教育和研究：用于教学 PLC 编程和自动化概念(教育和研究的关系)

引言

工业自动化在现代制造业中至关重要，需要合格的专业人员来设计、实施和维护自动化系统。PLC 编程和自动化概念是这些专业人员必备的基本技能。教育和研究在培养下一代自动化专家方面发挥着至关重要的作用。

教育中的 PLC 编程和自动化概念

教育机构在 PLC 编程和自动化概念教学中扮演着关键角色。这些概念通常通过以下方式教授：

• 理论课程：这些课程教授 PLC 的基础、编程语言和自动化原理。
• 实验室实践：学生运用实际 PLC 设备和模拟软件进行实践，将理论知识转化为实用技能。
• 项目工作：学生参与真实世界的自动化项目，应用所学概念解决实际问题。

研究在 PLC 编程和自动化教学中的作用

研究在支持 PLC 编程和自动化教学方面发挥着重要的作用。研究领域的成果有助于：

• 开发新的教学方法：研究人员探索创新的方法来教授复杂的概念，例如使用虚拟现实或基于游戏的学习。
• 改善课程内容：研究结果告知课程设计，确保它与行业需求和技术进步保持一致。
• 评估学习成效：研究有助于开发评估工具，以衡量学生对所学材料的理解程度。

教育和研究之间的协同作用

教育和研究之间存在着密切的协同作用，可以促进 PLC 编程和自动化教学的进步。这种协同作用包括：

• 教师的专业发展：研究为教师提供最新的知识和

纵观各级机电一体化、电气安装与维修的技能比赛题目，都是模拟企业中自动化控制要求较高的流水线生产设备进行设定的，主要考查学生利用PLC解决实际问题的能力。 这些题目在平日教学中很少遇到，但对于这样的任务要求，我们可以对其抽象、加工、概括，分解成几个子项目进行解决。 在新形势下，针对高技能型人才的需求，我们的教学应如何更好地提高课堂教学效率，突出技能训练，增强学生解决实际问题的能力呢？笔者从分析当前PLC的教学现状入手进行分析和总结。 一、PLC教学在部分学校中存在的问题1.突出理论教学，淡化实验实训PLC的教学包括理论教学和实验实训，部分学校将理论课程和实验实训分开讲授。 在讲授理论课程的过程中，有些概念抽象、复杂、难懂，如果只用PLC模型展示或多媒体课件展示，学生难以消化理解，日常教学中我们又很难让每位学生直接参与PLC的操作，这样既不利于激发学生的学习兴趣，也不利于提高学生的动手能力，往往出现讲者津津、听者昏昏的局面，从而制约了PLC的授课效果。 2.缺乏技能考核，使实验实训流于形式由于部分学校对实验实训的意义认识不到位，重视不够，缺乏技能考核，致使教师只做传统的实训项目，导致验证型实验多，综合性、启发性实验少。 通常是由教师设计好实验项目，让学生照猫画虎地完成实验，出现了有的学生实验前不预习，实验中不知如何操作只好抄袭他人实验报告的不良现象。 以上两种情况都不利于激发学生的学习兴趣，也不利于培养学生的动手能力、创新能力、综合运用知识能力，更不能深入地理解和掌握PLC的工作原理和编程技巧。 从而出现了在做PLC综合应用设计时，很多学生拿到课题后不知所措，既不能设计出完成任务的方案，也不能完整地写出I/O地址分配，更谈不上对程序的设计与调试了。 针对以上情况，笔者在教学中重点做了以下尝试。 二、教法的改进1.激发学生的学习兴趣兴趣是最好的教师。 如何提高学生对PLC课程的学习兴趣，是提高教学质量的关键。 因此，在教学中，笔者始终突出了教学内容的应用性。 如开学之初，给学生播放PLC在工业、农业、交通运输业及日常生活中广泛应用的视频，使他们体会到PLC的实用性。 这些内容包括工厂的生产流水线，家用全自动洗衣机，实训车间的数控机床，城市里的电梯、交通灯、自动门等。 通过这些与大家日常生活息息相关的例子，让学生初步了解了这门课程，体会到PLC应用的广泛性和重要性，大大激发了学生学习的兴趣和求知欲。 2.采用理论实践一体化教学法所谓理论实践一体化教学法，就是坚持实用为主、够用为度的原则，以职业技能训练为核心，将其归纳为若干教学模块，实行理论教学和技能训练有机结合的教学模式。 传统的教学模式往往把理论和实践分开教学，常常使大部分学生只掌握了基本指令的用法，而不能灵活运用这些指令语句编写程序，解决实际问题。 为此，从2006年开始，笔者将课堂搬进PLC实验室，采用理论实践一体化教学法。 为突出职业技能训练的主导地位，使理论教学和实践教学紧密结合起来，在讲完LD(即取)和OR(即或)指令功能和用法后，笔者让学生完成如下两个题目：①如果按下启动按钮SB1指示灯点亮，用PLC如何实现？②如果按下任一启动按钮SB2或SB3，指示灯都亮，用PLC又如何完成？学生带着这两个问题进行思考，在教师的启发引导下，让学生先写I/O(输入/输出)地址分配，画I/O接线图和梯形图，再进行外部接线，向PLC输入程序并调试。 学生通过做这两个题目，能加深对LD和OR两指令应用的理解，丰富PLC的工作原理和外部接线方法的认识，培养解决实际问题的能力，为后面项目教学法的完成奠定基础。 这种理论实践一体化教学法在近几年的教学中经过不断探索、提高，逐步走向完善。 3.实施项目教学开好选修课为了培养学生的特长，我校做到因材施教，每天利用下午第三、第四节的时间，坚持开放实验室，开设选修课。 由于选修课是根据学生的爱好和特长，依据自愿报名的原则组建班级，使学生学习目的明确，学习热情高涨。 选修课是第一课堂的补充和提高。 在教学过程中，笔者模拟工业生产自动控制中的工程项目，实施项目教学法。 所谓项目教学法就是让学生在教师指导下通过完成一个完整的“工作项目”而进行学习的教学方法，它将传统的学科体系中的知识内容转化为若干个“教学项目”，围绕着各个子项目开展教学。 在实施过程中，依据学生的选修课基础，笔者略讲基本指令的格式、功能和用法，重在通过项目教学，让学生明确各指令的具体应用。 为此，笔者采用“五步项目教学法”：①课堂上由师生共同提出项目要求；②让学生制定项目 工作计划 ，确定工作步骤和程序，明确各自在小组中的分工以及合作的形式；③实施计划；④学生进行自我评估，教师对项目工作成绩进行检查评估；⑤师生共同讨论、评判在项目工作中出现的问题，找出造成师生评价结果差异的原因。 当学生自己编写的程序经过调试，成功地解决了现实生活中的一个个难题时，学生的学习热情自然高涨，从而极大提高了学生学习的自觉性和主动性，实现了以学习课程为中心转变为以学会技术、完成任务为中心，以项目形式体现教学内容的目标。 4.发挥学生的主观能动性在理论讲授和实验实训过程中，要始终以学生为主体。 这要求教师在组织管理上唱“主角”，而在项目的完成中唱“配角”，做好组织工作，力求最大限度地调动和发挥学生的主观能动性，从而培养学生分析和解决实际问题的能力，避免了学生走弯路。 例如：在用PLC编写程序完成某一任务时，先让学生理解任务，再让其独立编写。 但是由于理解能力与基础知识的差异，学生编写的程序方案通常多种多样。 为此，笔者首先让学生展示各自的方案，由师生共同分析点评，对学生的创新思想或正确答案进行鼓励与肯定，做到共享，而对需要继续完善的地方提出改进建议，删除不当和多余之处。 这样不仅加深了学生对所学知识的理解，拓宽了学生的思维，激发了学生的求知欲望，还大大增强了学生学习的自信心，提高了学生分析问题、解决问题的能力。 5.重视理论和技能考核考试考核，不仅能让教师掌握学生的学习情况，检查自身的教学效果，便于有效地改进教学，而且能让学生明确学习重点，促使其对所学课程进行系统、综合地复习。 良好的考试考核方法，可以激发学生学习的积极性，培养学生自主学习的能力，改善学生的学习风气，高效地促进教学。 因此，采用什么样的考试方法？如何考核？非常重要。 在日常教学中，笔者始终认为适合于学生水平和课程特点的考核方法就是最好的。 由于PLC课程实践性较强，实践课时占总课时比例较大，从2006年开始，笔者尝试改进期中和期末考试的考核方法。 学生的综合成绩(100%)由平日成绩(30%)、笔试(30%)和技能考试(40%)三部分组成，略微突出了技能考核成绩所占的比例。 其中笔试主要考核学生对本课程基本概念、基本理论知识的掌握情况，技能考试主要考核学生PLC的编程、接线和调试的基本技能。 考试考核方法的改革，体现了重过程也重结果、重理论更重技能的指导思想，使教学目的更加明确。 三、结束语近几年，各级技能大赛为PLC的实验教学指明了方向。 只要我们在日常教学中积极探索，大胆创新，合理安排教学内容，强化理论和技能教学，重视考试考核，充分调动学生学习的主动性，就能培养出更多的具有终身学习能力、创新能力、解决工程实际问题的高技能型人才，推动地方经济发展，造福于社会。 参考文献[1] 彭宇兴,余永辉.电子设计竞赛对单片机实验教学改革与创新启示[J].职业教育研究,2009(3):118-119.