可編程控制器課程建設(shè)的創(chuàng)新研究

摘要：根據(jù)可編程控制器課程的建設(shè)需要，跟隨高職教學(xué)改革的潮流，通過對可編程控制器課程引入“自主互動教學(xué)模式”，創(chuàng)建“一個基礎(chǔ)、兩個核心”的教學(xué)思想，并應(yīng)用此思想組織“理論、實踐和創(chuàng)新相結(jié)合”的教學(xué)方法，使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：可編程控制器；自主互動型教學(xué)；創(chuàng)新；教學(xué)能力

近年來，隨著控制技術(shù)、信息技術(shù)的高速發(fā)展，可編程控制器技術(shù)日新月異。在這種大的背景下，傳統(tǒng)的注重理論、忽視實踐的教學(xué)方法，已經(jīng)不能滿足培養(yǎng)專業(yè)人才的要求。因此，改進可編程控制器課程的教學(xué)方法，做到理論與實踐相結(jié)合，同時培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力已成燃眉之急。為了建設(shè)理論、實踐與創(chuàng)新相結(jié)合的可編程控制器課程，提高該課程的教學(xué)效果，促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)，我校電子系結(jié)合可編程控制器課程的特點進行了多方面的探索和研究，引入了自主互動型教學(xué)模式。本文對應(yīng)用自主互動型教學(xué)模式的可編程控制器課程建設(shè)進行初步的研究和探索。

“一個基礎(chǔ)、兩個核心”的教學(xué)基本思想

自主互動型教學(xué)模式正是根據(jù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)科的特點和學(xué)生的實際，綜合了自主學(xué)習(xí)模式和合作學(xué)習(xí)模式而創(chuàng)造的課堂教學(xué)模式。根據(jù)我校“培養(yǎng)能工巧匠型大學(xué)生”培養(yǎng)目標(biāo)的要求，可編程控制器課程教學(xué)組提出“以培養(yǎng)學(xué)生基本能力為基礎(chǔ)，以理論、實踐相結(jié)合為核心，以創(chuàng)新精神教育為核心”的基本教學(xué)思路。

以培養(yǎng)學(xué)生基本能力為基礎(chǔ)所謂基本能力，就是指學(xué)生必須掌握的基本理論知識、基本實驗方法和技能。基本理論知識包括可編程控制器基本知識、基本指令、常用的可編程控制器以及可編程控制器在工業(yè)生產(chǎn)中的簡單、典型應(yīng)用。基本實驗方法和技能包括基本低壓電器操作、典型電氣控制電路操作、基本可編程控制器編程以及故障查找、排除等。通過對學(xué)生的基本能力的培養(yǎng)，使學(xué)生掌握可編程控制器的基本概況，熟悉可編程控制器的基本操作，建立學(xué)生對可編程控制器的理性認識。

以理論、實踐相結(jié)合為核心傳統(tǒng)的理論教學(xué)和實踐聯(lián)系得不緊密，使學(xué)生不能在掌握了基本理論知識之后及時進行實踐。為了把理論和實踐緊密地結(jié)合起來，我們應(yīng)用自主互動型教學(xué)的方法，通過理論教學(xué)讓學(xué)生掌握可編程控制器的基本知識，然后通過實訓(xùn)教學(xué)讓學(xué)生學(xué)習(xí)和熟悉可編程控制器基本原理和基本操作，了解可編程控制器編程的邏輯關(guān)系和設(shè)計完整的應(yīng)用可編程控制器控制系統(tǒng)的基本方法；熟悉與掌握可編程控制器應(yīng)用密切相關(guān)的科學(xué)實驗方法和技能；培養(yǎng)與積累從事可編程控制器技術(shù)操作、革新、改造和新產(chǎn)品開發(fā)等方面的初步設(shè)計能力，并且在上述基礎(chǔ)上，使學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)、理論和實訓(xùn)結(jié)合學(xué)習(xí)、以科學(xué)嚴謹?shù)膽B(tài)度學(xué)習(xí)和用科學(xué)的方法學(xué)習(xí)的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣。

以創(chuàng)新精神教育為核心江澤民同志說過：“創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂，是國家興旺發(fā)達的不竭動力，一個沒有創(chuàng)新能力的民族難于屹立于世界之林。”創(chuàng)新是產(chǎn)生于激情驅(qū)動下的自覺思維，創(chuàng)新思維是由于熱愛、追求、奮斗和奉獻所形成的精神境界高度集中，沉浸于那種環(huán)境里所產(chǎn)生的自覺思維。因此，教育的根本是培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。可編程控制器課程在設(shè)計上既要以理論、實踐教學(xué)為主，又要以創(chuàng)新精神教育為核心。要將創(chuàng)新思想和創(chuàng)新教育貫穿于整合教學(xué)過程的各個層次，滲透到教學(xué)的各個方面，通過理論、實踐相結(jié)合的自主互動型教學(xué)模式培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。在教學(xué)過程中，要鼓勵學(xué)生的求異思維、直覺思維等，提倡用獨特的思路和豐富的想象去探知事物。特別是在可編程控制器編程實訓(xùn)課上更要體現(xiàn)學(xué)生思維的不同，讓每個學(xué)生自主建立編程的流程圖，避免用同一思路進行編程，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

“理論、實踐和創(chuàng)新相結(jié)合”的教學(xué)基本方法

實踐是檢驗一切真理的標(biāo)準(zhǔn)，先進的理論必須要運用先進的方法來實現(xiàn)，也必須要在實踐中進行檢驗和完善。要完成“一個基礎(chǔ)、兩個核心”的自主互動型可編程控制器課程，就必須制定一套與之配合的、行之有效的具體的教學(xué)方法。根據(jù)可編程控制器課程的特點、“一個基礎(chǔ)、兩個核心”的自主互動型教學(xué)模式的先進理論以及高職學(xué)生的自身的條件，我們設(shè)計了“理論、實踐和創(chuàng)新相結(jié)合”的具體的教學(xué)方法。在實際教學(xué)過程中，應(yīng)用該教學(xué)方法取得了一定的成果。

互動型的理論教學(xué) 在傳統(tǒng)的理論教學(xué)中，教師在講臺上以灌輸式的方法對學(xué)生進行理論的“傳輸”，學(xué)生往往心不在焉，所以實際的效果并不理想。為了改善這一狀況，可編程控制器課程采用互動型的理論教學(xué)。所謂互動型的理論教學(xué)，就是指在理論教學(xué)過程中讓學(xué)生能主動參與到課堂教學(xué)過程中來。課堂氛圍也因?qū)W生的主動參與而生動活潑、情趣盎然。在一堂課中，往往只有初始十幾分鐘的有效聽課時間。因此，就要有效利用這段時間，集中講解可編程控制器課程中學(xué)生無法自主學(xué)習(xí)的內(nèi)容，讓學(xué)生可以接受本節(jié)課要掌握的內(nèi)容；然后利用剩余的時間，調(diào)動學(xué)生積極性，讓學(xué)生自己講解其他可以自主學(xué)習(xí)的知識點。比如，在教授電氣電路圖的時候，教師先講解1～2個電氣電路圖，然后讓學(xué)生上講臺當(dāng)老師為其他的學(xué)生講解，教師再作補充。用這樣的方法，學(xué)生的積極性會很高漲，既可以使學(xué)生利用以前課堂上“荒廢”的時間，又可以鍛煉學(xué)生的演講能力和表達能力，可謂一舉多得。此外，還要注意教學(xué)的梯度設(shè)計，逐步提高難度。整個教學(xué)過程應(yīng)遵循“由淺入深、由簡單到復(fù)雜、由單一到綜合”逐步提高的原則。先向?qū)W生講解基礎(chǔ)性的簡單原理，再和學(xué)生一起剖析深入的、復(fù)雜的、綜合的理論，讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，自主地學(xué)習(xí)和掌握理論知識，使學(xué)生建立可以自行解決問題的信心，并讓學(xué)生接觸實際問題和工程應(yīng)用，真正明白和掌握可編程控制器的原理，為實訓(xùn)課打下堅實的理論基礎(chǔ)。

自主型的實踐教學(xué)學(xué)生經(jīng)過互動型的理論教學(xué)之后有了一定的理論基礎(chǔ)。然后就需要學(xué)生對已掌握的知識進行實踐操作。通過實踐操作可以鞏固理論學(xué)習(xí)的成果，也可以加深對可編程控制器的原理的理解。所以制定適合可編程控制器課程特點的實訓(xùn)課程，是實現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。具體做法如下：（1）設(shè)計結(jié)合可編程控制器理論知識面向?qū)嶋H工程應(yīng)用的實訓(xùn)項目。根據(jù)可編程控制器的實際應(yīng)用，我們設(shè)計了電動機運行控制、四路口交通燈控制、物料傳輸帶控制等實訓(xùn)項目，讓學(xué)生在實訓(xùn)中就可以切實地了解可編程控制器的實際應(yīng)用，建立一個系統(tǒng)的可編程控制器的工程概念，為學(xué)生今后實際操作可編程控制器打下基礎(chǔ)。（2）為了調(diào)動學(xué)生，尤其是后進學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，我們將學(xué)生分成不同的小組，共同研討問題，由代表回答問題，最后綜合打分。共同學(xué)習(xí)使得大部分學(xué)生學(xué)會了自強自愛，學(xué)會了尊重他人和尊重不同的價值觀，學(xué)會了相互激勵、相互贊賞，與他人協(xié)作的能力得到了鍛煉。特別是不愿意思考和回答問題的學(xué)生，他們會在同組的學(xué)生的帶動下，由被動學(xué)習(xí)逐漸變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，自愿回答問題。

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)“創(chuàng)造性思維基于實踐始于問題。”因此可編程控制器課程教學(xué)應(yīng)重視對學(xué)生的啟發(fā)，讓學(xué)生自主地發(fā)現(xiàn)問題，并在不斷的學(xué)習(xí)中逐漸解決問題。對待同一個問題鼓勵學(xué)生嘗試提出各種不同的見解或方法來解釋或者解決，甚至可以質(zhì)疑教師、挑戰(zhàn)權(quán)威。但是要求學(xué)生必須用所學(xué)過的理論知識來解釋自己的見解，學(xué)生之間還要進行論證，聽取其他學(xué)生的建議，并根據(jù)他人的不同見解針對自己的問題不斷進行新的探索。比如，在講授電動機手動順序控制的時候，我們就要求學(xué)生課后自己設(shè)計電動機自動順序控制，并在課堂上闡述自己的方法，再根據(jù)其他同學(xué)提出的意見進行修改，最后可以在實訓(xùn)課上驗證自己的方法。這樣極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，啟發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識。可編程控制器課程是與實踐工程緊密聯(lián)系的一門工科課程。學(xué)生在經(jīng)過自主互動型的理論、實踐教學(xué)之后，可進行模擬實際工程的實訓(xùn)訓(xùn)練。但是這些對于創(chuàng)新教學(xué)而言還是不夠的，還需要學(xué)生對一些實際的工程根據(jù)自己的知識儲備進行操作、探討和完善。可編程控制器課程以及其他工科類課程的教學(xué)目的就是為了向社會輸送基礎(chǔ)知識扎實又具有一定實際工程經(jīng)驗的專業(yè)人才。因此，可編程控制器課程應(yīng)設(shè)計由學(xué)生以小組為單位自主完成綜合性的工程實訓(xùn)內(nèi)容。目前，我系可編程控制器課程設(shè)計的綜合工程為電梯控制系統(tǒng)，我們向?qū)W生提出如下要求：（1）根據(jù)自己的能力分別設(shè)計出3～7層電梯模型。（2）硬件包括轎箱上下運行電路、門開關(guān)運行電路、關(guān)門防夾電路、樓層指示電路、運行操作電路、傳感器電路等等。（3）軟件包括電梯的運行控制、各種指示、邏輯判斷等等。學(xué)生對這樣一個和日常生活息息相關(guān)的實際工程設(shè)計十分感興趣，每個小組都積極討論研究方案，不斷完善，整體的教學(xué)效果也十分顯著。學(xué)生綜合設(shè)計的成果還應(yīng)用到幾項科研課題之中，如我校為某大公司PLC產(chǎn)品制作的7層電梯演示模型就是由我們系2005級學(xué)生參與完成的。可編程控制器課程設(shè)計的綜合實訓(xùn)對啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識、鍛煉學(xué)生創(chuàng)新能力都達到了顯著的效果。

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