系統分析法在ＰＬＣ技術教學中的應用

摘要：從系統理論出發，介紹了系統分析法的概念以及在解決策劃問題時系統分析的步驟，同時介紹了用系統分析法分析某技術設備或系統功能的實施步驟，最后以可編程序控制器（PLC）原理及其應用作為實例，闡述如何將系統分析法作為教學法應用于教學實踐中。

關鍵詞：系統分析法；PLC技術教學

在技術類專業課的教學中，經常要介紹一些儀器或設備的基本結構、工作原理及其功能，這些內容單純靠教師講解和示范，無法激起學生的學習興趣，不利于知識的傳遞和吸收。為解決這一難題，本文以可編程序控制器（PLC）原理及其應用作為實例，闡述一種以系統分析為中心的教學方法。

系統理論

“系統“一詞由來已久，在古希臘是指復雜事物的總體。到了近代，“系統”一詞常用來表示復雜的、具有一定結構的整體。系統無處不在，從微觀世界到宏觀世界，從動植物世界到人類社會。一個國家是一個龐大的復雜的系統，一個小型企業也可視為一個系統。系統可從不同層次和不同范圍來劃分，一個家庭、一個人甚至一個器官都可相對獨立地視為一個系統來進行研究。系統又可以包括若干子系統。作為一個系統必備三要素：一是系統的整體性；二是系統由相互作用和相互依存的要素組成；三是系統受環境的影響和干擾，與環境相互發生作用。因此，通常把“系統”定義為：由若干要素以一定結構形式聯結構成的具有某種功能的有機整體。

系統是普遍存在的，因此，用“系統的觀點”分析問題是十分重要的。用系統觀點分析問題（即系統分析法）的基本思想，就是把所研究的對象當作一個系統，分析它的結構和功能，研究系統、要素、環境三者的相互關系和變動的規律性。

系統分析法

系統分析法最早是由美國蘭德公司在二戰結束前后提出并加以應用的。在之后的３０年中，系統分析沿著兩條明顯不同的路線得到迅速發展。一是用系統分析法分析和研究新型防御武器系統。在此推動下，系統分析方法在交通、通訊、計算機、消防、醫療、電網、導航等領域得到廣泛應用。二是用于與大學相互聯系的研究和教學活動之中。開始是在生物學和自動控制研究領域，其后發展到工程學、通訊理論、管理系統、生態系統、心理和精神分析等研究領域。目前，系統分析法作為一種科學方法，已被全世界認可和采用，廣泛運用于各個研究領域之中。

美國學者奎德（E．S．Quade）認為，系統分析是幫助策劃者選擇最優方案的一種研究方法。通過對問題的充分調查，系統分析法能在不確定的情況下找出各種可行性方案，并通過對這些方案的結果進行比較，幫助策劃者在復雜問題中作出最佳的科學決策。它的主要特征就是從整體的角度出發，找出整體下各要素所產生的影響和相互關系，從而發現系統整體的運動規律，并分析達到目標的途徑，以便策劃者選擇最為合理的解決方法。

運用系統分析進行策劃研究和解決策劃問題，通常按如下步驟進行：（1）確定策劃目標。從系統整體的要求出發，提出需要解決的中心問題，確定策劃活動必須達到的目標與希望達到的目標。（2）擬定實施方案。根據既定的策劃目標，制定出可以實現目標的各種方案。（3）評估實施方案。對提出的各種備選方案進行比較和評估，找出各種方案的優缺點。（4）選擇最優方案。通過分析、比較和計算，從諸多備選方案中選出最優方案，同時開始實施。（5）跟蹤實施，調整方案。跟蹤方案的執行，及時發現問題，修改補充原來方案，使方案的實施能始終朝著目標前進，最終實現策劃目標。

運用以系統分析為中心的教學方法

系統分析法也可在技術類課程的教學中用來分析技術設備或技術系統的功能，此時系統與子系統可以理解為該技術設備或技術系統的主要功能和分功能或基本功能。通過分析系統中重要組成部分以及各部分之間的相互關系達到了解該設備或系統功能的目的。

在以行動為導向的課堂教學中，用系統分析法來介紹某技術設備或技術系統功能的實施步驟如下：（1）展示技術設備或提出工作任務。從系統整體的要求出發，提出需要解決的中心問題，比如“該設備有哪些主要功能”。（2）分析工作任務。對提出的問題進行詳細的分析和討論，明確工作任務，提出可行性方案。（3）確定分析方案。對提出的各種方案進行比較、綜合，選擇出最佳方案并制定出詳細的實施步驟。（4）實施分析方案。根據上面制定的步驟實施方案。（5）比較分析結果。討論并評價該技術設備或技術系統，對其功能進行歸納總結。（6）知識遷移。將所學知識應用于其他類似的設備或系統中，做到舉一反三、融會貫通。

系統分析法作為教學法的實例

可編程序控制器（PLC）原理及其應用是機電專業必修課程，本文以“可編程序控制器基本結構和工作原理”課堂教學為例，說明系統分析法在教學中運用的步驟，具體見表1。該表按照系統分析法的六大步驟展開,并列出了不同階段的課堂教學內容、課堂教學模式、教師和學生的課堂教學行為以及所使用的教學輔助用具。

小結

上述用系統分析法組織的課堂教學，實際上是一種以行動為導向的教學模式。在這樣的課堂上，學生是主體，教師起指導作用。在教師有目的的指導下，學生自己完成分析方案的確定、分析方案的實施、分析結果的評價以及知識遷移全過程，極大激發了他們學習的興趣以及工作的主動性和積極性，有利于他們對專業知識的吸收；同時，這種教學模式有助于培養學生分析問題、解決問題的能力和團結協作精神，有助于增強學生的實踐技能和創新意識。

參考文獻：

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作者簡介：

張金姣（1971—），女，碩士，湖北工業大學機械工程學院講師，研究方向為機電一體化。