项目式教学方法在plc实践教学中的应用

摘要：plc可编程逻辑控制器是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。随着电子技术的发展，plc的重要程度不断提升，针对其的教学就十分必要，要求教育人员通过项目式的教学方式，推动教学水平的提升。本文就从plc实践教学入手，分析项目式教学在plc实践教学中的优势，并且合理制定教学方法。

关键词：项目式教学；plc实践教学；课程设计

项目式教学是一种以学生为中心设计执行项目的教学和学习方法，从而促进学生的学习效果。要求教师在一定的时间内，学生选择、计划、提出一个项目构思，通过展示等多种形式解决实际问题。在plc实践教学中，项目式教学能有效提高学生实际思考和解决问题的能力，就成为可编程逻辑控制器教学的重要手段。教师可以借助项目式教学通过与现实相结合的实践方式，使学生更有效率地掌握学科知识，并在此过程中培养学生的社会情感技能。要求教师结合教学需要，对项目式教学进行深入分析，然后根据课程内容，将其融入plc实践教学中，促进教学水平的提升。

一、项目式教学与plc实践教学概述

项目式教学法（Project-Based Learning，简称PBL）是一种以学生为中心的教学方法，通过组织学生围绕一个具体的项目进行长期探究，来促进学生的学习和技能发展。该方法强调实践、合作和解决真实世界问题，以此提升学生的创新思维、批判性思维和实际操作能力【1】。

PLC实践教学指的是在教学过程中应用可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller， PLC）这一自动化技术，通过实践操作和项目设计，帮助学生掌握PLC的基本原理、编程技巧及其在工业自动化控制系统中的应用。实际教学环节，PLC实践教学的目标包括掌握PLC的基本工作原理、学习PLC编程技术、提高学生的工程实践能力以及培养系统分析与问题解决能力等【2】。要求教师结合理论和实践，通过项目设计、编程、调试等环节，更好地为学生进入自动化、工业控制等领域奠定坚实的基础。

二、项目式教学法在plc实践教学中的作用

在PLC实践教学中，项目式教学法是一种非常有效的教学模式，它通过具体项目驱动学生的学习过程，让学生在完成实际任务的过程中掌握理论知识和技能。相较于传统的教学方法，项目式教学法具有以下几个显著的优势：

（一）可以增强学生的实践能力

项目式教学法注重学生在实际项目中的操作和应用，通过设计和实现真实的控制系统（如自动化生产线控制、电机控制系统等），学生可以将理论知识转化为实践能力。学生在项目实施过程中，不仅能学会编写PLC程序，还能掌握硬件调试、系统集成等关键技能。

（二）可以提升学生解决实际问题的能力

项目式教学将实际问题引入课堂，学生必须面对现实工程中可能遇到的技术挑战（如设备故障、控制优化等），并通过自主分析、方案设计、调试等环节来解决这些问题。这种问题导向的学习方式帮助学生提高了面对复杂问题时的应对能力，培养了他们的工程思维和解决问题的能力。

（三）可以提高学生学习兴趣和积极性

项目式教学通过实践操作和成果展示，使学生看到学习成果的直接影响。这种“从做中学”的方式能够激发学生的兴趣，增加学习的参与感和成就感。完成一个真实的控制系统项目，能够让学生体会到自我能力的提升，进一步激发他们的学习动力。

（四）强化知识的综合应用能力

PLC技术应用广泛，项目式教学要求学生不仅要具备编程能力，还需要了解电气原理、机械设计、自动化控制等多学科的知识。在完成项目的过程中，学生将这些知识综合运用，极大地提高了他们的跨学科整合能力和系统思维能力。这种综合能力的培养是工业领域从业者必备的素质。

三、项目式教学方法在plc实践教学中的应用

（一）合理进行项目选题与设计

在PLC实践教学中，首先需要根据课程内容和学生的学习水平设计实际的项目课题。项目应结合行业需求，选择贴近实际生产、控制系统和自动化领域的应用场景。例如：学生可以设计一个模拟的自动化生产线，控制物料的输送、加工、包装等环节，学习PLC在生产线中的应用。也可以设计一个通过PLC实现自动控制的智能照明系统，涉及光传感器、定时控制等内容，培养学生对PLC与物联网设备结合的理解【3】。还可以模拟设备故障自动检测与报警，锻炼学生对PLC与现场设备连接、监控和故障处理的能力。

（二）重视项目任务分解与实施

在项目启动后，教师应将整个项目分解为多个小任务，由学生小组进行分工合作。每个任务的目标明确、步骤清晰，使学生能够在一定的时间内完成具体目标。作业环节，学生首先需要编写程序来实现特定的控制逻辑（如启动、停止、计时、计数等功能），并通过仿真软件或实际控制系统进行调试；其次，学生需要将PLC与传感器、执行机构（如电机、气缸等）进行连接，调试输入输出信号，确保系统正常运行；然后，学生还需要在项目过程中发现并解决问题，优化控制方案，例如提高系统效率、减少故障率等。

（三）重视项目过程中的反馈与指导

教师在项目执行过程中扮演着指导和监督的角色，就需要通过定期检查、讨论和反馈，确保学生在遇到问题时能够及时获得帮助。实际教学环节，学生在编程时遇到逻辑问题，教师可以通过讲解帮助学生理解PLC控制逻辑和编程技巧。教师还需要根据项目进展，提出更高的要求或挑战，鼓励学生在现有基础上进行系统优化或扩展功能。

（四）积极开展团队合作与跨学科整合

PLC项目通常需要多学科的知识支撑，学生不仅要掌握PLC编程技术，还要了解电气控制、机械结构、传感器、执行机构等相关内容。通过项目式教学法，学生能够在团队合作中完成任务，培养跨学科整合能力。团队成员可以根据自己的特长分工，实际安排环节，可以让有的学生负责编写PLC程序；有的学生负责硬件电路连接；有的学生负责系统调试和测试。这种合作模式不仅提高了学生的技术能力，还锻炼了他们的团队沟通和协作能力。

（五）积极开展项目结果评估与总结

项目完成后，教师应对学生的项目成果进行评估，可以将以下内容作为评估标准。一是项目完成度，项目是否按时完成，控制系统是否能够按照要求运行；二是技术实现，PLC程序是否规范，控制逻辑是否清晰、简洁，硬件连接是否稳定；三是创新性与优化，学生是否在项目中加入了创新设计或系统优化（如增加监控界面、优化系统响应时间等）；此外还有团队协作，团队成员之间的分工是否合理，合作是否顺畅，最终结果是否体现了团队的整体协作【4】。评估不仅关注项目成果，还应关注学生在项目过程中的表现，注重学生综合能力的培养。

结语

PLC实践教学中的项目式教学法应用具有显著的优势，通过项目驱动学习，学生能够在实践中掌握PLC编程与控制技术，培养解决实际问题的能力。项目的实施过程不仅增强了学生的动手能力、团队协作能力和创新思维，还提高了他们的综合应用能力，帮助学生更好地适应未来的工作需求。

参考文献

[1]邱旋，黄晶，王伟，等. 基于OBE理念的《电气控制与PLC》项目式教学改革的探索与实践 [J]. 中外企业家， 2020， （19）： 211-212.

[2]李祺，徐天一，李孟国，等. 项目式实践教学与课程思政的融合探索——以电工电子综合课程设计课为例 [J]. 大学教育， 2023， （03）： 84-86.

[3]许瀚匀，吴锡理，姚建欣. 项目式教学视角下的跨学科实践教学设计——以初中物理光学单元为例 [J]. 物理教师， 2023， 44 （09）： 34-37+48.

[4]任青颖，魏鸿飞，李卫，等. 项目式教学在电工电子实践教学中的应用 [J]. 大学物理实验， 2023， 36 （04）： 107-111.