淺議PLC一體化教學設計

張曉光

摘要：在本文中，筆者結合自己實踐探索PLC一體化教學的經驗，就PLC這門課程中的學習任務5花式噴泉的PLC控制系統進行一體化的教學設計，闡述自己對一體化教學設計的理解，從一體化教學如何發揮學生學習的主動性、激發學生學習興趣進行探討，并為如何更深入開展職業學校專業課程的一體化教學提出了建議。

關鍵詞：PLC 教學設計 自主學習

現在很多職業院校仍然采用傳統的教學模式，傳統的教學方式更注重間接知識、經驗的傳授，將課堂活動變成了單純的“授—受”知識的活動。學生在整個學習活動中處于被動地位，完全沒有學習的自主權，只能是教師教什么，他們就學什么，學習效率很低，對學習逐漸失去興趣。課堂上只是教師的一言堂，整個課堂就像一潭死水，盡管老師使出十八般武藝仍激不起半點波瀾，嚴重打擊老師上課的積極性，最終只能草草完成課程的教學任務，嚴重影響了教學效果。

隨著社會的發展，科技的進步，職業院校的教學方式已經逐漸由原來傳統的教學方式轉為一體化的教學方式，教育教學方式發生了很大的轉變。傳統的教學方式更加注重間接知識、經驗的講授，輕視直接經驗的獲取，學生只能被動地接受知識。采用一體化的教學方式，采用學生作為主體，教師引導的教學模式，課堂教學以學生為中心。整個教學內容體現實際的工作，并以工作任務引領學生進行學習。學生通過完成每一個學習任務來學習其中所用到的理論知識，再把學習到的理論知識運用到實踐操作中，真正做到“學中做，做中學”。課堂充分體現學生的主體地位，整個學習過程也是學生的探究過程，激發了學生的學習興趣。課堂以行業企業的需求為出發點，以工作任務貫穿整個課堂教學，以學生完成任務的方式進行學習，教師使出渾身解數引導學生，讓他們學得懂、學得會、學得有興趣。因此，一體化的課堂是動的，是活的，是情境化的，也是有個性的。在課堂上，讓學生體驗探究過程，從專業能力、方法能力、社會能力等多個層面提升學生的綜合職業能力，為學生以后更快更好地走上工作崗位打下良好基礎。

一、案例呈現

教材選自于中國勞動社會保障出版社的教材《可編程序控制器及其應用》。本課程一共分為五個大課題，下設十七個小任務。本次任務花式噴泉PLC控制選自于課題二“基本控制指令”中的第五個學習任務。下面筆者將就習學習任務5花式噴泉的PLC控制系統（18學時）展開一體化教學設計。

本任務要求使用PLC控制花式噴泉的工作，完成花式噴泉PLC控制系統的設計、安裝和調試。

控制要求為：早上8點按下啟動按鈕SB1，A、B、c三組噴頭按照如圖所示的時序圖循環工作15小時，即到晚上11點自動停止。9小時后，即第二天早上8點，花式噴泉又自動開始按照時序圖循環工作，再到晚上11點又自動停止工作。如此循環，直到按下停止按鈕，A、B、C三組噴頭停止工作。

1.案例背景

本次任務在整個課程的學習里起到承上啟下的作用。通過前期的學習，學生已經掌握可編程控制器的基礎知識、硬件安裝與接線以及PLC基本控制指令及其應用等相關的知識，基本可以按照老師的要求完整簡單PLC系統的設計，能正確安裝PLC的外部接線，并編程調試PLC系統，但對于較復雜PLC系統的設計還不熟練，對基本指令活學活用、舉一反三的能力還有待加強。該學習任務的設計完全符合學生學習和認知規律，結合筆者學校的PLC一體化工作站，其中包括信息檢索區、學習討論區、實踐操作區、工具材料區、展示區等。

2.具體課堂教學環節

（1）教學活動一。教師講授、布置工作任務（2學時）。

第一，教師播放噴泉的視頻導入本學習任務，引發學生思考怎樣用PLC來實現花式噴泉，進而引入本次課的學習任務。教師創設情境，采用角色扮演的方法向學生下達任務書，布置工作任務。任務的引入要突出其實用性和趣味性，從而最大限度地激發學生學習本任務的興趣。

第二，教師指導，學生以小組合作的形式解讀任務書，分析討論本學習任務，明確任務要求，梳理完成本任務需要用到的知識點、技能點，確定在本任務中需要學習的知識。要充分發揮學生的主體作用，讓學生積極參與到整個任務的完成過程中，從而體會到學習的樂趣。

（2）教學活動二。學生查閱資料，制定工作計劃（4學時）。

第一，根據梳理的知識點和技能點，學生運用互聯網或微課視頻等學習途徑學習完成任務所必備的知識和技能，如定時器、計數器的使用。根據任務要求，列出完成本任務所需的元器件清單和工具清單。

第二，教師設置游戲環節，要求學生設計一個定時一小時的程序，活躍課堂氣氛，激發學習興趣。

第三，在本教學活動中，筆者利用自己制作的計數器指令的微課視頻，充分利用信息化的教學手段，教學形式新穎有趣，豐富了課堂的教學形式，達到了非常好的教學效果。

第四，學生根據任務書的要求，小組討論分析任務實施的具體流程，進行人員分工和工期安排，制定任務計劃。

第五，在教師的引導下，各施工小組匯報本組制定的施工計劃，師生共同點評。各小組優化本組的施工計劃。

這個教學活動培養了學生合作學習、自主探究的能力，提高了他們分析問題、解決問題的能力，提高學生的綜合能力。

（3）教學活動三。實施任務，學生完成工作任務（10學時）。

第一，硬件安裝。以采用情景模擬形式，教師扮演倉庫管理員，各施工小組按照元器件和工具清單到倉庫領取所需的元器件和施工工具。各小組合作，進行花式噴泉外部接線圖的繪制，在發現問題解決問題的過程中進一步明確輸入輸出接線的方法和注意事項。各小組根據分工安排，安裝花式噴泉PLC控制系統的外部接線。

第二，程序編寫。小組合作編寫A噴頭的噴泉程序，并調試。在A噴頭的噴泉程序的基礎上編寫花式噴泉的PLC程序，并調試整個PLC系統。采用置位、復位指令編寫花式噴泉的PLC程序。

第三，教師針對學生的個例問題單獨指導，共性問題集中指導。在這個環節筆者采用了難度階梯遞進的方式進行教學，從而有效化解本次教學的難點：花式噴泉程序的編寫，使他們深刻理解程序，明白大程序都是由小程序組成的，有利于進行程序功能的拓展，也有助于引導學生形成自己的編程思路，培養學生的編程思想。另外，筆者采用起保停和置位復位指令兩種編程方式，拓寬了學生的編程思維，讓學生明白編寫某一程序可以用多種方法來實現。

在這個教學活動中教師一定要把握一個原則，那就是在學生不損壞設備和不引發安全事故的情況下，教師不得打擾學生的工作流程，要允許學生犯錯。這是他們成長過程中必不可少的。

第四，各小組調試整個PLC系統，完畢后，清點工具、人員，收集剩余材料，清理垃圾，培養7s職業素養。

第五，成果展示，評價。在這個環節中，筆者請本專業老師扮演企業專家對學生設計的PLC系統進行點評，針對此任務提出合理化建議，并給學生們分享自己在實際工作中進行PLC系統設計的心得體會等，拓展他們的知識和思路。

（4）教學活動四。展示、評價與反饋（2學時）。

第一，各小組就本次任務的完成情況、設計的思路、遇到的問題、解決的方法以及自己的心得體會制作PPT并進行總結匯報展示。各小組把本組的程序上傳到本班的QQ群，方便全班討論交流學習。

第二，教師針對各小組整個任務完成的過程，點評優點、亮點，同時指出學生存在的不足，引導學生反思。

3.課后拓展

通過互聯網查詢和教師線上指導，學生以小組為單位設計自己理想中的花式噴泉，進一步激發了學習興趣。課后拓展環節，可以進一步鞏固拓展所學的內容，并培養學生對知識活學活用、舉一反三的能力。

二、深化思考

本案例是筆者結合自己一體化教學的經驗，就PLC課程中的一個任務所做的教學設計。以花式噴泉的PLC控制系統這個學習任務引領整個教學設計，在教學過程中充分體現了學生的主體地位，極大激發了學生的興趣。

采用一體化的教學模式，課堂的教學形式發生了重大的變革，課堂由原來的教師滿堂灌的模式，變為一體化課堂學生為主體、教師引導的模式，從理論教學與實訓教學相分離變成了理實一體化的教學模式。整個教學內容體現實際的工作，并以工作任務引領學生進行學習。課堂充分體現了學生的主體地位，整個學習過程也是學生的探究過程，激發了學生的學習興趣，結合多元化的過程評價機制，實現了學生應用知識能力和實際操作能力的提高，培養了學生的專業能力、方法能力和社會能力等綜合職業能力，為學生走上工作崗位打下良好的基礎。