任務驅動教學法在電氣控制與PLC教學中的應用

摘 要：在高職院校的電氣控制與PLC教學中，應針對高職院校學生的特點和PLC的特點，采用任務驅動教學法，增強學生學習PLC的興趣，提高學生的自主探索和團結協作能力。

關鍵詞：任務驅動教學法 學習興趣 PLC教學

隨著可編程控制器（PLC）在工業自動化領域的應用越來越廣泛，現代工業企業迫切需要PLC的專業技術人才。因此，許多高職院校設立了電氣控制與PLC課程。電氣控制與PLC是筆者學校機電一體化專業和數控技術專業學生必修的一門專業基礎課，更是一門理論性、實踐性和綜合性都很強的課程。在以往的PLC教學中，教學模式主要是以教師講授為中心，教師將加工好的信息和知識通過語言、教具或者多媒體等工具呈現給學生，學生則接受教師傳達的教學信息。在這種教學過程中，教師作為知識的傳授者，處于絕對的主動地位；學生則被動地學習，主動性、創造性受到了很大的壓制，不利于培養學生的自學能力和創新精神。興趣是第一老師，應該如何培養學生的學習興趣，啟迪學生的思維，使學生養成自學和創新的好習慣，成為教學的第一目標。

任務驅動教學法則通過給定的教學任務，讓學生學會自主提出問題和解決問題，并且在解決問題的過程中能夠讓學生將舊知識和新知識結合在一起，培養分析和解決問題的能力以及團隊合作精神。筆者在職業學校的PLC教學中，對如何提高學生的學習興趣，達到良好的教學效果，進行了探索和研究。下面筆者就如何選擇PLC教學任務，如何進行教學設計和教學實施進行闡述。

一、教師根據教學任務，設計教學內容

教師以學生已有的知識和生活經驗為例，提出一個能夠吸引學生興趣的教學任務，讓學生將自己已經學過的舊知識與新知識結合起來，應用到此任務上來，這樣使學生能夠密切聯系實際和生活經驗，調動學生的學習積極性。同時，教學任務的設計要給學生留有發揮想象力和創造力的空間。如在進行電氣控制與PLC的教學時，考慮到學生對交通燈非常熟悉，老師可將“十字路口交通燈控制系統”列為教學任務。具體的控制要求是：信號燈受一個啟動按鈕控制，當啟動按鈕接通時，信號燈系統開始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮；當按下停止按鈕時，所有的信號燈都熄滅。南北紅燈維持20s，在南北紅燈亮的同時，東西綠燈也亮，并維持15s。在東西綠燈熄滅時，東西黃燈亮，并維持5s。到5s時，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時，南北紅燈熄滅，綠燈亮。東西紅燈亮維持20s，同時南北綠燈亮維持15s，亮15s后熄滅。這時南北黃燈亮，維持5s后熄滅，這時南北紅燈亮，東西綠燈亮，周而復始。老師要求學生畫出時序圖，寫出I/O分配表，繪制I/O接線圖，編寫程序并作注釋，完成操作。

二、分析教學任務

教學任務明確后，就可以在課堂上進行分析設計。首先，教師先講解本次任務所涉及到的幾個知識點，比如定時器的使用方法、PLC的編程方法和使用方法、如何設計時序循環等。然后，教師將學生分成幾個小組，每個小組3～4人為宜，這樣有助于提高學生的團隊合作精神，還有利于加強同學間的交流。每個小組都要經過分析討論，明確具體的工作計劃，包括確定學習目的、理論知識點、操作內容、操作步驟及注意事項等。每一個小組在解決任務的過程中，既要獨立探索也要團體合作，學生先分工進行相關的學習和準備，然后匯聚集體結晶。每一個小組必須畫出時序圖，寫出I/O分配表，設計出I/O接線圖，并且將梯形圖繪制出來。在這個過程中，學生是主體，教師應積極引導學生，鼓勵學生主動思考，積極發言討論問題，如果遇到難解決的問題，學生們可以一起討論，盡可能地自己解決問題，實在解決不了了，可以主動向教師請教。教師在幫助學生的時候要用啟發式的引導，讓他們自己拓展思維，自己獲取答案。因此，在進行教學任務的分析時，教師要時刻觀察學生，及時跟蹤和檢查，了解學生在分析教學任務的過程中的進展情況。

三、實施教學任務

教學設計明確后，就開始實施教學任務，在此過程中，各小組利用GX-Developer編程軟件編制程序，將梯形圖輸入，梯形圖如圖1所示。

調試程序，如果調試正確就進行接線，按照I/O分配表，連接好PLC和實驗模塊的連線，連接無誤后，接通電源。在此過程中，教師要及時發現學生存在的問題，并且加以引導，幫助學生理清思路。如果學生接線出現問題，教師應讓學生結合理論解決接線問題，加深對理論知識的理解。接線成功之后，學生將編制好的程序導入PLC，調試程序。調試成功之后，按下啟動按鈕，觀察現象。此次教學任務在GKS-2 PLC可編程實驗裝置上進行，接線及其控制結果如圖2所示。

四、討論和總結

在完成教學任務后，學生就怎樣解決此次任務展開討論，各抒己見，教師可以提出思考題，拓展學生的思維能力。比如在這次的任務中黃燈沒有閃爍，可以提出讓黃燈閃爍3下的問題，讓學生思考如何解決，需要哪些知識點。然后要求學生對此次解決任務的過程進行書面總結，詳細說明此次任務的目的、實現過程與步驟、實驗現象解釋以及知識點總結等。老師在學生總結的基礎上，結合學生對知識點的掌握和運用情況，系統化知識點，加強學生對知識的掌握和理解；對學生的教學設計進行總結，增強學生的任務設計、實施的完整性和有效性，提高他們對關鍵問題的解決能力；對學生的合作情況進行總結，強調團隊合作，加強協作能力訓練，增強學生學習PLC的信心和興趣。

參考文獻：

[1]游建.任務驅動教學法在PLC課程中的應用[J]. 職業教育研究，2008（8）.

[2]張永志.談“任務驅動”教學法在PLC課程教學中的應用[J].中國電力教育，2009（5）.

[3]朱勝昔.項目教學法在PLC教學中的應用[J].職業教育研究，2008（6）.

[4]楊代強，熊建國，顏家利.項目教學法在PLC課程教學中的應用[J].科技創新導報，2009（20）.

（作者單位：江海職業技術學院）