以學(xué)生為中心可編程控制器改革對(duì)策
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一、PLC傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題
1.學(xué)和做的獨(dú)立
最早的PLC教學(xué)，是把“學(xué)”和“做”看為兩個(gè)獨(dú)立的活動(dòng)，在整個(gè)課程的教學(xué)中，會(huì)以理論系統(tǒng)地介紹和論證為骨架，實(shí)例則是說明理論觀點(diǎn)的陪襯，實(shí)驗(yàn)處于附屬地位，其目的是對(duì)理論的正確性進(jìn)行驗(yàn)證。這種教學(xué)模式注重知識(shí)和理論，不注重實(shí)踐操作能力的培養(yǎng)和崗位能力的培訓(xùn)，培養(yǎng)的學(xué)生動(dòng)手能力較弱，就業(yè)后不能較快地適應(yīng)崗位要求。后來，為了順應(yīng)提高學(xué)生實(shí)踐能力的教學(xué)要求，教師會(huì)先講述基本位指令，然后到實(shí)訓(xùn)室使用位指令進(jìn)行編程訓(xùn)練，再講述定時(shí)器指令、計(jì)數(shù)器指令、比較指令等。每講完一種指令，都會(huì)讓學(xué)生到實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行相關(guān)的編程訓(xùn)練，這種“先學(xué)后做”的教學(xué)方法，看似學(xué)生不僅學(xué)了基礎(chǔ)知識(shí)，也進(jìn)行了實(shí)踐訓(xùn)練，但學(xué)生其實(shí)僅僅是為了學(xué)會(huì)知識(shí)點(diǎn)而進(jìn)行練習(xí)。在“以學(xué)生為中心”的理念指導(dǎo)下，學(xué)生“邊做邊學(xué)”，“學(xué)中做”，“做中學(xué)”，教師按教育特點(diǎn)和認(rèn)知規(guī)律來設(shè)計(jì)課程，安排教學(xué)，通過項(xiàng)目、任務(wù)載體，以行動(dòng)引導(dǎo)的方法，建立師生間的良性互動(dòng)。
2.忽略整個(gè)控制系統(tǒng)，只注重程序
各個(gè)學(xué)校在PLC教學(xué)中，都非常重視理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。但筆者認(rèn)為，理論基礎(chǔ)固然要學(xué)扎實(shí)，但也不可只重視PLC程序的編寫，而忽視了程序是怎樣在整個(gè)控制系統(tǒng)中被運(yùn)用的。事實(shí)上，學(xué)生雖然熟悉了指令，會(huì)用指令編程，但卻不能進(jìn)行整個(gè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。命令語言的熟練掌握，是運(yùn)用PLC的基礎(chǔ)，但卻不是最終目的，教授PLC的最終目的還是希望學(xué)生能夠設(shè)計(jì)一個(gè)完整的PLC控制系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)一個(gè)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，往往要先熟悉被控對(duì)象，全面詳細(xì)地了解被控對(duì)象的機(jī)械工作性能、基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)過程，了解系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)形式和電氣拖動(dòng)要求，必要時(shí)還要畫出各級(jí)組織訴功能圖、生產(chǎn)工藝流程圖，從而對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)制定控制方案；再確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)，選擇PLC機(jī)型，選擇I/O設(shè)備，分配I/O地址，設(shè)計(jì)PLC應(yīng)用系統(tǒng)電氣圖，之后再進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，再經(jīng)過反復(fù)的編輯、編譯、下載、調(diào)試運(yùn)行，直到運(yùn)行正確，最終還要建立文檔。一個(gè)高效可靠的PLC控制系統(tǒng)，程序設(shè)計(jì)只是一個(gè)方面，而且不是孤立存在的。單純注重PLC程序設(shè)計(jì)會(huì)使得學(xué)習(xí)者在PLC的工程實(shí)際應(yīng)用上存在片面的理解，造成理論與實(shí)踐脫節(jié)。
1.以學(xué)生為中心
“以學(xué)生為中心”的教育理念是遵循教育的內(nèi)部基本規(guī)律，依據(jù)這種教育理念，教育者要理解學(xué)生，而不是誤解學(xué)生；要尊重學(xué)生，而不是輕視學(xué)生；要服務(wù)學(xué)生，而不是利用學(xué)生；要啟迪學(xué)生，而不是蒙蔽學(xué)生；要激勵(lì)學(xué)生，而不是壓制學(xué)生?！耙詫W(xué)生為中心”強(qiáng)調(diào)了學(xué)生在學(xué)校里的主體地位，提示了學(xué)校的一切教育教學(xué)活動(dòng)應(yīng)該從學(xué)生的需要出發(fā)這一基本原則。
2.改革思路
（1）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。教師要先進(jìn)行課程體系重建，將教學(xué)內(nèi)容整合設(shè)計(jì)，確定和描述教學(xué)目標(biāo)，及完成本項(xiàng)目后應(yīng)該達(dá)到的知識(shí)、能力、態(tài)度三方面的具體目標(biāo)。另外，任務(wù)的設(shè)計(jì)和選擇非常重要，任務(wù)也可稱之為項(xiàng)目或載體，項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和選擇是項(xiàng)目教學(xué)實(shí)施中的一個(gè)關(guān)鍵因素，任務(wù)要能夠承載教學(xué)目標(biāo)，要理論知識(shí)和操作技能并重。任務(wù)最重要的是具備一定的應(yīng)用價(jià)值，和實(shí)際生產(chǎn)過程有直接關(guān)系，并且既需要運(yùn)用以前學(xué)過的知識(shí)和技能，也需要補(bǔ)充新的內(nèi)容。在任務(wù)的實(shí)施中，教師要負(fù)責(zé)全程指導(dǎo)，最后教師和學(xué)生一起進(jìn)行檢查評(píng)估，總結(jié)歸納。
（2）創(chuàng)新教學(xué)方法。摒棄照本宣科、灌輸式教學(xué)模式，課堂教學(xué)設(shè)計(jì)上，教師和學(xué)生共同參與到課堂教學(xué)活動(dòng)中，以學(xué)生為中心，教師通過引入問題、課堂討論、仿真驗(yàn)證、問題講解、知識(shí)點(diǎn)總結(jié)方式進(jìn)行輔導(dǎo)。不僅可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動(dòng)性，還可以加深學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解，使學(xué)生更牢固地掌握知識(shí)點(diǎn)，并且學(xué)以致用。教學(xué)方式主要采用項(xiàng)目教學(xué)法、講演教學(xué)法、四階段教學(xué)法等。同時(shí)，不再局限于傳統(tǒng)的教學(xué)方法及手段，而是利用多媒體仿真教學(xué)手段，如圖片、動(dòng)畫、視頻、CAI和仿真軟件，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)和現(xiàn)代多媒體教學(xué)的有機(jī)穿插結(jié)合，發(fā)揮各自的長處，提高學(xué)生學(xué)習(xí)PLC的興趣和效果。此外，在學(xué)習(xí)過程中及時(shí)和學(xué)生進(jìn)行溝通和交流，以便及時(shí)獲得學(xué)生的反饋信息。對(duì)一個(gè)教師來說，學(xué)生上課時(shí)的反應(yīng)，課堂回答、討論問題的情況，作業(yè)書寫情況，項(xiàng)目完成情況，都形成了多層次的反饋鏈條，以達(dá)到更好的教學(xué)效果。
（3）完善考核方案。并不僅僅為了考核而考核，考核的主要目的是“以考促學(xué)”，“以考促訓(xùn)”，要考核的不是學(xué)生的記憶能力，而是學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)與技能的綜合應(yīng)用能力和自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、溝通協(xié)調(diào)等綜合素質(zhì)。這就需要建立多元的、綜合性的總評(píng)制度，通過綜合的評(píng)價(jià)方式，依據(jù)具體情況把多種考核方式結(jié)合在一起，重視學(xué)習(xí)過程，在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)掌握技能及學(xué)習(xí)方法。以學(xué)生為中心的可編程控制器的教學(xué)，采用基于行動(dòng)導(dǎo)向的項(xiàng)目教學(xué)法，考核方式以項(xiàng)目完成的效果和項(xiàng)目實(shí)施過程為考核依據(jù)，重點(diǎn)突出解決實(shí)際問題的能力考核，在考試中采用形成性考核和終結(jié)性考核相結(jié)合的方法。
形成性考核需要教師做好出勤率、課堂問答的記錄工作；做好專題討論、故障分析研討時(shí)學(xué)生表現(xiàn)的記錄工作；抓好技能操作考核。將每一次實(shí)地操作作為一次技能考核，使學(xué)生課上課下多練習(xí)并手腦結(jié)合，考核通過實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)，肯定優(yōu)點(diǎn)，促使進(jìn)步，可以及時(shí)糾正學(xué)生操作中存在的問題和錯(cuò)誤，使學(xué)生的技能操作更加規(guī)范、準(zhǔn)確、熟練。終結(jié)性考核采用職業(yè)技能證書考核方式，融入職業(yè)技能證書的應(yīng)會(huì)考核內(nèi)容，要充分考慮終結(jié)性考試的總結(jié)性、規(guī)范性（標(biāo)準(zhǔn)化）特征，要設(shè)計(jì)好考試內(nèi)容，科學(xué)命題，保證考試信度，提高考試效度。采用這種考核方式，學(xué)生只有認(rèn)真對(duì)待每一次課，每一個(gè)任務(wù)，只有真正學(xué)懂需要掌握的基本知識(shí)，才能得高分。平時(shí)不用功的學(xué)生僅靠突擊不可能取得好的成績，而一貫認(rèn)真好學(xué)的學(xué)生也不會(huì)因?yàn)橐淮闻既坏氖д`而對(duì)最終成績?cè)斐商蟮挠绊憽?/p>
3.以學(xué)生為中心的教學(xué)方案設(shè)計(jì)舉例
在基礎(chǔ)項(xiàng)目中的典型機(jī)電控制電路的PLC改造，學(xué)習(xí)目標(biāo)就是讓學(xué)生掌握PLC編程中最基本的指令格式及功能，能使用基本指令編寫一些簡單的程序。可以選擇使用電動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)行方式作為載體，設(shè)計(jì)一個(gè)個(gè)具體的任務(wù)，讓學(xué)生在任務(wù)的學(xué)習(xí)過程中一步步掌握PLC中基本指令的運(yùn)用，達(dá)到最終的學(xué)習(xí)目標(biāo)。第一個(gè)任務(wù)，可以先以電動(dòng)機(jī)自鎖運(yùn)行控制作為任務(wù)來提出，由繼電器控制電路圖，引導(dǎo)學(xué)生思考如何使用PLC來實(shí)現(xiàn)控制過程。通過分析可以知道，系統(tǒng)的輸入是啟動(dòng)按鈕和停止按鈕，輸出設(shè)備是繼電器。要把這些輸入輸出設(shè)備先和PLC聯(lián)系起來，就需要進(jìn)行I/O地址分配，再根據(jù)地址分配表把實(shí)物連接起來，然后才是相關(guān)的程序編寫。這時(shí)就可以介紹相關(guān)的知識(shí)，告訴學(xué)生PLC控制電路中也有與繼電器電路相似的觸點(diǎn)和線圈，它的觸點(diǎn)和線圈是以指令的形式體現(xiàn)的，這時(shí)就可以介紹常開觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)及線圈等指令，完成程序的編輯之后，再進(jìn)行下載、調(diào)試及運(yùn)行，還可以利用仿真軟件進(jìn)行仿真。第二個(gè)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生使用其他方法，設(shè)計(jì)新的解決方案。
此時(shí)，可介紹置位、復(fù)位指令，引導(dǎo)學(xué)生使用置位和復(fù)位指令實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的自鎖運(yùn)行。第三個(gè)任務(wù)，再給學(xué)生提出進(jìn)一步的問題，在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，如果啟動(dòng)按鈕出現(xiàn)故障不能彈起，按下停止按鈕電動(dòng)機(jī)能夠停止轉(zhuǎn)動(dòng)，一旦松開停止按鈕，電動(dòng)機(jī)又馬上開始運(yùn)行了，這時(shí)該怎樣解決？這就又需要使用到邊沿觸發(fā)指令、取反指令等新知識(shí)。第四個(gè)任務(wù)，可以引入星-三角控制電路的PLC控制電路設(shè)計(jì)，這就需要使用到定時(shí)器指令。在一個(gè)個(gè)的任務(wù)中，通過對(duì)電動(dòng)機(jī)的不同控制要求的實(shí)現(xiàn)，學(xué)生逐漸了解并掌握了PLC的基本指令，并可利用基本指令進(jìn)行編程，達(dá)到了最初設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)。
三、運(yùn)用時(shí)需要注意的問題
以學(xué)生為中心越來越被大家認(rèn)可，但在運(yùn)用過程中，還會(huì)出現(xiàn)很多問題。
1.不可將“以學(xué)生為中心”與“以教師為中心”截然對(duì)立以學(xué)生為中心，并不意味著要忽略教師的作用和地位。學(xué)生在學(xué)習(xí)初期，怎樣從知識(shí)的海洋中獲得適合自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容，一定要有教師的指導(dǎo)，如果完全忽視教師的作用，會(huì)使得學(xué)生的學(xué)習(xí)沒有目標(biāo)，紀(jì)律渙散等，會(huì)造成一系列的影響。在教學(xué)過程中，教師的主導(dǎo)作用表現(xiàn)在：制定任務(wù)項(xiàng)目，并給出任務(wù)完成的評(píng)價(jià)指標(biāo)；啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與和積極思考；不束縛學(xué)生的主動(dòng)性，拓寬學(xué)生獨(dú)立探究的空間。威多森曾說過：“無論我們認(rèn)為應(yīng)該給學(xué)生多少主動(dòng)性，作為保證教學(xué)的教師的權(quán)限不能減少?！?/p>
2.將“以學(xué)生為中心”理解為教學(xué)法
“以學(xué)生為中心”不僅涵括了課程體系、課程教學(xué)，還有教學(xué)條件、教育管理、教育文化、教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)等內(nèi)容。如果僅把它看成是一種教學(xué)方法，會(huì)誤導(dǎo)研究者和教師將視角停留在課程的教學(xué)范圍之內(nèi)，而忽視了作為課程外的學(xué)生自主學(xué)習(xí)和學(xué)生長遠(yuǎn)發(fā)展，可能會(huì)將“以學(xué)生為中心”誤解為僅僅是教師學(xué)生雙方的活動(dòng)過程，而忽視了在教學(xué)法之外的學(xué)校管理、服務(wù)等方面的內(nèi)容和工作。
四、小結(jié)
教師要以學(xué)生為中心，堅(jiān)持理論與實(shí)踐相結(jié)合的原則，優(yōu)化整合課程內(nèi)容，強(qiáng)化實(shí)踐能力培養(yǎng)的環(huán)節(jié)，利用優(yōu)秀師資條件，采用先進(jìn)教學(xué)方法及手段，提高教學(xué)效果，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量
作者：尹亞南 宗海煥 胡香玲 單位：鄭州電力高等專科學(xué)校電力工程系