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PLC程序课题选择、设计与学生学习兴趣培养探析

范文

毛广建丁恺

关键词：PLC ?兴趣 ?课题选择 ?程序设计

作为新型工业不可或缺的技术， PLC的应用越来越广泛，功能越来越强大，在现代工业中的地位可谓举足轻重。怎样使学生愿意学，学好并用好它，是每个从事PLC教学的教育工作者都应该思考的问题。一个好的、恰当的设计课题能让学生乐于学、愿意学，满足其探知欲，并在学习的同时不断提高自身程序设计能力，还有助于提升学生的自信心，使其不断探索下去。一、选择恰当设计课题，培养PLC学习兴趣

1.以生活实例切入，在思考中引入课程

PLC课程对学生的要求比较高，要求有一定的计算机基础，且课程本身的专业性、理论性、技术性也较强，所以学生要学好并非易事。万事开头难，要将学生引入新的知识领域，入门便显得尤为重要。

入门时，应从学生身边生活中最为常见的又普遍感兴趣的应用实例讲起，比如大街小巷的霓虹灯，广场小区的喷泉，十字路口的红绿灯，商场楼宇的电梯等，这些PLC应用的例子与我们的生活息息相关，学生能看得见，感受得到，易于接受。讲解时可以采用创设情境的教学方法，为引起学生注意，对其巧设疑问：红绿灯控制交通是怎么做到的？电梯为什么能够听指挥上下？人工喷泉喷出的花样是谁的功劳？机器人工作是什么给它下的命令？诸如此类，而后告诉学生这些PLC都可以做到，让学生在思考过程中自然地进入PLC课程的学习。

2.研究学生特点，培养学习兴趣

兴趣是最好的教师，有了兴趣学生就会主动地探索和学习。作为教师不但要备好课，掌握好教材，更要研究学生的身心特点，了解他们对什么感兴趣。用兴趣巧妙引入，激发学生的学习热情。在教学过程中，教师要利用好教材而又不拘泥于教材，结合学生特点，灵活运用其教学优势，将接近学生日常生活又感兴趣的东西或话题引入课堂，学生就会带着兴趣去学，对所学知识也更容易理解，自信心就会提高，从而学习的自觉性和主动性也会提高。在此过程中既培养了学生学习PLC课程的兴趣，又锻炼了他们动手动脑的能力，还提高了其分析问题和解决问题的能力。

要抓住学生的兴趣所在，不要因为教师空洞死板的说教造成学生失去学习热情，所以教师应在教学中采取学生乐于接受的教学方式，比如幽默风趣、贴近学生的语言，自制趣味的教具，轻松活跃的课堂，以及由易到难、由简到繁、循序渐进的教学模式，将静态的、呆板乏味的教材内容变成动态的、活灵活现的教学信息，让学生做到学中有乐，乐中有学，使其在不知不觉中记住课堂内容，掌握专业技能。

3. 选择适当课题，提升教学效果

PLC教学过程中恰当的程序课题设计，能够抓住学生的兴趣所在，吸引其注意力，并很轻松地将其引领到新知识的学习中。一个好的教授课题既能吸引学生又包含需要掌握的所有知识点以方便学生的学习，达到既动手又动脑的目的。这样的课题需要教师根据教学经验和学生特点花心思去构思和设计的。课题难度程度要考虑学生的实际情况，如果课题设计较容易，所编程序过于简单，学生几乎不用动脑就能完成，就会落入“简单验证式”或“机械重复式”的窠臼，学生没有成就感，久而久之就会失去学习的积极性;如果课题难度较大，大部分学生不能在教师的启发下完成题目，学生会觉得即使经过努力也不会有所收获，其自信心势必受挫，就会产生不愿再学的情绪，从而影响教学效果。

在课题实施过程中，大胆引入行为引导学和任务驱动法等教学方法，发挥学生的主观能动性。对于小的课题，可以以个人或小组为单位，通过竞赛完成。必要时可以适当地启发和引导，切不可和盘托出。对于复杂的课题，要从简单开始，由易到难，由简到繁，循序渐进地加大难度，等到学生一步步完成后，再逐步逐项地提升控制要求，直至达到所有课题要求并最终完成设计任务。对于大的项目，如电梯、红绿灯、机械手，可以采取分工合作的教学形式，将全班分成若干组，对各组分配任务和设定目标，然后对程序进行分层分段设计，再进行汇总以完成项目或课题。学生在练习课题掌握所学知识的同时也提升了自身的专业水平和职业素养，有利于培养学生的团队合作精神和与他人沟通协作的能力。二、PLC程序课题设计应用实例

交通灯控制是所有PLC课程都会涉及的课题，也是PLC应用的典型案例。在引入课题时，可以用一段因红绿灯出现故障导致行人闯红灯并造成事故的网络视频作为开始，以吸引学生的注意力。利用其好奇心让学生认识到红绿灯的重要性，然后启发学生是否可用PLC编程使交通信号灯控制系统实现红、绿、黄3种颜色有条不紊地工作，进而引导学生如何利用已掌握知识设计程序实现控制功能，完成课题。

具体控制要求如下表所示。

此课题是各种基本指令、定时器和计数器的综合运用，是对学生联系生活解决实际问题的考查和检验。对于刚刚接触PLC课程不久的学生来讲，这个课题的确有不小的难度，但也不是不能完成，需要对题目进行拆分和化简，即从简单程序开始，逐步增加难度，分层分段的完成。这样可以最大限度地调动学生的积极性，有利于保持其学习热情。教师应把重点放在程序设计和编写上，引领学生自主完成。

（1）首先设计一个简单程序（程序1）来实现：第一，按下启动按钮，东西绿灯先亮10秒，东西黄灯再亮4秒，然后东西红灯亮20秒，之后停止，每次只亮一个灯;第二，按下停止按钮，三个灯全灭。此程序较为简单，学生经过思考很容易设计出正确的程序。

（2）在上一程序的基礎上稍微增加难度，设计程序2，要求能够实现三个灯循环点亮。分析此要求，要想实现循环，也就意味着东西绿灯亮除了由启动按钮启动外，还受东西红灯停的信号驱动。因此只需在与触发信号并联循环触发信号——定时器即可。

（3）程序2和程序1本质上没有什么区别，在指令应用和设计思路上基本相同，难度上没有太大延伸。为此在程序2的基础上增加计数器的应用，即程序3，要求绿灯亮完10秒后再闪烁6秒，其余跟程序2要求一样。

绿灯闪烁可以用亮0.5秒灭0.5秒来实现，6秒时间可以用计数器记6次实现。虽然只增加一个闪烁功能，但设计难度大大提高，教师应做必要的提示和引导，帮助学生完成设计要求。

（4）继续在程序3的基础上增加南北方向灯的循环，形成程序4，既在东西方向绿、黄、红三个灯循环点亮的同时，南北方向红、绿、黄也循环点亮，具体要求如下。

第一，按下启动，南北红灯先亮20秒，南北绿灯再亮10秒，然后闪亮6秒，之后黄灯亮4秒，红灯再亮，并循环下去。

第二，按下停止，南北三个灯全部熄灭。

题目要求的内容到此全部完毕。要设计完成完整的程序，依据时序图学生比较容易接受，根据程序要求画出时序图，如下图所示。

在前三个程序的基础上，根据上面的时序图，再加以引导和提示，学生可以完成程序4的编写。由于指令运用、编写步骤和操作元件的不同而造成学生所编程序的不同，要将程序进行比较，找出各自优点和不足，对程序进行优化，最后得出较合理的程序。

以上四个程序由易到难，由浅入深，符合学生的认知规律，其应用到的常用基本指令比较全面，具有针对性和启发性。由于难度逐步加大，既能激发学生学习探索的兴趣，调动学生思考钻研的积极性和主动性，在解决层层递进的问题过程中又增强了其自信心，使得学生更喜欢学，更愿意学，形成良性循环，大大提高了教学效果。三、小结

综上所述，在选择和设计PLC课题时，要以学生的兴趣作为出发点，结合学生的认知特点，引导学生自主思考和解决问题，注重学生学习兴趣和能力的培养，始终让学生在兴趣中学，在学中培养学习的兴趣。通过课题巧妙的设计，联系实践，解决实际问题，不是接受死板的教条，学生才乐于学，在学习中解决实际问题的能力得到了不断培养和提高，这门课的开设才能称得上成功。

参考文献：

[1]常斗南.可编程序控制器原理、应用、实验[M].北京：北京机械工业出版社，1998.

[2]项万明.浅谈如何培养学生学习PLC的兴趣[J].黑龙江科技信息，2011（2）.

[3]邓朝阳.互动式教学在可编程控制器教学中的应用[J].职业教育研究，2006（1）.

[4]闫丽华.《PLC》教學存在的问题和解决对策[J].职教论坛，2004（17）.

（作者单位：济宁市工业技师学院）

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