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摘要：本文试图通过一个生活中常见的十字路口交通信号灯的PLC课堂教学过程，来说明运用任务驱动法可以更好促进教学效果从而很好的完成课堂教学目的。
关键词：任务驱动法；PLC；交通信号灯；程序
中图分类号：G712 文献标识码：B 文章编号：1812—2485（2012）09—042—05
1 目前PLC课堂教学现状
中职学校学生普遍存在基础知识薄弱，学生成绩差，学习习惯不好、缺乏学习兴趣与学习动机等问题。出现如上问题除了部分来源于天生外，其中最主要的是从小生长生活的家庭环境和社会大环境造成的。江山易该，本性难移。一旦学生价值观、世界观、人生观形成了，很难扭转过来。中职学生大部分已经丧失了对知识的好奇与渴望、产生了对学习的厌倦，作为教师要在短时期内纠正这些毛病是非常困难的也是不可能的。任何中职学校的任课老师都是深有感触的说，中职生的课堂难教。难在那里呢？总结来说，就是学生不愿意学，即使想学习的学生，也感觉课程难学，学不懂，最后直至有学习愿望的学生也丧失了学习信心。目前，中职学校以30名学生为一个班来说，如果能有近10名学生听课就是学习氛围相当不错的班级了。
2 PLC课堂教学设计
2.1 教学目标
作者身为PLC课程教师，对此现象也是深感头痛，常常也倍感失落，讲台成了教师一个人的舞台，台下的观众无人响应。PLC课程是一门理论与实践结合相当紧密的学科，理论知识的掌握必须要在不断的联系强化中才得以掌握和熟练。为此，我充分利用PLC实验室，将课堂搬到PLC实验室中去教学，让学生在“做中学”，老师则“做中教”。积极调动学生学习兴趣，培养他们的自主学习能力，在亲自动手完成任务的过程中学习知识，树立不断克服困难的精神以及挑战任务成功后的成就感。
一套稳定的PLC控制系统，不仅要提供合理的硬件配置，良好的工作环境，更重要的是要编写出科学高效、简单明了的应用控制程序，保障系统可靠稳定运行。本文试图将任务驱动法应用于一个十字路口交通信号灯PLC控制系统中，让学生自行分组，团结协作，以完成十字路口交通信号灯PLC控制程序设计为目标，从中掌握知识，培养自信心。
2.2 任务驱动法在PLC课堂教学中的应用
任务驱动法是指能为学生提供体验实践的情境和感悟问题的情境，围绕任务展开学习，以任务的完成结果检验和总结学习过程等，改变学生的学习状态，使学生主动建构探究、实践、思考、运用、解决、高智慧的学习体系。
2.1.1 分配教学任务。
首先，我先将学生按照人数平均分为两大组，在布置同一道PLC设计题目的前提下，要求一组和二组的同学分别采用不同的程序设计思路来完成此任务，通过同学们自主设计的过程来体会PLC程序设计的灵活性。
（1）手动运行时，按下手动启动按钮（按钮带自锁）两方向的黄灯同时闪动，闪烁周期是1s。
（2）自动运行时：信号灯系统由一个自动启动按钮和一个停止按钮控制。当自动启动按钮接通时，该信号灯系统如图2所示工作（绿灯闪烁周期为1s）；当停止按钮断开时，所有信号灯都熄灭。
2..1.2 团结协作、完成任务。
在实验过程中，每名同学都积极参与，竭尽所能的提出自己的设计思路，整个课堂场面讨论非常热烈，最终在大家集思广益下，分别给出了如下设计方案。
（1）利用多个定时器设计梯形图实现控制要求
① 交通灯控制时序图
依据控制要求画出相应的控制时序图，做完这一步工序，能更好的进行程序设计。
③ 程序设计
首先，先设计起—保—停基本电路；其次，对交通信号灯完成一套完整动作循环所需要的一个周期时间进行定时器设计；最后再利用不同定时器分别控制相应的输出信号。
所编的程序如图4所示。
第0行为手动控制电路，M8013特殊辅助继电器每隔1s产生一次脉冲信号，利用它来控制信号灯闪烁。
第4行为起—保—停基本电路，通过内部辅助继电器M0进行自锁。
第8行是在一个周期内对六个定时器定时时间的设计。当每一个定时器定时时间达到设定值后，都会有相应信号产生新的动作。
第20行至53行即是用定时器一一控制相应的输出继电器
2.3 状态转移图程序设计法
用梯形图或指令表方式编程固然被广大编程人员理解和接受，这种方式是由早期的继电器控制线路演变过来的，它的设计很多取决于设计者的经验，多半用于传统的继电器控制线路的改造。时至今日，对于复杂的控制程序，尤其是顺序控制程序，由于其内部的联锁、互动关系及其复杂，在程序的编制、修改和可读性等方面存在缺陷。因此，近年来，许多新生产的PLC在梯形图语言之外增加了顺序功能图语言。专门用于编制顺序控制程序。
本课题很明显是个非常典型的顺序控制系统，东西方向和南北方向信号灯的动作过程可以看成是两个独立的顺序控制过程，可以采用并行性分支与汇合的编程方法，是一个典型的并行性流程控制程序。其状态转移图如图5所示。
3 结束语
对于十字路口交通信号灯控制系统可以采用多种不同的PLC程序去实现。第一种方法是利用多个定时器设计梯形图进行控制，第二种方法是利用状态转移图进行控制。通过分组实验比较，同学们发现状态转移图针对于顺序控制如十字路口交通信号灯设计是最有效和方便的。
任务驱动法在课堂教学中的使用极大的激发了学生的学习热情，并且教学内容安排的也非常紧凑。如果采用传统的讲授法，就是教师满堂灌，而且对于这道题目的讲解安排的课时将会更加多些。由于先将同学进行了分组，然后鼓励学生以小组为单位采用不同方法完成此题，效果事半功倍。完成此任务不是最终目标，最终还是培养学生能力，同时让他们对PLC程序设计有所感悟。
尽管目前控制器件相当多，但在工业领域，PLC控制器仍旧是当今自动化生产线控制中不可替代的器件。它代替了传统的继电器—接触器控制线路，使控制过程走向高效和稳定。PLC编程工具功能丰富多样，功能强大，有继电器梯形图、状态转移图、功能指令、语句表等编程语言。现在，通用工业组态软件的出现为解决实际工程问题提供了一种崭新的方法，更具有延续性与可扩充性。但工业组态软件是基于人机交互层面的软件开发，最终落实到自动化设备的控制依然取决于PLC的控制。
参考文献
1 廖常初.FX系列PLC编程及应用[M].第1版.北京：机械工业出版社，2007.
2 周晓宏，李红.运用三菱PLC步进指令实现交通信号灯的控制[J].伊犁师范学院学报，2006（3）.
3 高文.教学模式论[M].上海：上海教育出版社，2010.
关键词：任务驱动法；PLC；交通信号灯；程序
中图分类号：G712 文献标识码：B 文章编号：1812—2485（2012）09—042—05
1 目前PLC课堂教学现状
中职学校学生普遍存在基础知识薄弱，学生成绩差，学习习惯不好、缺乏学习兴趣与学习动机等问题。出现如上问题除了部分来源于天生外，其中最主要的是从小生长生活的家庭环境和社会大环境造成的。江山易该，本性难移。一旦学生价值观、世界观、人生观形成了，很难扭转过来。中职学生大部分已经丧失了对知识的好奇与渴望、产生了对学习的厌倦，作为教师要在短时期内纠正这些毛病是非常困难的也是不可能的。任何中职学校的任课老师都是深有感触的说，中职生的课堂难教。难在那里呢？总结来说，就是学生不愿意学，即使想学习的学生，也感觉课程难学，学不懂，最后直至有学习愿望的学生也丧失了学习信心。目前，中职学校以30名学生为一个班来说，如果能有近10名学生听课就是学习氛围相当不错的班级了。
2 PLC课堂教学设计
2.1 教学目标
作者身为PLC课程教师，对此现象也是深感头痛，常常也倍感失落，讲台成了教师一个人的舞台，台下的观众无人响应。PLC课程是一门理论与实践结合相当紧密的学科，理论知识的掌握必须要在不断的联系强化中才得以掌握和熟练。为此，我充分利用PLC实验室，将课堂搬到PLC实验室中去教学，让学生在“做中学”，老师则“做中教”。积极调动学生学习兴趣，培养他们的自主学习能力，在亲自动手完成任务的过程中学习知识，树立不断克服困难的精神以及挑战任务成功后的成就感。
一套稳定的PLC控制系统，不仅要提供合理的硬件配置，良好的工作环境，更重要的是要编写出科学高效、简单明了的应用控制程序，保障系统可靠稳定运行。本文试图将任务驱动法应用于一个十字路口交通信号灯PLC控制系统中，让学生自行分组，团结协作，以完成十字路口交通信号灯PLC控制程序设计为目标，从中掌握知识，培养自信心。
2.2 任务驱动法在PLC课堂教学中的应用
任务驱动法是指能为学生提供体验实践的情境和感悟问题的情境，围绕任务展开学习，以任务的完成结果检验和总结学习过程等，改变学生的学习状态，使学生主动建构探究、实践、思考、运用、解决、高智慧的学习体系。
2.1.1 分配教学任务。
首先，我先将学生按照人数平均分为两大组，在布置同一道PLC设计题目的前提下，要求一组和二组的同学分别采用不同的程序设计思路来完成此任务，通过同学们自主设计的过程来体会PLC程序设计的灵活性。
（1）手动运行时，按下手动启动按钮（按钮带自锁）两方向的黄灯同时闪动，闪烁周期是1s。
（2）自动运行时：信号灯系统由一个自动启动按钮和一个停止按钮控制。当自动启动按钮接通时，该信号灯系统如图2所示工作（绿灯闪烁周期为1s）；当停止按钮断开时，所有信号灯都熄灭。
2..1.2 团结协作、完成任务。
在实验过程中，每名同学都积极参与，竭尽所能的提出自己的设计思路，整个课堂场面讨论非常热烈，最终在大家集思广益下，分别给出了如下设计方案。
（1）利用多个定时器设计梯形图实现控制要求
① 交通灯控制时序图
依据控制要求画出相应的控制时序图，做完这一步工序，能更好的进行程序设计。
③ 程序设计
首先，先设计起—保—停基本电路；其次，对交通信号灯完成一套完整动作循环所需要的一个周期时间进行定时器设计；最后再利用不同定时器分别控制相应的输出信号。
所编的程序如图4所示。
第0行为手动控制电路，M8013特殊辅助继电器每隔1s产生一次脉冲信号，利用它来控制信号灯闪烁。
第4行为起—保—停基本电路，通过内部辅助继电器M0进行自锁。
第8行是在一个周期内对六个定时器定时时间的设计。当每一个定时器定时时间达到设定值后，都会有相应信号产生新的动作。
第20行至53行即是用定时器一一控制相应的输出继电器
2.3 状态转移图程序设计法
用梯形图或指令表方式编程固然被广大编程人员理解和接受，这种方式是由早期的继电器控制线路演变过来的，它的设计很多取决于设计者的经验，多半用于传统的继电器控制线路的改造。时至今日，对于复杂的控制程序，尤其是顺序控制程序，由于其内部的联锁、互动关系及其复杂，在程序的编制、修改和可读性等方面存在缺陷。因此，近年来，许多新生产的PLC在梯形图语言之外增加了顺序功能图语言。专门用于编制顺序控制程序。
本课题很明显是个非常典型的顺序控制系统，东西方向和南北方向信号灯的动作过程可以看成是两个独立的顺序控制过程，可以采用并行性分支与汇合的编程方法，是一个典型的并行性流程控制程序。其状态转移图如图5所示。
3 结束语
对于十字路口交通信号灯控制系统可以采用多种不同的PLC程序去实现。第一种方法是利用多个定时器设计梯形图进行控制，第二种方法是利用状态转移图进行控制。通过分组实验比较，同学们发现状态转移图针对于顺序控制如十字路口交通信号灯设计是最有效和方便的。
任务驱动法在课堂教学中的使用极大的激发了学生的学习热情，并且教学内容安排的也非常紧凑。如果采用传统的讲授法，就是教师满堂灌，而且对于这道题目的讲解安排的课时将会更加多些。由于先将同学进行了分组，然后鼓励学生以小组为单位采用不同方法完成此题，效果事半功倍。完成此任务不是最终目标，最终还是培养学生能力，同时让他们对PLC程序设计有所感悟。
尽管目前控制器件相当多，但在工业领域，PLC控制器仍旧是当今自动化生产线控制中不可替代的器件。它代替了传统的继电器—接触器控制线路，使控制过程走向高效和稳定。PLC编程工具功能丰富多样，功能强大，有继电器梯形图、状态转移图、功能指令、语句表等编程语言。现在，通用工业组态软件的出现为解决实际工程问题提供了一种崭新的方法，更具有延续性与可扩充性。但工业组态软件是基于人机交互层面的软件开发，最终落实到自动化设备的控制依然取决于PLC的控制。
参考文献
1 廖常初.FX系列PLC编程及应用[M].第1版.北京：机械工业出版社，2007.
2 周晓宏，李红.运用三菱PLC步进指令实现交通信号灯的控制[J].伊犁师范学院学报，2006（3）.
3 高文.教学模式论[M].上海：上海教育出版社，2010.