主頁 > 技術文章 > 中職在PLC可編程教學中的改革與創新探討 2022-04-15

中職在PLC可編程教學中的改革與創新探討

摘要：《PLC可編程控制器》課程是中等職業學校電工電子與自動化專業實用性和實踐性都很強的專業課,而"項目驅動"教學法是實施探究式教學模式的一種教學方法。利用"項目驅動"教學法來加強實踐教學對培養學生的職業能力起著重要的作用。在近兩年的實訓基地建設當中,我們以《PLC可編程控制器》課程為載體在項目教學方面做了大膽的嘗試,取得了一些經驗。實踐證明,在該課程的教學中采用項目教學能夠培養學生注重掌握解決問題的意識,較好地培養了學生實踐能力和創新精神。
本文主要針對PLC教學中出現的問題進行探索，從教學理念、培養學生創新意識，方法與手段、考核方法等方面的改革與創新進行了一系列探討，并在實踐當中進行了一些有益的嘗試。
　　隨著經濟的快速發展，工業生產的自動化程度越來越高，電氣自動化設備得到廣泛應用，企業對畢業生的開拓創新能力要求也不斷提高。這種狀況對技工教育提出了更高的要求，作為自動化專業核心課程PLC可編程控制器課程的教學，必須適應社會生產發展的需要，以市場經濟對人才的能力需求為導向，創新教學模式。為了提高學生學習PLC可編程控制器的興趣和培養開拓創新思維能力，我們在PLC可編程控制器課程的教學中，作了以下幾點有益的嘗試。
一、更新教育理念，培養學生的創新意識：
　　　　從未來的趨勢看，生產一線對自動化人才需求的層次越來越高；既需求技能型人才，更需要具有積極進取開拓創新能力的人才。現代教學理論認為：傳統模式過分看重知識的傳授，強調教育在課堂上的核心作用，忽視了學生的個性差別，從而嚴重損失教學效率；過多強調學習，從而損失了學生的發現、創新興趣；傳統模式以教師為中心，學生成為被動的“填鴨”對象，或裝知識的容器，抹殺了學生的主動精神和創造潛能。這樣的模式很難培養學生的創新意識，更不用說培養創造性人才。
　　因此，更新教育理念，變傳統教育模式為創造型模式及以學生為中心，加強學生在教學中的主體地位，是未來教育的發展趨勢。在教學中，不僅要傳授學生知識，更要授與學生探索問題和解決問題的方法和能力，啟發學生自覺運用知識、不斷創新的意識。
　　創新是一個人的才智因素和非才智因素的綜合發揮，創新并非神秘莫測，大多數人經過學習和訓練，都會提高創新意識，開發出創新能力。創新思維一般程序為：發現問題、提出問題、提出假設、解決方法及檢驗、否定、再另尋求解決方法及檢驗，直到真正解決并通過檢驗等。程序的每一過程，都要有良好的思維意識，創新教育強調的是“發現”知識的過程，而不是簡單的獲取結果，強調的是創造性解決問題的方法和形成探索的精神。隨著現代科學技術的發展，傳統教學理念已不適應PLC可編程控制器課程的教學。因此，我們嘗試采用PLC可編程控制器創新型教學模式，激發學生自覺學習的積極性。
　　PLC可編程控制器教學核心內容是根據控制要求進行編程設計，PLC可編程控制器編程設計是要強調個性化的，這就要充分發揮學生在學習中的主觀能動性、積極性和創造性。通過提出各種課題來鼓勵學生自主思考，標新立異，勇于質疑，培養學生的發散思維，引導學生想出更多的方法來解決問題。如在講解PLC的基本指令時，為了加深對指令的理解，每個指令都會引用一個例子來介紹。在講到綜合性應用時，如用PLC可編程控制器控制交通燈、機械手時，會采用多種方法進行設計，如：基本指令編程、順序控制指令編程、功能指令編程、比較指令編程等。為了提高學生的理性認識，力求避免空洞、枯燥的理論闡述，經常給學生分析講解實際的工程案例，如針對目前正在院內使用的PLC可編程控制器控制恒壓供水應用實例，進行現場教學，從可行性分析、設備選型、變頻器參數設定、控制程序設計、安裝調試過程中抗干擾因素的處理等多方面進行分析，按照實際工程規范要求來引導學生，使學生形成理論與實際相結合的思維模式。
　　此外，在上PLC可編程控制器實驗課之前，老師事先給出PLC可編程控制器控制要求，使學生自己有足夠的時間進行獨立思考、然后上機調試驗證。課外作業的批改也改變傳統做法，教師只負責指導，讓學生自己通過上機調試驗證來發現問題，老師通過討論、講評、贊揚、鼓勵，及時發現學生的創新潛能，及時肯定編程作業中的創新思維。結果是學生的編程作業可謂思路各異，豐富多彩，其中不乏創新之處。幾年的實踐證明：通過這種方式，培養了學生的創新意識，又極大的提高了學生的學習興趣和自信心。這樣的訓練使學生有了成就感，并為提高創新能力打下基礎。對于布置課外作業的內容，不局限于課本知識，而是給出一些實際問題，讓學生獨立思考，尋找解決問題的方法，使學生自覺充分利用課余時間，通過圖書館、互連網等方式查詢資料，上機調試，這個過程提高了學生解決問題的能力，同時也開闊了學生的視野。
二、轉換教師角色和創新教學方式：
　　　　實施課程教學創新教育必須要發揮教師作用，教師把自身的創造品質與人格、民主平等的教學理念直接、輕松活潑的課堂氣氛等傳遞給學生，給學生以長期不懈，潛移默化的感染，是提高學生對此門課程興趣的關鍵，也是創新教育的關鍵。學生對PLC課程感興趣，才會有創新的激情。
　　在我們以往的PLC可編程控制器教學中，擔任理論課教學的教師不用負責實驗、實訓課，只是埋頭書本理論教學；而擔任實驗、實訓課的教師，又不用擔任理論課教學；這樣的結果往往造成理論與實踐的脫節；理論課上講的內容到了實驗、實訓課不能及時反映，實驗、實訓課學生提出的問題又不能及時得到理論上的指導，這樣往往造成學生無所適從。而理論課教師無法直接了解學生的動手能力，實驗、實訓課教師也無法直接了解學生理論知識掌握進度和程度，教師本身的創新精神也受到限制和壓抑，造成教學方法僵化、以分數衡量一切，這樣的教師不可能培養出創新型的學生。為了解決這一矛盾，首先改變這種做法，要求教師既教理論課程，又負責實驗、實訓課，既講理論，又親自動手，及時解答學生的疑問，及時發現學生的一些創新思想、創新意識，并及時給以肯定和贊揚。這樣安排的結果，無形之中建立了一種相互理解、相互尊重、相互信任、融洽、和諧的新型師生關系。
　　此外，在教學方式上，要求教師不局限于傳統方法，而是嘗試和采用了一下幾種新的教學模式：
　　（一）采用“一體化”教學模式：
注重能力培養、強化技能訓練、提高綜合素質的一體化培養模式，理論課與實踐課交叉進行的教學模式，實踐始終貫穿在整個教學過程。形成融知識傳授、能力培養、提高技能、素質教育于一體的可編程控制器應用“一體化教學模式”。突出實踐教學，理論教學為實際應用服務的思想。整個教學過程圍繞PLC可編程控制器技能訓練（實驗）、PLC綜合訓練（課程設計訓練）及PLC可編程控制系統設計（畢業設計）三個主要實踐環節來完成。通過以上環節的訓練學生能完成PLC可編程控制器的正確選型、PLC的程序設計與調試、PLC控制系統的設計與調試的整個過程。整個課程體系包括前期課程準備、理論與實踐教學大綱、教學計劃、理論教學設計、實踐教學設計、課程考核方法。
（二）構筑“立體化”的教學方法和手段：
　　將教材、教學參考書、多媒體課件、現代化實驗平臺、網絡技術等融為一體，應用多媒體技術，網絡技術等現代化教學手段，將課內講授和課外自主式學習有機結合，使教學內容互相滲透，突出PLC基本原理、基本編程方法及基本技能的培養。注重教學內容、方法、實驗、技術與生產實際相結合，培養學生掌握PLC技術解決實際問題的能力。
　　（三）案例教學法：
　　通過一個個生動的單個實例引入，將PLC的定義、指令、程序設計的方法由枯燥變得生動，激發了學生的學習興趣； PLC的系統設計從解決實際問題項目實例入手，層層分析，逐步完成，最后歸納總結系統設計的詳細思路，使難以理解的問題變得思路清晰、迎刃而解，從而激發起學生的創造潛力。
　　（四）“任務驅動式”實踐教學法：
　　突出實踐教學，注重學生動手能力培養。實踐教學與理論教學學時數達到1:1以上，實踐內容包括：利用課余時間通過社會實踐的形式完成的PLC應用調查報告、圍繞課前提出任務完成PLC程序設計或實用小制作、課程實驗（16學時）、兩周的課程設計、十周的畢業設計等。整個實踐教學環節圍繞最終學生能夠“完成一個PLC應用系統”這一任務為主線，層層推進，培養學生知識應用的能力。
三、更新評價機制
　　在對學生學習PLC可編程控制器課程的成績進行評定時，設法避免了以往一卷評終身的評分方式，以重視個性為指導原則，從重結果評價轉向重過程評價，不以成績的好壞來評價學生，而重視學生的再學習能力、獨立思考能力、解決問題的能力及創新思維能力等。
　PLC可編程控制器理論課程成績和課程設計考核的評定是分開進行的。理論課程考核的最終成績包含如圖1所示的四個部分。（1）平時成績指作業完成情況、上課出勤及課堂提問回答的表現。（2）實驗成績指完成課程實驗規定的實驗內容及實驗報告的提交情況。（3）調查報告成績指學生利用課余時間完成的PLC可編程控制器應用調查報告。（4）期末考試卷面成績。課程設計考核的最終成績包含五部分（1）平時成績指課程設計出勤及工作態度；（2）系統軟硬件設計；（3）系統安裝調試；（4）設計資料整理；（5）答辯成績。
　總之，從傳授知識的教育理觀念向注重能力培養的教育理念轉變。注重對學生創新能力、綜合能力、實踐能力、合作能力的培養，從“教師如何教好”向“教師如何讓學生學好”轉變。教學各環節都應該圍繞著幫助學生“如何學”、“如何學好”來開展是PLC可編程控制器教學中的改革與創新的最終目標。

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