比較式教學(xué)法在電氣控制與PLC課程教學(xué)中的應(yīng)用研究

趙俊麗

摘 要：本文基于中等職業(yè)學(xué)校電氣控制與PLC應(yīng)用課程及教材的基本結(jié)構(gòu)特點，結(jié)合比較式教學(xué)法的應(yīng)用，通過列舉具體教學(xué)實例引證比較式教學(xué)法的使用有效性及取得的教學(xué)成果。

關(guān)鍵詞：比較式教學(xué)法 ?電氣控制與PLC ?教學(xué) ?應(yīng)用研究

比較是一種思維方式，事物的特點都是在相互比較中才能充分顯現(xiàn)出來的，從而確定事物的同異關(guān)系。比較式教學(xué)法就是通過事物的對比、對照、比較其同異的一種教學(xué)方法。通過對不同事物的比較，可以認(rèn)識事物的發(fā)展規(guī)律和特點，從而更深刻地了解事物、掌握其相關(guān)知識。

電氣控制與PLC應(yīng)用課程是一門技術(shù)性和實踐性很強的專業(yè)課程，也是機電類各專業(yè)的核心課程。本課程選用的是余雷聲主編、機械工業(yè)出版社出版的教材。教材總共分6章，第一學(xué)期講授前三章內(nèi)容，即繼電器控制部分;第二學(xué)期講授后三章內(nèi)容，即PLC控制應(yīng)用部分。因此根據(jù)教材結(jié)構(gòu)及授課特點，對于第二學(xué)期PLC應(yīng)用部分的內(nèi)容，完全可以以繼電器控制部分為基礎(chǔ)，采用比較式教學(xué)法來講授。

一、教學(xué)實施過程實例

比較教學(xué)法充分體現(xiàn)了啟發(fā)式教學(xué)的基本理念，是啟發(fā)式教學(xué)的具體應(yīng)用，通過對教學(xué)內(nèi)容的“比較”來實現(xiàn)對學(xué)生的“啟發(fā)”。下面以第四章第一節(jié)第一個知識點，即PLC的特點作為案例來進(jìn)行比較式教學(xué)法的實際運用。

1.比較內(nèi)容的選取

PLC是以繼電器控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)開發(fā)的產(chǎn)品，既有傳承，又有著明顯的自身特點，因此可結(jié)合已學(xué)過的繼電器控制系統(tǒng)的特點與PLC的特點相比較學(xué)習(xí)，來加強學(xué)生理解及記憶。課本中介紹的PLC有5個基本特點，分別是：第一，抗干擾能力強，可靠性高;第二，模塊化結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)十分靈活;第三，編程語言簡單易學(xué)，易于掌握;第四，可進(jìn)行在線修改，柔性好;第五，體積小，維護(hù)方便。PLC的這5個特點單純記憶起來可能對學(xué)生有些難度，因此完全可以與之前所學(xué)的繼電器控制系統(tǒng)進(jìn)行比較記憶，這樣讓學(xué)生掌握就變得容易的多。鑒于學(xué)生憑空回憶繼電器控制系統(tǒng)的特點可能有些難度，所以教師可以給學(xué)生提供幫助其快速回憶所學(xué)內(nèi)容的文件、視頻或者電路圖等。

2.引導(dǎo)學(xué)生比較思辨

繼電器控制系統(tǒng)一般由主令電器、接觸器、繼電器和導(dǎo)線等部分組成。在這種控制系統(tǒng)中，控制要求的變更或修改必須通過改變控制電路的硬接線來完成。因此，雖然其結(jié)構(gòu)簡單易懂、成本低，但設(shè)備體積大、動作速度慢、功能單一、接線復(fù)雜、通用性和靈活性差，特別是對于復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計和安裝，工作量特別大，有時甚至是不可能完成的任務(wù)，而且機械觸點的物理接觸容易帶來損壞;接線也易受震動等影響，可靠性會變差，已愈來愈不能滿足現(xiàn)代生產(chǎn)中生產(chǎn)過程及工藝復(fù)雜多變的控制要求。

鑒于以上傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的缺陷，可以順勢讓學(xué)生了解另外一種可以彌補這些缺陷的PLC控制系統(tǒng)。PLC控制系統(tǒng)，即可編程邏輯控制器，是專為工業(yè)生產(chǎn)設(shè)計的一種數(shù)字運算操作的電子裝置，它采用可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序、執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程，是工業(yè)控制的核心部分。

3.總結(jié)并得出結(jié)論

傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時間繼電器，由于觸點接觸不良，容易出現(xiàn)故障。而PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少繼電器控制系統(tǒng)的1/10至1/100。因此，由于觸點接觸不良造成的故障就會大幅度減少，從而得出PLC第一個特點：PLC抗干擾能力強、可靠性高。傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)對于復(fù)雜系統(tǒng)難于實現(xiàn)，而PLC系統(tǒng)能根據(jù)各種要求，用編程器在線或離線修改程序組成不同的控制系統(tǒng)，從而得出PLC第二個特點：模塊化結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)十分靈活。繼電器控制系統(tǒng)由多種電氣元件組成，操作過程通過開關(guān)類部件控制，動作速度比較慢、功能較為單一，對于復(fù)雜系統(tǒng)的控制和安裝操作，工作量特別大，有時甚至是不可能完成的任務(wù)，而PLC采用面向控制過程的編程語言，使用的是梯形圖或簡單的指令形式。梯形圖與繼電器原理圖相似，形象直觀，容易掌握，沒有微機基礎(chǔ)的人也容易學(xué)會。這就是PLC的第三個特點：編程語言簡單易學(xué)，便于掌握。對于傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，當(dāng)工業(yè)被控對象一旦有變動，就必須修改其控制系統(tǒng)，導(dǎo)致其開發(fā)周期長，有時候甚至無法完成，而PLC控制系統(tǒng)通過修改用戶程序，可以方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化，即得出PLC第四個特點：可進(jìn)行在線修改，柔性好。傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)由大量的電氣元件組成，這就使得設(shè)備體積大，維護(hù)很復(fù)雜，而PLC控制系統(tǒng)使用的是微型專用計算機，體積較小，當(dāng)某一局部或某個計算機出現(xiàn)故障時，可以在不影響整個系統(tǒng)運行的情況下在線更換，迅速排除故障，即得出PLC的第五個特點：體積小，維護(hù)方便。

在教學(xué)的實施過程中，運用繼電器控制系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)相比較，學(xué)生基本了解了PLC的5個基本特點。而且通過比較內(nèi)容的選取、引導(dǎo)學(xué)生比較思辨及總結(jié)并得出結(jié)論這三大步驟，體現(xiàn)了啟發(fā)式教學(xué)的提出問題、分析問題和解決問題的過程，其整個教學(xué)的實施過程都將“比較”貫穿其中。

二、比較式教學(xué)法的優(yōu)點

在PLC教學(xué)過程中，恰當(dāng)?shù)剡\用比較法可以更清晰地解釋問題的本質(zhì)及其規(guī)律，進(jìn)而突出重點并解決難點;還可以加強基礎(chǔ)知識與基本技能的訓(xùn)練，在復(fù)習(xí)之前所學(xué)知識的基礎(chǔ)上掌握新內(nèi)容。具體來講，比較式教學(xué)法有以下幾個優(yōu)點。

1.比較式教學(xué)法對學(xué)生尋找最佳的學(xué)習(xí)方法具有重要作用

課堂教學(xué)的最終目的不僅在于知識的傳授，更重要的是教會學(xué)生學(xué)習(xí)知識的方法，因此，比較教學(xué)法的使用可以讓學(xué)生盡快掌握學(xué)習(xí)方法，有助于知識的學(xué)習(xí)。

2.比較式教學(xué)法能讓學(xué)生進(jìn)行全方位思考

比較式教學(xué)法的使用能引導(dǎo)學(xué)生積極思維，能增強學(xué)生的知識面，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，提高學(xué)習(xí)思維的敏銳性及全面思考問題的能力，進(jìn)而可以充分調(diào)動學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的積極性。

3.比較式教學(xué)法有利于提升教學(xué)效果

比較式教學(xué)法采用的是啟發(fā)性教學(xué)模式，由教師將要講授的知識點交給學(xué)生進(jìn)行自主探究發(fā)現(xiàn)，引發(fā)學(xué)生思考給學(xué)生更多的自由聯(lián)想與學(xué)習(xí)的空間，并在層層遞進(jìn)的教學(xué)過程中，始終抓住本節(jié)課的教學(xué)重難點，既能牢固建立基本概念又能增強學(xué)生對基礎(chǔ)知識和基本技能的理解與掌握。

4.比較式教學(xué)法有助于學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)

在學(xué)習(xí)新知識時，將新知識與舊知識進(jìn)行比較，學(xué)生不僅會對之前所學(xué)知識有所回憶，而且無需教師引導(dǎo)也會自然地與新授知識進(jìn)行對比學(xué)習(xí)。因此，使學(xué)生的思維可以超前于教師的講授，可以引導(dǎo)學(xué)生主動去學(xué)習(xí)。

三、運用比較式教學(xué)法應(yīng)注意的幾個問題

比較式教學(xué)法的使用能有效地引導(dǎo)學(xué)生、提高學(xué)習(xí)積極性、提高教學(xué)效果，也能讓學(xué)生更扎實地掌握所學(xué)知識，同時也有利于學(xué)生多角度觀察、多角度思考、激發(fā)討論，豐富了師生對話，但在運用中應(yīng)注意幾點問題。

1.比較點的確定原則

在教學(xué)過程中使用比較教學(xué)法，比較點的確定尤為重要。它要求教師在完全熟悉教材的基礎(chǔ)上確定比較點，或是可以引導(dǎo)學(xué)生將知識進(jìn)行整合并充分分析對比來確定比較點。比較點在確定時可以選取局部比較點即某一節(jié)或某一章的重點、難點和疑點;也可以選取宏觀比較點，即影響課程整體理解的重要概念或方法。另外，比較點的確定應(yīng)符合學(xué)生思維要求，不能為了比較而比較，不能選取脫離學(xué)生實際的、令學(xué)生費解的對象進(jìn)行比較。

2.要體現(xiàn)學(xué)生的“學(xué)”為主體

比較法教學(xué)應(yīng)建立在學(xué)生廣泛參加的基礎(chǔ)之上，教學(xué)過程中，不能進(jìn)行簡單的知識點的表層對比，而要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行全方位思考，透過現(xiàn)象看本質(zhì)，真正達(dá)到通過比較式教學(xué)提高教學(xué)效果的最終目的。

3.比較教學(xué)法的應(yīng)用要做到恰如其分

比較教學(xué)法在PLC教學(xué)課程中的應(yīng)用還有很多，但是要注意比較法的應(yīng)用應(yīng)圍繞課題，并將其用于最關(guān)鍵、最易混淆等學(xué)生普遍存在問題的地方，以利于區(qū)分和幫助記憶。

4.要注意比較法的靈活運用及與其他教學(xué)方法的有機結(jié)合

在教學(xué)實踐中，教師要根據(jù)不同的情況，選擇適合的、恰當(dāng)?shù)谋容^方法，同時也要結(jié)合其他教學(xué)方法，提高課堂授課效果。

總之，在電氣控制與PLC應(yīng)用課程等這類專業(yè)基礎(chǔ)課中運用比較式教學(xué)法，既能讓學(xué)生在濃厚的學(xué)習(xí)氛圍中鞏固重要的基本概念，又能培養(yǎng)學(xué)生靈活的思維能力和對知識的整合和運用能力。如果教師在授課中善于總結(jié)和把握，因材施教，有意識地合理利用比較教學(xué)法，定會有良好的教學(xué)效果。

四、小結(jié)

比較式教學(xué)法在PLC教學(xué)中的運用，打破了常規(guī)授課過程的教學(xué)規(guī)律，通過比較手法的運用，既能讓學(xué)生很好地掌握所學(xué)知識，同時也有利于學(xué)生進(jìn)行多角度思考，在自主探究的過程中提升思維能力與創(chuàng)新能力。文中結(jié)合比較式教學(xué)法的應(yīng)用，通過列舉具體教學(xué)實例引證比較式教學(xué)法的使用有效性，取得了明顯的教學(xué)效果。

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（作者單位： 鎮(zhèn)江技師學(xué)院）