應用“一題多解”教學法，提升專業教學效果

姜紹輝

摘要:學生的編程能力是職校PLC教學中的一個重點,也是一個難點。文章論述了利用“一題多解”的方法來提高學生的編程能力,提升專業教學效果。

關鍵詞:PLC 教學;一題多

PLC是工控家族成員之一,近幾年來發展更加迅速。廣泛應用于冶金、水泥、石油、化工、電力、機械制造、運輸裝卸、造紙以及環保等80%以上的行業,已成為工業控制的重要手段之一。

目前各品牌的PLC在硬件種類、功能,軟件指令、操作方面基本是相通的,所以在教學中只要使學生靈活掌握一個品牌PLC的編程特點,就能夠很快掌握多種品牌PLC的編程。筆者在PLC教學中采用重視“一題多解”的教學方法,在培養學生的靈活運用PLC指令,解決實際問題上取得了較好的效果。

一、“一題多解”的特點

PLC教學中的“一題多解”是指靈活利用所學PLC指令知識,考慮利用不同指令,根據指令的特點,從各種不同角度,運用不同的思維方法去解決同一個問題。“一題多解”所涉及的知識、方法以及思想非常寬廣,能使學生加深對各種指令特點、應用范圍以及應用技巧的理解,從而提升專業課的教學效果。

二、“一題多解”的典型應用

筆者以一個典型例題為例,探討如何在PLC教學中應用“一題多解”。

例題:有一個機械,其控制要求是:按下按鈕SB1,三相電機轉動5秒,停2秒,再轉動5秒,然后再停2秒……如此循環5次,自動停止。如果按下按鈕SB2,電機隨時停止。按下SB1,可再次起動。其電路如圖一所示。

I/O分配

方法一:利用基本指令,結合計數器、定時器來解決問題,不使用中間繼電器。

方法二:利用步進指令,結合定時器、計數器來解決問題。

方法三:利用主控指令,結合定時器、計數器來解決實際問題。

方法四:利用比較指令,結合定時器、計數器來解決實際問題。

從上這的四種解題方法來看,同一道題目,分別運用了中間繼電器、定時器以及計數器等PLC內部元件,應用到了基本指令、步進指令、主控指令、比較指令以及跳轉指令等,將教學大綱要求的內容進行了一次綜合應用。

三、PLC教學中采用“一題多解”教學策略的效果

(一)“一題多解”可以激發學生學習興趣。

當前,大多數的職校生雖然聰明、有個性、有創造力,并且思維活躍,但他們缺少吃苦耐勞的精神,在軟性的、非智力性因素方面的能力有很大的欠缺,尤其是機電專業的學生表現更為突出。基于這一點,如何在教學中激發出學生的學習興趣,是教學成功與否的關鍵。例如,筆者在PLC教學中,常用提出問題的方法,激發學生的學習興趣。首先,提出問題讓學生思考、討論。在此基礎上再進一步提出問題,讓學生再進行思考和討論。通過一步步的引導,造就一種民主的課堂氣氛,充分傾聽學生的意見,引導學生各抒己見,評判各方面優劣,最后共同歸納出解決問題的最佳方法。在解決問題的過程中,將學生有著活躍思維的天性這一特點充分調動起來,激發起他們的學習興趣。

(二)“一題多解”可以培養學生分析問題的能力。

“一題多解”能使PLC教學中的各章節的知識彼此滲透,溶為一體,這對豐富學生的解題經驗十分有益。因此,比較一道題的多種解法之間的優劣,能找出最簡捷、最合理的解法。例如,筆者引導學生將幾種的程序都思考出來后,接著引導學生對程序進行比較,比較出哪一個程序的思路最容易理解,哪一個程序使用的步數最少,哪一個指令最常用,程序中哪一個指令最容易寫錯,跳轉指令和主控制指令應用的區別在哪里,等等。

在教學中采用這種方法,能夠鍛煉學生觀察問題、分析問題的能力,而且也能積累哪類問題采用哪一種解法最恰當的經驗,進而提高學生的分析問題的能力。

(三)“一題多解”可以“以題概面”,使學生知識形成網絡。

學生通過對一個題目應用多種指令而進行編程,可以在較少時間內把所學的PLC編程指令的知識串珠成線,求得最佳效果。布魯諾認為,掌握學科結構對學生有以下特殊作用:一是有利用理解學科內容和本質;二是有利于知識記憶和再現;三是有利于知識的遷移,即用一種已學過的模式去理解其他類型的情況或某些特例;四是能夠縮小“高級”知識和“初級”知識之間的差距。因此,通過一題多解的學習方法,學生的思維可以在課本的各個章節之間不停地流轉。在這個流轉過程中,先前所學的知識,如基本指令的編程、步進指令的編程、功能指令的編程以及數據處理指令的編程等不斷在腦海中閃現,久而久之,這些知識就會自動地串連起來,形成學生的知識網絡。知識網絡形成以后,一旦再用到指令時,他們腦海中的知識網絡會以最短的時間會告訴他們最優的選擇,從而提高學習的效率。

(四)“一題多解”可以加深學生對指令的理解。

在PLC的編程中,可以利用的指令有很多,在應用指令的時候,往往要根據工程中要求實現的功能來判斷需要應用哪一個指令。例如,在前面提及的方法四中,當利用比較指令來編程時,學生就要考慮利用LD=指令還是利用CMP指令,需要對兩條指令進行比較,判斷出哪一條指令易于使用,判斷出哪一條指令需要占用的步數少以及要判斷出哪一條指令的執行速度快。通過對指令的分析、比較,通過在不同背景下對指令的使用,逐漸對指令的應用范圍、結構特點有更深刻的認識。

四、“一題多解”在教學中應用時需要注意的問題

(一)教師本身要對所教內容有著較強的把握。

俗話說“教師要教給學生一滴水,自己必須有一碗水”。 “一題多解”的教學方法對老師的要求較高。對于“一題多解”在專業教學中的應用,如果教師事先沒有對所教的內容有著深刻的把握那是不行的。例如,在LD=和CMP的選擇上,最終方法四中選擇是LD=,同樣是比較指令,同樣可以作“大于” “小于”和“等于”的判斷,為什么要選LD=這個指令呢?這就要求教師對于指令必須很熟,要給學生講清楚:雖然用CMP也可以,但是CMP使用時要加輔助繼電器一起配合使用,這樣的話,使用起來很不方便,而LD=直接可以進行比較,不需要加輔助繼電器,使用起來比較方便。這些細節方面的東西,如果教師本身對所教內容沒有較強的把握能力,會影響到學生對知識的掌握,而不能提高課堂效率。

(二)把握住學生能力培養這一教學核心,避免為“多解”而“多解”。

PLC中指令眾多,不同的指令有著不同的應用方法以及不同的特點,如何在“一題多解”中令學生將指令充分地理解,將指令能靈活的應用是教學的目標。一味地追求題目多解而忽略了對學生理解能力的培養,這是不可取的。

五、結語

通過這幾年的PLC教學實踐,筆者深切地體會到:“練不在多,而在于精。”在專業課教學中,只要牢牢把握學生能力培養這一教學核心,多采用“一題多解”的方法進行教學,對一相同類型的題目進行多角度的解題思路分析,綜合采用多種方法,利用多種指令,探討解題規律和解題方法與技巧,能夠促進職校學生的鞏固基礎知識,形成自身的知識網絡,發展邏輯思維,提高其分析問題、解決問題能力,提高PLC在生產實踐中的應用技能的能力。

(作者單位:順德樂從陳登職業技術學校)

參考文獻:

[1]張萬忠.可編程控制器應用技術[M].北京:化學工業出版社,2005.

[2]廖常初.PLC基礎及應用[M].北京:機械工業出版社,2004.

責任編輯朱守鋰