比較式教學法在電氣控制與PLC課程教學中的應用研究

趙俊麗

摘 要：本文基于中等職業學校電氣控制與PLC應用課程及教材的基本結構特點，結合比較式教學法的應用，通過列舉具體教學實例引證比較式教學法的使用有效性及取得的教學成果。

關鍵詞：比較式教學法 ?電氣控制與PLC ?教學 ?應用研究

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出來的，從而確定事物的同異關系。比較式教學法就是通過事物的對比、對照、比較其同異的一種教學方法。通過對不同事物的比較，可以認識事物的發展規律和特點，從而更深刻地了解事物、掌握其相關知識。

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

一、教學實施過程實例

比較教學法充分體現了啟發式教學的基本理念，是啟發式教學的具體應用，通過對教學內容的“比較”來實現對學生的“啟發”。下面以第四章第一節第一個知識點，即PLC的特點作為案例來進行比較式教學法的實際運用。

1.比較內容的選取

PLC是以繼電器控制系統為基礎開發的產品，既有傳承，又有著明顯的自身特點，因此可結合已學過的繼電器控制系統的特點與PLC的特點相比較學習，來加強學生理解及記憶。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，模塊化結構，使系統十分靈活;第三，編程語言簡單易學，易于掌握;第四，可進行在線修改，柔性好;第五，體積小，維護方便。PLC的這5個特點單純記憶起來可能對學生有些難度，因此完全可以與之前所學的繼電器控制系統進行比較記憶，這樣讓學生掌握就變得容易的多。鑒于學生憑空回憶繼電器控制系統的特點可能有些難度，所以教師可以給學生提供幫助其快速回憶所學內容的文件、視頻或者電路圖等。

2.引導學生比較思辨

繼電器控制系統一般由主令電器、接觸器、繼電器和導線等部分組成。在這種控制系統中，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，雖然其結構簡單易懂、成本低，但設備體積大、動作速度慢、功能單一、接線復雜、通用性和靈活性差，特別是對于復雜系統的設計和安裝，工作量特別大，有時甚至是不可能完成的任務，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代生產中生產過程及工藝復雜多變的控制要求。

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

3.總結并得出結論

傳統的繼電器控制系統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的少量硬件，接線可減少繼電器控制系統的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。傳統的繼電器控制系統對于復雜系統難于實現，而PLC系統能根據各種要求，用編程器在線或離線修改程序組成不同的控制系統，從而得出PLC第二個特點：模塊化結構，使系統十分靈活。繼電器控制系統由多種電氣元件組成，操作過程通過開關類部件控制，動作速度比較慢、功能較為單一，對于復雜系統的控制和安裝操作，工作量特別大，有時甚至是不可能完成的任務，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，沒有微機基礎的人也容易學會。這就是PLC的第三個特點：編程語言簡單易學，便于掌握。對于傳統的繼電器控制系統，當工業被控對象一旦有變動，就必須修改其控制系統，導致其開發周期長，有時候甚至無法完成，而PLC控制系統通過修改用戶程序，可以方便快速地適應工藝條件的變化，即得出PLC第四個特點：可進行在線修改，柔性好。傳統的繼電器控制系統由大量的電氣元件組成，這就使得設備體積大，維護很復雜，而PLC控制系統使用的是微型專用計算機，體積較小，當某一局部或某個計算機出現故障時，可以在不影響整個系統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，維護方便。

在教學的實施過程中，運用繼電器控制系統和PLC控制系統相比較，學生基本了解了PLC的5個基本特點。而且通過比較內容的選取、引導學生比較思辨及總結并得出結論這三大步驟，體現了啟發式教學的提出問題、分析問題和解決問題的過程，其整個教學的實施過程都將“比較”貫穿其中。

二、比較式教學法的優點

在PLC教學過程中，恰當地運用比較法可以更清晰地解釋問題的本質及其規律，進而突出重點并解決難點;還可以加強基礎知識與基本技能的訓練，在復習之前所學知識的基礎上掌握新內容。具體來講，比較式教學法有以下幾個優點。

1.比較式教學法對學生尋找最佳的學習方法具有重要作用

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

2.比較式教學法能讓學生進行全方位思考

比較式教學法的使用能引導學生積極思維，能增強學生的知識面，培養學生的創新能力，提高學習思維的敏銳性及全面思考問題的能力，進而可以充分調動學生課堂學習的積極性。

3.比較式教學法有利于提升教學效果

比較式教學法采用的是啟發性教學模式，由教師將要講授的知識點交給學生進行自主探究發現，引發學生思考給學生更多的自由聯想與學習的空間，并在層層遞進的教學過程中，始終抓住本節課的教學重難點，既能牢固建立基本概念又能增強學生對基礎知識和基本技能的理解與掌握。

4.比較式教學法有助于學生自學能力的培養

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

三、運用比較式教學法應注意的幾個問題

比較式教學法的使用能有效地引導學生、提高學習積極性、提高教學效果，也能讓學生更扎實地掌握所學知識，同時也有利于學生多角度觀察、多角度思考、激發討論，豐富了師生對話，但在運用中應注意幾點問題。

1.比較點的確定原則

在教學過程中使用比較教學法，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上確定比較點，或是可以引導學生將知識進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，比較點的確定應符合學生思維要求，不能為了比較而比較，不能選取脫離學生實際的、令學生費解的對象進行比較。

2.要體現學生的“學”為主體

比較法教學應建立在學生廣泛參加的基礎之上，教學過程中，不能進行簡單的知識點的表層對比，而要引導學生進行全方位思考，透過現象看本質，真正達到通過比較式教學提高教學效果的最終目的。

3.比較教學法的應用要做到恰如其分

比較教學法在PLC教學課程中的應用還有很多，但是要注意比較法的應用應圍繞課題，并將其用于最關鍵、最易混淆等學生普遍存在問題的地方，以利于區分和幫助記憶。

4.要注意比較法的靈活運用及與其他教學方法的有機結合

在教學實踐中，教師要根據不同的情況，選擇適合的、恰當的比較方法，同時也要結合其他教學方法，提高課堂授課效果。

總之，在電氣控制與PLC應用課程等這類專業基礎課中運用比較式教學法，既能讓學生在濃厚的學習氛圍中鞏固重要的基本概念，又能培養學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和把握，因材施教，有意識地合理利用比較教學法，定會有良好的教學效果。

四、小結

比較式教學法在PLC教學中的運用，打破了常規授課過程的教學規律，通過比較手法的運用，既能讓學生很好地掌握所學知識，同時也有利于學生進行多角度思考，在自主探究的過程中提升思維能力與創新能力。文中結合比較式教學法的應用，通過列舉具體教學實例引證比較式教學法的使用有效性，取得了明顯的教學效果。

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（作者單位： 鎮江技師學院）