试论典型案例贯穿plc课程的教学设计的论文

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1、试论典型案例贯穿PLC课程的教学设计的论文　摘要：如何在技工学校教好plc这门课程，一直以来都是课程教学改革的关注点。本文以教学实践为依据，提出了以典型案例为主线，贯穿plc课程教学过程的教学设计思路、教学特点以及典型案例设计的教学方法。　　关键词：典型案例；plc课程；教学设计；案例整合　　　　　　plc的应用日益广泛，技工学校电工、机电一体化类专业大多都开设了plc课程。如何在技工学校教好这门课程，一直以来都是课程教学改革的重点问题。　　plc的编程控制指令有三种：基本逻辑控制指令、步进顺序控制指令和功能控制指令。各种指令又属具体的门类。大部分教材在各种类控制

2、指令的应用上选择了各不相同的教学案例，其内容缺乏前后的连贯性，教学效果事倍功半。在教学实践中，笔者发现选择典型案例贯穿plc课程教学，不失为一条事半功倍的教学途径。现以《plc原理与应用》中“交通灯控制课题”为例，对plc课程教学设计加以研究。　　对plc课程的教学设计　　教材在基本控制指令、步进顺序控制指令和功能控制指令三个方面分别阐述了不同的编程思想方法，各种类控制指令是并列关系，而教材在应用案例选择上的“散”，使得教师往往限于对各个案例功能的剖析，弱化了控制指令应用的教学，而学生在对新控制指令一知半解的情况下，却要花大力气弄懂弄通案例本身所要实现的功能，无形

3、中增加了教与学的难度。　　在本课程教学上，笔者设计的以“交通灯控制课题”为主线的案例，贯穿plc的三种控制指令编程教学，让学生通过分别用三种不同的控制指令编程实现其控制功能，达到一题多解的教学效果。.实践证明，此法使得plc课程教学的整体性和系统性大幅提升，教学难度有效降低，趣味性和实用性的增强，也使学生的学习热情得到明显提高。现将具体教学设计及过程简述如下。　　交通灯控制要求:设计交通灯白天与夜间的控制程序（见图1）。　　（一）基本控制指令编程　　1.引导学生将已具备的继电控制知识迁移到梯形图语言，使得学生获取plc基本控制指令知识。　　2.引导学生编程、接线，

4、实现交通灯控制功能（强调交通灯白天和夜间的控制功能的差异性，为后续步进顺序控制指令教学埋下伏笔）。　　3.引导学生反思基本控制指令编程存在的问题：（1）工艺动作表达繁琐；（2）梯形图涉及联锁，关系复杂，处理麻烦；（3）梯形图可读性差，难以看出具体控制工艺过程（见图2）。　　（二）步进顺序控制指令编程　　1.承上启下，指出为解决基本控制指令编程存在的问题，引入更为直观简便的步进顺序控制编程方法，运用程序设计工具——顺序控制状态流程图来实现，其特点是：（1）将复杂的控制任务或工作过程分解成若干个工序；（2）使各工序的任务明确而具体；（3）使各工序间的联系清楚，工序间的

5、转换条件直观。　　2.说明步进顺序控制的种类：有单流程顺序控制和多流程顺序控制。多流程顺序控制常见的有选择性分支与汇合、并行性分支与汇合、选择性分支与并行性分支的组合等。仍以交通灯时序控制为例，进行分析比较，解决如何分别用单流程、选择性分支与汇合、并行性分支与汇合、选择性分支与并行性分支的组合这四种顺序控制方法编程实现其控制要求。　　3.单流程顺序控制编程一体化教学。经过前期对基本控制指令编程的学习，学生已经掌握了交通灯控制功能，无需再对案例本身进行功能解析。此时的教学重点是要教会学生掌握单流程顺序控制状态流程图设计方法，引导学生将交通灯时序控制过程时序分解成若干

6、个工序，明确各工序中哪些灯工作，找出工序间的转换条件。突出顺序控制编程的六个设计步骤：一是i/o分配；二是将整个过程按任务要求分解，其中，每个工序均对应一个状态；三是弄清每个状态的功能、作用；四是找出每个状态的转移条件；五是画出状态流程图（sfc图）；六是对应状态梯形图，列出语句表程序；最后引导学生学习sfc图编程和调试方法，实现交通灯控制功能。　　4.选择性分支与汇合顺序控制编程一体化教学。首先引导学生分析上述单流程控制编程的缺陷。缺陷在于夜间控制的实现必须是在执行白天控制以后，不符合实际控制要求，需要改进，进而引入选择性分支与汇合顺序控制。在选择性分支与汇合顺

7、序控制编程教学中，重点突出如何设计交通灯白天、夜间控制选择分支，其次是选择性分支状态的编程方法：从驱动、转移、汇合三个方面分别阐述。最后引导学生学习sfc图编程和调试方法，实现交通灯控制功能（见图3）。　　5.并行性分支与汇合顺序控制编程一体化教学。首先，从交通灯时序控制角度说明东西向、南北向信号灯是满足交通时序条件要求同时执行的两个并行分支，引导学生比较上述单流程控制、选择性分支与汇合顺序控制编程，会发现将东西向、南北向信号灯设计在一个流程中，容易引起混淆。指出须用一个更为合理的编程方法——并行性分支与汇合顺序控制，从而引入并行性分支与汇合顺序控制编程教学。在并

8、行性分支与