淺議PLC一體化教學(xué)設(shè)計(jì)

張曉光

摘要：在本文中，筆者結(jié)合自己實(shí)踐探索PLC一體化教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，就PLC這門課程中的學(xué)習(xí)任務(wù)5花式噴泉的PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行一體化的教學(xué)設(shè)計(jì)，闡述自己對(duì)一體化教學(xué)設(shè)計(jì)的理解，從一體化教學(xué)如何發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣進(jìn)行探討，并為如何更深入開展職業(yè)學(xué)校專業(yè)課程的一體化教學(xué)提出了建議。

關(guān)鍵詞：PLC 教學(xué)設(shè)計(jì) 自主學(xué)習(xí)

現(xiàn)在很多職業(yè)院校仍然采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，傳統(tǒng)的教學(xué)方式更注重間接知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)的傳授，將課堂活動(dòng)變成了單純的“授—受”知識(shí)的活動(dòng)。學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)中處于被動(dòng)地位，完全沒有學(xué)習(xí)的自主權(quán)，只能是教師教什么，他們就學(xué)什么，學(xué)習(xí)效率很低，對(duì)學(xué)習(xí)逐漸失去興趣。課堂上只是教師的一言堂，整個(gè)課堂就像一潭死水，盡管老師使出十八般武藝仍激不起半點(diǎn)波瀾，嚴(yán)重打擊老師上課的積極性，最終只能草草完成課程的教學(xué)任務(wù)，嚴(yán)重影響了教學(xué)效果。

隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，職業(yè)院校的教學(xué)方式已經(jīng)逐漸由原來傳統(tǒng)的教學(xué)方式轉(zhuǎn)為一體化的教學(xué)方式，教育教學(xué)方式發(fā)生了很大的轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)的教學(xué)方式更加注重間接知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)的講授，輕視直接經(jīng)驗(yàn)的獲取，學(xué)生只能被動(dòng)地接受知識(shí)。采用一體化的教學(xué)方式，采用學(xué)生作為主體，教師引導(dǎo)的教學(xué)模式，課堂教學(xué)以學(xué)生為中心。整個(gè)教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)實(shí)際的工作，并以工作任務(wù)引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)。學(xué)生通過完成每一個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)來學(xué)習(xí)其中所用到的理論知識(shí)，再把學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐操作中，真正做到“學(xué)中做，做中學(xué)”。課堂充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，整個(gè)學(xué)習(xí)過程也是學(xué)生的探究過程，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。課堂以行業(yè)企業(yè)的需求為出發(fā)點(diǎn)，以工作任務(wù)貫穿整個(gè)課堂教學(xué)，以學(xué)生完成任務(wù)的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，教師使出渾身解數(shù)引導(dǎo)學(xué)生，讓他們學(xué)得懂、學(xué)得會(huì)、學(xué)得有興趣。因此，一體化的課堂是動(dòng)的，是活的，是情境化的，也是有個(gè)性的。在課堂上，讓學(xué)生體驗(yàn)探究過程，從專業(yè)能力、方法能力、社會(huì)能力等多個(gè)層面提升學(xué)生的綜合職業(yè)能力，為學(xué)生以后更快更好地走上工作崗位打下良好基礎(chǔ)。

一、案例呈現(xiàn)

教材選自于中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社的教材《可編程序控制器及其應(yīng)用》。本課程一共分為五個(gè)大課題，下設(shè)十七個(gè)小任務(wù)。本次任務(wù)花式噴泉PLC控制選自于課題二“基本控制指令”中的第五個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)。下面筆者將就習(xí)學(xué)習(xí)任務(wù)5花式噴泉的PLC控制系統(tǒng)（18學(xué)時(shí)）展開一體化教學(xué)設(shè)計(jì)。

本任務(wù)要求使用PLC控制花式噴泉的工作，完成花式噴泉PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試。

控制要求為：早上8點(diǎn)按下啟動(dòng)按鈕SB1，A、B、c三組噴頭按照如圖所示的時(shí)序圖循環(huán)工作15小時(shí)，即到晚上11點(diǎn)自動(dòng)停止。9小時(shí)后，即第二天早上8點(diǎn)，花式噴泉又自動(dòng)開始按照時(shí)序圖循環(huán)工作，再到晚上11點(diǎn)又自動(dòng)停止工作。如此循環(huán)，直到按下停止按鈕，A、B、C三組噴頭停止工作。

1.案例背景

本次任務(wù)在整個(gè)課程的學(xué)習(xí)里起到承上啟下的作用。通過前期的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)掌握可編程控制器的基礎(chǔ)知識(shí)、硬件安裝與接線以及PLC基本控制指令及其應(yīng)用等相關(guān)的知識(shí)，基本可以按照老師的要求完整簡單PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，能正確安裝PLC的外部接線，并編程調(diào)試PLC系統(tǒng)，但對(duì)于較復(fù)雜PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還不熟練，對(duì)基本指令活學(xué)活用、舉一反三的能力還有待加強(qiáng)。該學(xué)習(xí)任務(wù)的設(shè)計(jì)完全符合學(xué)生學(xué)習(xí)和認(rèn)知規(guī)律，結(jié)合筆者學(xué)校的PLC一體化工作站，其中包括信息檢索區(qū)、學(xué)習(xí)討論區(qū)、實(shí)踐操作區(qū)、工具材料區(qū)、展示區(qū)等。

2.具體課堂教學(xué)環(huán)節(jié)

（1）教學(xué)活動(dòng)一。教師講授、布置工作任務(wù)（2學(xué)時(shí)）。

第一，教師播放噴泉的視頻導(dǎo)入本學(xué)習(xí)任務(wù)，引發(fā)學(xué)生思考怎樣用PLC來實(shí)現(xiàn)花式噴泉，進(jìn)而引入本次課的學(xué)習(xí)任務(wù)。教師創(chuàng)設(shè)情境，采用角色扮演的方法向?qū)W生下達(dá)任務(wù)書，布置工作任務(wù)。任務(wù)的引入要突出其實(shí)用性和趣味性，從而最大限度地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本任務(wù)的興趣。

第二，教師指導(dǎo)，學(xué)生以小組合作的形式解讀任務(wù)書，分析討論本學(xué)習(xí)任務(wù)，明確任務(wù)要求，梳理完成本任務(wù)需要用到的知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)，確定在本任務(wù)中需要學(xué)習(xí)的知識(shí)。要充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，讓學(xué)生積極參與到整個(gè)任務(wù)的完成過程中，從而體會(huì)到學(xué)習(xí)的樂趣。

（2）教學(xué)活動(dòng)二。學(xué)生查閱資料，制定工作計(jì)劃（4學(xué)時(shí)）。

第一，根據(jù)梳理的知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)，學(xué)生運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)或微課視頻等學(xué)習(xí)途徑學(xué)習(xí)完成任務(wù)所必備的知識(shí)和技能，如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的使用。根據(jù)任務(wù)要求，列出完成本任務(wù)所需的元器件清單和工具清單。

第二，教師設(shè)置游戲環(huán)節(jié)，要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)定時(shí)一小時(shí)的程序，活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

第三，在本教學(xué)活動(dòng)中，筆者利用自己制作的計(jì)數(shù)器指令的微課視頻，充分利用信息化的教學(xué)手段，教學(xué)形式新穎有趣，豐富了課堂的教學(xué)形式，達(dá)到了非常好的教學(xué)效果。

第四，學(xué)生根據(jù)任務(wù)書的要求，小組討論分析任務(wù)實(shí)施的具體流程，進(jìn)行人員分工和工期安排，制定任務(wù)計(jì)劃。

第五，在教師的引導(dǎo)下，各施工小組匯報(bào)本組制定的施工計(jì)劃，師生共同點(diǎn)評(píng)。各小組優(yōu)化本組的施工計(jì)劃。

這個(gè)教學(xué)活動(dòng)培養(yǎng)了學(xué)生合作學(xué)習(xí)、自主探究的能力，提高了他們分析問題、解決問題的能力，提高學(xué)生的綜合能力。

（3）教學(xué)活動(dòng)三。實(shí)施任務(wù)，學(xué)生完成工作任務(wù)（10學(xué)時(shí)）。

第一，硬件安裝。以采用情景模擬形式，教師扮演倉庫管理員，各施工小組按照元器件和工具清單到倉庫領(lǐng)取所需的元器件和施工工具。各小組合作，進(jìn)行花式噴泉外部接線圖的繪制，在發(fā)現(xiàn)問題解決問題的過程中進(jìn)一步明確輸入輸出接線的方法和注意事項(xiàng)。各小組根據(jù)分工安排，安裝花式噴泉PLC控制系統(tǒng)的外部接線。

第二，程序編寫。小組合作編寫A噴頭的噴泉程序，并調(diào)試。在A噴頭的噴泉程序的基礎(chǔ)上編寫花式噴泉的PLC程序，并調(diào)試整個(gè)PLC系統(tǒng)。采用置位、復(fù)位指令編寫花式噴泉的PLC程序。

第三，教師針對(duì)學(xué)生的個(gè)例問題單獨(dú)指導(dǎo)，共性問題集中指導(dǎo)。在這個(gè)環(huán)節(jié)筆者采用了難度階梯遞進(jìn)的方式進(jìn)行教學(xué)，從而有效化解本次教學(xué)的難點(diǎn)：花式噴泉程序的編寫，使他們深刻理解程序，明白大程序都是由小程序組成的，有利于進(jìn)行程序功能的拓展，也有助于引導(dǎo)學(xué)生形成自己的編程思路，培養(yǎng)學(xué)生的編程思想。另外，筆者采用起保停和置位復(fù)位指令兩種編程方式，拓寬了學(xué)生的編程思維，讓學(xué)生明白編寫某一程序可以用多種方法來實(shí)現(xiàn)。

在這個(gè)教學(xué)活動(dòng)中教師一定要把握一個(gè)原則，那就是在學(xué)生不損壞設(shè)備和不引發(fā)安全事故的情況下，教師不得打擾學(xué)生的工作流程，要允許學(xué)生犯錯(cuò)。這是他們成長過程中必不可少的。

第四，各小組調(diào)試整個(gè)PLC系統(tǒng)，完畢后，清點(diǎn)工具、人員，收集剩余材料，清理垃圾，培養(yǎng)7s職業(yè)素養(yǎng)。

第五，成果展示，評(píng)價(jià)。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，筆者請(qǐng)本專業(yè)老師扮演企業(yè)專家對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)的PLC系統(tǒng)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，針對(duì)此任務(wù)提出合理化建議，并給學(xué)生們分享自己在實(shí)際工作中進(jìn)行PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的心得體會(huì)等，拓展他們的知識(shí)和思路。

（4）教學(xué)活動(dòng)四。展示、評(píng)價(jià)與反饋（2學(xué)時(shí)）。

第一，各小組就本次任務(wù)的完成情況、設(shè)計(jì)的思路、遇到的問題、解決的方法以及自己的心得體會(huì)制作PPT并進(jìn)行總結(jié)匯報(bào)展示。各小組把本組的程序上傳到本班的QQ群，方便全班討論交流學(xué)習(xí)。

第二，教師針對(duì)各小組整個(gè)任務(wù)完成的過程，點(diǎn)評(píng)優(yōu)點(diǎn)、亮點(diǎn)，同時(shí)指出學(xué)生存在的不足，引導(dǎo)學(xué)生反思。

3.課后拓展

通過互聯(lián)網(wǎng)查詢和教師線上指導(dǎo)，學(xué)生以小組為單位設(shè)計(jì)自己理想中的花式噴泉，進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣。課后拓展環(huán)節(jié)，可以進(jìn)一步鞏固拓展所學(xué)的內(nèi)容，并培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)活學(xué)活用、舉一反三的能力。

二、深化思考

本案例是筆者結(jié)合自己一體化教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，就PLC課程中的一個(gè)任務(wù)所做的教學(xué)設(shè)計(jì)。以花式噴泉的PLC控制系統(tǒng)這個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)引領(lǐng)整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)，在教學(xué)過程中充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位，極大激發(fā)了學(xué)生的興趣。

采用一體化的教學(xué)模式，課堂的教學(xué)形式發(fā)生了重大的變革，課堂由原來的教師滿堂灌的模式，變?yōu)橐惑w化課堂學(xué)生為主體、教師引導(dǎo)的模式，從理論教學(xué)與實(shí)訓(xùn)教學(xué)相分離變成了理實(shí)一體化的教學(xué)模式。整個(gè)教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)實(shí)際的工作，并以工作任務(wù)引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)。課堂充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位，整個(gè)學(xué)習(xí)過程也是學(xué)生的探究過程，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，結(jié)合多元化的過程評(píng)價(jià)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生應(yīng)用知識(shí)能力和實(shí)際操作能力的提高，培養(yǎng)了學(xué)生的專業(yè)能力、方法能力和社會(huì)能力等綜合職業(yè)能力，為學(xué)生走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。