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基于PLC仿真軟件的PLC課程任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的探索
李志林 2014/1/6 14:00:28
摘要：基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式是一種建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)模式。在教學(xué)過(guò)程中，以若干個(gè)具體任務(wù)為中心，通過(guò)完成任務(wù)的過(guò)程，介紹和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)和技能，培養(yǎng)學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的綜合能力。本文主要基于三菱PLC仿真軟件FX—TRN—BEG—CL進(jìn)行PLC課程任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的探索。
關(guān)鍵詞：仿真軟件；PLC；任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法
可編程序控制器(PLC)原理及應(yīng)用是自動(dòng)化專業(yè)的一門實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)課。PLC是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體集成技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種通用工業(yè)自動(dòng)控制裝置，是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的四大支柱之首。本課程的目的是使學(xué)生掌握三菱PLC仿真軟件及其編程技術(shù)，通過(guò)相應(yīng)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目操作，能夠熟練地進(jìn)行系統(tǒng)配置、程序輸入、顯示、修改、測(cè)試、故障診斷和系統(tǒng)調(diào)試。課程對(duì)學(xué)生的專業(yè)理論知識(shí)的提高和實(shí)操能力的培養(yǎng)起著舉足輕重的作用。以下將結(jié)合任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)的特點(diǎn)及其方法，分析PLC課程教學(xué)[1]。
1實(shí)用的PLC仿真軟件——FX—TRN—BEG—CL
FX—TRN—BEG—CL是一款實(shí)用的三菱PLC仿真軟件，仿真軟件可作為PLC學(xué)習(xí)的輔助工具如果手頭沒(méi)有實(shí)際的PLC，但有PLC仿真軟件，則通過(guò)程序仿真，能幫助理解指令。利用三菱PLC仿真軟件學(xué)習(xí)，需注意兩點(diǎn)：1)仿真不能代替實(shí)際調(diào)試。雖然仿真軟件能夠模仿大多數(shù)指令的工作結(jié)果，但受軟件的局限，有的指令不能完全模仿。而且，仿真結(jié)果會(huì)受到軟件版本的影響；比如較早的版本，可能對(duì)有的指令就不能取得與PLC一致的結(jié)果。還有掃描周期的影響，比如GX仿真軟件的掃描周期就固定為100ms，這樣對(duì)于100ms以下的時(shí)鐘計(jì)數(shù)，當(dāng)PLC的掃描周期遠(yuǎn)小于100ms時(shí)，仿真結(jié)果就可能會(huì)與PLC的實(shí)際運(yùn)行結(jié)果不一致。2)仿真軟件僅是學(xué)習(xí)的輔助手段。用仿真軟件學(xué)習(xí)，終究有紙上談兵的感覺(jué)。所以，有機(jī)會(huì)應(yīng)當(dāng)用實(shí)際的PLC學(xué)習(xí)，或編寫實(shí)際的應(yīng)用程序，這樣才能形成良好的思考習(xí)慣，做好實(shí)際應(yīng)用。因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)的情況，與試驗(yàn)的環(huán)境有區(qū)別，甚至有很大的區(qū)別。所以前面提到，仿真的“使用效果與實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)很有關(guān)系”。學(xué)習(xí)、試驗(yàn)或工作中，通過(guò)兩者的比對(duì)，總結(jié)出軟件仿真與PLC現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的異同，積累經(jīng)驗(yàn)，則能夠更好地使用仿真功能，減少現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)間。
2任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)的基本過(guò)程和方法
一般說(shuō)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)的實(shí)施過(guò)程可以分四個(gè)過(guò)程或階段，它們是：任務(wù)提出、任務(wù)分析、完成任務(wù)(任務(wù)設(shè)計(jì)與制作)和交流、評(píng)價(jià)與總結(jié)。由于任務(wù)的大小與復(fù)雜程度有很大差異，有的任務(wù)可以在一節(jié)課完成，有的需要一個(gè)階段才能完成，每節(jié)課只能完成其中部分子任務(wù)，因此，這四個(gè)階段在每節(jié)課中所占比例是有很大差異的。
2.1任務(wù)提出
任務(wù)的提出是十分重要的環(huán)節(jié)，主要目的是任務(wù)的呈現(xiàn)和描述，從而引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使其初步了解本節(jié)課或本階段可能掌握的知識(shí)、技能和可以實(shí)現(xiàn)的具體目標(biāo)。任務(wù)的呈現(xiàn)和描述方式往往采取兩種方式：“樣板”方式和文字(語(yǔ)言)描述方式。有時(shí)需要二者結(jié)合進(jìn)行。具體采取哪種方式，要根據(jù)任務(wù)具體內(nèi)容和教學(xué)的需要。
2.2任務(wù)分析
任務(wù)提出后必須進(jìn)行任務(wù)分析，任務(wù)分析的目的和內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：(1)使學(xué)生進(jìn)一步理解任務(wù)的內(nèi)容，討論可能分解出的子任務(wù)，以及任務(wù)和子任務(wù)的關(guān)系，從而研究出任務(wù)設(shè)計(jì)的基本思路。(2)明確本節(jié)課可能完成的子任務(wù)是什么。(3)具體分析子任務(wù)包括哪些內(nèi)容，其中哪些內(nèi)容可以用過(guò)去的知識(shí)技能實(shí)現(xiàn)，哪些還不知道該怎么實(shí)現(xiàn)。這樣引導(dǎo)出本節(jié)課需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，引起學(xué)生的注意和興趣[2]。
2.3任務(wù)完成(設(shè)計(jì)制作)
任務(wù)完成(任務(wù)設(shè)計(jì)與制作)應(yīng)該包括新知識(shí)、新功能的學(xué)習(xí)、探索活動(dòng)和任務(wù)設(shè)計(jì)活動(dòng)，不應(yīng)該理解成學(xué)生埋頭設(shè)計(jì)作品的單向活動(dòng)。首先，任務(wù)分析中，我們只發(fā)現(xiàn)了本次需要補(bǔ)充的學(xué)習(xí)內(nèi)容，但是還沒(méi)有完成學(xué)習(xí)。根據(jù)任務(wù)驅(qū)動(dòng)原則，我們應(yīng)該在任務(wù)設(shè)計(jì)中學(xué)習(xí)和探索這些內(nèi)容。
2.4交流、評(píng)價(jià)與總結(jié)
在學(xué)生群體各自完成任務(wù)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)傾向性問(wèn)題，在任務(wù)完成之后組織交流，相互介紹中間成果或者最后的作品，交流的目的一方面是通過(guò)相互評(píng)價(jià)，提升學(xué)生對(duì)于信息作品的評(píng)價(jià)能力，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)新精神，創(chuàng)造有特色的信息作品。
3基于PLC仿真軟件的PLC課程任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的應(yīng)用
3.1任務(wù)的提出
理論講授以“必需、夠用”為度，將理論與操作實(shí)踐緊密結(jié)合，通過(guò)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生在PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用的理論、實(shí)訓(xùn)技能和職業(yè)素質(zhì)方面應(yīng)達(dá)到如下要求：要求學(xué)生掌握PLC的硬件結(jié)構(gòu)、工作原理、軟件結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域及主要生產(chǎn)廠家；掌握PLC的編程語(yǔ)（未完，下一頁(yè)）
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