Nghiên cứu xây dựng bài giảng thực hành cho môn học PLC áp dụng trong trường hợp Cao đẳng Điện tử điện lạnh Hà Nội

Bộ giáo dục và đào tạo
trường đại học bách khoa hµ néi
...............................

PHẠM HỒ CƯƠNG

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG BÀI GIẢNG THỰC HÀNH CHO
MÔN HỌC PLC ÁP DỤNG TRONG TRƯỜNG CAO ĐẲNG
ĐIỆN T IN LNH H NI

Luận văn THạC Sỹ SƯ PHạM Kỹ THUậT
CHUYÊN NGàNH Lý LUậN Và PHƯƠNG PHáP DạY HọC
CHUYÊN SÂU SƯ PHạM Kỹ THUậT ĐIệN

Hà Nội - 2011


Bộ giáo dục và đào tạo
trường đại học bách khoa hµ néi
...............................

PHẠM HỒ CƯƠNG

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG BÀI GIẢNG THỰC HÀNH CHO
MÔN HỌC PLC ÁP DỤNG TRONG TRƯỜNG CAO ĐẲNG
ĐIỆN T IN LNH H NI

Luận văn THạC Sỹ SƯ PHạM Kỹ THUậT
CHUYÊN NGàNH Lý LUậN Và PHƯƠNG PHáP DạY HọC
CHUYÊN SÂU SƯ PHạM Kỹ THUậT ĐIệN

Người hướng dẫn khoa học:
PGS. TS. Phạm Văn Bình

Hà Nội - 2011


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU: ........................................................................................................................ 1
I. Lý do chọn đề tài ............................................................................................................ 1
1.1. Luật giáo dục số 38/2005/QH11 qui định .................................................................. 1
1.2. Nhu cầu nguồn nhân lực và sự phát triển của KHKT ................................................ 1
1.3. Yêu cầu chất lượng nguồn nhân lực ........................................................................... 2
II. Mục đích nghiên cứu .................................................................................................... 3
III. Khách thể đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................... 3
1. Khách thể nghiên cứu ................................................................................................... 3
2. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................................... 3
3. Phạm vi nghiên cứu ....................................................................................................... 3
IV. Giả thuyết khoa học..................................................................................................... 3
V. Nhiệm vụ nghiên cứu.................................................................................................... 4
VI. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................. 4
VII .Cấu trúc luận văn ....................................................................................................... 4
Chương I: Cơ sở lý luận và thực tiễn xây dựng nội dung các bài thực hành PLC cho
sinh viên cao đẳng chuyên ngành tự động hóa khoa điện ................................................. 6
1.1. Tổng quan lịch sử vấn đề nghiên cứu ......................................................................... 6
1.1.1. Thực tế sử dụng PLC trong dạy học hệ cao đẳng .................................................... 6
1.1.2. Lịch sử ra đời của PLC ............................................................................................ 7
1.2. Cơ sở triết học và tâm lý sinh lý của quá trình dạy học thực hành ............................ 9
1.2.1. Cơ sở triết học ......................................................................................................... 9
1.2.2. Cơ sở tâm lý học ...................................................................................................... 10
1.2.3. Cơ sở tâm lý học ...................................................................................................... 11

12.4. Cơ sở khoa học của dạy học thực hành .................................................................... 13
1.2.4.1. Quá trình hình thành kỹ năng ............................................................................... 13
1.2.4.2. Đặc điểm tâm sinh lý của sinh viên ...................................................................... 14
1.3. Thiết bị dạy học .......................................................................................................... 16
1.3.1. Một số khái niệm liên quan ..................................................................................... 16
1.3.2. Những nguyên tắc chung khi sử dụng thiết bị dạy học .......................................... 18
1.4. Một số nguyên tắc khi sử dụng thiết bị chuyên dụng trong dạy học thực hành ......... 19
1.4.1. Giới thiệu về PLC .................................................................................................... 19


1.4.2. Cấu trúc, nguyên lý hoạt động của PLC .................................................................. 20
1.4.2.1. Cấu trúc................................................................................................................. 20
1.4.2.2. Nguyên lý hoạt động của PLC.............................................................................. 21
1.4.3. Các hoạt động xử lý bên trong PLC ........................................................................ 23
1.4.3.1. Xử lý chương trình ............................................................................................... 23
1.4.3.2. Xử lý xuất khẩu .................................................................................................... 23
1.4.3.3. Các phương pháp lập trình ................................................................................... 24
1.5. Những đặc điểm cơ bản của trường Cao đẳng Điện tử Điện lạnh Hà Nội ................. 25
1.5.1. Đối tượng học .......................................................................................................... 25
1.5.2. Trang thiết bị học tập ............................................................................................... 26
1.5.3. Về đội ngũ giáo viên................................................................................................ 26
KẾT LUẬN CHƯƠNG I................................................................................................... 27
Chương 2.Xây dựng nội dung bài thực hành PLC cho sinh viên Cao đẳng chuyên
ngành Tự động hóa khoa điện trường Cao đẳng Điện tử Điện lạnh Hà Nội .................... 28
2.1. Mục tiêu, nội dung môn học “ thực hành PLC” ở trưởng Cao đẳng Điện tử Điện
lạnh Hà Nội ........................................................................................................................ 28
2.1.1. Mục tiêu mơn học .................................................................................................... 28
2.1.2. Phân phối chương trình PLC ................................................................................... 28
2.1.3. Nội dung học phần................................................................................................... 29
2.2. Nội dung môn học bổ trợ cho môn thực hành PLC ................................................... 30

2.2.1. Thực hành truyền động và điều khiển bằng khí nén ............................................... 30
2.2.2. Thực hành truyền động và điều khiển bằng dầu ép ................................................. 30
2.3. Quy trình xây dựng nội dung các bài thực hành PLC ................................................ 30
2.4. Chi tiết xây dựng bài thực hành PLC theo qui trình trên ........................................... 33
2.5. Một số bài dạy thực hành cụ thể PLC S7-300 ............................................................ 51
2.5.1. Bài 1. Điều khiển mở máy ĐC 3 pha rơto lồng sóc tự động đổi nối Y/∆ ............... 51
2.5.2. Bài 6. Điều khiển hệ thống trộn và phun sơn tự động ............................................. 59
KẾT LUẬN CHƯƠNG II. ................................................................................................ 80
Chương III. Tổng kết thực nghiệm sư phạm và hướng phát triển ..................................... 81
3.1. Mục đích, nhiệm vụ, phương pháp và đối tượng thực nghiệm .................................. 81
3.1.1. Mục đích thực nghiệm ............................................................................................. 81
3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm ............................................................................................ 81


3.1.3. Phương pháp thực nghiệm ....................................................................................... 81
3.1.4. Đối tượng thực nghiệm sư phạm ............................................................................. 82
3.1.5. Đối tượng thực nghiệm ............................................................................................ 82
3.2. Nội dung và tiến trình thực hiện ................................................................................. 82
3.2.1. Chuẩn bị thực nghiệm ............................................................................................ 82
3.2.2. Nội dung thực nghiệm ............................................................................................. 83
3.3. Đánh giá, xử lý kết quả thực nghiệm ......................................................................... 83
3.3.1. Đánh giá định tính ................................................................................................... 83
3.3.2. Đánh giá định lượng ................................................................................................ 84
3.4. Phương pháp chuyên gia ............................................................................................ 89
KẾT LUẬN CHƯƠNG III ................................................................................................ 92
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................................... 94


MỞ ĐẦU
I. Lý do chọn đề tài

1.1. Luật giáo dục số 38/ 2005/ QH11 quy định:
“Mục tiêu của giáo dục nghề nghiệp là đào tạo người lao động có kiến thức, kỹ
năng nghề nghiệp ở các trình độ khác nhau, có đạo đức, lương tâm nghề nghiệp, ý
thức kỷ luật, tác phong cơng nghiệp, có sức khỏe nhằm tạo điều kiện cho người lao
động có khả năng tìm việc làm, tự tạo việc làm hoặc tiếp tục học tập nâng cao trình
độ chun mơn, nghiệp vụ, đáp ứng u cầu phát triển kinh tế - xã hội, củng cố
quốc phòng, an ninh”.(Điều 33)
“Phương pháp giáo dục nghề nghiệp phải kết hợp rèn luyện kỹ năng thực hành
với giảng dạy lý thuyết để giúp sinh viên có khả năng hành nghề và phát triển nghề
nghiệp theo yêu cầu của từng công việc”. (Điều 34)
“ Chương trình giáo dục nghề nghiệp thể hiện mục tiêu giáo dục nghề nghiệp;
quy chuẩn kiến thức, kỹ năng, phạm vi và cấu trúc nội dung giáo dục nghề nghiệp,
phương pháp và hình thức đào tạo, cách thức đánh giá kết quả đào tạo đối với mỗi
môn học, ngành, nghề, trình độ đào tạo của giáo dục nghề nghiệp; bảo đảm liên
thơng với các chương trình giáo dục khác”. (Điều 35)
1.2. Nhu cầu nguồn nhân lực và sự phát triển của KHKT
Trong giai đoạn đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước và hội nhập
quốc tế, nguồn lực con người Việt Nam càng trở nên có ý nghĩa quan trọng, quyết
định sự thành cơng của công cuộc phát triển đất nước. Giáo dục ngày càng có vai
trị và nhiệm vụ quan trọng trong việc xây dựng một thế hệ người Việt Nam mới,
đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế -xã hội. Điều này đòi hỏi giáo dục phải có chiến
lược đúng hướng, hợp quy luật, xu thế và xứng tầm thời đại.
Với sự phát triển mạnh của KHKT, nước ta đã và đang xây dựng ngày càng
nhiều các nhà máy đa dạng về công nghệ. Ngành Tự động hóa cũng khơng ngừng
phát triển để đáp ứng nhu cầu của sản xuất. Ứng dụng công nghệ tự động vào trong
sản xuất là xu hướng tất yếu của Việt Nam đang trên đường phát triển công nghiệp,

1

cùng với sự hịa nhập WTO. Tự động hóa q trình sản xuất đã và đang được ứng
dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất, từng bước thay thế dần sức lao động của
con người thông qua bộ điều khiển lập trình PLC (Programmable Logic
Controller).
1.3. Yêu cầu chất lượng nguồn nhân lực
Nâng cao chất lượng đào tạo sinh viên là một trong những định hướng của các
trường hiện nay. Thực tế trong thời gian qua, công tác đào tạo sinh viên trong các
trường cao đẳng đã đạt được những thành tựu đáng kể, đã xây dựng được đội ngũ
lao động phần nào đáp ứng nhu cầu phát triển của xã hội. Tuy nhiên, do nhiều
nguyên nhân nên công tác đào tạo đang bộc lộ nhiều bất cập và chưa đáp ứng kịp
thời những đòi hỏi cao của xã hội theo hướng CNH-HĐH. Một trong những đặc
điểm đó là nặng nề về truyền thụ phần lý thuyết kỹ thuật chuyên môn mà xem nhẹ
về thực hành, chưa phát huy được chủ động sáng tạo của sinh viên trong quá trình
học tập, chưa coi trọng đúng mức và chưa có quy trình hợp lý để hình thành và rèn
luyện kỹ năng, chưa chú ý để trang bị những năng lực cần thiết cho sinh viên hoàn
thiện khi ra trường. Theo đánh giá của một số nhà nghiên cứu “Sinh viên khi ra
trường về cơ bản nắm vững được kiến thức lý thuyết chun mơn và kiến thức văn
hóa cơ bản nhưng kỹ năng thực hành kém, lúng túng về tay nghề”.
Để khắc phục tình trạng vừa lãng phí vừa thiếu hụt trong đào tạo nhân lực, giáo
dục phải bám sát nhu cầu và địi hỏi của xã hội, thơng qua việc thiết kế các chương
trình đào tạo đáp ứng yêu cầu cung cấp nhân lực phục vụ các ngành kinh tế đa dạng.
Các chương trình, giáo trình và các phương án tổ chức dạy học phải đa dạng hơn, có
tính liên kết giữa các nội dung kiến thức tạo cơ hội cho mỗi sinh viên có năng lực
đáp ứng với chuẩn mực chung nhưng gắn với nhu cầu, nguyện vọng và điều kiện
học tập của mình. Trong bối cảnh hội nhập cũng như nhu cầu học tập của sinh viên
Khoa Điện -Trường Cao đẳng đẳng điện tử điện lạnh Hà nội luôn coi vấn đề về đổi
mới phương pháp dạy học trong các môn thực hành chuyên ngành Điện như là một
chiến lược đổi mới GD&ĐT nhằm nâng cao chất lượng cho sinh viên sau khi ra
trường. Đặc biệt môn thực hành PLC có đặc điểm là một chuyên ngành rất mới đối

2


với chương trình đào tạo sinh viên trình độ Cao đẳng, mơn học này có một số liên
quan đến các môn học khác như: Tin học cơ bản, Trang bị điện, Điện tử số… Vì
vậy để đáp ứng được các mục tiêu trên tác giả chọn đề tài:
“Nghiên cứu xây dựng bài giảng thực hành cho môn học PLC áp dụng trong
trường Cao đẳng Điện tử Điện lạnh Hà nội”.
II. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng nội dung các bài giảng thực hành PLC cho sinh viên chuyên ngành
Tự động hóa khoa Điện -Trường Cao đẳng Điện tử Điện lạnh Hà nội nhằm nâng
cao chất lượng dạy học thực hành cho sinh viên hệ Cao đẳng nhằm đáp ứng nhu cầu
của thị trường lao động trong giai đoạn hiện nay.
III. Khách thể đối tượng và phạm vi nghiên cứu
1. Khách thể nghiên cứu
Nghiên cứu xây dựng bài giảng thực hành cho môn học PLC trên nền tảng cơ sở
vật chất và những định hướng phát triển của trường, áp dụng giảng dạy sinh viên
trường Cao đẳng Điện tử Điện lạnh Hà nội
2. Đối tượng nghiên cứu
Cơ sở lý luận xây dựng bài giảng thực hành
Quy trình xây dựng nội dung các bài giảng thực hành PLC cho sinh viên chuyên
ngành Tự động hóa khoa Điện-Trường Cao đẳng Điện tử Điện lạnh Hà nội.
Đối tượng khảo sát: Một số lớp sinh viên đại diện.
3. Phạm vi nghiên cứu
- Cơ sở tâm lý của đối tượng học sinh sinh viên
- Phương pháp xây dựng bài giảng thực hành
- PLC và các kiến thức có liên quan.
- Nội dung các bài thực hành PLC trong chương trình đào tạo sinh viên chuyên
ngành TĐH khoa Điện - Trường Cao Đẳng Điện tử Điện lạnh Hà nội
IV. Giả thuyết khoa học

3


- Nếu xây dựng và áp dụng tốt nội dung các bài thực hành PLC trong chương
trình đào tạo, sẽ góp phần nâng cao chất lượng đào tạo cho sinh viên chuyên ngành
Tự động hóa khoa Điện - Trường Cao đẳng Điện tử Điện lạnh Hà nội.
- Nâng cao được hiệu quả sử dụng trang thiết bị trong dạy học, qua đó giúp nhà
trường đề ra được chiến lược đầu tư trang thiết bị phù hợp.
V. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở thực tiễn của việc xây dựng nội dung các bài giảng thực
hành PLC cho sinh viên chuyên ngành Tự động hóa khoa Điện - Trường Cao đẳng
Điện tử Điện lạnh Hà nơi.
- Nghiên cứu quy trình xây dựng bài giảng thực hành PLC
- Xây dựng nội dung các bài giảng thực hành PLC.
- Kiểm nghiệm sư phạm để đánh giá nội dung các bài giảng thực hành PLC đã
xây dựng.
VI. Phương pháp nghiên cứu
Để thực tiễn các nhiệm vụ trên, đề tài sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Vận dụng kiến thức các mơn học có liên
quan làm cơ sở để xây dựng nội dung các bài thực hành PLC
- Phương pháp quan sát: Vận dụng phương pháp quan sát quá trình vận hành
và điều khiển hệ thống các dây truyền, băng tải trong các cơ sở sản xuất; các
công việc, kỹ năng thao tác của các kỹ thuật viên trong quá trình làm việc.
- Phương pháp thực nghiệm: Để kiểm chứng giả thuyết đề ra.
- Phương pháp chuyên gia: Để kiểm nghiệm, đánh giá, điều chỉnh nội dung
nghiên cứu.
VII. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung của luận văn
gồm 3 chương.

Chương I: Cơ sở lý luận và thực tiễn xây dựng nội dung các bài giảng thực hành
PLC cho sinh viên Cao đẳng chuyên ngành Tự động hóa.

4


Chương II: Xây dựng nội dung các bài giảng thực hành PLC cho sinh viên Cao
đẳng chuyên ngành Tự động hóa khoa Điện -Trường Cao đẳng Điện tử Điện lạnh
Hà nội.
Chương III: Tổng kết thực nghiệm sư phạm và hướng phát triển.

5


CHƯƠNG I
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN XÂY DỰNG NỘI DUNG CÁC BÀI
THỰC HÀNH PLC CHO SINH VIÊN CAO ĐẲNG CHUYÊN NGÀNH
TỰ ĐỘNG HÓA KHOA ĐIỆN
1.1.

Tổng quan lịch sử vấn đề nghiên cứu

1.1.1 Thực tế sử dụng PLC trong dạy học hệ cao đẳng
Đây là một mơn học hồn tồn mới đối với chương trình đào tạo sinh viên Cao
đẳng. Đối với hệ Đại học thì mơn học này đã được đưa vào giảng dạy từ những năm
90. Tuy vậy, chương trình đào tạo Đại học chủ yếu là mang nặng tính lý thuyết, thời
gian thực hành chiếm rất ít trong tổng số thời gian của môn học. Trang thiết bị thực
tập trong các phòng thực tập rất hạn chế, lạc hậu, không theo kịp sự phát triển của
khoa học cơng nghệ trong giai đoạn hiện nay. Vì vậy sinh viên khi ra trường không
đáp ứng được nhu cầu của nhà tuyển dụng.

Để khắc phục tình trạng “thừa thầy, thiếu thợ” trong bối cảnh hội nhập. Việc
nâng cao chất lượng đào tạo ở các trường là một yêu cầu cấp bách. Để thực hiện yêu
cầu đó cần phải xây dựng nội dung chương trình đào tạo phù hợp đặc biệt là nội
dung các môn học thực hành.
Một số hạn chế:
- Tài liệu liên quan đến mơn học PLC cịn rất thiếu, không phù hợp với đối
tượng sinh viên học hệ cao đẳng.
- Là một môn học thuộc lĩnh vực điều khiển tự động vì vậy việc trang bị cơ
sở vật chất, thiết bị dạy học thực sự rất khó khăn đối với các trường cao đẳng.
Nhận xét: Vì là nội dung mới nên việc thiết kế, xây dựng nội dung các bài giảng
PLC gặp nhiều khó khăn trong lĩnh vực tham khảo và nghiên cứu tài liệu có liên
quan. Nhưng bù lại đây là thuận lợi khi dựa trên khung chương trình do Bộ giáo dục
đào tạo mới được ban hành, có thể xây dựng và điều chỉnh nội dung bài giảng cho
phù hợp với yêu cầu nâng cao chất lượng dạy học.

6


1.1.2 Lịch sử ra đời của PLC
Thiết bị điều khiển lập trình PLC (Programmable Logic Controller) đã được
những nhà thiết kế cho ra đời năm 1968 (Công ty General Moto – Mỹ) các nhà sản
xuất ôtô đã đưa ra các yêu cầu kỹ thuật đầu tiên cho thiết bị điều khiển logic khả
trình. Mục đích đầu tiên là thay thế cho các tủ điều khiển cồng kềnh, tiêu thụ nhiều
điện năng và thường xuyên phải thay thế các rơle do hỏng cuộn hút hay gãy các
thanh lò xo tiếp điểm. Mục đích thứ hai là tạo ra một thiết bị điều khiển có tính linh
hoạt trong việc thay đổi chương trình điều khiển. Các u cầu kỹ thuật này chính là
cơ sở của các máy tính cơng nghiệp, mà ưu điểm chính của nó là sự lập trình dễ
dàng bởi các kỹ thuật viên và các kỹ sư. Với thiết bị điều khiển có khả năng lập
trình giúp người vận hành tiết kiệm thời gian dừng trong sản xuất, mở rộng khả
năng hồn thiện hệ thống và thích ứng với sự thay đổi trong sản xuất. Một số nhà

sản xuất thiết bị điều khiển trên cơ sở máy tính đã chế tạo ra các thiết bị điều khiển
có khả năng lập trình gọi là PLC. Các ứng dụng của PLC đã nhanh chóng mở rộng
ra tất cả các ngành cơng nghiệp sản xuất khác [31].
Hai đặc điểm chính dẫn đến sự thành cơng của PLC đó chính là độ tin cậy cao
và khả năng lập trình dễ dàng. Độ tin cậy của PLC được đảm bảo bởi các mạch bán
dẫn được thiết kế thích ứng với mơi trường cơng nghiệp. Các mạch vào ra được
thiết kế đảm bảo khả năng chống nhiễu, chịu được ẩm, chịu được dầu, bụi và nhiệt
độ cao. Các ngơn ngữ lập trình đầu tiên của PLC tương tự như sơ đồ thang các hệ
thống điều khiển logic, nên các kỹ sư đã làm quen với sơ đồ thang, dễ dàng thích
nghi với việc lập trình mà khơng cần phải qua một q trình đào tạo nào. Một số các
ứng dụng của máy tính trong sản xuất trong thời gian đầu bị thất bại, cũng chính là
việc học sử dụng các phần mềm máy tinh không dễ dàng ngay cả với các kỹ sư.
Khi các vi xử lý được đưa vào sử dụng trong các năm 1974-1975, các khả năng
cơ bản của PLC được mở rộng và hồn thiện hơn. Các PLC có trang bị vi xử lý có
khả năng thực hiện các tính tốn và xử lý số hiệu phức tạp, điều này làm tăng khả
năng ứng dụng của PLC cho các hệ thống điều khiển phức tạp. Các PLC không chỉ
dừng lại ở chỗ là các điều khiển logic, mà nó cịn khả năng thay thế cả các thiết bị

7


điều khiển tương tự. Vào cuối những năm 70 việc truyền dữ liệu đã trở nên dễ dàng
nhờ sự phát triển nhảy vọt của công nghiệp điện tử. Các PLC có thể điều khiển các
thiết bị cách xa hàng trăm mét. Các PLC có thể trao đổi dữ liệu cho nhau và việc
điều khiển quá trình sản xuất trở nên dễ dàng hơn [31].
Việc dùng những bộ PLC có thể giúp cho người sử dụng khơng cần phải có
những thao tác tháo lắp, nối dây mất nhiều thời gian khi cần thay đổi chương trình
điều khiển, người sử dụng chỉ cần ngồi ở một nơi và điều khiển bàn phím với cơng
sức và thời gian lập trình vừa phải là có thể thay đổi hồn tồn chương trình điều
khiển cũ thành chương trình điều khiển mới.

Mặc dù PLC có chức năng tương tự máy tính thơng thường nhưng do u cầu
làm việc trong môi trường công nghiệp nên phần cứng của nó được thiết kế với các
điều kiện sau:
Thiết kế có cấu tạo chắc chắn, có khả năng chống nhiễu cao.
Ngơn ngữ lập trình dễ hiểu, dễ đọc.
Được thiết kế theo kiểu module nên dễ dàng thay thế, sửa chữa và ghép thêm
vào những module khác.
Dễ lập trình và lập trình lại cho các ứng dụng trong những nhà máy công nghiệp.
Gọn nhẹ, dễ dàng bảo quản, sửa chữa.
Dung lượng bộ nhớ lớn có thể chứa được những chương trình phức tạp,
Giá cả có thể cạnh tranh được.
Ngày nay chúng ta có thể thấy PLC trong hàng nghìn ứng dụng cơng nghiệp .
Chúng ta sử dụng trong cơng nghiệp hóa chất, công nghiệp chế biến dầu, công
nghiệp thực phẩm, công nghiệp cơ khí, cơng nghiệp xử lý nước và chất thải, công
nghiệp dược phẩm, công nghiệp dệt, nhà máy điện hạt nhân, trong cơng nghiệp khai
khống, trong giao thơng vận tải, trong quân sự, trong các hệ thống đảm bảo an tồn
giao thơng, trong các hệ thống vận chuyển tự động, điều khiển robot, điều khiển
máy công cụ CNC…Các PLC có thể được kết nối với các máy tính để truyền, thu
thập và lưu trữ số liệu bao gồm cả quá trình điều khiển bằng hệ thống, quá trình
đảm bảo chất lượng, chẩn đoán sự cố trực tuyến, thay đổi chương trinh điều khiển
8


từ xa. Ngồi ra PLC cịn được dùng trong hệ thống quản lý năng lượng làm giảm
giá thành và cải thiện môi trường điều khiển trong các hệ thống phục vụ sản xuất,
trong các dịch vụ và các văn phòng công sở.
PLC được sản xuất bởi nhiều hãng khác nhau trên thế giới. Về nguyên lý hoạt
động, các PLC này có tính năng tương tự giống nhau, về ngơn ngữ lập trình thì hồn
tồn khác nhau do thiết kế của mỗi hãng sản xuất. PLC khác với các máy tính là
khơng có ngơn ngữ lập trình chung và khơng có hệ điều hành chung. Khi được cấp

điện thì PLC có điện và chỉ chạy chương trình điều khiển đã được nạp vào trong bộ
nhớ thơng qua phần mềm lập trình và thiết bị truyền thông. Một số hãng sản xuất
PLC lớn có tên tuổi như: Siemens, Toshiba, Omron, Allan Bradley…Tại Việt Nam
có các hãng này được sử dụng rộng rãi trong cơng nghiệp, nơng nghiệp, an ninh
quốc phịng phục vụ cơng cuộc CNH- HĐH đất nước. Có thể lập trình cho PLC một
cách khá dễ dàng dựa trên một tập lệnh mà nhà sản xuất cung cấp. Tập lệnh bao
gồm nhiều lệnh, có thể cho phép người sử dụng kết hợp các lệnh này một cách logic
để tạo nhiều chương trình điều khiển đa dạng, phức tạp. Ngồi các lệnh thơng
thường, nhà sản xuất cịn cung cấp thêm các lệnh mở rộng (Expansion Instruction)
làm phong phú thêm khả năng điều khiển PLC
1.2.

Cơ sở triết học và tâm sinh lý của quá trình dạy học thực hành

1.2.1 Cơ sở triết học
Lý thuyết về nhận thức của chủ nghĩa Mac - Lenin đã khẳng định rằng: Nhận
thức của con người bắt nguồn từ thực tiễn và cuối cùng trở về cải tạo thực tiễn.
Nhận thức của con người bắt đầu từ quá trình nhận thức cảm tính, q trình đó liên
hệ chặt chẽ với tính trực quan. Tính trực quan là một thuộc tính của sự vật, hiện
tượng, nó làm bộc lộ những đặc điểm của sự vật, nhờ đó mà người ta có thể nhận
thức được sự vật một cách rõ ràng. Vì vậy, lý luận về nhận thức coi thực tiễn là cơ
sở, là động lực, mục đich đồng thời là tiêu chuẩn kiểm tra kiến thức.
Lênin đã chỉ ra: “Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng và từ tư duy trìu
tượng đến thực tiễn, đó là con đường biện chứng của sự nhận thức chân lý, của sự
nhận thức hiện thực khách quan” (VILenin, bút ký triết học NXBST, 1968 tr

9


189).Theo quan điểm duy vật biện chứng quá trình nhận thức trải qua ba giai đoạn.

Đó là: Giai đoạn nhận thức cảm tính, giai đoạn nhận thức lý tính, giai đoạn tái sinh
cụ thể và trừu tượng. Như vậy trực quan sinh động – nhận thức cảm tính, nhận thức
lý tính và tư duy trừu tượng là bộ phận hữu cơ của quá trình lĩnh hội tri thức. Tri
thức cần được kiểm tra và vận dụng qua thực tiễn, đó là kết quả cao nhất của nhận
thức. Điều này lại trở thành sự trực quan sinh động cao hơn cho quá trình nhận thức
mới. Quá trình nhận thức là sự thống nhất giữa trực quan sinh động và tư duy trừu
tượng với sự thâm nhập thực tiễn vào cả hai. Để nhận thức bên trong sự vật, cần
phải có thao tác xử lý bên trong não bộ những hình tượng cảm tính đã được phản
ánh, loại bỏ những khía cạnh ngẫu nhiên, không bản chất và chỉ giữ lại những dấu
hiệu bản chất chung nhất của sự vật, hiện tượng.
Trong dạy học kỹ thuật, quá trình hình thành các khái niệm kỹ thuật cũng bắt
đầu từ trực quan sinh động (các mơ hình, các thiết bị kỹ thuật…) sẽ tạo cho sinh
viên khả năng quan sát, nhận xét và trên cơ sở đó thực hiện các thao tác phân tích,
tổng hợp, so sánh và khái quát hóa để rút ra những dấu hiệu bản chất của các sự vật,
hiện tượng. Trực quan sinh động đóng vai trị quan trọng để tạo ra các yếu tố: Khái
niệm - Hình ảnh – Thao tác giúp cho tư duy sinh viên phát triển. Trong việc bồi
dưỡng năng lực kỹ thuật cho sinh viên, trực quan sinh động cịn góp phần hình
thành ba khâu quan trọng: Lĩnh hội kỹ thuật – Thiết kế kỹ thuật – Vận dụng kỹ
thuật.
1.2.2 Cơ sở tâm lý học
Dưới góc độ tâm lý học, các nhà tâm lý học sư phạm đã chứng minh rằng: Trong
sự lĩnh hội tri thức của sinh viên, tri thức càng trừu tượng thì trực quan càng có ý
nghĩa. Dạy học trực quan khi đó là một trong những phương tiện tốt nhất để phát
triển tư duy trừu tượng cho sinh viên. Quá trình nhận thức trực quan được chia làm
ba giai đoạn:
Giai đoạn nhận thức cảm tính: Gồm cảm giác, tri giác .
Giai đoạn nhận thức lý tính: Gồm tư duy và tưởng tượng.
Giai đoạn tái sinh cái cụ thể trong tư duy.

10

1.2.3 Cơ sở sinh lý học
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng nếu sinh viên thực tập ngay những điều đã học
được và tiếp tục sử dụng nó, việc học tập và duy trì trí nhớ sẽ cao hơn.
Theo các nhà nghiên cứu này nếu sinh viên khơng có cơ hội được tham gia một
cách tích cực vào học tập, sau một năm họ sẽ quên đi 50% những gì họ đã học theo
cách thụ động bằng cách chỉ đọc và nghe. Sau 2 năm học quên đi 80%.
Một nghiên cứu cho thấy rằng trong vòng 24 tiếng đồng hồ sinh viên sẽ quên đi
50% những gì họ nghe thấy được ở những ngày trước đó. Sau 2 tuần họ quên đi
25% nữa [26, tr15].
Sinh viên có thể học bằng cách nghe và xem, xong họ sẽ học tốt hơn nếu họ
được tham gia tích cực vào q trình học tập. Điều này giải thích tại sao sinh viên
cần được khuyến khích thảo luận một vấn đề, nghĩ ra một biện pháp giải quyết và
thực tập một kỹ năng. Sinh viên phải có cơ hội sử dụng những gì họ học được trước
khi họ quên đi hoặc gạt bỏ trong trí nhớ.
Việc học tập sẽ có hiệu quả hơn khi sinh viên tích cực tham gia vào q trình
học tập. Việc tham gia tích cực vào q trình học tập sẽ giúp sinh viên tự tin hơn, và
có trách nhiệm hơn với việc học tập.
Ở Ấn Độ tổng kết quá trình dạy học như sau:
Tơi nghe tơi qn
Tơi nhìn tơi nhớ
Tôi làm tôi hiểu
Giác quan

Khả năng dẫn

Đơn vị dẫn thông

Thị giác

3.000.000

Bit/giây

Thính giác

30.000 – 50.000

Bit/giây

Khứu giác

10 -100

Bit/giây

Xúc giác

2 -10
Bảng 1-1 Sự ghi nhớ của các giác quan

11

Bit/giây


Trong những nghiên cứu của các nhà tâm lý cũng chỉ ra rằng mỗi giác quan con
người đều có khả năng tri giác khối lượng thông tin khác nhau trong cùng một đơn
vị thời gian. Để đánh giá khả năng này, các nhà nghiên cứu đã đưa ra bản thống kê

về năng lực dẫn thông của các giác quan cho bảng 1-1.
Ngồi sự ghi nhớ và khả năng dẫn thơng của các giác quan đã được trình bày
như trên, các nhà sư phạm còn đưa ra một kết quả nghiên cứu về sự lưu lại trong trí
nhớ trên đơn vị thời gian và các giác quan theo bảng 1-2
Phương tiện trực quan

Tỷ lệ ghi nhớ sau 3 giờ

Tỷ lệ ghi nhớ sau 3 ngày

Lời nói

30%

10%

Hình ảnh

60%

20%

Lời nói và hình ảnh

80%

70%

Lời nói, hình ảnh, hành động

90%

80%

Tự khám phá

99%

90%

Bảng 1-2 Sự lưu lại của trí nhớ với thời gian và các giác quan
Từ

Học qua sự tưởng tượng

Kí hiệu

Các cơng thức, quy ước

Phù hiệu

Hình tượng trong điêu khắc

Phương tiện nghe

Truyền thanh giáo dục

Phim nhựa

Phim giáo khoa

Truyền hình giáo dục

Các chương trình truyền hình

Triển lãm thăm quan

Các chương triển triển lãm

Làm mẫu

Quan sát trực tiếp, cụ thể

Đóng vai, kinh nghiệm giả cách

Trị chơi, đóng vai, mơ hình

Kinh nghiệm trực tiếp tự nhiên

Thực hành trên vật chất

Bảng 1-3 Các mức độ trực quan của phương tiện dạy học

12


Ngoài ra tùy theo hoàn cảnh cụ thể mà vận dụng quy luật nhận thức theo các
mức độ khác nhau. Chúng ta có thể sử dụng bảng các mức độ trực quan của phương
tiện dạy học dưới đây làm tài liệu tham khảo theo bảng 1-3
Khác với lời nói (thơng tin đến với người nghe chậm, chủ yếu theo con đường

theo con đường thính giác một cách từ từ, trình tự và ý nghĩa của từng từ, câu nói),
việc sử dụng mỗi phương tiện dạy học thường huy động đồng thời nhiều giác quan
của sinh viên, tạo nên một hình ảnh tương đối trọn vẹn về một đối tượng nhận thức.
Nhất là đối với sự trợ giúp của máy tính và các phương tiện nghe nhìn khác, cho
phép sinh viên có thể quan sát được, tương tác được với nhiều đối tượng mà trong
thực tế không thể quan sát hay tương tác trực tiếp được (với những đối tượng quá
to, quá bé, quá xa, điều kiện nguy hiểm, những quá trình diễn ra q nhanh, q
chậm, khơng thể quan sát được trong điều kiện thực của nó…)
Càng tác động đến nhiều giác quan cùng lúc trong quá trình nhận thức thì sự ghi
nhớ sẽ được giữ lại với tỷ lệ cao. Càng nhiều giác quan tham gia vào quá trình nhận
thức trong học tập của sinh viên thì quá trình tiếp thu càng hiệu quả, sâu sắc, nhanh
chóng và khả năng ghi nhớ, vận dụng vào thực tiễn cũng được phát triển cao hơn.
1.2.4 Cơ sở khoa học của dạy học thực hành
1.2.4.1 Quá trình hình thành kỹ năng
Kỹ năng có nhiều loại nhưng chúng thường được hình thành theo những quy luật
nhất định,thường bắt đầu từ sự nhận thức (để thơng hiểu về mục đích, cơ chế, tiến
trình, ý nghĩa…) và kết thúc được biều hiện ở hành động cụ thể.
Theo các tác giả, quá trình hình thành kỹ năng gồm ba giai đoạn:
- Giai đoạn lĩnh hội hiểu biết nhằm phục hồi những tri thức đã có…
- Giai đoạn tạo dựng động hình vận động nhằm chuyển biểu tượng vận động
thành các vận động vật chất…
- Giai đoạn hình thành kỹ năng.
Quy trình hình thành kỹ năng kỹ thuật thể hiện theo sơ đồ tóm tắt sau:

13


Lĩnh hội hiểu
biết, lý thuyết

Quan sát, bắt
chước

Luyện tập

Hình ảnh, biểu
tượng vận động

Động hình vận
động

Kỹ năng ban
đầu

Phục hồi kiến
thức, kỹ năng

Biểu diễn hành
động

Huấn luyện

Sơ đồ 1.1. Quá trình hình thành kỹ năng [14, tr36]
1.2.4.2 Đặc điểm tâm sinh lý của sinh viên
a. Hoạt động học tập của sinh viên là hoạt động tâm lý
Hoạt động học tập của sinh viên được tổ chức một cách độc đáo bởi sinh viên,
nhằm mục đích có ý thức chuẩn bị trở thành chun gia của một lĩnh vực nào đó
phát triển tồn diện, sáng tạo, có trình độ nghiệp vụ cao, hoạt động học tập của sinh
viên mang đặc điểm của bản chất quá trình học tập nói chung.
Mục đích hoạt động này hướng vào làm thay đổi chính chủ thể của hoạt động.

Thơng qua hoạt động học tập, nhân cách của họ được phát triển. Mặt khác, xu
hướng nhân cách lại chi phối trở lại nhu cầu hứng thú, động cơ của quá trình học
tập. Người dạy phải tổ chức hoạt động như là một hoạt động tích cực hóa, tìm tịi,
địi hỏi sinh viên chủ động tham gia giải quyết những nhiệm vụ học tập phức tạp
nhưng vừa sức.
b. Một số nét đặc trưng cho hoạt động học tập của sinh viên
Hoạt động học tập của sinh viên có tính độc đáo về mục đích và kết quả hoạt
động. Khác với hoạt động lao động sản xuất là biến đổi đối tượng vật chất thành sản
phẩm, hoạt động học tập có thể tiếp thu các tri thức khoa học hình thành kỹ năng,
kỹ xảo nghề nghiệp phát triển những phẩm chất, nhân cách người thợ trong tương
lai. Hoạt động học tập của sinh viên mang tính độc lập cao, là hoạt động được diễn
14


ra trong điều kiện có kế hoạch vì nó phụ thuộc vào mục tiêu, nội dung chương trình,
phương thức và thời hạn đào tạo. Phương tiện hoạt động là thư viện, sách vở, phòng
thực hành với các thiết bị chuyên mơn. Tâm lý diễn ra trong q trình học tập của
sinh viên với nhịp độ căng thẳng, mạnh mẽ và trí tuệ.
Q trình nhận thức của sinh viên Cao đẳng khác hẳn với các lứa tuổi trung học
cơ sở, THPT về sự phát triển, về tính chọn lọc cao và tính độc lập sáng tạo. Thể
hiện ở các dấu hiệu: Tự đặt vấn đề, tự tìm cách giải quyết vấn đề theo nhiều cơng
thức, có ý thức theo đuổi mục đích đến cùng và tự đánh giá kết quả làm được.
Phẩm chất tư duy sáng tạo trong hoạt động học tập của sinh viên có tính chất
độc đáo, khơng dập khn theo mẫu có tính chất mới lạ, biết cách chọn ra phương
án đơn giản nhưng tối ưu trong các phương án đã biết để giải quyết nhiệm vụ.
Động cơ học tập của sinh viên rất phong phú và thường bộc lộ tính hệ thống.
Việc học tập của sinh viên thường bị chi phối bởi một số động cơ nào đó như động
cơ có tính chất nhận thức, động cơ liên quan đến sự tự khẳng định, động cơ có tính
chất xã hội.
Những nghiên cứu về động cơ học tập của sinh viên cho thấy trong cấu trúc thứ

bậc của động cơ ở sinh viên thường biểu hiện như sau:
+ Động cơ nghề nghiệp xếp thứ nhất.
+ Động cơ xã hội xếp thứ hai
+ Động cơ có tính nhận thức xếp thứ ba
+ Động cơ tự khẳng định xếp thứ tư
+ Động cơ có tính cá nhân xếp thứ năm
Tuy nhiên, thứ bậc các động cơ có thể thay đổi trong q trình học tập và ở sinh
viên có trình độ học lực khác nhau.
Theo nghiêm cứu của An.gheboxo, việc hình thành động cơ học tập của sinh
viên phụ thuộc vào một số yếu tố sau:
Ý thức về mục đích gần và mục đích xa của hoạt động học tập
+ Nắm vững ý nghĩa lý luận và ý nghĩa thực tiễn của các tri thức do sinh viên
lĩnh hội

15


+ Nội dung mới của những tài liệu và thông tin khoa học được trình bày
+ Lựa chọn được những bài học phù hợp, gây được những hồn cảnh có vấn đề,
tạo được các mâu thuẫn trong quá trình dạy học
+ Thường xun duy trì được khơng khí tâm lý nhận thức trong hoạt động học
tập
1.3.

Thiết bị dạy học

Thiết bị dạy học là hệ thống đối tượng vật chất và những phương tiện kỹ thuật
được người dạy sử dụng trong q trình học nhằm thực hiện mục đích dạy học.
Bản chất của thiết bị dạy học: thiết bị dạy học là những công cụ hỗ trợ trong giờ
học trên lớp nhằm làm sáng tỏ những điều cần trình bày của người dạy và trực quan

hóa các nội dung giảng dạy, giúp sinh viên tiếp thu dễ dàng tham gia học tập một
cách chủ động tích cực. Các thiết bị dạy học được đề cập ở đây có thể sử dụng cho
giảng dạy nhiều nội dung, nhiều môn học, nhiều đối tượng khác nhau. [26, tr 152].
Thiết bị dạy học được phân biệt thành:
- Thiết bị giáo dục (TBGD)-educational equipments
- Thiết bị trường học (TBTH)-school equipments
- Đồ dùng dạy học (ĐDDH)-teaching equipments (aids/implements)
- Thiết bị dạy học (TBDH)-teaching equipments
- Dụng cụ dạy học (DCDH)- teaching equipments (devices)
- Phương tiện dạy học (PTDH)-means (facilities) of teaching
- Học cụ (HC)-Learning equipments
- Học liệu (HL)-Learning (school) materials
Có một vài tài liệu cịn dùng tên gọi là “Bộ đồ nghề của người thầy giáo”-Tools
of teacher.
1.3.1 Một số khái niệm liên quan
Thiết bị dạy học ( phương tiện dạy học ): Trong giáo dục học, thuật ngữ phương
tiện dạy học ở đây trước hết là nói đến những đối tượng vật chất được người dạy sử
dụng với tư cách là những phương tiện điều khiển hoạt động nhận thức của sinh
viên, nó cịn là nguồn tri thức phong phú để sinh viên lĩnh hội kiến thức và rèn

16


luyện kỹ năng. Chẳng hạn, các vật thật, mơ hình, hình vẽ mơ phỏng đối tượng nhận
thức.
Phương tiện dạy học bao gồm các phương tiện mang tin, phương tiện kỹ thuật
dạy học và phương tiện tương tác được sử dụng trực tiếp trong quá trình dạy học để
truyền tải nội dung tương tác với PPDH nhằm đạt mục tiêu xác định.
Phương tiện dạy học là toàn bộ sự vật, hiện tượng trong thế giới, tham gia vào
quá trình dạy học, đóng vai trị là cơng cụ hay điều kiện để người dạy và sinh viên

sử dụng làm khâu trung gian tác động vào đối tượng dạy học.
Phương tiện dạy học có chức năng khơi dậy, dẫn truyền và làm tăng sức mạnh
tác động của người dạy và sinh viên đến đối với người dạy học.
Thiết bị dạy học ( phương tiện dạy học ) là một trong những thành tố cấu trúc
của q trình dạy học, vì thế nó có mối quan hệ với các thành tố khác của QTDH
như mục đích, nội dung, phương pháp và hình thức tổ chức dạy học.
Thiết bị dạy học trong nhà trường là một hệ thống phức tạp. Xét theo nội dung
dạy học, hệ thống thiết bị dạy học ở nhà trường bao gồm các thiết bị dạy học theo
môn học, ngành học. Nếu khơng xét theo nội dung dạy học thì bất cứ hệ thống thiết
bị dạy học của môn học nào cũng bao gồm các thành phần sau:
- Các vật thật: Đó là các bộ sưu tập thực vật, động vật, mẫu đất đá, sản phẩm lao
động…
- Các phương tiện miêu tả các đối tượng, hiện tượng trong tự nhiên và xã hội
bằng ngôn ngữ tự nhiên và ngôn ngữ nhân tạo. Đó là sách giáo khoa, vở bài tập, các
bảng biểu, tài liệu in ấn (bản đồ, sơ đồ…)
- Các thiết bị để tái tạo lại các hiện tượng (dụng cụ thí nghiệm), các máy móc,
dụng cụ lao động sản xuất.
- Các phương tiện nghe nhìn đa phương tiện, máy tính điện tử và các phương
tiện để thực hiện mối liên hệ ngược (máy kiểm tra kiến thức, máy chấm bài…) được
sử dụng kết hợp sẽ cho phép rút ngắn thời gian trình bày mà vẫn làm cho bài giảng
sinh động, trực quan, hấp dẫn đối với sinh viên.

17


Mặt khác cũng cần kết hợp sử dụng các phương tiện dạy học truyền thống như
Placat, tranh vẽ, mơ hình vật chất, các thiết bị thí nghiệm kỹ thuật, máy chiếu bản
trong… cũng như các đồ dùng dạy học cho người dạy, sinh viên tự xây dựng cho
phù hợp với hoàn cảnh của từng trường.
1.3.2 Những nguyên tắc chung khi sử dụng thiết bị dạy học

Thiết bị dạy học được sử dụng đúng, có tác dụng làm tăng hiệu quả sư phạm của
nội dung và phương pháp dạy học lên rất nhiều. Như trên đã trình bày, thiết bị dạy
học khơng chỉ có chức năng minh họa cho bài giảng mà cịn có tác dụng thúc đẩy
q trình thu nhận kiến thức và hiểu sâu sắc nội dung kiến thức.
Nếu không biết sử dụng thiết bị dạy học một cách khoa học, hợp lý theo một
cách tiếp cận hệ thống, thậm chí lại lạm dụng quá nhiều phương tiện trong giờ giảng
thì hiệu quả của nó khơng những khơng tăng mà cịn làm chi sinh viên khó hiểu,
khơng tập trung…
Thiết bị dạy học rất đa dạng về loại hình, mỗi loại hình có những tính năng riêng
với sự ưu việt và hạn chế của nhà sản xuất. Do đó, về ngun tắc, khơng có phương
pháp sử dụng chung cho mọi loại hình thiết bị dạy học. Hiệu quả sử dụng thiết bị
dạy học phụ thuộc kỹ năng sử dụng thiết bị dạy học và phương pháp sử dụng chúng
tương thích với thiết bị dạy học .
Trong quá trình dạy học, sinh viên tiến hành nhận thức thế giới dưới sự hướng
dẫn của người dạy thông qua các thiết bị dạy học. Thiết bị dạy học là công cụ dạy
học sư phạm của người dạy và sinh viên .Sử dụng thiết bị dạy học trong quá trình
dạy học phải đáp ứng với các yêu cầu sau:
- Sử dụng thiết bị dạy học phải đảm bảo cung cấp cho sinh viên thông tin các
hiện tượng và đối tượng nghiên cứu đầy đủ và chính xác, làm cho sinh viên hiểu sâu
và nắm vững kiến thức , tránh chủ nghĩa hình thức trong nhận thức của sinh viên.
- Sử dụng thiết bị dạy học phải đảm bảo tính trực quan của dạy học, mở rộng
khả năng tiếp cận các đối tượng, hiện tượng.
- Sử dụng thiết bị dạy học phải đảm bảo tính kích thích hứng thú học tập của
sinh viên, thỏa mãn nhu cầu nhận thức của sinh viên.,

18


- Sử dụng thiết bị dạy học phải đảm bảo nâng cao nhịp độ nghiên cứu tài liệu
học tập cho sinh viên.

- Sử dụng thiết bị dạy học phải đảm bảo đổi mới phương pháp dạy học hướng
tích cực hóa hoạt động nhận thức của sinh viên , tạo điều kiện để sinh viên hoạt
động tự lực chiếm lĩnh tri thức, rèn luyện kỹ năng.
1.4.

Một số nguyên tắc khi sử dụng thiết bị chuyên dụng trong dạy học thực

hành
Phương tiện dạy học dù có hiện đại đến đâu thì bản thân nó cũng khơng thể thay
thế được vai trị của người dạy mà trước hết là PPDH, kỹ thuật dạy học của họ.
Ngược lại, PPDH, kỹ thuật dạy học của người dạy lại chịu sự quy định của điều
kiện, phương tiện dạy học cụ thể. Thành thử, giữa các yếu tố nội dung, phương tiện
kỹ thuật dạy học có mối quan hệ tác động qua lại lẫn nhau và với sinh viên. Có thể
cho rằng : “Mối quan hệ đó chính là sự (tương tác) chủ yếu của các yếu tố của hệ
thống dạy học. Sự tương tác đa chiều này tạo nên hiệu quả, chất lượng của quá
trình dạy học”. Vì vậy cần chú ý:
- Sử dụng phương tiện dạy học phù hợp với nội dung học tập.
- Dùng phương tiện dạy học để tổ chức hoạt động học tập cho sinh viên chứ
không đơn thuần là minh họa.
1.4.1 Giới thiệu về PLC
PLC viết tắt của Programmable Logic Controller, là thiết bị điều khiển lập trình
được (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thơng
qua một ngơn ngữ lập trình. Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt
trình tự các sự kiện. Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ
vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như: Thời gian định kỳ hay
các sự kiên được đếm. Một khi sự kiện được kích hoạt thật sự, nó bật ON hoặc OFF
thiết bị điều khiển bên ngoài được gọi là thiết bị vật lý. Một số bộ điều khiển lập
trình sẽ liên tục “lặp” trong chương trình do “người sử dụng lập ra” chờ tín hiệu ở
ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ ra tại các thời điểm đã lập trình.[32]

19


Các thiết bị đầu tiên là nhằm thay thế cho các phần cứng rơ le dây nối và các
logic thời gian. Tuy nhiên, bên cạnh đó việc địi hỏi tăng cường dung lượng nhớ và
tính dễ dàng cho PLC mà vẫn bảo đảm tốc độ xử lý cũng như giá cả…Chính điều
này đã gây ra sự quan tâm sâu sắc đến việc sử dụng PLC trong công nghiệp. Các tập
lệnh nhanh chóng đi từ các lệnh logic đơn giản đến các lệnh đếm, định thời, thanh
ghi dịch…, sau đó là các chức năng làm toán trên các máy lớn… Sự phát triển của
máy tính dẫn đến các bộ PLC có dung lượng lớn, số lượng I/O nhiều hơn.
Trong PLC, phần cứng CPU và chương trình là đơn vị cơ bản cho quá trình điều
khiển hoặc xử lý hệ thống. Chương trình này được nạp sẵn vào bộ nhớ của PLC,
PLC sẽ thực hiện việc điều khiển dựa vào chương trình này. Như vậy nếu muốn
thay đổi hay mở rộng chức năng của quy trình cơng nghệ, ta chỉ cần thay đổi
chương trình bên trong bộ nhớ của PLC. Việc thay đổi hay mở rộng chức năng sẽ
được thực hiện một cách dễ dàng mà không cần một sự can thiệp vật lý nào so với
các bộ dây nối hay rơ le.
1.4.2 Cấu trúc, nguyên lý hoạt động của PLC
1.4.2.1 Cấu trúc
Tất cả các PLC đều có thành phần chính là:
+ Một bộ nhớ chương trình RAM bên trong( có thể mở rộng thêm một số bộ
nhớ ngoài EPROM).
+ Một bộ vi xử lý có cổng giao tiếp dùng cho việc ghép nối với các module
vào/ra.
Bên cạnh đó, một bộ PLC hồn chỉnh cịn đi kèm thêm một đơn vị lập trình bằng
tay hay bằng máy tính. Hầu hết các đơn vị lập trình đơn giản đều có đủ RAM để
chứa đựng chương trình dưới dạng hồn thiện hay bổ sung. Nếu đơn vị lập trình là
đơn vị xách tay, RAM thường là loại CMOS có pin dự phịng, chỉ khi nào chương
trình đã được kiểm tra và sẵn sàng sử dụng thì nó mới chuyển sang bộ nhớ PLC.
Đối với các PLC lớn thường lập trình trên máy tính nhằm hỗ trợ cho việc viết, đọc

và kiểm tra chương trình. Các đơn vị lập trình nối với các PLC qua cổng RS232,
RS422, RS458…

20