PLC教學(xué)模式探索與實(shí)施

摘要：打破傳統(tǒng)的PLC教學(xué)模式，建立以學(xué)生為中心、以任務(wù)為主線的新教學(xué)模式，在課程教學(xué)設(shè)計(jì)中采用布置任務(wù)、任務(wù)引入、任務(wù)分析、任務(wù)實(shí)施、任務(wù)總結(jié)、布置新任務(wù)幾個(gè)環(huán)節(jié)循環(huán)進(jìn)行方式，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神、分析問(wèn)題解決問(wèn)題能力、語(yǔ)言表達(dá)能力、實(shí)踐操作能力和攻關(guān)的毅力。

關(guān)鍵詞：教學(xué)模式 任務(wù) 評(píng)價(jià)

1 概述

PLC是可編程控制器（Programmable Logical Controller）的簡(jiǎn)稱，是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，應(yīng)用軟件編程取代了硬連線邏輯，大大簡(jiǎn)化了電氣控制系統(tǒng)，在工業(yè)控制上得到了廣泛的應(yīng)用。目前，在我國(guó)大部分職業(yè)學(xué)校的電氣、機(jī)電類專業(yè)均開(kāi)設(shè)了PLC課程，但對(duì)于PLC教學(xué)還處于初級(jí)階段，傳統(tǒng)的教學(xué)方法已不適應(yīng)實(shí)際教學(xué)需求和社會(huì)需求，壓抑了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生對(duì)于PLC一直處于一知半解的狀態(tài)，得不到較好的教學(xué)效果。因此，探索新的教學(xué)模式迫在眉睫。

在PLC課程教學(xué)中把依靠教師說(shuō)教傳授知識(shí)的方法，變?yōu)閷W(xué)生根據(jù)教師提出的任務(wù)要求自主設(shè)計(jì)方案并加以實(shí)踐檢驗(yàn)，最后收獲新知識(shí)，教師在教學(xué)過(guò)程中只是學(xué)習(xí)知識(shí)的引導(dǎo)者和組織者；把以學(xué)生獨(dú)立完成任務(wù)的模式，擴(kuò)展為以小組合作方式完成任務(wù)要求。打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，以完成任務(wù)為主線，以主動(dòng)獲取新知識(shí)為目的。以下為新教學(xué)模式的實(shí)施環(huán)節(jié)和方法，以及實(shí)施意義。

2 實(shí)施環(huán)節(jié)及實(shí)施方法

傳統(tǒng)的教學(xué)模式采用以教師說(shuō)教為主，教師把新知識(shí)、新內(nèi)容、新方法直接講解給學(xué)生，包括自己的經(jīng)驗(yàn)以及可能出現(xiàn)的易錯(cuò)問(wèn)題都在學(xué)生實(shí)踐之前統(tǒng)統(tǒng)灌輸下去，這樣的教學(xué)模式學(xué)生到底能掌握多少，記住多少呢？恐怕其效果甚微！原因在于學(xué)生沒(méi)有實(shí)踐，枯燥的原理、方法很難深入的理解，更不會(huì)長(zhǎng)久的記憶。

打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，把學(xué)習(xí)新知識(shí)、新內(nèi)容、新方法的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，教師引導(dǎo)學(xué)生，以完成任務(wù)為主線。在課程教學(xué)設(shè)計(jì)中采用布置任務(wù)、任務(wù)引入、任務(wù)分析、任務(wù)實(shí)施、任務(wù)總結(jié)、布置新任務(wù)幾個(gè)環(huán)節(jié)循環(huán)的方式進(jìn)行。以下結(jié)合在PLC教學(xué)實(shí)踐中“十字路口交通燈的PLC設(shè)計(jì)項(xiàng)目中任務(wù)三交通燈基本程序的編寫(xiě)與系統(tǒng)的調(diào)試”一課分析實(shí)施的各個(gè)環(huán)節(jié)：

2.1 布置任務(wù) 在課程之前，教師就將本節(jié)課將要完成的任務(wù)布置下去，學(xué)生根據(jù)以前學(xué)習(xí)的知識(shí)、通過(guò)其他方式獲取的資料分小組討論完成此項(xiàng)任務(wù)的解決方案設(shè)計(jì)，并形成書(shū)面的材料，同時(shí)集思廣益準(zhǔn)備好向其他組同學(xué)、老師詮釋設(shè)計(jì)內(nèi)容和思路。

課前教師已經(jīng)分析過(guò)交通燈的控制要求、講解了硬件的安裝方法，并且布置任務(wù)，分小組在課前設(shè)計(jì)好編寫(xiě)交通燈程序的方案，每一組都畫(huà)好狀態(tài)流程圖，并準(zhǔn)備好發(fā)言，向其他同學(xué)和老師講解方案設(shè)計(jì)的方法、思路。

2.2 任務(wù)引入 課堂上，首先教師向?qū)W生介紹今天要完成任務(wù)的目的，實(shí)踐的應(yīng)用領(lǐng)域，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目的，引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

這一課可以這樣引入：同學(xué)們?cè)谌粘Ｉ钪锌隙ǘ甲哌^(guò)十字路口，均經(jīng)歷過(guò)交通燈的控制。交通燈的歷史經(jīng)歷了從手動(dòng)控制到自動(dòng)控制的發(fā)展變化，那么自動(dòng)化的控制系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)紅、綠、黃三種顏色信號(hào)燈有條不紊工作的呢？傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)存在缺陷，我們選用操作簡(jiǎn)便、性能穩(wěn)定的PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈的控制。上一節(jié)課我們已經(jīng)分析了交通燈的控制要求、講解了硬件的安裝方法，并布置了任務(wù)分小組設(shè)計(jì)狀態(tài)流程圖。今天我們的任務(wù)是：PLC軟件基本程序的編寫(xiě)（將課前設(shè)計(jì)內(nèi)容加以實(shí)踐檢驗(yàn)、驗(yàn)證正確與否）。

2.3 任務(wù)分析 任務(wù)分析階段主要有學(xué)生完成、教師只做引導(dǎo)，每一小組選代表將課前設(shè)計(jì)方案展示給其他組同學(xué)以供全班討論，同時(shí)詳細(xì)闡述方案的設(shè)計(jì)方法、思路。但是幾組中究竟哪一組方案是最佳方案，最符合控制要求內(nèi)容的方案教師不做任何指導(dǎo)，等待下一步由學(xué)生自己進(jìn)行實(shí)踐檢驗(yàn)，驗(yàn)證正確與否。

交通燈的設(shè)計(jì)這一課可以將交通燈的點(diǎn)亮特征重新進(jìn)行回顧，提供PLC基本程序編寫(xiě)的控制要求，教師要求學(xué)生結(jié)合控制要求，根據(jù)學(xué)過(guò)的步進(jìn)控制程序的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)狀態(tài)流程圖，組長(zhǎng)提交方案，將狀態(tài)流程圖畫(huà)到黑板上，并闡述本組設(shè)計(jì)思路。

2.4 任務(wù)實(shí)施 這一環(huán)節(jié)，教師在實(shí)踐之前，可提供操作步驟及規(guī)定操作時(shí)間和紀(jì)律要求。學(xué)生在這一環(huán)節(jié)中根據(jù)自己組課前設(shè)計(jì)的方案（狀態(tài)流程圖）在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上完成硬件連線、軟件梯形圖程序的編寫(xiě)和總體的調(diào)試工作，最后用結(jié)果來(lái)論證方案的正確與否，學(xué)生如果在操作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的缺陷，也可隨時(shí)更正，并記錄下來(lái)，以備下一步討論、總結(jié)。

這一課，我在教學(xué)實(shí)踐中，把課前拍攝的操作視頻播放給學(xué)生，并配以講解，學(xué)生簡(jiǎn)要記錄操作大體過(guò)程，并提醒學(xué)生在操作結(jié)束之后整理操作臺(tái)、填寫(xiě)好作業(yè)文件。學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐操作時(shí)兩人合作完成進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)的整體組裝和調(diào)試，其中一人進(jìn)行硬件連線，一人根據(jù)流程圖編寫(xiě)、下載梯形圖程序；最后兩人互查后進(jìn)行通電調(diào)試。當(dāng)然，教師要對(duì)這個(gè)實(shí)施過(guò)程嚴(yán)密監(jiān)控，把握方向，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并制止學(xué)生違規(guī)操作，并對(duì)階段性活動(dòng)及時(shí)加以評(píng)價(jià)，確保學(xué)生的實(shí)施進(jìn)度、質(zhì)量。

2.5 任務(wù)總結(jié) 學(xué)生在操作之后，對(duì)課前自己設(shè)計(jì)內(nèi)容有了新的理解，這時(shí)全班集中進(jìn)行總結(jié)，總結(jié)由學(xué)生總結(jié)和教師總結(jié)兩部分構(gòu)成。學(xué)生結(jié)合實(shí)踐將方案進(jìn)行修改更正，并總結(jié)自己組方案的完成情況，正確與否、優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。教師在學(xué)生總結(jié)之后，對(duì)任務(wù)的實(shí)施情況做總評(píng)，點(diǎn)出重點(diǎn)和難點(diǎn)，配以講解。

交通燈的PLC設(shè)計(jì)這一課，本環(huán)節(jié)由各組組長(zhǎng)匯報(bào)方案的實(shí)施情況，分析方案的優(yōu)缺點(diǎn)。最后討論、自由發(fā)言、評(píng)出最優(yōu)方案。教師點(diǎn)評(píng)：本節(jié)課我們進(jìn)行了軟件基本程序的編寫(xiě)與系統(tǒng)的調(diào)試。根據(jù)課前我們?cè)O(shè)計(jì)的方案用實(shí)踐操作來(lái)驗(yàn)證方案的正確與否。今天完成了任務(wù)三的內(nèi)容，通過(guò)實(shí)踐，同學(xué)們學(xué)習(xí)了新知識(shí)，增強(qiáng)了動(dòng)手實(shí)踐的能力，同時(shí)也提高了自己的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

2.6 布置新任務(wù) 課程臨近結(jié)束，教師可以布置新任務(wù)，學(xué)生仍然分組進(jìn)行討論解決新任務(wù)的方案。使課程之間有良好的銜接，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。

教師在這一課可以這樣布置新任務(wù)：隨著城市發(fā)展，車流量的不斷增多，交通更加擁堵，交通燈的控制要求也不斷改善，例如：現(xiàn)在我們十字路口的交通燈更加智能化，能顯示時(shí)間，有左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)分別的指示燈。分夜晚白天不同的顯示狀態(tài)，城區(qū)的交通路口可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)控制。下節(jié)課我們對(duì)交通燈控制系統(tǒng)進(jìn)行完善：請(qǐng)大家分組討論方案，實(shí)現(xiàn)設(shè)置“白天/黑夜“按鈕，按鈕閉合時(shí)為黑夜工作狀態(tài)，只有黃燈閃爍，斷開(kāi)時(shí)按原順序工作。另外可以討論、研究：十字路口交通燈的倒計(jì)時(shí)功能。

3 實(shí)施意義

新的教學(xué)模式，把學(xué)習(xí)新知識(shí)、新內(nèi)容、新方法的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，教師引導(dǎo)學(xué)生，以完成任務(wù)為主線在實(shí)施過(guò)程中意義主要體現(xiàn)在以下幾方面：自主設(shè)計(jì)方案，實(shí)踐檢驗(yàn)觀察結(jié)果正確與否，自己總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力；小組合作完成任務(wù)，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作能力；變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)知識(shí)，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，經(jīng)過(guò)實(shí)踐知識(shí)點(diǎn)記憶深刻、理解深入、透徹；在任務(wù)完成整個(gè)過(guò)程中，學(xué)生進(jìn)行操作不斷總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為以后工作打下良好的基礎(chǔ)；課前討論、課中討論、課后討論，討論能夠使學(xué)生加深和運(yùn)用理論知識(shí)，集思廣益、學(xué)習(xí)別人的優(yōu)點(diǎn)、借鑒別人的長(zhǎng)處，增強(qiáng)了師生、生生之間的交流；在課程進(jìn)行中要求學(xué)生闡述自己的觀點(diǎn)、批判別人的論點(diǎn)，增強(qiáng)了學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力。

4 評(píng)價(jià)方法

新的模式將完成任務(wù)作為目的，也就意味著學(xué)生的大部分課程是在實(shí)驗(yàn)室完成的，課程教學(xué)效果和學(xué)生掌握程度的評(píng)價(jià)就可分為多個(gè)層次，并不是靠傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)評(píng)價(jià)，可以進(jìn)行學(xué)生自評(píng)，互評(píng)，任務(wù)完成情況，小組的完成情況等多角度進(jìn)行評(píng)價(jià)。其中對(duì)學(xué)生操作技能評(píng)價(jià)、學(xué)生素質(zhì)評(píng)價(jià)最為重要。操作技能評(píng)價(jià)包括：硬件連線操作是否正確、程序編寫(xiě)是否正確、總體調(diào)試情況、及運(yùn)行結(jié)果。學(xué)生素質(zhì)評(píng)價(jià)包括：學(xué)生對(duì)于課程態(tài)度及遵守紀(jì)律情況、學(xué)生與同組同學(xué)分工協(xié)作、團(tuán)隊(duì)合作能力評(píng)價(jià)、學(xué)生對(duì)于實(shí)踐操作的掌握能力、學(xué)生在操作過(guò)程中的探究能力、學(xué)生在操作過(guò)程中的安全意識(shí)等等幾方面評(píng)價(jià)。

5 總結(jié)

傳統(tǒng)的PLC教學(xué)模式下培養(yǎng)的學(xué)生已經(jīng)不能適應(yīng)社會(huì)的需求，建立以學(xué)生為中心、以任務(wù)為主線的新教學(xué)模式，在課程教學(xué)設(shè)計(jì)中采用布置任務(wù)、任務(wù)引入、任務(wù)分析、任務(wù)實(shí)施、任務(wù)總結(jié)、布置新任務(wù)幾個(gè)環(huán)節(jié)循環(huán)進(jìn)行方式，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神、分析問(wèn)題解決問(wèn)題能力、語(yǔ)言表達(dá)能力等等，使他們的多方面能力有所提高，這也體現(xiàn)了課程改革的理念。

隨著職業(yè)教育的不斷發(fā)展，作為一名專業(yè)課教師，我深刻的感受到教師應(yīng)當(dāng)勇于走下講臺(tái)，走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，以學(xué)生為中心，不斷培養(yǎng)他們的實(shí)踐技能和多方面能力，這樣才能使他們更好的為社會(huì)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王國(guó)海.可編程序控制器及其應(yīng)用[M].中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2007(4).

[2]巢文元.PLC操作技能[M].中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2006(5).

[3]陶林，劉曉晶.淺析PLC教學(xué)模式與職業(yè)核心能力的培養(yǎng)[J]中小企業(yè)管理與科技(上旬刊)，2011(09).

作者簡(jiǎn)介：張晴（1980-），男，江蘇徐州人，碩士在讀，維修電工高級(jí)技師，江蘇省徐州技師學(xué)院機(jī)電工程系，主要從事機(jī)電一體化教學(xué)研究。