淺談如何在中等職業(yè)院校PLC教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

魏殿才　單順彭

摘 要：中等職業(yè)院校的學(xué)生創(chuàng)新能力普遍不強(qiáng)，教師缺乏培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的意識(shí)和方法，因此研究如何在中等職業(yè)院校PLC教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是很有價(jià)值的。本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，對(duì)如何在中等職業(yè)院校PLC教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力和發(fā)散思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力進(jìn)行了分析探索。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新能力 PLC教學(xué) 質(zhì)疑能力 發(fā)散思維能力

《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的決定》要求中等職業(yè)教育培養(yǎng)高素質(zhì)勞動(dòng)者和技術(shù)技能人才，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是培養(yǎng)高素質(zhì)勞動(dòng)者和技術(shù)技能人才的重要途徑。現(xiàn)今中等職業(yè)院校的學(xué)生創(chuàng)新能力普遍不強(qiáng)，教師缺乏培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的意識(shí)和方法。因此，研究如何在中等職業(yè)院校PLC教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是很有價(jià)值的。下面筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，淺談如何在中等職業(yè)院校PLC教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

一、通過(guò)培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

愛(ài)因斯坦曾說(shuō)：“提出一個(gè)問(wèn)題往往比解決一個(gè)問(wèn)題更為重要，因?yàn)榻鉀Q一個(gè)問(wèn)題也許只是一個(gè)數(shù)學(xué)上或?qū)嶒?yàn)上的技巧問(wèn)題。而提出新的問(wèn)題、新的可能性，從新的角度看舊問(wèn)題，卻需要?jiǎng)?chuàng)造性的想象力，而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步。”質(zhì)疑是創(chuàng)新的開(kāi)始，質(zhì)疑能力是創(chuàng)新能力的重要內(nèi)容和表現(xiàn)形式，在中等職業(yè)院校PLC教學(xué)過(guò)程中需要富于質(zhì)疑精神的教師，來(lái)引導(dǎo)學(xué)生建立問(wèn)題意識(shí)和培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力。

1.培養(yǎng)學(xué)生重視程序仿真和實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)理論問(wèn)題并質(zhì)疑

實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，程序必須能經(jīng)受住仿真和實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。教師要善于運(yùn)用天然素材——教科書(shū)中有瑕疵的程序來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神和能力。例如教師善意“誤導(dǎo)”學(xué)生編寫(xiě)的程序，即教材《PLC基礎(chǔ)與實(shí)訓(xùn)》中汽車自動(dòng)清洗裝置控制系統(tǒng)梯形圖。

學(xué)生對(duì)梯形圖程序仿真后發(fā)現(xiàn)，M1工作步為活動(dòng)步時(shí)按下停止按鈕，清洗裝置沒(méi)有自動(dòng)進(jìn)入初始步M0。此時(shí)，學(xué)生參與編寫(xiě)并認(rèn)為正確的程序與其仿真實(shí)踐之間的矛盾會(huì)引起學(xué)生深深的驚訝和困惑，學(xué)生的困惑在教師的激勵(lì)下轉(zhuǎn)化為對(duì)教材中有問(wèn)題程序的大膽質(zhì)疑。

學(xué)生認(rèn)真排查程序錯(cuò)點(diǎn)后找到出錯(cuò)的根源是思維定式，僵化地套用步進(jìn)邏輯公式，沒(méi)有注意到按下停止按鈕造成程序步間異常轉(zhuǎn)移的特殊情況，得到在M1活動(dòng)步時(shí)按下停止按鈕后轉(zhuǎn)移到初始步的邏輯代數(shù)方程式。M1為活動(dòng)步時(shí)按下停止按鈕，，PLC順序掃描程序，，程序錯(cuò)誤！

可見(jiàn)，教師在PLC教學(xué)過(guò)程中通過(guò)仿真或?qū)嶒?yàn)實(shí)踐，可以引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)程序中的問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力。

2.培養(yǎng)學(xué)生重視教材和參考資料，引導(dǎo)學(xué)生在對(duì)比分析中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并質(zhì)疑

教材中的重點(diǎn)內(nèi)容是培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑能力的絕佳載體。例如在運(yùn)行模式下PLC對(duì)用戶程序的處理機(jī)制是PLC的核心知識(shí)。

精讀教材《PLC基礎(chǔ)與實(shí)訓(xùn)》有關(guān)PLC工作原理的內(nèi)容后，學(xué)生知道PLC對(duì)用戶程序的掃描是按一定順序進(jìn)行的，可是教材并沒(méi)有具體說(shuō)明這種順序。這種想知而未知的處境開(kāi)始引發(fā)學(xué)生產(chǎn)生困惑，教師抓住時(shí)機(jī)先后提供兩張PLC掃描過(guò)程示意圖讓學(xué)生進(jìn)行分析。學(xué)生在醒目的對(duì)比中發(fā)現(xiàn)兩張示意圖存在矛盾，從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的質(zhì)疑。學(xué)生仔細(xì)閱讀教材和參考資料，經(jīng)過(guò)對(duì)比研究后得到PLC執(zhí)行用戶程序的正確順序。

教材難免會(huì)有錯(cuò)誤，如果這些錯(cuò)誤被善于質(zhì)疑的教師巧妙地運(yùn)用，那么不但教材的能量能得到最大化的釋放，學(xué)生還能獲得創(chuàng)新性地探索知識(shí)的機(jī)會(huì)，教師也能培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑的勇氣和善于質(zhì)疑的能力。

二、通過(guò)培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

發(fā)散性思維是創(chuàng)新思維的主要表現(xiàn)形式，是學(xué)生面對(duì)問(wèn)題時(shí)思維打破束縛，從不同角度和途徑去探索解決方案，最終獲得問(wèn)題創(chuàng)新解決的思維方法。

教師在教學(xué)過(guò)程中為了追求課堂的易操控性，提出的往往是具有唯一答案預(yù)設(shè)的問(wèn)題，這樣的問(wèn)題使學(xué)生的思維不斷變窄，創(chuàng)新能力逐漸萎縮。所以，教師在教學(xué)過(guò)程中要善于運(yùn)用多種手段培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。

1.通過(guò)“一題多解”的形式培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力

在PLC教學(xué)過(guò)程中教師有多種通過(guò)途徑“一題多解”的形式培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。例如為了滿足實(shí)際控制需求，可以選擇不同的PLC制造商（如三菱、西門(mén)子、歐姆龍等）的產(chǎn)品，選擇不同系列的產(chǎn)品（如FX1S-30MR、FX2N-32MR等），選擇不同的編程語(yǔ)言（如指令表、梯形圖、順序功能圖等），選擇不同的編程方法（如經(jīng)驗(yàn)法、解析法、圖解法等）等等。

現(xiàn)以三菱FX2N-32MR采用梯形圖實(shí)現(xiàn)《PLC基礎(chǔ)與實(shí)訓(xùn)》項(xiàng)目七“簡(jiǎn)易汽車自動(dòng)清洗裝置”控制功能為例，說(shuō)明在教學(xué)過(guò)程中如何培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。教師在引導(dǎo)學(xué)生掌握教材上采用的步進(jìn)邏輯公式和 “啟—保—停”電路的編程方法后，鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)拓思路，編寫(xiě)控制功能相同但編程方法不同的梯形圖程序。

通過(guò)閱讀教材和參考資料，學(xué)生的編程思路逐漸開(kāi)闊，編寫(xiě)了很多有價(jià)值的梯形圖程序，這些梯形圖可歸為兩種：一種是以轉(zhuǎn)換為中心即采用SET/RST指令編寫(xiě)的梯形圖程序；另一種是對(duì)教材中程序進(jìn)行“優(yōu)化”而成的梯形圖。

隨后，教師指導(dǎo)學(xué)生對(duì)程序進(jìn)行仿真檢驗(yàn)，從而引起學(xué)生的質(zhì)疑。教師引導(dǎo)學(xué)生查找錯(cuò)誤的根源并提出多種解決方案，再次開(kāi)啟“一題多解”的發(fā)散思維旅程。

2.通過(guò)設(shè)置非常規(guī)的問(wèn)題情境培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力

教師在教學(xué)過(guò)程中設(shè)置非常規(guī)問(wèn)題情境能迫使學(xué)生打破原有的思維定式，運(yùn)用發(fā)散的思維去分析問(wèn)題和創(chuàng)新性的解決問(wèn)題。由于缺乏編程知識(shí)和技巧，作為PLC初學(xué)者的學(xué)生不能正確使用雙線圈，教師也不提倡學(xué)生編寫(xiě)這種程序。學(xué)生在學(xué)習(xí)《PLC基礎(chǔ)與實(shí)訓(xùn)》項(xiàng)目七“簡(jiǎn)易汽車自動(dòng)清洗裝置”時(shí)基本上建立了這種編程“禁忌”：程序中不能使用雙線圈。

仿真發(fā)現(xiàn)程序錯(cuò)誤后，教師抓住時(shí)機(jī)向?qū)W生提出一個(gè)非常規(guī)的問(wèn)題：“如何編寫(xiě)含有雙線圈的程序卻實(shí)現(xiàn)同樣的控制功能？”學(xué)生面對(duì)如此非常規(guī)的“怪異”問(wèn)題先是震驚，然后開(kāi)始打破思維定式的發(fā)散思考。

經(jīng)過(guò)不斷地探索和實(shí)驗(yàn)，學(xué)生獲得創(chuàng)新性的問(wèn)題解決方法：一是通過(guò)查找教材和參考資料發(fā)現(xiàn)STL指令允許雙線圈輸出，編寫(xiě)運(yùn)用STL指令的程序；二是運(yùn)用條件跳轉(zhuǎn)指令CJ編寫(xiě)梯形圖；三是運(yùn)用子程序編寫(xiě)梯形圖程序。

可見(jiàn)，學(xué)生在分析和解決非常規(guī)問(wèn)題過(guò)程中會(huì)沖破原來(lái)思維的束縛，在實(shí)踐中不斷地開(kāi)拓和創(chuàng)新。

三、小結(jié)

中等職業(yè)院校學(xué)生的質(zhì)疑能力和發(fā)散思維能力較弱，為了實(shí)現(xiàn)中等職業(yè)教育培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力的目標(biāo)，教師在PLC教學(xué)過(guò)程中要有意識(shí)、有計(jì)劃地創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，培養(yǎng)學(xué)生建立問(wèn)題意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生敢于質(zhì)疑、善于質(zhì)疑，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)散思維、開(kāi)拓創(chuàng)新，為社會(huì)培養(yǎng)出有創(chuàng)新精神和能力的高素質(zhì)勞動(dòng)者和技術(shù)技能人才。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：唐山勞動(dòng)技師學(xué)院電氣工程系）