3多种教学方法综合运用
除了传统的课堂讲授方法外,我们还综合运用多种教学方法的综合运用。
2.3.1“做学结合”教学法。结合本课程教学内容实践性强的特点,采用了理实一体化教学模式。课程教学实现了教师讲授和演示―学生练习和实训―发现问题―教师引导―学生完成任务的教学步骤,教师在做的过程中教,学生在做的过程中学,充分挖掘了学生的学习潜力,培养了学生独立解决问题的能力,发挥了学生学习的主观能动性,通过“导师式”学习方式,增强了学生学习的自信心,激发了学生的学习热情。
2.3.1“项目导入,任务驱动”教学法。将若干典型产品进行演化和分解,形成若干个子任务。
2.4学生优化组合
要在“项目驱动法”这种模式下成功地开展实践教学,合理地分组是第一步。每个学生都是一个鲜活的个体,他们的思想、智力、体力、爱好、知识结构等方面都存在着差异,为了使他们能最大限度地互补学习、互相帮助,发展智力,培养能力,我们在编组时就注意合理搭配,优化组合。
2.5教师引导监控
项目驱动教学法已经形成了“以项目为主线、教师为主导、学生为主体”的基本特征,因此教师必须进行角色转换。角色转换有两重含义:一是从讲授、灌输转变为引导、互动;二是从离不开三尺讲台转变为走到学生中间,与学生交流、讨论,合作学习。
2.6大型综合实训项目
为进一步提高学生的实践能力,改善硬件设备,我们专门建立了一个自动生产线实训室,实训内容涵盖《电气控制与PLC应用》课程的大部分内容,振动进料模块、装配及检测模块、成品检测级转移模块、进仓模块等,涉及气动、各类传感器、机械手控制、步进电机控制、PLC通讯、触摸屏、模拟量等多个方面的知识。该大型实训项目既考核了学生的学习情况,又进一步深化了学生对该课程的学习程度。
3.结语
通过几年的教学实践和改革尝试,《电气控制与PLC应用》课程改革取得了良好的教学效果,首先,有效地提高了学生的学习积极性和主动性;其次,在保持学生一定理路水平的同时,结合企业工程实际项目,增强了学生实践能力;最后,对教师提出了更高的要求,促使教师不断地学习和提高,从而促进教学效果的增强。
参考文献:
[1]朱利强.《电气控制与PLC应用》项目教学法研究与实践.科技信息,2010,(33).
[2]陈芳.高职《数控机床接口与PLC应用》课程教学改革.机械职业教育,2008,(11).
【关键词】《电气基础与PLC技术》;项目教学法;教学设计
0 引言
《电气基础与PLC技术》是自动化、机电、数控及其他相关专业开设的一门实用性很强的专业课,对学生后续课程的学习和就业有着非常重要的作用。课程主要包括继电-接触控制和PLC控制两部分,前半部分培养学生熟练使用低压电器,掌握电气控制基本环节,学会分析和设计电气控制系统;后半部分是PLC控制,培养学生应用PLC进行电气控制设计和编制控制程序的能力[1]。PLC控制,广泛用于各个行业的生产过程自动控制中,是重要的工业自动化控制方式。
针对《电气基础与PLC技术》这样一门实践性强、跟企业对接严密的课程,如何提高学生的实践动手能力、工程设计能力以及创新能力是本课程教学的一个重点。项目教学法强调学生的自主学习,通过完成任务来学习知识和提高能力,非常适合本门课程。因此,我们对传统的教学方法提出改革,在《电气基础与PLC技术》课程中引入项目教学法,精选一些接近工程实际的项目来带领学生完成,从而取得有效的成果。
1 什么是项目教学法
项目教学法是一种以学生为主体的教学活动,学生在教师的引导下亲自实施一个完整的项目,其目的是在课堂教学中充分发掘学生的创造潜能,提高学生解决问题的能力和实践动手能力[2-3]。在项目教学过程中,要求人人参与到学习过程,要求学生根据教师提出的教学任务给出解决方案和策略。项目教学注重的不是最终的结果,而是项目完成的过程,每个学生可以有不同的解决问题的思路和方法,允许学习成果的多样化,而学生可以在项目实践过程中,加深对课程知识的理解,掌握设计技能,体验项目实施的困难与乐趣,从而激发学生的学习热情。项目教学法具有实践性、明确性、自主性、综合性和开放性等特点。
项目教学法符合“以就业为导向”的人才培养目标。企业对于应届毕业生要求上手快,会干活,而学校的教学内容落后与企业的生产实际,教学方式重理论轻实践,学生的实践动手能力偏弱,不能很好的适应企业的需求,这是一个客观存在而又迫切需要解决的实际问题。采用项目教学法可以缩小学校教学内容与企业生产实际应用的差距,较好的解决了这一问题。
2 项目教学法具体实施过程
项目的设计和确定是项目教学法最为关键的一步,在选择和设计项目时要充分考虑以下几个方面的内容:项目活动能够很好的应用学生已学的理论知识,能将理论知识和技能训练巧妙的融合;项目内容能够较好的总结已学知识,同时引出后续需要学习的知识点,起到一个知识连贯、承上启下的作用;项目活动需要贴近工程实际,吸引学生的兴趣并激发学生的学习热情;项目活动能有效的促进学生之间的沟通与合作,提高学生的团队协作能力。根据《电气基础与PLC技术》课程的教学要求和教师多年来的教学经验,我们挑选了如下一些与工程实际应用联系比较密切的开发项目(见表1)。
下面以“交通灯的PLC控制”项目为例,详细介绍运用项目教学法设计的教学思路。
2.1 确认项目任务
首先确定项目任务,要紧扣实际,面向运用。项目目标设定的不宜过大,否则在较短的时间无法让学生看到实际成效,会打击学生学习热情,影响教学效果。比如交通灯的控制项目,由于交通灯是日常生活中非常常见的,学生对交通灯的控制要求也比较熟悉,因此应用PLC技术实现对交通灯4个方向的控制,能够激发学生的兴趣。
交通灯的PLC控制项目具体的控制要求是:起动后,南北红灯亮并维持25s。在南北红灯亮的同时,东西绿灯也亮。到20s时,东西绿灯闪亮,3s后熄灭,在东西绿灯熄灭后东西黄灯亮。黄灯亮2s后灭东西红灯亮。与此同时,南北红灯灭,南北绿灯亮。1s后,南北车灯即乙亮。南北绿灯亮了25s后闪亮,3s后熄灭,同时乙灭,黄灯亮2s后熄灭,南北红灯亮,东西绿灯亮,循环。要求学生写出 I/O 分配表、I/O 接线图、PLC程序编写,完成操作。
在这一阶段,还要完成学生的分组。针对学生的强弱情况,将基础好、动手能力强的学生和基础相对较弱的学生组合在一起,一般2-3人一组。这样既能保证项目活动的顺利开展,也可以带动基础较差学生的参与,提高其专业知识和能力。
2.2 收集信息,撰写任务书
根据教师对“交通灯的PLC控制”项目设定的任务和要求,进行分工,每个学生针对自己要完成的任务,通过查阅文献、收集信息、进行归纳整理,并可以到马路上进行实地观察交通灯的工作情况,总结任务完成所需要掌握的知识点,再将组员之间的各部分任务有机结合,形成整个项目的任务书。任务书包括项目实施的计划,包括组员之间任务的分配以及各项内容需要的时间。分工要考虑学生的基础薄弱,要让每一个人都能积极参与,自主学习和思考。
2.3 制定项目计划和实施方案
在这一环节中教师需要制定好完善的教学计划,项目的具体开展步骤,各步的具体实施内容,教师都需要预先进行详细的设计。教学过程中可能会出现的情况,以及该如何解决等等,都需要教师做好充分的准备,以便教学过程能够按预期的规划顺利开展。同时学生也需要制定项目计划,确定项目的实施方案。并且教师和学生可以就各自准备的项目计划展开讨论,制定更详细的项目实施方案,同时通过学生发言和讨论,也可以培养学生问题分析能力以及沟通能力。
2.4 项目实施和检验
项目实施是项目教学法中最为核心的一步,通过前面的理论知识的准备,项目实施计划和方案的设计,最后通过项目实施来检验成果。学生通过分工合作,共同努力,完成项目。每组学生需要独立完成输入输出系统的分配和接线,进行程序编写,录入和联机调试等工作。教师可以在教学过程中,引导学生观察交通灯的工作情况,充分调动学生的积极性。或者出现问题时,教师能够引导学生独立思考,解决问题,而不是直接告诉解决方法。学生在项目的执行过程中,既巩固了理论知识,同时也培养了解决问题的能力和实践能力。也能体会到独立完成项目所带来的成就感和满足感,从而大大提高了学生积极性。
2.5 评估与总结
最后对学生完成的项目进行检查,总结项目实施过程中出现的问题,以及哪些方面还可以继续完善,也可以各组之间相互评价,吸取其他同学的经验教训。
3 总结
《电气控制与 PLC技术》是一门实践性非常强的课程,本文介绍了项目教学法在课程教学中的应用。项目教学法以工程项目为教学主线,通过设计不同的工程项目,巧妙地将知识点和技能训练融合在一起。教师布置项目任务后,通过学生自己查资料、定计划、分工合作完成,最后项目实施,充分体现了以教师为主导,以学生为主体的教学理念,大大提高了学生的学习积极性、主动性,教学效果明显。
【参考文献】
[1]胡汉文,丁如春.电气控制与PLC应用[M].人民邮电出版社,2013.
[2]刘小明.项目教学法在《PLC应用技术》课程教学中的应用[J].广西轻工业,2009,12:147-148.
摘要:针对当前高职院校“机床电气控制与PLC技术”课程的现状,提出了以工作任务为导向的课程项目化教学改革的具体思路。从整合课程教学内容、确定可行工作任务及建立科学评价体系三个方面进行了阐述,从而为高职院校“机床电气控制与PLC技术”课程项目化教学改革提供了参考依据。
关键词 :高职;机床电气控制与PLC技术;课程改革;项目化教学
作者简介:刘志刚,男,南通科技职业学院机电工程系副教授,工学硕士,主要研究方向为机械设计、PLC技术教学。
中图分类号:G712文献标识码:A文章编号:1674-7747(2015)12-0023-02
“机床电气控制与PLC技术”是高职机电类专业一门综合性较强的应用型课程,该课程涉及的知识面宽,所授技术进步快、与生产实际结合紧密。在采用传统教学模式过程中,由于高职学生文化基础较差,而实际动手能力较强,因此,对于这种重理论轻实践的教学,学生学习兴趣普遍不高。笔者通过走访南通地区一些企业后也发现,传统的课程模式所培养出的学生很难满足企业的要求,而学生也觉得在学校学习的理论知识偏多,实际操作偏少,导致所学知识毕业后基本用不到。因此,在强化学生动手能力、实践能力和可持续发展能力的今天,传统的教学模式已不能满足高职教育教学的要求,亟需进行改革。
国务院关于加快发展现代职业教育的决定(国发[2014]19号)提出,要推行项目教学等教学模式。项目课程是将职业岗位中的一些工作任务,按照一定的规律,分解成不同的项目所组成的课程。[1]项目教学模式以实践为导向,将教学内容确定为可行动的、学生易于且乐于接受的方案。高职“机床电气控制与PLC技术”课程采用项目教学模式,可形成以培养学生职业技能为主线,促进学生理论学习和能力培养于一体的教学目标。笔者结合课程教学实际,提出以下项目化教学改革的具体思路。
一、整合课程项目内容
笔者对南通地区多家企业调研后发现,机电安装、调试和设计已成为企业许多岗位的核心技能,因此,在当前教学中理论课时减少而实际操作增加的情况下,整合课程项目教学内容显得尤为重要。为确保项目化教学的有效性,应充分重视教学项目的遴选与设计。[2]通过企业调研与毕业生跟踪调查,本着“以就业为导向、工学结合、项目引导、任务驱动、在教中学,在学中做”的原则,可将电机拖动、普通机床电气控制、PLC硬件装置、编程软件、指令及应用等进行有机结合,按照高职学生职业成长规律,设计为“电动机点动控制”、“电动机连续控制”、“电动机正反转控制”、“电动机Y-Δ起动控制”、“C650车床控制系统的改造”及“典型工业控制系统控制”等6个项目。将电机拖动、普通机床电气控制、PLC硬件装置、编程软件、指令知识安排在一系列的任务中,通过系列的任务来完成一个具体的项目。这样,学生除掌握了传统继电器接触器电路外,还能用PLC进行常见控制系统的设计、改造与安装,增强了其解决实际问题的能力,使其毕业后能胜任南通地区中小企业生产设备电气控制系统安装、设计、改造和维保等岗位。
二、确定可行工作任务
项目教学通常是借助于工作任务来实现的,教师应注重引导学生主动学习。工作任务的确定要在学生实践中循序渐进,通过采用低起点的方法来调动学生的积极性,以保证项目的任务安排符合学生的实际需求。以项目1“电动机点动控制”为例,本项目的目标要求为:掌握电动机点动控制线路、掌握电动机点动控制线路的接线与调试、掌握S7-200PLC LD、LDN、=基本指令、掌握I/O分配、掌握PLC硬件接线及程序的运行。因此,针对项目目标要求,可以设计为6个工作任务,即:(1)三相异步电动机点动控制线路分析;(2)三相异步电动机控制线路的接线;(3)I/O分配;(4)PLC硬件接线;(5)编写程序;(6)运行与调试程序。
在开始任务时,可以带领学生到实训中心参观点动控制的实际运用,让学生充满学习兴趣及求知的热情,而后,开始分析三相异步电动机点动控制线路,说明该线路主要涉及按钮、交流接触器、熔断器、低压断路器、电动机等元器件。由于学生已经具备一定的电工基础,所以,在进行任务1时,以实物重点与学生探讨按钮、接触器、熔断器、低压断路器等低压电器的工作原理及图文符号,而任务1只涉及到4个低压电器,因此,学生分析控制线路也非常轻松。在进行任务2时,让学生到电工实训室进行实物接线,通过实际接线,培养其实际操作能力,同时,使其进一步理解控制线路原理图。在进行任务3、4时,简单介绍S7-200,让学生对PLC有个基本的认识和了解,并增强学习兴趣;通过软件,使学生掌握LD、LDN、=基本指令;通过I/O分配及PLC硬件接线,使学生熟悉STEP7-Micro/WIN编程软件的使用方法及CPU模块。在进行任务5、6时,通过编写程序及运行与调试,可以让学生对用PLC控制点动控制有一个全新的认识。由于项目1是学生遇到的第一个项目,所以,教师在对项目1中6个任务引导时,一定要兼顾到所有学生,务必让学生全部掌握,这样有利于以后的5个项目的实施。而项目1起点较低,学生易学易操作,也容易产生成就感。学生在项目1中积累了一定的实际操作经验,形成了互帮互学的学习氛围,对于接下来进行的其它5个项目就会轻松完成,从而取得事半功倍的效果。
三、建立科学评价体系
采用项目教学必须要建立科学的评价体系,项目是以生产实践中典型的工作任务为构架的,所以,针对项目中任务完成情况,应当着重对学生进行过程考核。[3]
以项目1为例,过程考核以项目中所涉及的点动控制线路分析、线路的接线、I/O分配、PLC硬件接线、编写程序及运行与调试程序6个工作任务为主,其评分比例分别占15%、20%、20%、15%、10%和20%。这6个任务涉及电机拖动与PLC基础知识、实物接线、PLC编程及程序运行与调试,在考核方法上可以采用笔试、口试、实际操作、分析、编写程序、程序调试等多种形式,以增强考核的实用性与灵活性,突出对学生职业能力的考核。此外,对于实际操作能力强和学有余力的学生,可以鼓励他们积极参加各类技能比赛,或为企业解决一些实际问题,或参加一些发明制作等。只要学生不违反校纪校规,根据学生所取得的成绩情况,可以将课程考核等级直接定为良好甚至优秀,从而充分突显职业教育能力培养的特殊性。
综上所述,高职“机床电气控制与PLC技术”课程项目化教学改革,适应了我国技术和经济发展以及高等职业教育发展的趋势,可以在较短时间内,培养学生的专业技术应用能力,符合高职学生的学习特点和认知规律,做到了“教学做”的紧密结合,为培养高素质技术技能型人才创造了良好基础。
参考文献:
[1]傅建钢.以职业活动为导向的模具专业课程项目化教学设计与实施[J].职教通讯,2014(30):9-12.
[2]毛曙宇,朱晓军.工作过程导向的“机械零部件识读与绘制”课程项目化教学研究[J].职教通讯,2014(30):6-8.
关键词:CDIO;三级项目;实践
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)28-0030-02
基于CDIO教育理念的项目教学是围绕多个完整的真实项目而开展的教学活动,综合了当前传统探究教学、任务驱动教学和案例教学的特点,将学生探索兴趣、解决问题毅力和合作竞争精神的培养,融入CDIO项目过程中,让学生以实践为导向,积极地学习、自主地进行知识的建构。具体来说,就是所有需要学习和掌握的专业知识都围绕项目这个核心展开,并与这个核心融合在一起,形成一个有机整体。因此,在编制专业培养计划时,依据项目所涉及的专业知识范围以及项目本身的规模,为学生设置了一级、二级、三级项目。按照专业特色,建立完整的项目体系,贯穿整个大学专业培养教学过程,重点构建专业核心课程模块项目体系,每门专业课程根据课程特点设计三级项目,每个三级项目随核心课程模块中相关课程进行实施和完成。若干个三级研究项目按照专业核心课程模块(一般为2~3门课程),构思一系列基于团队的二级研究项目(专业课程设计项目)。这样二级项目最终以毕业设计或者小型综合项目形成一级项目。
一、总体思想
电气控制及PLC技术在生产过程、科研及其他各领域的应用十分广泛。本课程是电类专业应用性较强的专业技术基础课程。将课程教学内容与项目式教学相结合,通过对原有课程教学内容进一步改进,在三级项目中增加实践环节,提高学生的学习兴趣和动手能力,增强学生对专业知识的理解程度。主要改革内容如下:(1)修订教学大纲及教学计划。以实践为导向,增加实践环节学时。(2)改革教学方法。以学生为导向,加强师生教学互动交流,给学生留有思考余地,让学生在“思考中学,学中思考”;课程教学中以项目教学为导向,面向实际对象,增加实例,使学生更加直观。(3)改革课程设计内容。多模块设计,融合专业知识,面向各种实际对象,增强实践能力。(4)在综合实训中进一步增加PLC实际项目内容。(5)改革考核方式。课程考核包括6个部分,分别为出勤、作业、讨论课、项目、实验和结课考试,以增强教学效果。
二、三级项目实践教学环节内容
本课程设有一个三级项目,该项目将与课程设计相结合,最终构成二级项目。三级项目将从以下3个实际对象方面进行选题,也可由学生根据兴趣自行选题。以市场占有率较高的三菱FX2N系列、西门子S7-200系列、西门子S7-300系列PLC为基础进行编程控制,模拟仿真完成以下对象内容的设计。(1)小车自动控制的设计;(2)工业洗衣机自动控制的设计;(3)液体混合装置自动控制的设计。学生分组根据任务要求完成以下内容:(1)给出I/O分配表;(2)编制状态转移图;(3)编制梯形图程序;(4)仿真调试;(5)项目报告及答辩。
三、项目实施方案
1.总体实施步骤。第一阶段:修订教学大纲及教学计划。梳理课程体系,制定总体教学改革方案。第二阶段:课堂教学改革方案实施。结合总体方案,进行课堂教学方法改革及实施。第三阶段:实验环节改革。增加实验学时,增加设计性实验。第四阶段:课程设计环节改革实施。结合多模块对象,面向实际。第五阶段:依据全程监控的理念进行考核。第六阶段:总结经验,撰写报告。
2.三级项目的实施。三级项目采用分组的方式进行。培养学生既竞争又合作的精神。4名同学组成1组,每组设组长1人,每组1题。每个题目由3组学生分别以企业中使用较多的三菱FX2N系列、西门子S7-200系列、西门子S7-300系列PLC为基础进行编程控制,这样3个题目共9组。同一对象内容项目各组之间竞争比较。各组的三级项目题目将在课程开始时下发。由组长负责组织本组同学依据三级项目题目及同学的实际情况进行工作分配。学生应根据项目题目及课程的进度,按时完成资料的查阅及方案的设计。项目的课内学时要求学生必须集中进行项目的研究讨论工作。三级项目将以答辩的形式进行验收。答辩结束后,学生需及时上交项目研究报告。
3.三级项目的进程安排。项目题目下发后,各小组应积极开展资料搜集、查阅、整理等前期工作,完成小车自动控制的设计等项目,项目学时安排如下表1。
4.三级项目的要求和成绩评定。考核体现出合作和竞争精神。项目执行期间,严格考勤。学生必须按时参加项目研究,不准无故缺席、早退。在项目研究中表现突出的学生将给予奖励,并记入考核成绩。每位同学的三级项目成绩由小组成绩和组内成绩两部分构成。小组得分为组内所有同学的平均分,每位同学的得分依据其在组内的贡献,在小组平均分的基础上浮动。组内得分定由各小组成员自行讨论确定,签字后由小组组长上报。教师仅考核小组整体成绩。
5.三级项目研究报告要求。项目报告要求总字数在3000字以上,字迹工整,公式、图表规范。各组的研究报告应独立完成,若严重雷同,将会严重影响成绩。项目报告中应明确说明每个人负责的内容,在总体工作中的贡献和工作比例等。研究内容的多少会影响到每组的最终成绩,鼓励学生自己选取感兴趣的研究内容进行创新设计和深入研究。严禁剽窃抄袭行为,发现有剽窃抄袭行为的,研究项目成绩以零分计。剽窃抄袭行为主要指:从参考资料中引用有关思想或结果,但没有在报告中指明该思想或结果的出处并且没有与你的思想或研究结果进行清晰的区分;直接拷贝别人的研究结果当作自己的研究结果。项目报告主要包括以下主要内容:(1)封面 封面设计应美观大方,且至少包含以下内容:项目名称、姓名、指导教师、日期。(2)摘要 摘要应简明、确切地记述报告的重要内容,150字左右,摘要后应注明3~5个关键词。(3)前言 前言简要说明项目研究报告的目的和范围,介绍相关领域所做的工作和研究的概况,研究报告的意图、预期的结果及项目组分工。(4)研究报告正文 包括介绍相关项目开展的研究内容的基本原理、所采用的研究方法及相关工具;详细说明项目的方案设计;给出研究结果并讨论等。主要提纲如下:(a)根据设计要求,建立系统总图;(b)输入输出I/0表;(c)流程图或状态转移图;(d)仿真调试结果。(5)结论 简要总结项目的主要工作、主要结果、心得感受主要发现以及下一步应当开展的主要工作等。(6)主要参考文献 参考文献的书写要符合规范。
三级项目需要顶层设计,贯穿整个专业教学过程,整合各个专业课程,以项目带动教与学,以典型的工作任务来组织理论和实践教学内容,克服理论教学和实践相脱节的问题,增强教与学的互动性,使教学从原理性向应用性、综合性转变,有利于培养学生的创造力和动手能力。项目教学为学生营造了多元智能发展的良好环境,在项目教学过程中,教师以项目为主线,引导学生把分散于各个专业课程中的知识点联系起来,学生通过项目任务学习各个知识点并融会贯通,综合运用,树立系统化、工程化的理念,将知识从感性认识升华到理性认识,提高了学习的兴趣,增强学习的积极性、主动性,使学生由被动学习变为主动学习。
参考文献:
[1]王刚.CDIO工程教育模式的解读与思考[J].中国高教研究,2009,(5).
[2]顾佩华,陆小华,沈民奋.CDIO大纲与标准[M].汕头大学出版社,2008.
关键词: PLC多元化 自主学习 案例教学法 项目教学法
随着工业自动化的发展,一种工业控制专用计算机技术――PLC控制技术,逐渐成为高职院校的一门重要的专业基础课。该课程是机电一体化技术必修的一门课程,在实际生产中应用广泛。
一、PLC教学现状
1.理论与实践脱离。
传统教学过程过于“理论化”,表现在很多PLC初学者经常花费大量精力研究梯形图、顺序功能图或者各种应用指令,而忽视了PLC程序是怎样融入到整个PLC控制系统中去的。设计一个高效可靠的PLC控制系统,程序设计只是一个方面,而且不是孤立存在的。单纯注重PLC程序设计会使得学习者在PLC的工程实际应用上存在片面的理解,易造成理论与实践脱节。
在PLC教学过程中并不缺少实践环节,但关键是理论和实践到底能够结合到什么程度。在高职院校中,一般理论与实践各自独立,这样理论与实习老师之间缺乏沟通,又或者教学方法各异,进度不一,会给学生学习造成很大困难。
2.教材内容、教学设备和企业脱节。
PLC的产品种类较多,发展较快,但没有一本完全相对应的教材,为此教师要深入企业,了解企业PLC发展、设备和使用动态,了解企业对PLC技术人才的要求。根据企业情况,编写讲义,以实现教材与讲义结合,理论与实践结合。
PLC教学设备根据学生程度不同,以及学习深入程度不同,可以做出不同的选择,如PLC实验台模拟设备、PLC软件仿真设备、PLC控制系统实体模型。PLC仿真试验台多以不同功能的模块组合,虽然能够让初学者容易掌握,但缺点也很明显:①功能局限性大。一个试验台只能进行若干项目的仿真模拟,学生只能对已经固定的PLC控制系统进行程序设计。②与实际生产应用脱轨。目前PLC已淘汰采用手持编程器的输入方法,而很多实验设备还是让学生手动输入。
二、用多元教学方法进行教学改革
1.加强理论教学改革。
PLC教学中试采用课题式单元教学,重新自编教学内容。以应用实例为主要教学方式,并整合程若干课题。每个课题以一个应用实例为主题,其内容包括:应用实例的生产目的、生产条件和生产环境的介绍,用PLC实现控制的线路,所用的基本指令,编程方法、调试应用。精选设计的每个实例课题有一定的科学性、连贯性,由简到繁、由易到难。单元内的实例都能有效地为该单元核心内容的教学服务。因此,要改革传统教学为课题式单元教,首要任务是合理地设计好每一个实例课题。这些实例课题既能方便学生的学习,又要包含本课程的所有知识点。
2.注重理论实践结合,激发学生兴趣。
实验教学是学生乐于接受的学习方式,满足学生的好奇心,激发学生学习知识的兴趣,让学生在实验中体会到PLC教学内容丰富、应用广泛,体会到PLC是能解决实际问题的实用学科,而不是枯燥无味的说教。实验主要要求学生通过动手、观察、直观感受,掌握现象和结论,进一步加深理解所学理论知识,同时通过PLC实验,可以调试自己编制的程序,进行模拟实验。在培养学生动手能力的同时,培养学生应用理论知识的能力及处理和解决问题的能力。在实施PLC教学时以一体化的模式进行,即讲一点练一点。在时间上保证每个课题都能做到教师的理论指导与学生的实践保持连贯性。在教学中在介绍了课程实例的应用环境,注意事项、讲解了预备知识后,给出了解决该实例的编程思路,再由学生根据教师的提示进行编程、上机调试,最后教师才给出能成功实现该实例功能的参考答案供学生参考,让学生自己进行对比、归纳、总结,得出结论。这样,学生每听老师介绍完一个实例,在教师指导下编写出程序,并立即上机试验,校验自己编写出的程序是否正确。他们的学习热情就能被充分地调动起来。通过这样的一体化教学,能充分发挥学生学习的主动性和积极性,为课题式教学的成功提供有力的保证。
3.运用案例教学法。
根据PLC(典型性)特点,在教学中,要大量利用和挖掘课程中典型实例,通过典型实例作为教学案例,提高学生运用基本知识的能力。分类一下课程中的案例,有单元案例和综合案例两部分。单元案例即运用单元或部分指令解决的某些实例,如交通信号灯控制实验、自动送料装车系统实验、水塔水位自动控制实验、注塑机等;综合案例即运用综合指令解决的某些实例,如机械手、柔性制造系统、产品自动分拣线、多种液体自动混合实验、电梯控制实验等。案例教学要注意教学安排,单元案例安排在学生掌握基础原理和基本指令后,综合案例安排在单元案例之后。同时,在案例教学中要注意两点:一是组织学生讨论。二是引导和指导,要注重引导学生对案例进行分析推导,指导学生运用概念较好地解决实际问题。
4.引入项目教学。
项目教学法是通过实施一个完整的项目而进行的教学活动,其目的是在课堂教学中把理论教学与实践教学有机地结合起来,充分发掘学生的创造潜能,提高学生解决实际问题的综合能力。项目教学主要由内容、活动、情境和结果四大要素构成。项目教学与传统教学相比较有自己的显著特征,具体表现为:①教学内容以工作任务为依托;②教学活动以学生为主体;③学习成果以多样化为特征。在项目教学中,每个学生会给出不同的解决任务的方案与策略。因此,学习成果不是唯一的,而是多样化的。项目教学法具有实践性、明确性、自主性、发展性、综合性、开放性等特点。
以上方法在PLC学习中应当按照不同学习阶段穿插配合使用。理论教学在初始阶段作为主要内容,对于不易理解或者比较抽象的问题配合实践内容。待学生对于编程知识熟练掌握,便要将重点放在PLC控制系统设计上。设计比较简单的控制系统,可采用案例教学法,每个案例使用几个课时便可以解决。最后阶段采用项目教学,此时便应当紧密结合企业生产。
三、结语
我们应充分运用现代网路资源,切实掌握有效的实践学习法,理解不同型号PLC的共性与差异,注重理论和实践相结合,拓展新的教学模式,密切联系企业生产,跟上时代,使用多种教学资源,全方位、多元化地开展PLC教学。
参考文献:
[1]闫丽华.PLC教学存在的问题和解决对策[J].职教论坛,2004.
[2]朱胜昔.项目教学法在PLC教学中的应用[J].职业教育研究,2008.6.