問題式學習在中職PLC教學中的應用

李春鵬

(黑龍江省教育學院，哈爾濱150080)

前言

可編程控制器(Programmable Logic Controller，簡稱PLC)是以微處理器為核心的一種集微型計算機技術、自動化技術及通信技術為一體的工業控制裝置。與CAD/CAM技術、機器人技術合稱為工業自動化的三個重要支柱。目前被廣泛應用于各種自動化控制中。中職PLC課堂教學不僅要有理論講解，更重要的是在課堂上要啟發學生的思維，最終使學生具有初步PLC編程能力，達到教學目的［1］。

一、傳統教學方法改革的必要性

隨著自動化技術的發展，企業對中職學生掌握PLC的技能需求與日俱增，對傳統教學方法有較大沖擊。傳統PLC教學先介紹PLC的基本組成和工作原理，然后是對軟硬件的講解，跟著述說基本指令和功能指令，最后才進行少數實例的講解演示。這種“填鴨式”教學法，只能使學生產生短暫記憶并進行模仿性實驗來學習，勢必會引起學習積極性下降，學生自主能力得不到有效鍛煉［2］。

如何能更有效地讓學生掌握PLC的基礎理論和技能操作，是授課教師需要解決的主要問題。將問題式學習引入到教學過程中是必然的趨勢。這種教學方法能夠激發學生主動學習的積極性，促使學生了解并掌握PLC控制技術的基本知識技能，促進教學過程整體優化，提高教學效率和教學效果，擴展學生的知識視野，培養學生解決問題的能力、創造思維能力，能為今后獨立自主學習和終生學習打下良好的基礎。

二、問題式學習的概念

問題式學習(Problem Based Learning，簡稱PBL)即基于問題的學習。PBL教學是以學生為主體，將學習與更大的任務或問題掛鉤，強調把學習設置到復雜的、有意義的問題情景中，通過學習者的自主探究和合作來解決問題，從而學習隱含在問題背后的科學知識，形成解決問題的技能。運用此方法能使學生對掌握的PLC理論知識與技能進行重新建構，突出對技能的培養和良好職業習慣的養成。這種方法對中職學生來說很有針對性，與“做中學”和“發現式學習”等方法相比，具有一些新的特點，比如強調以解決問題為中心，多種學習途徑相整合，強調社會性交流合作的作用，強調支持與引導等。

三、PBL模式在中職PLC教學中的優勢

(一)有助于課程教學目標的實現

中職PLC課程教學目標是通過教學使學生掌握PLC的基本指令、編程方法和PLC控制系統的設計及應用;通過實驗實訓，培養學生實際操作能力，培養學生具有獨立思考能力、綜合分析問題與運用知識推理的思維能力。PBL的目標是促使學生建構靈活的知識框架、提升高層次思維能力、形成積極主動地學習能力。將PBL模式和PLC課堂教學有機結合，符合自動化技術發展特點，有助于其教學目標的實現。

(二)適合自動控制學科的特點

PBL模式強調以學生為主體，以現有案例的實際情境為腳本，由案例中練習如何“發掘問題、分析問題并且解決問題”［3］。在解決問題的過程中，學生要利用自己所掌握的PLC理論知識去獲取控制對象的相應信息，在“學中做”或在“做中學”鍛煉實際操作技能。通過這種方式，學生才能真正掌握PLC編程的各項技能，并體現PLC在應用領域的控制價值。

(三)有助于提高教師的自身素質

在PBL模式中，需要教師精心地設計問題，巧妙地指引學生，恰當地評價學生的表現。這就要求教師必須對課上討論的內容有充分的把握和認識，才能駕馭整個討論的正常進行，而且也激發了教師及時調整自身知識結構，注重不同學科背景的知識修養，擴充更新教學內容。這種教學方式對于教師來說是一個學習的過程，也有利于促進教師自身綜合素質的提高［4］。

(四)有助于培養學生自主學習能力

信息時代，學生必須具有自主學習能力，才能滿足終身學習的需求。PBL教學能使學生充分發揮自己的自主性和創造性，自我激勵，積極反思，主動建構自己的知識框架，并將其應用到復雜問題的解決之中，同時對整個過程進行監控和反思，促使學生很快成為獨立自主的思考者和學習者。

(五)有助于培養學生之間合作交流的能力

小組活動是PBL的一大特色，由于問題比較復雜，學生需要以小組為單位進行分工、互相協作，共享信息化教育資源。在小組中，學生從不同角度分析同一個問題，共同處理復雜的學習問題;同時，小組中的成員需要積極主動參與小組活動，一起學習，相互交流想法、相互鼓勵和溝通。

四、PBL的實施方法

PBL教學需要教師精心選擇和設計問題，以問題為教學線索，通過設計不同的問題將理論知識點和技能訓練融為一體。培養學生熟練解決問題和參與小組活動的技能，不僅使學生掌握學習方法與團隊精神，還訓練學生的專業和職業技能，充分體現中等職業教育的特點［5］。

(一)創設問題情境

PBL教學體現了建構主義的學習與教學理念。強調在真實的問題情境中，在教師的指導和伙伴的幫助下，學生利用自己原有認知結構中的有關經驗分析、解決問題，利用必要的學習資料，理解新知識、建立新舊知識之間的聯系，完成意義的建構，從而有效地解決問題。

情境的創設是教學設計最重要的內容之一，可根據所講內容，創設接近真實的情境。例如，在講授用PLC控制交通燈時，情境可設為:使用多媒體課件和DICE－PLC01型實驗箱，給學生演示交通路口信號燈的工作情況。信號燈分為東西、南北兩組，各有紅、黃、綠三種顏色，要求學生記錄每組三色燈的變化規律，便于以后編程。交通信號燈是學生日常生活可以觀察到的，設計這種情景能讓學生從周圍熟悉的事物中去學習和應用，不僅能調動學生的學習積極性，還能使學生明確學習PLC的價值所在。

(二)問題的設計

良好的開端是成功的一半，問題的設計就是整個PBL的開端，創設一個合適的問題是決定整個教學過程能否成功的重要因素。在PBL問題的設計與實施中，并非所有的問題設計都指向高級思維技能。只要設計的問題能引發學生的興趣，能夠有利于學生獲取知識和有效地解決問題就可以。例如:根據記錄的交通燈變化規律，要求學生:(1)如何解決南北紅燈與東西綠燈同時亮的問題;(2)如何解決黃燈閃爍的問題;(3)如何選擇FX系列PLC定時器和計數器;(4)編程方法的選用問題。

(三)分析問題

分析問題是對事先設計好的問題進行完善的過程。可以與臨近的同學討論自己對情節和情形的理解，分析情境背后的問題實質。例如:在分析如何選擇定時器時，需要根據紅綠燈長亮時間和黃燈閃爍時間，對定時器的類型進行選擇，有選100ms定時器的，也有選10ms定時器的，這時就需要老師對兩種定時器的應用范圍作一下詳細講解，學生根據各燈的工作情況，確定選型。

(四)小組討論

PBL是一種強調小組合作的教學模式，小組合作是否融洽將直接影響到問題能否得以迅速、有效解決。當小組內的人對問題產生異議時，學生應當利用小組優勢進行多項的不同的協作模式，包括組內的辯論、合作、協商等等，統一問題解決思路。例如:老師講解完PLC定時器的功能后，需要學生進行問題分析并對各種定時器的優缺點及適用范圍進行分組討論，最終確定選用通用100ms定時器［6］。

(五)分層次引導學生解決問題

這是學生自主學習的過程。但自主學習需要學生有一定的基礎，一個班級里學生的基礎水平肯定不同，甚至分很多層次。在交通燈編程中會遇到:有的學生已熟練掌握PLC的原理與編程技巧，能夠熟練地完成編程操作，并通過實驗演示;有的學生不理解PLC的工作原理，不能完成基本操作，面對這樣的情況，可采用班級內的分層次教學，讓水平高的同學輔導中檔次的學生，在合作中邊做邊學;將水平低的學生集中起來，由教師進行系統的輔導。所以，在這一階段，教師對學生要監督、輔導、提供幫助，對學生的問題點到為止，盡量留給學生更多的思考空間。

結論

將問題式學習應用于中職PLC教學中，可以有效地提高教學質量，實現教學目標，更易于培養學生的信息素養。在教學過程中，學生表現出了極大的熱情，在問題提出后，學生積極籌備小組，進行系統分析、設計和開發的活動;在學習效果上.問題式教學使學生對于PLC的理論和實踐知識都有更深入的理解，形成了以學生為主體的生動活潑的學習局面，有利于培養中職學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，有利于培養他們的創新能力，符合中職教育改革的需要，筆者將在今后的教學工作中不斷完善和發展。

［1］張果，段春霞，韓英.PLC課程的教學改革與探索［J］.黑龍江科技信息，2010，(34):220.

［2］李春鵬，王宇丹.PBL教學模式在中職信息技術教學中的應用［J］.職業技術，2011，1(125):50.

［3］謝曄.基于問題的學習(PBL)在教學中的應用［J］.北京海淀走讀大學學報，2003，64(4):46 －49.

［4］易斌.談PBL模式在高校信息素質教學中的應用［J］.圖書館工作與研究，2008，(10):95 －97.

［5］王麗君.PBL模式在高中《信息技術》課程中的應用研究［D］.大連:遼寧師范大學碩士學位論文，2006.

［6］俞梁英.項目式教學在“PLC技術”課程中的應用［J］.民營科技，2009，(12):62 －63.