第一篇：《集散控制與現場總線》課程教學改革與實踐

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《集散控制與現場總線》課程教學改革與實踐

作者：陳懷忠 韓承江

來源：《職業·中旬》2010年第10期

一、引言

工業自動化技術根據控制對象特性分為過程自動化和制造自動化兩大方向,《集散控制與現場總線》是過程自動化專業的一門核心專業課程。課程涉及到自動控制原理、過程控制技術、集散控制技術等課程的學習,在過程自動化高技能人才培養中占據較重要的地位。長期以來,在教學內容上側重講解四大變量的原理和各種經典控制算法,以講解為主,同時開展驗證性教學實驗。課程內容陳舊,理論與實踐相互脫節,基本上是“教師講,學生聽;教師寫,學生抄;教師考,學生背”的比較呆板的教學模式。難以調動學生學習的積極性和主動性。為了改變這種教學狀況,本教學團隊近幾年經過不斷摸索實踐,在課程體系構建、教學方法和手段等方面進行全面改革,將理論與實踐緊密聯系起來,大大調動了學生積極性。

二、基于工作工程課程體系構建

1.課程體系構建

首先對教學內容進行調整,構建基于工作工程的課程體系。以過程控制職業能力的培養和職業素質教育為主線,突出綜合職業能力的培養,從明確崗位群——職業崗位分析——典型工作任務——設計學習領域——設計學習領域課程的順序進行分析。《集散控制與現場總線》課程體系構建流程如圖所示。

《集散控制與現場總線》課程體系構建流程圖

具體教學內容包括三個模塊:基礎模塊、應用模塊和技能模塊。基礎模塊以必需夠用為度,弱化原理講解。技能模塊和應用模塊以企業真實項目為載體,是針對高職高專生產過程自動化技術專業和自動化類專業學生的系統安裝調試和操作維護崗位職業能力所需知識、能力、素質要求而設計。

課程體系構建以培養學生從事集散控制系統運行及維護崗位工作的核心職業能力為主線,使學生掌握過程控制系統的基本理論知識,并通過集散控制系統實訓項目的操作訓練,使學生熟悉集散控制系統的構成、工作原理,并具有一定生產過程自動控制系統的策略組態、系統運行維護能力、故障處理能力和管理能力;每個項目的學習和訓練內容是依據過程控制系統維護員、儀表維修工職業崗位典型工作任務所需要的知識、能力、素質要求,依據核心能力、行業

通用能力和敢為專項能力的要求而設計的。項目的實施按照實際系統工作過程組織教學活動,融合了理論知識傳授和職業崗位技能訓練。

2.課程內容開發

整個項目訓練內容以實際生產過程控制中液位、壓力、溫度、流量四大工業變量為主要控制參數,以測量與控制儀表、DCS控制系統為主要控制裝置,以任務為驅動展開對學生職業能力的訓練和培養,通過模擬真實企業工業環境等多種學習情境設置,充分發揮學生的積極性、能動性,激發學生的學習興趣和創新意識,提高學生的技術應用能力,培養學生的職業素養,為學生今后勝任職業崗位工作,適合職業變化和可持續發展打下一定的基礎。在課程內容的選擇與排序中,圍繞工作任務學習的需要,以工作任務為中心選擇和組織《集散控制系統及現場總線》課程的核心內容,來體現綜合職業素質的培養。將課程內容劃分為互相聯系的學習情景,以項目化教學來組織課程內容,通過對各學習情景中學習目標、主要內容、授課方式、師生要求等各項內容的描述,來規范課程所要求的內容。為了實現以上目標,根據實訓裝置需要編寫相應一體化教材。

三、教學方法改革

為了適應企業對應用性技能人才的需求,有效實施

“教、學、做、工、融合”一體化教學模式的實施,本課程建設小組突破了傳統教學方法,探索采取“行為引導型”教學法,教學團隊于2008年開始,在《集散控制與現場總線》課程中展開了“行動導向”教學法實踐研究,至今已有5個教學班級進行了該教學方法實踐,收效較好。

1.“行動導向”教學法在課程中的應用

(1)教學準備階段(課前確定)。教師根據班級學生的特點,將班級的學生進行分組。

(2)下達任務書(引導文)。教師在投影幕布上投影任務書(引導文),任務書(引導文)分教學目標、教學任務、操作步驟三塊內容,以任務四進行“行動導向”教學法為例,任務書見表1。

(3)檢查階段。及時了解學生對任務的實施情況,對學生遇到的問題,作好引導,過程與答案由學生自己得出。

(4)項目成果展示階段。根據分工,各小組推選一名主講員上臺講解任務的完成情況及演示任務成果。

(5)學生互評階段。小組根據對上臺演講同學的演講內容、演講體態、演講方法、演講手段、演示效果、表達能力、專業能力、合作能力等進行綜合評價。

(6)教師評價階段。引導學生開展深入的自我批評,指出每個小組完成任務的優點與缺點。

(7)成績考核階段。對學生核心能力的建立上采取個體能力評價與小組合作能力評價、小組成員評價與自我評價、筆試或口試與動手能力測試相結合,而不是一卷論成敗。

2.“教、學、做、工融合”教學模式

集中式“教、學、做、工融合”一體課程教學模式是基于職教規律、課程的特點、高職生的學習特點,根據過程控制系統制造、現場安裝與調試及在設備中的維護與維修等崗位的知識與能力需求以典型應用案例為主線重構課程體系與教學內容將課程學習的場地安排在實訓室、生產現場,將原來該門課程學習分散安排在15周完成變為集中在3周時間內完。成老師邊講解、邊演示,學生邊學習、邊實踐、邊提問,實現知識與技能相融合,學生在“教、學、做一體”的教學環境下,較快理解并掌握現場總線系統安裝、接線、調試能力。

3.利用現代化多媒體教學手段

教師積極學習制作教學課件和動畫,利用多媒體教室,采用多媒體教學手段,給學生提供更多的圖片、資料,增大課堂的信息量,尤其是將集散控制設備中復雜的機構原理,單閉環電路控制過程等通過課件比較形象的展示出來。課程采用多層次立體化的現代教育技術,課堂教學全程采用現場教學、多媒體教學和網絡教學,突出教學重點,分解教學難度,形象生動,有助于激發學生的學習興趣,調動學生的學習積極性,從而提高教學效率。

4.現場教學法

校內實訓教學在實訓室進行,現場教學在校外實訓基地完成。在教授《集散控制與現場總線》課程中,教師直接將學生帶到校外實訓基地,現場對工廠DCS控制,現場總線設備的硬件系統運行和軟件調試有關問題現場講解,學生印象較深。

幾年來,對該課程在課程體系、教學方法、教學模式等進行了一系列改革與實踐,著眼于學生崗位職業能力和面向未來的遷移能力的培養,實現“教、學、做、工融合”的有機統一。按照職業崗位和工作任務設置課程,對課程內容進行取舍、重構。學生能在工廠仿真環境下接收職業指導,學生技能水平得到明顯提高。

(作者單位:浙江工業職業技術學院)

第二篇：《集散控制系統與現場總線》課程過程考核題目2013-2014

《集散控制系統與現場總線》過程考核題目

2013---2014(1)

專業：2010級自動化1,2班

Project1：

1、組態王軟件使用分析

2、wincc5.0組態軟件使用分析

3、力控組態軟件使用分析

4、其他組態軟件使用分析

要求：

1、結合應用實例，對組態軟件進行分析。

2、字數不少于3000字。

Project2：

1、集散控制系統的工程設計

2、集散控制系統的控制算法應用

3、集散控制系統的網絡構成分析

要求：

1、結合應用實例，對集散控制系統的工程設計、控制算法應用或網絡構成等進行分析。

2、字數不少于3000字。

Project3：

1、CAN現場總線的應用分析

2、Profibus現場總線的應用分析

3、LonWorks現場總線的應用分析

4、DeviceNet現場總線的應用分析

要求：

1、結合應用實例，對集散控制系統的工程設計、控制算法應用或網絡構成等進行分析。

2、字數不少于3000字。

第三篇：《集散控制系統與現場總線》課程過程考核題目2013-2014-2

《集散控制系統與現場總線》過程考核題目

2013---2014(1)

專業：2010級自動化1,2班

Project1：

1、組態王軟件使用分析

2、wincc5.0組態軟件使用分析

3、力控組態軟件使用分析

4、其他組態軟件使用分析

要求：

1、結合應用實例，對組態軟件進行分析。

2、字數不少于3000字。

Project2：

1、集散控制系統的工程設計

2、集散控制系統的控制算法應用

3、集散控制系統的網絡構成分析

要求：

1、結合應用實例，對集散控制系統的工程設計、控制算法應用或網絡構成等進行分析。

2、字數不少于3000字。

第四篇：集散控制系統與現場總線技術期末考試總結

縮寫詞全稱：

（1）SCC：Supervisory Computer Control 計算機監督控制（2）DDC: Direct Digital Control 直接數字控制（3）DCS：Distributed Control System 集散控制系統

（4）CIMS：Computer Integrated Manufactured System 計算機集成制造系統（5）FCS：Fieldbus Control System 現場總線控制系統

（6）CIPS：Computer Integrated Process System 計算機集成過程系統（7）PLC：Programmable Logic Controller 可編程邏輯控制器

關于DCS: 集散型控制系統，又稱分布式控制系統。是計算機技術（Computer），通信技術（Communication），圖形顯示技術（CRT）,控制技術（Control）的發展產物。主要特點：可靠性高，靈活的擴展性，完善的自主控制性，完善的通信網絡。設計思想：危險分散，控制功能分散，操作和管理集中。

DDZ_II DDZ_III:電動單元組合儀表

II特點：

（1）采用0-10mA的直流電流為統一的聯絡信號（信號制式），只有電流輸出。

方便各單元聯系

（2）將整套儀表分為若干能單獨完成某項功能的典型單元

（3）信號下限從0開始，便于模擬量的加減乘除開方等數學運算，并能使用通

用刻度的指示、記錄儀表。

III特點：

（1）采用國際上統一使用的4-20mA的直流電流或者1-5V的直流電壓作為聯絡

信號（信號制式），信號電流與電壓轉換成電阻250歐姆?，F場與控制室之 間的信號傳輸采用電流傳輸方式，控制室內的儀表之間使用電壓傳輸方式。（2）信號下限不是從0開始，使儀表的電氣零點和機械零點得以分開，便于檢驗信號傳輸線是否斷線以及儀表是否斷電，并為現場送變器實現兩線制（既是電源線又是信號線）提供可能性。（3）集中統一供電，采用線性集成電路

SCC結構

計算機定時采集生產過程參數，按指定的控制算法求出輸出關系和控制量，并通過一定方式提供現場信息。可以不經過人員的參與而直接對生產過程施加影響。閉環結構

DDC結構

計算機對被控參數進行檢測，再根據設定值和控制算法經過運算輸出到執行機構，是參數穩定在給定值上。

DCS主流網絡協議： OSI：七層

TCP/IP：TCP（傳輸控制協議）和IP（網際協議）FF:Fieldbus Foundation現場總線基金會 FCS主流協議：

CAN: Controller Area Network 一種有效支持分布式控制系統的串行通信網絡 性能高，可靠性高，傳輸速率高。采用一種稱作廣播式的傳輸工作方式，其特點是廢除了傳統的以節點地址為中心的編碼方式，而代之以基于數據塊的編碼方式 LonWorks：Local Operation Networks 特色是智能節點，可以脫離上層的管理工具自行完成數據采集和處理，并能與其他節點共享數據。節點內部可以編程 ProfiBus： 應用最廣泛，包括12M的高速總線DP和用于過程控制的低速總線PA，完美結合使其在結構和性能上優越于其他總線 FF：

DeviceNet：CAN總線的基礎上建立起來的，開放，低成本，高效率，高可靠性

AI采集溫度信號

現場PLC電源電源rCRRRRrBRTDRTADrRrRr 1-5V轉化為4-20mA

這個電路叫郝蘭德電路，是典型的電壓電流轉換電路。其特點是負載電阻有一端接地(恒流源通常有這個要求)，而取樣電阻兩端均不接地。之所以能夠實現這個要求，關鍵就是上面一個運放和電阻的匹配。上面一個運放顯然是跟隨器，其輸入阻抗很高，可以看成開路，其輸出阻抗很低，可以看成電壓源，而電位與Rs右端相同。這樣就避免了R2中電流對輸出的影響(R2不從輸出端取用電流)。利用運放的虛短和虛斷可以退出加在RL兩端的電壓是 V*RL*R2/R1/RS,因此流過RL的電流IL為V/RS*R2/R1,與負載無關。由運放虛短概念可知，V2=V1,V5=V4 V3=V2+(V2/R3)*R4 ―> V3=V2*(1+R4/R3)=V1*(1+R4/R3)V1=R1*(V5-V)/(R1+R2)+ V －> V5=V1*(1+R2/R1)–V*(R2/R1)

= V3

–V*(R2/R1)= V4 采樣電阻RS兩端的電壓為：V4-V3= V*(R2/R1)流過RS的電流為：(V*(R2/R1))/RS，其大小與負載電阻RL無關，受輸入電壓V

控制。電流源

4-20mA轉化為0-5V

看門狗電路原理

看門狗芯片和單片機的一個I/O引腳相連,該I/O引腳通過程序控制它定時地往看門狗的這個引腳上送入高電平(或低電平),這一程序語句是分散地放在單片機其他控制語句中間的，一旦單片機由于干擾造成程序跑飛后而陷入某一程序段不進入死循環狀態時,寫看門狗引腳的程序便不能被執行,這個時候,看門狗電路就會由于得不到單片機送來的信號,便在它和單片機復位引腳相連的引腳上送出一個復位信號,使單片機發生復位,即程序從程序存儲器的起始位臵開始執行,這樣便實現了單片機的自動復位.RTOS 當外界事件或數據產生時，能夠接受并以足夠快的速度予以處理，處理的結果又能在規定的時間內來控制生產過程或度對處理系統做出快速響應，并控制所有實時任務協調一致運行。特點：

? 實時：每個可執行的任務都能及時響應，都可享用“時間片”。? 多任務：多個程序并行執行。

? 響應異步實體：能夠接受來自外部的中斷

? 能夠保證任務切換時間：必須有定時系統和實時時鐘

? 必須有盡快的中斷響應時間：即對最高優先級中斷的快速響應 ? 可以實現多任務調度功能：循環、優先級 ? 必須可以實現同步和互斥功能：資源共享

CSMA/CD 優點：原理比較簡單，技術上易實現，網絡中各工作站處于平等狀態，不需要集中控制，不提供優先級控制

缺點：網絡負載增大時，發送時間增加，發送效率急劇下降。

原理：發送數據前先偵聽信道是否空閑。如果空閑，則立即發送數據。如果忙碌，則等待一段時間至信道中的信息傳輸結束后再發送數據。若在上一段信息發送結束后有兩個或以上的節點都提出發送請求，則判定為沖突。沖突的話就立即停止發送數據，等待一段時間后再重新嘗試。先聽先發，邊發變聽，沖突停發，隨機延遲后重發。Token Bus/Token Ring 令牌總線（Token Bus）是一種在總線拓撲結構中利用令牌（Token）作為控制節點訪問公共傳輸介質的控制方法。在令牌總線網絡中，任何一個節點只有在拿到令牌后才能在共享總線上發送數據。若節點不需發送數據，則將令牌交給下一個節點。

CSMA/CD與Token Bus都是針對總線拓撲的局域網設計的，而Token Ring 是針對環型拓撲的局域網設計的。如果從介質訪問控制方法的角度看，CSMA/CD屬于隨機型介質訪問控制方法，而Token Bus 和Token Ring屬于確定型介質訪問控制方法。Token Bus適用于實時性要求較高的場合。OSI的七層：

? 物理層:數據單位為比特。為數據端設備提供傳送數據的通路 ? 數據鏈路層：數據單位為幀。為網絡層提供數據傳送服務

? 網絡層：數據單位為數據包。選擇合適的網間路由和交換節點，確保數據及時傳送。主要設備是路由器 ? 傳輸層：數據單位為數據段。

? 會話層：以后單位均為報文。不參與具體的傳輸，提供包括訪問驗證和會話管理在內的建立和維護應用之間通信的機制。如用戶登錄驗證。

? 表示層：主要解決用戶信息的語法表示問題。將某一用戶使用的抽象語法轉化為OSI系統內部使用的傳送語法。如數據的壓縮和解壓縮，加密和解密。? 應用層：為操作系統或網絡應用程序提供訪問網絡服務的接口。TCP/IP：

? 網絡接口層：定義物理介質的各種特性。

? 網絡層：負責相鄰計算機之間的通信。Ip協議是網絡層的核心

? 傳輸層：提供應用程序之間的通信；格式化信息流，提供可靠傳輸。接收端必須發回確認，并且假如分組丟失，必須重新發送 ? 應用層：提供常用的應用程序

PID：

U(t)?Kc[e(t)?1Ti?t0e(t)dt?Tdde(t)]dt

?U(k)?U(k)?U(k?1)?Kc{[e(k)?e(k?1)]?TTe(k)?d[e(k)?2e(k?1)?e(k?2)]}TiT

PID整定方法：

（1）臨界比例度法/閉環震蕩法

通過試驗得到臨界比例度PB和臨界周期Tk，然后根據經驗公式求出控制器各參考值。被控系統穩定后，首先將積分時間放大最大，微分時間放到0，相當于只使用比例作用。然后觀察其階躍響應，從大到小逐步把控制器的比例度減小，看測量值震蕩的變化情況，當產生恒定幅度和周期的震蕩波形時，記下PB，Tk。然后根據經驗公式求得PID參數。

特點：不需要求得控制對象的特性，而可以直接在閉合的系統中進行整定，適用于一般的系統。對于臨界比例度比較小的系統不適用，而且有的系統是不容許震蕩的。

（2）衰減曲線法

跟1差不多，只是不是等幅振蕩，而是衰減4:1或者10:1的時候記下衰減比例度Ps和衰減周期Ts，然后根據經驗公式求得

特點：簡單實用，適用于一般的控制系統。但是對于干擾頻繁，記錄曲線不規則，不斷有小擺動時，難以獲取有效參數，不適合用。（3）經驗湊試法

選取一個合適的P，Ti作為起始值；改變參數觀察曲線變化形狀，不斷改變參數滿足需求。然后在此基礎上加入微分作用，選取微分參數后試著減小P，Ti湊試，得到最佳結果為止。Pid各參數的作用：

Kp越大，被控曲線越平穩。但是會產生余差，需要引入積分作用。Ti：消除余差

Td：超前控制，在偏差大之前調整

IEC標準編程語言： 1 梯形圖：適合于邏輯控制 功能塊圖：合適于典型固定復雜算法控制如PID調節 3 順序功能圖：適合于多進程時序混合型復雜控制 4 指令表：適合于簡單文本自編專用程序 結構化文本：適合于復雜自編專用程序，如特殊的模型算法 未來組態的發展：

組態就是利用工控軟件中提供的工具和方法來完成工程中某一具體任務的過程，這個軟件就叫做組態軟件。

組態軟件作為一種工業信息化的管理工具，其發展方向必然是不斷降低工程開發工作量，提高工作效率。易用性是提高效率永恒的主題，但是提高易用性對于提高開發效率是有限的，亞控科技則率先提出通過復用來提高效率，創造性地開發出模型技術，并將這一技術集成到KingView7.0中。這一技術能將客戶的工程開發周期縮短到原來的30%或更低，將組態軟件為客戶創造價值的能力提高到了一個新的境界，代表了組態軟件的未來。

組態軟件的發展必將沿著更好的人機交互、更加逼真的畫面、能滿足客戶個性化需求、具備行業特征和區域特征、具有很好的開放性、信息唾手可得和更高的可靠性以及大型SCADA的方向發展。

FCS：

減少接線和安裝的原因：由于現場總線系統設備前端的智能設備能執行多種功能，可以減少變送器的數量，也不需要信號的調理轉換、隔離技術等，節省了一大筆硬件投資。

現場總線的接線非常簡單，由于一對雙絞線或一條電纜上通常可以掛接多個設備，所以電纜、端子、槽盒、橋架的用量大大減少。當需要增加現場控制設備時，無需增加新的電纜，可就近連接在原有的電纜上，這樣可以節省大量的電纜。特點：

?適應工業應用環境，?要求實時性強，可靠性高，安全性好。?多為短幀傳送，?通信的傳輸速率相對較低。

結構：全分布、網絡集成式控制系統。企業的底層網絡

FCS區別于DCS的特點

? 系統的開放性、互用性 ? 擺脫了傳統常規模擬儀表的束縛 ? 在各個層次上都采用了數字通信技術 ? 系統結構的高度分散

? 數字儀表在生產現場構成虛擬控制站(Virtual control station)

CAN總線： 特點：

? CAN不采用節點地址編碼，而是對報文編碼，節點通過報文濾波決定是否與其有關，即接受或發送相應的報文。

? CAN采用多主工作方式，節點不分主從。

? CAN總線節點報文分成不同的優先級，滿足不同的實時需求。? CAN總線采用總線仲裁技術，保證優先級高的節點實時傳輸報文。

工業以太網與商業以太網的區別：

商用以太網具有價格低、通信速率和帶寬高、兼容性好、軟件資源豐富、廣泛的技術支持基礎和強大的發展潛力等優點。但是以太網采用了載波偵聽多路訪問/碰撞（沖突）檢測（CSMA/CD）的傳輸規范，這無法滿足工業控制中的實時性、確定性、可重復性等方面的要求；此外，現有的高層協議也無法滿足工業控制要求。工業以太網需要應對更為惡劣的環境需求。工業以太網的優勢

? 可滿足控制系統各個層次的要求，利于管控一體化。? 設備成本下降。

? 用戶擁有成本下降。（維護）? 易與Internet集成。? 廣泛的開發技術支持。? 大量的現有軟件資源。以太網的優勢：

工業以太網面臨的問題

? 通信實時性

? 環境適應性與可靠性（結構、連接器）? 總線供電（5類線中的空閑線，10-36V）? 本質安全（防爆安全柵）

本質安全是指通過設計等手段使生產設備或生產系統本身具有安全性，即使在誤操作或發生故障的情況下也不會造成事故的功能。具體包括失誤—安全（誤操作不會導致事故發生或自動阻止誤操作）、故障—安全功能（設備、工藝發生故障時還能暫時正常工作或自動轉變安全狀態）。

本質安全防爆方法是利用安全柵技術將提供給現場儀表的電能量限制在既不能產生足以引爆的火花，又不能產生足以引爆的儀表表面溫升的安全范圍內，從而消除引爆源的防爆方法。

現場總線的發展趨勢： ?1.注重系統的開放性

?2.注重應用系統設備間的互操作性 ?3.注重控制網絡與公用數據網絡的結合 ?4.注重使測控設備具備網絡瀏覽功能 ?5.以太網已直接進入控制網絡

?6.多種通信方式下的數據傳輸與數據集成，管控一體化目標下的數據綜合利用

PLC 優點：

1.編程方法簡單易學 2.功能強，性能價格比高

3.硬件配套齊全．用戶使用方便。適應性強 4.可靠性高?？垢蓴_能力強

5.系統的設計、安裝、調試工作量少

6.維修工作量小，維修方便 7.體積小，能耗低

區別：

第五篇：PLC課程教學改革與實踐

摘 要： 作者根據職中生的能力特點，認為plc教學適宜采用“以案例為主線的教，以任務為驅動的學”的教學模式，并介紹了其在教學過程中具體的實施過程和方法，以及一些教學體會。

關鍵詞： plc 案例 任務 教學改革

“興趣是最好的老師”，也是教學的前提和歸宿。如何激發和保持學生的學習興趣是目前中職教育者普遍探索的熱點問題。多年來，我根據plc（可編程控制器）課程的特點，以及教材的局限性，在plc的教學實踐中進行了“以案例為主線的教，以任務為驅動的學”的教學模式的有益探索。這種教學模式涉及兩個重要的因素，即案例與任務。前者側重于教，指教師在教的過程中以案例為基礎，以案例為藍本；后者則側重于學，指學生在學的過程中以任務為驅動，以解決問題為目標，在解決問題的過程中學習。采用這種教學模式進行教學，教師如何選取并運用好案例，如何設計任務，如何指導學生完成任務，將直接影響學生的學習興趣和情緒，從而直接影響到教學的效果。

一、以案例為主線的教

plc的案例教學，就是教師根據教學目標和教學內容的需要，通過典型而實用的教學案例，引導學生參與分析、討論、表達等活動，讓學生在具體的問題情境中，積極思考，主動探索，以培養學生綜合能力的一種教學方法。

由于案例教學的整個教學過程是以案例為主線，圍繞著案例來開展整個課堂教學活動，因而案例設計與選擇的質量，將直接影響到教學的效果。案例應是課程某一單元或環節的知識的概括，是引發學生學習動機與學習興趣的重要手段。因此，教學案例的選取和設計應覆蓋課程的基本知識點，抓住某階段學習知識體系中重點和難點，精心選取有實用性和代表性的案例。例如，我在介紹plc梯形圖編程方法時，選取了“plc控制電動機正、反轉程序設計”的案例。這個案例簡單、實用、典型，通過案例重點介紹了基本指令ld、ldi、and、ani、or、ori、out、end等的功能與用法，梯形圖的繪制方法，難點是梯形圖程序與指令表程序之間的轉換。透過分析案例，學生比較容易掌握這部分內容。

另外，案例的運用是增強教學效果的保障。首先，要制訂周密的計劃?！胺彩骂A則立，不預則廢”，相對傳統教學，案例教學是一種動態開放式的教學模式，雖然學生是主角，但不等于教師可以置身事外，無所作為。相反，為了保證案例教學效果，教師要事先花更多的精力做好各項準備工作，制訂一個詳細周密的案例教學計劃，其內容包括根據本課程教學目標計劃安排案例的個數，根據本學期教學進度安排各個案例實施的時間。在此基礎上，給每個教學案例制訂一個具體的實施計劃，內容包括：案例類型、案例討論的具體步驟，以及可能出現的問題與對策、相關設備的配備，等等。其次，教學中對所應用的案例不妨先演示，通過演示講解，使學生明確學習內容與目標，激發求知欲望。

在職業中學，plc的教學側重于實際的基礎性編程設計，如果在教學中以傳統的線性順序進行，每一個問題先分析清楚再進行下一個問題，這對plc程序設計課程來說是非常困難的。一方面，一個個獨立的概念、指令很枯燥。另一方面，plc指令的數量也非常大。但是如果我們把這些概念、指令融合到實際案例中，在分析案例的功能、實現方法等的過程中講述相關的概念、指令，那么學生首先接觸到的不是一個具體的指令知識，而是一個實用、典型的案例。在教學內容變得實例化后，學生學習的興趣會有很大的提高。

二、以任務為驅動的學

任務驅動教學法是一種建立在建構主義教學理論基礎上的教學法。所謂“任務驅動”，就是讓學生在一個典型的plc程序設計“任務”的驅動下，展開教學活動，引導學生由簡到繁、由易到難，循序漸進地完成一系列“任務”，從而構建真正屬于自己的知識和技能。其中的任務，既蘊涵了學生應該掌握的知識與技能，又蘊涵了學生應該獲得的能力訓練。在完成“任務”的過程中，培養學生分析問題、解決問題的能力。

運用任務驅動教學法于plc教學，在形式上是：明確并提出任務→師生共同分析完成任務的方法和步驟→學生自學或協作完成任務→教師適時指導→交流及講評。

用任務驅動教學模式進行教學，教師的教和學生的學都是圍繞如何完成一個具體的任務進行的。首先教師明確教學任務即“任務”設計，在“任務”設計時要注意實用性、適宜性、漸進性等原則，要求把學生應掌握的知識、技能和能力的提高融入任務中。這就需要教師認真地分析教材，認真研究教學大綱，確定教學目標、教學內容、教學重點、教學難點，更要考慮學生的心理特征和興趣所在。然后提出一個需要完成的具體任務，與學生共同分析解決該問題所需的知識、方法和步驟，由學生來完成任務，可以獨立完成，也可以合作完成，目的是通過完成任務，掌握學習內容，學會學習，培養綜合能力。在這個過程中，教師參與探索和指導，引導學生掌握教學內容，適時在班級交流，發現新思路，推廣新思路，鼓勵創新。教師進行比較、評講、歸納，學生從中得出結論，引導交流，共同進步。

例如：在學習步進順序圖應用于plc程序設計教學時，在教學前先提出一個任務：“請你設計一個控制十字路口交通燈的程序。”圍繞這個任務，討論分析需要解決的問題，程序需要提供的功能，需要通過哪些途徑來實現。

考慮學生知識接受能力的差異，從學生實際出發，對任務進行切分，從母任務中分解出一個子任務，即要求學生先完成控制十字路口東西或南北單方向交通燈程序的設計，然后進行十字路口兩個方向的合成設計，從而引導學生由簡單到復雜，循序漸進地完成整個設計任務，更好地激發并維持學生的學習興趣。

要完成整個設計任務，必須正確了解十字路口交通燈的控制功能，否則無從入手。這時教師不要急于講解，而應先讓學生討論，分析任務，提出問題。比如，學生閱讀一段描述交通燈控制功能的文字說明后，普遍提出很難理解，這時教師應及時作適當的啟發和引導：是否可以采用流程圖或波形圖來描述其控制流程？幫助學生通過更直觀方法去解讀其中的內容，為后續設計奠定基礎，同時也給學生指明一種處理類似任務的方法和思路。

學生接受設計任務后，通過查閱有關資料，或者參照老師講過的案例，獨立或合作完成任務。在這個過程中，教師要適時指導，或參與一些學生的討論或探討。在完成設計的過程中，不同層次的學生會提出不同層次的問題，教師應隨時隨地解答學生提出的問題，個別問題個別回答，帶有普遍性的問題在全班回答或講解。

在大約一半的同學完成任務的時候，教師要召集學生進行任務講評，具體做法是：教師將學生完成的程序瀏覽一遍，挑選出幾位編程技巧較高而思路各異的學生的作品，讓他們在課堂上展示自己的程序，談談各自的設計思路、編程技巧等，然后教師進行比較點評，指出各自的優缺點，引導其他學生吸取他人的長處，補己之短?！秾W記》中有句名言：“獨學而無友，則孤陋而寡聞?！币部梢越璐伺囵B學生相互切磋技藝，合作學習的團隊精神。

教與學是相輔相成、不可分割的。案例是學生從中獲取知識的載體，任務是學生鞏固知識、掌握技能的手段。二者相互聯系、相互配合。這種相互作用的雙邊活動構成了整個教學過程。

在實踐性較強的plc教學過程中，采用“以案例為主線的教，以任務為驅動的學”的教學模式，始終把學生作為教學的主體，以案例為主線，以任務為驅動，讓學生通過學習案例，上機操作，把書上死的理論變成活的應用，這種教學模式較好地解決了教與學的矛盾。