《可編程控制器》教學改革初探

[摘要]本文較詳細地闡述了我校在電氣自動化專業中，對實用性與實踐性很強的專業課《可編程控制器》，進行教學改革的具體情況，從采用課題式教學的好處以及取得較好的教學效果為依據，指出高等職業學校專業課實施課題式單元教學的可行性。

[關鍵詞]教學改革 課題式單元教學 課題式一體化教學

高等職業教育是我國高等教育的重要組成部分，其根本任務是培養和造就實用生產、建設、管理、服務第一線需要的德、智、體、美全面發展的高等技術應用型人才。《可編程控制器》是一門理論性和實踐性都較強的課程。目前，無論是工科類本科院校還是高等職業技術院校，都意識到了這門課的重要性。為適應社會對新世紀素質教育的教學要求，我校對該課程教學改革作了如下嘗試，收到良好效果。

一、以課題式單元教學模式開展教學

1.以課題式單元教學模式開展教學，合理地改革教材，設計好每一個實例課題。我們知道，用于教學的《可編程控制器》教材，在編寫時一般是按照：基本原理、基本指令、基本應用、基本操作等分成各個獨立的章節。編者按照結構嚴謹性進行編書，教師實施教學時，則要考慮有利于學習者的認知過程而開展教學。這是教材使用者要注意處理好的問題。如果任課老師按照教材的順序進行教學，就是要將全部基本指令學習完畢，再學習基本應用，基本學習完畢再進行基本操作的學習。這樣，在一段期間內學習完所有指令，學生學習后的印象不深刻，容易混淆，到基本應用的學習時，又得重新對所涉及的指令進行學習，效率不高。所有理論學習完后，才進行基本操作，不能互得益障，教學效果不好。

為此，我校在PLC教學中采用了課題式單元教學，重新自編教學內容。通過對上百個應用實例篩選、整合形成六個單元，每個單元由六個同類實例組成。每個課題以一個應用實例為主題，其內容包括：應用實例的生產目的、生產條件和生產環境的介紹、用可編程控制器實現控制的線路、所用的基本指令、編程方法、調試應用。由六個運用同類指令的實例課題組合成為一個教學單元，全部教學內容分為六個教學單元。六個單元課題分別是可編程控制器原理、時序控制、計數控制、位置控制、步進控制和特殊功能綜合應用。單元內的課題按照其難易程度安排教學的先后順序。第一單元有電機的點動控制、電動機的連續控制、電機的正反轉控制、電機的手動Y-Δ控制、搶答器控制系統、數學顯示控制系統這六個實例作為對可編程控制器工作原理部分的學習。第二單元包括電機自動Y-Δ降壓啟動控制、兩燈來回閃亮循環控制、多臺電機順序控制、貨物傳輸帶控制系統、舞臺藝術燈光控制、燈光噴泉綜合控制等六個實例，學習按時間順序控制的原理及應用。從以上列舉的兩個單元可以看出，老師精選設計的每個實例課題有一定的科學性、連貫性，由簡到繁、由易到難。單元內各實例都能有效地為該單元核心的教學內容服務。

因此，要改革傳統教學為課題式單元教學，首要任務是合理地設計好每一個實例課題。這些實例課題既能方便學生的學習，又要包含本課程的所有知識點。

2.實施課題式單元教學的優勢

一方面，每個課題以實例為重點，這些實例都是來自我們的生活、生產。通過實用案例的分析與學習培養他們分析問題、解決問題及實際動手能力，實現學習與工作的零距離對接。學生學習興趣濃，學習效果有保證。另一方面，實施課題式單元教學先設主題，由主題引出知識點，并結合實際案例，邊講邊學邊用新知識解決出現的問題。這樣，既調動了學生的學習興趣，又把他們從配角“逼”到了主角的位置上，使他們樂于接受新知識，并在不知不覺中掌握新知識。通過一個單元的學習，學生已將該單元的重點指令很深刻地留在腦海中。他們靈活應用指令的能力會逐步增強。

二、以課題式一體化教學模式開展教學

1.以課題式一體化的模式進行授課，在時間上保證每個課題都能做到教師的理論指導與學生的實踐保持連貫性。能充分發揮學生學習的主動性和積極性，教學效果事半功倍。

在《可編程控制器》教學中，教師先介紹課程實例的應用環境、注意事項，再講解預備知識，給出解決該實例的編程思路，然后由學生根據教師的引導進行編程、上機調試，最后教師給出能成功實現該實例功能的參考答案，讓學生自己進行對比、歸納、總結、得出結論。學生能夠對每一個實例，在教師指導下編寫出程序，并立即上機試驗，校驗自己編寫的程序是否正確。這樣，在時間上保證每個課題都能做到教師的理論指導與學生的實踐保持連貫性。學習專業技術課時，理論不能及時聯系實踐，自然會降低學生的學習熱情。教學質量就難以有所突破了，通過課題式一體化教學，能充分發揮學生學習的主動性和積極性，為教學的成功提供有力的保證。

2.課題式一體化教學過程中教師不但要分解課題難度，而且要引導學生獨立完成程序

以“擊中目標”課題為例來說明。課題大意:“有一游戲設備，當參與者放入硬幣后開始進行10秒的計時。在限定時間內，參與者每擊中一次目標，設備就發出擊中信號一次，在限定時間以后，再擊中目標為無效。游戲結束時，設備自動報出游戲參與者的成績：擊中低于三次，成績為‘差’；擊中次數在三與八之間為‘一般’；擊中次數在八次或以上，結果為‘優’。”

學生對本課題較感興趣，但又覺得有一定的難度。教師預先分析難點所在，在讓學生著手完成系統設計之前做好引導工作。本課題的知識點是計數器和定時器綜合應用，重點又是計數器的使用。難點有兩處，一是多個計數器的靈活應用，一是定時時間的處理。我們的做法是：與學生一起回顧了計數器的計數特點，引導學生思考本課題中三種成績需用多少個計數器？暗示三種成績只有兩個數據分界點，則只用兩個計數器。跟學生分析用計數器控制顯示成績的思路是：成績分為“好”和“差”的兩種情況各用一個計數器觸頭控制，而成績一般的結果則用表示“好”與“差”的兩個計數器的觸頭配合控制。同時還強調要注意，擊中目標鍵應作為兩個計數器的共同計數輸入控制信號。最后，要求學生合理運用定時器的觸頭用作射擊動作的結束控制和到點成績顯示的控制。經過如此的引導，難點被一一分解，本課題的設計思路已經很清晰地出現在學生們的腦海中，系統的設計也就迎刃而解了。只要教師引導得當，把難度分解好，學生學習、運用知識就會得心應手。

在教學過程中，教師一般不應直接給出實例中的可編程控制器程序，而是給出程序的大框架，引導學生自己完成該程序的編寫、上機驗證，最后才給出參考程序供學生作對比、修正。整個教學過程充分發揮了學生主體作用，教師在這個過程中起引導作用。

3.實施課題式一體化教學的優勢

一方面，能逐步培養學生解決實際問題的能力。另一方面，能逐步提高學生的編程能力，應用能力。任課老師把可編程控制器教程分為若干個單元，每個單元中的幾個實例都是以某個重點指令的應用為主線。應用程序由簡單到復雜。通過一個單元的學習，學生較熟練的掌握該單元的重點指令。他們靈活應用指令的能力會逐步增強。

我校實施《可編程控制器》課程改革，在專業課教學中采用一體化的教學模式，實施課題式單元教學，教學效果有明顯的提高。筆者相信，有更多的同行會探索出更多更好的教學模式。

參考文獻：

[1]孫平.“電氣控制與PLC應用”課的教學實踐與探索[J].河南機電高等專科學校學報，2001，（4）.

[2]張全莊.PLC技術應用實訓的教改探討[J].現代技能開發，2003，（5）.

（作者單位：江蘇靖江電大職教中心校）