淺談《PLC原理與應(yīng)用》教學(xué)方式的探討

1、 PLC原理與應(yīng)用課程教學(xué)改革的實(shí)踐探索 摘要：針對目前職業(yè)學(xué)校PLC原理與應(yīng)用課程教學(xué)現(xiàn)狀及其存在的教學(xué)問題，筆者根據(jù)幾年來對本課程教學(xué)的實(shí)踐與探索，認(rèn)為在PLC教學(xué)中要改變以往的傳統(tǒng)教學(xué)模式，采取“以課題案例為主線的教，以任務(wù)為驅(qū)動的學(xué)”的教學(xué)模式，優(yōu)化PLC教學(xué)過程，重視課外實(shí)踐活動，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動性，重視培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新精神。關(guān)鍵詞：課題案例、任務(wù)驅(qū)動、多媒體教學(xué)、創(chuàng)新精神可編程控制器是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、自動控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用工業(yè)制動控制裝置?？删幊炭刂破饕云淇煽啃愿摺㈧`活性強(qiáng)、使用方便的優(yōu)越性，迅速占領(lǐng)

2、了工業(yè)控制領(lǐng)域。PLC作為現(xiàn)代電工的新技術(shù)越來越受到人們的重視。特別在職業(yè)教育領(lǐng)域中，很多中等職業(yè)學(xué)校都開設(shè)了PLC原理與應(yīng)用課程。然而，由于中等職業(yè)學(xué)校學(xué)生的基礎(chǔ)較薄弱，整體素質(zhì)普遍低下，在教學(xué)過程中存在不少問題，其中較為突出的是學(xué)生的應(yīng)用能力較差，很多畢業(yè)生在走上工作崗位后難以按企業(yè)現(xiàn)場控制要求進(jìn)行編程、接線、調(diào)試等，未能體現(xiàn)職業(yè)學(xué)校學(xué)生在技能方面的優(yōu)勢。因此如何在中等職業(yè)學(xué)校教好這門課程？培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動手能力和應(yīng)用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力現(xiàn)在筆者結(jié)合本人的教學(xué)實(shí)踐，談?wù)凱LC教學(xué)的一些見解。一、明確教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)的確定是整個教學(xué)過程的前提。目標(biāo)的確定要依據(jù)教學(xué)大綱、教材體系和

3、社會需要，還要根據(jù)專業(yè)的特點(diǎn)和教學(xué)對象的基礎(chǔ)，重視實(shí)際應(yīng)用，以“必需、夠用”為度，正確處理好理論教學(xué)中的“了解、理解、掌握”及實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的“練習(xí)、熟悉、掌握”層次的相互關(guān)系。教學(xué)中要兼顧教學(xué)對象的個體差異，區(qū)別對待。對基礎(chǔ)差的學(xué)生只要求他們掌握最基本的內(nèi)容，對基礎(chǔ)較好的學(xué)生則要提出更高的要求。比如，對PLC軟元件及其應(yīng)用的講授時，最低要求是：了解可編程序控制器的編程元件的劃分，熟悉PLC的常用的編程元件；較高要求是：在上述要求的基礎(chǔ)上，掌握PLC的編程元件的使用。教學(xué)的最終目的是讓學(xué)生既獲得知識本身，又掌握學(xué)習(xí)的方法和應(yīng)用。二、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化可從以下3方面著手：（1）熟悉教材。教材

4、是教師講課和學(xué)生學(xué)習(xí)的依據(jù)。鉆研教材，要有兢兢業(yè)業(yè)、一絲不茍的精神。物理學(xué)家嚴(yán)濟(jì)慈曾說過：“教師對他所教的課程懂得越透徹、越深刻，就能講得越簡單、越清楚?！薄耙云浠杌琛笔遣豢赡堋笆谷苏颜选钡?。（2）處理教材。我們知道，用于教學(xué)的PLC教材，在編寫時一般是按照：基本原理、基本指令、基本應(yīng)用、基本操作等分成各個獨(dú)立的章節(jié)。編者按照結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)性進(jìn)行編書，教師實(shí)施教學(xué)時，則要考慮有利于學(xué)習(xí)者的認(rèn)知過程而開展教學(xué)。這是教材使用者要注意處理好的問題。如果任課老師按照教材的順序進(jìn)行教學(xué)，就是要將全部基本指令學(xué)習(xí)完畢，再學(xué)習(xí)基本應(yīng)用，基本學(xué)習(xí)完畢再進(jìn)行基本操作的學(xué)習(xí)。這樣，在一段期間內(nèi)學(xué)習(xí)完所有指令，學(xué)生學(xué)習(xí)后

5、的印象不深刻，容易混淆，到基本應(yīng)用的學(xué)習(xí)時，又得重新對所涉及的指令進(jìn)行學(xué)習(xí)，效率不高。所有理論學(xué)習(xí)完后，才進(jìn)行基本操作，不能互得益障，教學(xué)效果不好。為此，我在PLC教學(xué)中采用了課題式模塊教學(xué)，重新自編教學(xué)內(nèi)容。我通過多種途徑搜集了上百個PLC應(yīng)用實(shí)例，并通過篩選、整合成五個單元，每個單元由幾個同類實(shí)例組成。每個課題以一個應(yīng)用實(shí)例為主題，其內(nèi)容包括了：應(yīng)用實(shí)例的生產(chǎn)目的，生產(chǎn)條件和生產(chǎn)環(huán)境的介紹，用PLC實(shí)現(xiàn)控制的線路，所用的基本指令，編程方法、調(diào)試應(yīng)用。由幾個應(yīng)用同類指令的實(shí)例課題組合成為一個教學(xué)模塊，全部教學(xué)內(nèi)容分為五個教學(xué)模塊。五個單元主題分別是PLC原理、時序控制、計(jì)數(shù)控制、位置控制和特

6、殊功能綜合應(yīng)用。模塊內(nèi)的課題按照其難易程度安排教學(xué)的先后順序。第一單元有電動機(jī)的點(diǎn)動控制、電動機(jī)的連續(xù)控制、電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制、電機(jī)的手動Y-控制、七段數(shù)碼顯示搶答系統(tǒng)這五個實(shí)例作為對PLC工作原理部分的學(xué)習(xí)。第二單元以電動機(jī)自動控制、天塔之光、多臺電機(jī)順序控制、交通信號燈控制等四個實(shí)例為學(xué)習(xí)對象，學(xué)習(xí)按時間順序控制的原理及應(yīng)用。從以上列舉的兩個單元可知，任課老師精選設(shè)計(jì)的每個實(shí)例課題有一定的科學(xué)性、連貫性，由簡到繁、由易到難。（3）豐富教材。教材一般比較集中、概括，有的內(nèi)容抽象、平淡無味，完全是純理論的知識，教師必須在原有教材的基礎(chǔ)上，對某些問題有所發(fā)揮和補(bǔ)充。例如，講PLC的分類時，結(jié)合曹妃

7、甸首鋼京唐公司自動控制應(yīng)用的PLC，介紹當(dāng)今世界PLC產(chǎn)品的三大流派。一是美國的產(chǎn)品（以A-B公司為代表），一是歐洲的產(chǎn)品（以德國的西門子為代表），另一個是日本的產(chǎn)品（以三菱公司為代表）。用相機(jī)拍下實(shí)物圖片，拿到課堂供學(xué)生觀看，讓學(xué)生區(qū)別不同PLC的產(chǎn)品，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。三、優(yōu)化教學(xué)方法 PLC原理與應(yīng)用課程具有多變性、綜合性、典型性、實(shí)踐性和實(shí)用性五大教學(xué)特點(diǎn)，在教學(xué)過程中，既有一般又有特殊，既有新授又有復(fù)習(xí)，既有理論又有實(shí)訓(xùn)，既有工作原理又有編程方法。如果教師在教學(xué)中采取的是“一言堂”和“填鴨式”的教學(xué)，勢必也就造成了“言者津津，聽者昏昏”的教學(xué)局面。在此過程中，學(xué)生往往是被

8、動的，這不利于學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)。要改變這種局面，就要創(chuàng)新教學(xué)模式和教學(xué)方法，把原來的以教師為主、學(xué)生被動學(xué)習(xí)的形式變?yōu)閷W(xué)生在教師的指導(dǎo)下主動學(xué)習(xí)，把原來教師單方面活動變?yōu)閹熒碾p向互動，適當(dāng)?shù)匾萌蝿?wù)驅(qū)動教學(xué)法?！叭蝿?wù)驅(qū)動”教學(xué)法是一種適合PLC教學(xué)的方法，有利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動參與意識，是一種符合培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)與終身學(xué)習(xí)能力的方法，也是一種“授之以漁”的方法。運(yùn)用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法于PLC教學(xué)，在形式上是：明確并提出任務(wù)師生共同分析完成任務(wù)的方法和步驟學(xué)生自學(xué)或協(xié)作完成任務(wù)教師適時指導(dǎo)交流及講評。（一）任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法任務(wù)驅(qū)動教學(xué)是教師把教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)成一個或多個具體的任務(wù)，學(xué)生通過完

9、成一個個具體的任務(wù)，將所學(xué)的知識與技能真正內(nèi)化。學(xué)生完成任務(wù)的過程是不斷提出問題、解決問題的過程，而教師在這一過程中進(jìn)行啟發(fā)、引導(dǎo)和交流。（二）任務(wù)驅(qū)動教學(xué)在PLC教學(xué)中的優(yōu)勢1.使學(xué)生更易掌握教學(xué)內(nèi)容。采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)，教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)都是圍繞如何完成某個具體任務(wù)進(jìn)行。例如：在學(xué)習(xí)步進(jìn)順序圖應(yīng)用于PLC程序設(shè)計(jì)教學(xué)時，在教學(xué)前先提出一個任務(wù)，即：“請你設(shè)計(jì)一個交通信號燈控制的程序?！眹@這個任務(wù)，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(shí)現(xiàn)。要完成整個設(shè)計(jì)任務(wù)，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，而是先讓學(xué)生討論，分析

10、任務(wù)，提出問題。比如，學(xué)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(yīng)及時作適當(dāng)?shù)膯l(fā)和引導(dǎo)：是否可以采用流程圖或時序圖來描述其控制流程？幫助學(xué)生通過更直觀方法去解讀其中的內(nèi)容，為后續(xù)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)，同時也給學(xué)生指明一種處理類似任務(wù)的方法和思路。學(xué)生接受設(shè)計(jì)任務(wù)后，通過查閱有關(guān)資料，或者參照老師講過的案例，獨(dú)立或合作完成任務(wù)。在這個過程中，教師要適時指導(dǎo)，或參與一些學(xué)生的討論或探討，在完成設(shè)計(jì)的過程中，不同層次的學(xué)生會提出不同層次的問題，這時教師應(yīng)隨時隨地解答學(xué)生提出的問題，個別問題就個別回答，帶有普遍性的問題在全班回答或講解。這樣教學(xué)，學(xué)生容易理解，學(xué)得快、記得牢，不論

11、教師教還是學(xué)生學(xué)，整個教學(xué)過程都顯得條理清楚、層次分明、順理成章、輕松自如。2.能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。PLC課實(shí)踐性很強(qiáng)，它強(qiáng)調(diào)學(xué)生的動手能力。運(yùn)用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法開展的教學(xué)，是將所學(xué)新知識和技能蘊(yùn)涵在“任務(wù)”中，引導(dǎo)學(xué)生由簡到繁，由易到難，循序漸進(jìn)地完成一系列“任務(wù)”，從而得到清晰的思路、方法和知識的脈絡(luò)。在這個過程中，學(xué)生還會不斷地獲得成就感，學(xué)生在一次次成功中找到自信，體味成功的快樂，從而更大地激發(fā)他們的求知欲望，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，逐步形成一個感知心智活動的良性循環(huán)，培養(yǎng)出獨(dú)立探索、勇于開拓進(jìn)取的自學(xué)能力。 3.提高學(xué)生的主動參與意識。采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式，每次課教師都要求學(xué)生完成一個

12、具體任務(wù)，學(xué)生在思想上就有緊迫感，在教師講解過程中，就不再是被動地接受。在學(xué)習(xí)中，學(xué)生會遇到很多問題，或通過閱讀教材解決，或同學(xué)間相互交流、討論，有的則需要教師加以點(diǎn)撥指導(dǎo)，完全打破了教師一言堂的局面，由于教師主要是方法上的指導(dǎo)，學(xué)生有更多的時間具體操作，很多功能不再是教師手把手地教，學(xué)生容易體會到自己探索的成功感，可以充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動參與意識。 4.培養(yǎng)學(xué)生注重掌握方法的意識和創(chuàng)新意識。在布置任務(wù)后，教師不限定實(shí)現(xiàn)任務(wù)的方法和思路，為學(xué)生發(fā)揮想象力和自由創(chuàng)作留有充分的余地，學(xué)生的作品也就會內(nèi)容豐富，形式多樣。不但掌握了教師要求掌握的內(nèi)容和方法、而且在很多操作細(xì)

13、節(jié)上還能舉一反三、自由發(fā)揮。實(shí)現(xiàn)鼓勵學(xué)生大膽創(chuàng)新的教學(xué)目標(biāo)，也有利于實(shí)現(xiàn)個性化教學(xué)、分層次教學(xué)和彈性教學(xué)。四、優(yōu)化教學(xué)手段 興趣是人的認(rèn)知需要的情緒表現(xiàn)，在學(xué)習(xí)過程中起著極大的推動作用。能否激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，已成為課堂教學(xué)效果的關(guān)鍵所在。多媒體可以將文本、聲音、圖像、圖形、動畫、電影、電視等與學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)的整合，從而改變了傳統(tǒng)學(xué)習(xí)內(nèi)容比較單一的特性，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。傳統(tǒng)的授課模式是板書講授法，這是一種最傳統(tǒng)、應(yīng)用最普遍的方法，它由教師按事先設(shè)定的思路有條理地邊講授邊板書，引導(dǎo)學(xué)生按教師的思路接觸問題的核心，其優(yōu)點(diǎn)是重點(diǎn)突出，易于理解；但其缺點(diǎn)是比較

14、枯燥，且由于受板書的限制，不夠直觀，信息量小。針對傳統(tǒng)授課方法的缺點(diǎn)，于是在PLC課程的講解過程中對該課程內(nèi)容信息量大，編程枯燥，程序結(jié)果無法用板書的形式演示等問題，本人將多媒體引入到教學(xué)過程中，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。為此，在制作PLC多媒體課件時，本人將教材內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相結(jié)合，重點(diǎn)對教材中有關(guān)梯形圖程序的編寫以及結(jié)果的演示進(jìn)行了仿真，力求能夠通過仿真將程序運(yùn)行結(jié)果以動畫的形式展示給學(xué)生，以達(dá)到生動形象講解問題的目的。 在實(shí)際授課中，根據(jù)本次課的內(nèi)容，事先做好多媒體課件。具體講解時，對于編程中比較關(guān)鍵的步驟或者學(xué)生容易疏忽的地方，重點(diǎn)勾勒出來，在板書上講解，目的是加強(qiáng)學(xué)

15、生的理解。對于編程的結(jié)果，采用Flash動畫形式展示給學(xué)生，這種方式增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，活躍了課堂的氣氛，使原本很枯燥的學(xué)習(xí)變得生動起來。教學(xué)事實(shí)證明，傳統(tǒng)的板書教學(xué)模式與現(xiàn)代的多媒體教學(xué)相結(jié)合，即讓PLC的教學(xué)圖文并茂，達(dá)到了很好的教學(xué)效果。五、重視課外實(shí)踐活動開展課外實(shí)踐活動，提高學(xué)生的應(yīng)用能力大凡教學(xué)都應(yīng)適當(dāng)開設(shè)課外實(shí)踐活動作為教學(xué)的輔助或者說是課堂的延續(xù)，尤其是對PLC原理與應(yīng)用課程，組織學(xué)生參加課外實(shí)踐活動就顯得更有意義。一方面，教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的安排，多帶學(xué)生走出課堂，到企業(yè)了解PLC的使用情況，讓學(xué)生在實(shí)際生產(chǎn)中理解書本中的一些抽象的概念和原理，指導(dǎo)學(xué)生搜集關(guān)于PLC的應(yīng)用資料，讓學(xué)生真正體會到PLC在現(xiàn)代化生產(chǎn)中和現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。另一方面，可以利用課余時間讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下搞一些小創(chuàng)作或小改造，如利用PLC對學(xué)校水塔的水位或?qū)W校路燈進(jìn)行自動控制的創(chuàng)制，或者對學(xué)校的車床線路進(jìn)行改造實(shí)現(xiàn)自動進(jìn)給等，使學(xué)生學(xué)有所用，學(xué)有所成，從而提高了學(xué)生的應(yīng)用能力。 中國教育學(xué)會曾提出：“面向21世紀(jì)的課程和教學(xué)改革要在培養(yǎng)創(chuàng)新意識和應(yīng)用能力上下工夫。”PLC原理與應(yīng)用課程最重要的特點(diǎn)是綜合應(yīng)用性強(qiáng)，教學(xué)中，如果只片面?zhèn)魇谡n本上的知識，而忽略學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)，其結(jié)果勢必使學(xué)生缺乏實(shí)際動手能力，這與職業(yè)教育的宗旨背道而馳。因此，增加實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)課時的比重，