基于認知規律論PLC課程的組建及引導

曾慶娟

摘 要：筆者結合學生的認知規律和自身多年的教學經驗，認識到學與教間存在著“合適、遞進”狀態。本文提出課程內容的組建、學習過程的引導、學習團隊的分層、學習成果的呈現這四方面要以認知規律為前提，合適、遞進地推進教學，更有利于因材施教，讓學生輕松自然地主動接受新知識，肯定自己，找到努力的方向。

關鍵詞：認知 任務 問題 分層 評價

課堂教學規律就是人的認知規律，即人認識客觀事物獲得知識的過程；教學就是一個由潛在知識轉化為現有知識的過程。教師應了解學生的認知水平，以尊重學生的認知規律為前提，分析學習內容、學生團隊、學習環境軟硬設施，設計出與之相符的教學活動，使全體學生在“知識與技能”“過程與方法”“情感態度價值觀”諸方面都得到發展，提高課堂教學實效，做到“不讓一個學生掉隊”，真正完成教學任務，達到培養人才的目的。

因材施教是面對每一個學生而言的，根據學生個人感受和反應能力的不同，給予學生表達、傾訴的機會，讓學生找到學習樂趣的切入點，提高學習的積極性。在不同層次群體教學中，“合適”“遞進”還要求教師在教育和教學上給予學生合適的任務、引導、分層、評價，并不斷促其前進。教師在布置任務時，既要考慮學生現有的知識基礎，又能夠讓學生在完成此任務后能達到更高一層的水平，所以任務編排、導向問題、團隊組建的合適及遞進對推進學習有很重要的影響。合適的階段評價能夠遞進式地挖掘學生的潛能，激勵學生在比較中肯定自己，不斷提高對自己的要求，在解決問題的過程中向前邁步。

一、課程學習內容的組建

已學習了電工基礎、普通機床電氣控制線路的安裝與調試課程的學生，他們對電工的基本理論知識、常用電工工具、機電控制線路已有一定的認識。此時引入可編程控制器的學習是最合適的時機。而任務式教學有利于學生了解所學知識將用于何處，教學目標明顯，學生也很樂意接受。以PLC編程與實踐課程為例列舉了學習任務的編排：從三相異步電動機的啟動→正反轉控制→星三角啟動→雙速電機自動變速控制→車床、磨床電路的裝調等電氣控制線路入手，學生可按電氣線路的控制要求，在編程中也加入相應的關系，并整體認識可編程控制的特點及其與機電控制的異同，了解各設備、元器件的連接關系。要讓學生在進一步熟悉電氣控制裝接的同時，認識到某品牌可編控制器的類型、基本指令、軟元件、外圍設備及掌握編程軟件的使用，切身體會到可編程控制的優勢，引起學生學習的興趣，樹立學好本課程的決心和信心。

隨著知識的深入，學生要擺脫電氣原理圖，在拿到文字或口頭任務時能分析出任務的要點。這時加入水塔水位的控制、自動送料小車的運行控制、十字路口交通信號燈控制、多站小車的呼叫控制、氣動機械手控制等任務讓學生團隊分析任務需達到的控制要求；需要什么器材；如何布局更合理、更方便操作；確定I/O的點數。教師安排好硬件后，就要學習更多功能更強的編程指令，如步進指令、傳送指令、比較指令、編/譯碼指令及變址寄存器等。讓學生在任務遞進過程中，不斷靈活運用編程語言，掌握更廣深指令，不斷熟練操作編程軟件，逐漸摸索及提升編程思維。

學習任務的合適及遞進，為學習可編程控制器課程起著非常良好的組建作用，強化了思維軟實力，同時也提升了設備裝接的工藝，達到熟能生巧、腦力技能同增長的效果。

二、學習過程中的引導

學生沉迷于手機，對其思維的培養是一個難點。在此就要教師在課堂中要洞察學生的學習狀態，合理做好學習中的引導，切勿毫無保留地給學生分析每個學習任務的控制要求、配置好設備、直接給出并分析正確的程序。給予式的教學對學生來說，學習是被動的，問題是老師解決的，結果是老師給的，而學生只需記住就可以了。這種“坐著等答案”的告知方式對學生來說毫無益處，還養成了惰性。教師應采用以問題為導向，以合適并遞進的不同層次的問題促進學生思考、討論、逐一分析，讓他們從自己的認知角度出發給出相應的理解，促使他們勤于思考和交流。

對于上述的PLC學習任務而言，分析控制要求、所需的設備及元器件、I/O的分配、主電路與PLC控制回路的連接是完成每個任務的共性問題，教師在任務遞進的進程中要不斷提高要求，使學生能達到快速準確的反應，且在裝接工藝上往完美的趨向發展。在編寫程序上，對于初學者導向問題應有先后性，教師要從任務中挖掘問題，如先找出被控對象是誰、有多少，擬定程序中輸出線圈的支路數或步進中每步的輸出量，盡量避免多重輸出；找出每個被控對象由哪些元件控制，及其控制關系，從而編寫出各輸出對象的控制支路；在各支路中加入各被控對象的聯系、制約、電氣保護等環節；修正簡化程序，將重復的軟元件去掉，支路該合并的合并。

問題可由老師拋出，也可由學生自行去發現。收集好學生的答案并投影，由學生間參評，找出優點及不足，以被發現的問題為切入點再進行第二輪的修正。在反反復復的修改過程中，學生對知識的認知由單一到全面，并真切體會到主動發現問題、解決問題的樂趣。

三、學習團隊的分層教學

在同一個班級同步開展新的學習任務，同樣的講解、分析，隨著時間、進度的推進，會出現學生的認知差異、領悟的快慢，呈現出對學習內容有了很大的不同理解及操作技巧水平的差異。接受能力快的學生對任務的分析、程序的編寫、實操接線調試、設備維護等都能做到獨立找出任務要點，不斷修改及完善程序，并能很快適應不同設備的操作要領，做到同一題能用不同設備、不同的方式完成，理解深透學習任務，靈活使用設備，且能綜合比較各任務，找到學習的規律及技巧；另一部分學生能基本正確分析控制要求，但難以將其控制要求轉化為程序，有的不能獨立編寫程序，只能理解并參考他人的程序，不能靈活換個角度接線，有一定的依賴他人的特性；基礎不好的學生連電氣原理控制也看不懂，元器件與電氣符號對不上號，沒有知識的聯系性，對任務的認識不是整體性，存在著死記硬背的習慣。

如不采用分類分層教學，會導致課堂上學生精神松散、注意力不強，整個班級會顯示出頹廢、消極的狀態，學習能力強的學生認為所聽內容索然無味，學習能力弱的學生卻云里霧里。因此，教師可采用以下方式活躍課堂氣氛，激發學生的學習熱情：以“幫扶”形式，能力強學生的輔導個別學生，以學生的角度理解講解更動聽，更易接受，更和諧；拓展思維，安排更實際更難的任務促強者更強；從細節入手，對難點逐一攻破、理解易題引新題、助學生樹立信心。分層教學的課堂會呈現出學生認真、積極、投入的場面，教室里學生坐姿不一，有交流的、有深思的、有埋頭苦干的，課堂紀律不統一，但各有各的任務、各有各的目標，只要細心觀察一陣子，表面看似紀律“松散”的課堂卻是學生正在不斷地提升自己。

四、學習成果的遞進呈現

學生從被引導學習到獨立自學的過程中，在每個層次上都有著不同的學業成果，這是學習歷程的驗證。作為教師，要讓學生能感受得到在付出的同時也有收獲，應及時收集各團隊的學習成果，如線路的裝接成品、PLC控制程序的修改痕跡、人機界面的設計及學習筆記等成果；將階段性的成果作品拍照或留電子版，讓學習團隊做成完整的PPT或將成果訂制成冊，以作學業成果展示及評價之用。在評價時要注意評價要點的主次、先后之分。如先檢測任務的整體功能：控制要求是否達到；元器件的布置是否合理，操作是否方便；布線是否美觀、整齊，接線工藝是否規范、標準；保護環節是否完善；安全文明的操作及職業素養的養成。之后再進入細節的評價：元器件是否破損；線號標記是否正確、清楚；故障的排除；程序是否簡潔，不累贅；程序是否模塊化；程序中軟件保護是否完善。

評價有橫向評價和縱向評價，合適的評價對學生的學習有很大的激勵作用。縱向評價時，學生能看到自己的學習過程，如看到電氣接線工藝美觀了、程序功能強大完善了、觸摸屏界面設計人性化了、筆記書寫條理清晰明了、接線圖畫得橫平豎直和干凈標準了等。這不僅會讓學生本人感到驚訝、興奮，其他學生也會為其震驚，大家都能體會到認真、堅持就會取得好效果。在同一任務、同樣的學習時間、同樣的指導時，橫向評價看到的是同學間的差距、看到自身的優點及不足、看到努力的方向、全班同學都有不同的進步。無論是縱向跟自己比，還是橫向與他人比，合適的、遞進式的評價無疑總結了個人、整個班級的學習成果，對學生來說是一個回顧、激勵及檢討，對老師來說是檢閱教學質量很好的一個機會，可分析到學生的認知是否達到教學目的，學生有沒有養成了主動討教、主動思考的習慣，同時也回顧了一個教學段的教學方式是否合適。

人有認知、能力、水平、性格等等這樣那樣的個別差異，無論學生的發展水平高還是低、速度快還是慢、潛力大還是小，在完成相應任務時遇到的問題基本是相同的，只是會有發現得早或晚、解決得快還是慢的差別。遵循學生的認知規律，合理安排教學環節中的任務分配、導向問題、團隊分組、評價的合適性和遞進性，能讓教師更深入了解到學生的性格特點、學習認知、班級社交等情況，更有利于因材施教，能讓學生在原有基礎上充分發揮的提高操作水平，大大提高教學效率，并遞進式地促其發展、成長。

（作者單位：廣州市工貿技師學院）