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摘要：本文以“任务驱动法”为基础，结合教学目标、教学内容和教学对象等因素引领课程教学，通过《可编程控制器》的实际课堂教学过程，对提高教学质量和效率做了新探讨。
关键词：中职；任务驱动法；可编程控制器
可编程控制器又称为PLC，是Programmable Logical Controller的英文缩写。它是专门在工业环境下应用的一种数字运算操作的电子系统。可编程控制器通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的生产机械的操作或生产过程。由于它能完成诸如逻辑运算、顺序控制、定时控制、计数控制等操作，且编程语言直观易学，更兼具组网通讯的功能，容易与其他工业控制系统融为一体，故被广泛应用于工业控制、自动控制等领域中。目前，可编程控制器大多作为中职学校机电类的一门专业课程来讲授。但由于可编程控制器课程有很强的实践性和综合性，只靠教师的理论教学，很难使学生真正理解PLC的技术特点，更难使学生掌握使用方法去解决工程实际问题。为此，教学中，笔者在可编程控制器的教学和考核方式中做了深入探讨，以“任务驱动法”为基础，进行了一些革新，取得了良好的教学效果。
一、以简单任务导入，降低学习难度，提高学生学习兴趣
对于中职学校的可编程控制器教学来说，一般第一部分都是先讲授PLC的结构、编程语言等基础知识，第二部分提出基本顺序控制指令，第三部分讲述步进顺控指令，第四部分则是应用指令等内容，最后才是PLC编程软件介绍。笔者在教学中发现，通常第一部分的基础知识中，概念性的知识比较多，需要大量记忆，这一部分讲授结束时，已经约有15%的学生放弃PLC的后继学习了。在第二部分中是很多的基本控制指令，需要记住其名称及用法。等学完这一部分，约有37%的学生感到没有学习的兴趣，以后是勉强学习。在第三部分中则涉及了状态功能的应用和编程，这部分需要在前两部分的基础上充分进行理解和分析，才能掌握实质内容。基本上该部分结束时，绝大多数的学生都选择了放弃该科目的学习。最后造成时间虽然耗费了，但学生没有学习到真正的知识，课堂教学效果很差。
面对这种情况，笔者基于“任务驱动法”，在PLC课程教学中采取了新的教学方法，目的在于提高学生对PLC的兴趣，使学生发挥主观能动性，积极投入到学习中来。“任务驱动法”是一种建立在构建主义教学理论基础上的教学法。这种教学法的理念在于把以往传统教学中，只靠教师传授知识为主的教学转变为以学生为主体，通过解决问题、完成任务为主的教学。教师把教学内容分散融入各个任务中去，学生围绕一个共同的任务活动中心，在强烈的问题动机的驱动下，进行自主探索和互动协作的学习，并在完成既定任务的同时，引导学生产生一种学习实践活动，使学生带着真实的任务在探索中学习。比起传统教学，其优点在于实现了学生技能的提高，知识与实践相融合，使学生在完成任务后有成就感。这种教学模式注重真实情景的创设，其创设情景越逼真，越有利于整个教学效果。为此，笔者把教学单元转变为工作任务，每个工作任务又细分为几个小任务，由易到难，从简单到复杂。把教学的重点、难点重新排序，有机地整合到工作任务中去。每个工作任务的完成都意味着该教学单元的结束。在细分工作任务时，笔者按照实际工程中的案例，以简单的工作任务为基础，引导学生进入学习状态。如在实际工程中常会遇见多地照明的案例，笔者设计了一个有3个房间带走廊的宿舍照明任务（如图一）。该任务的知识点在于PLC中动合触点、动断触点的触发，需要输出、自锁等基本指令。
笔者告诉学生，该任务在于实现每一个房间都可以单独打开房前到走廊的灯，也可在任意位置关闭走廊和房前的灯。一开始不必实现全部功能，可以先实现控制走廊的照明（X01和X02分别位于走廊两端），再实现第一个房间，然后再实现第二、三个房间的照明功能（如表一）。
表一 宿舍照明任务细分任务表
由于任务难度低，易于实现，而且有真实的效果可供观察，因此学生在完成任务的过程中获得很好的感性认识。等到整个任务全部完成后，学生已经能掌握PLC中常开、常闭触点的应用、自锁功能的设置等基本功能。学生每成功完成任务中的一个步骤都感到有成就感，从而激发了学习PLC的兴趣，畏难情绪大幅下降。
二、以工程任务为基础，提高学生工程认知能力
笔者在运用任务驱动法的过程中，把真实的工程任务穿插其中，在课程的实训阶段，以工程任务为基础进行综合性的系统训练。
可编程控制器的实操性非常强，单凭书本的学习和简单的实验，是不可能真正掌握其要领的。所以，必须结合书本知识，多写程序、多实践才能深入了解其内容。笔者在教学中采用由浅到深的方式，在简单任务的基础上，逐步增加新的工程任务，培养学生的工程适应能力。例如，在“电动机顺序启动停止控制”的工作任务中，让学生先观察系统的整个演示过程，然后告诉学生该控制程序的实际应用意义。让学生以先前完成的简单任务为基础，对该工程任务进行分析，借鉴简单任务的结论和掌握的知识，写出梯形图，并输入PLC，实现控制功能。通过如此方式，学生具备了基本的工程分析能力和解决能力。在进入课程的实训阶段之前，学生己经可以根据笔者给定的工程任务，自行进行分析、硬件连接、程序设计、梯形图编写、系统调试。例如，完成“十字路口交通信号灯控制”任务，学生要把先前所接触过的工程任务中曾经运用过的知识进行集成，然后进行系统分析，制定方案，分配接线端子（如表二），连接各个硬件系统（如图二），梯形图的编写（如图三）和转换，输入PLC系统运行，进行整机调试。经过这样的学习后，学生的实践能力提高，对PLC在工程中的作用和地位有了感性的认识。
表二 输出端控制元件和接线端子分配表
在进入实训阶段后，要进一步完善学生的工程认知能力，特别需要培养学生具有独立发现问题、分析问题、解决问题的能力。在实训中，应以具有代表性的，综合性强的工程任务为基础，让学生分组完成方案的论证、系统的分析、程序的编写、系统的调试、综合报告的撰写等一系列工作。在完成工程任务的过程中，以学生为主，教师为辅；以学生的探索为主线，教师的引导为次线。通过教师的引导，帮助学生自主分析系统的故障，程序的错漏，最终按工程任务的要求实现系统控制，从而真正掌握PLC的系统开发和工程应用过程，提高工程认知能力。
三、以真实性任务为主线进行考核
在可编程控制器的传统教学中，每完成一个或数个教学单元，教师通常就会进行闭卷测验，到了期末则进行全科闭卷考试，考查学生的理论知识和程序编写。这是一次性的反馈方式。笔者在教学中发现，按照这种方式教学，很容易使学生陷入死记硬背PLC指令、程序等的境地，同时也容易造成知识点的遗漏。因此，在实行任务驱动法教学时，要加强课堂小结和知识点的回顾。笔者在平时的教学中，每个工作任务完毕后，以解决真实性任务考查学生，通过考查来反馈学生能否掌握知识。并在课程最后的实训阶段进行综合评定，这部分成绩占总评成绩的70％，而在期末采用闭卷笔试的方式考核学生的基础知识和理论，这部分则只占30％。
考核采用实操和口头问答的方式进行，评分以自评、三人小组评分和教师评分相结合。三人小组的成员在每次考核前进行随机抽取。实操形式的考核可以有效地反映学生对PLC课程的学习程度、独立分析问题、解决实际问题的能力。进行实操考核时，学生并不是简单地完成PLC程序即可，而是按照考核任务的要求，在规定的时间内独立地完成PLC程序的编写、输入和调试，最终实现全部任务功能。同时，学生要接受三人小组和教师的口头提问，现场回答解决任务的思路和排除故障的方法。在考核中加入口头提问有利于提升学生的自信心，锻练学生的技术交流能力。
这样的考核方式的好处在于把知识的考查融入到了实际工作中去，而且是分阶段地完成的，考核过程通过任务驱动法的方式嵌入到了教学的各个环节中。相比传统教学的考核方式，这种方式所反馈的关于教学效率和教学效果的信息量准确得多，也及时得多，学生对知识的建构和掌握也比较容易，记忆的时效性也长久。由于在平时的学习中，通过了各个阶段的实操考核，学生对所学知识的应用、创新已经有了基本评价，因此在期末时只需要进行基础理论和知识的考核即可。基础理论和知识的考核采用闭卷笔试的方式，通常包含了选择、填空、判断、改错等题形。学生因有了扎实的实践知识，对基础理论和知识已经了然于胸，不会感到太大的压力，均能轻松应付，顺利通过闭卷考试。
总之，在可编程控制器课程的教学过程中，灵活运用“任务驱动法”有助于提升教学的质量和效率，对于学生改变学习的观念很有帮助，有利于让学生产生“我要学”的主观能动性，去积极探索未知的领域，提高学习热情。
（作者单位：广州市电子信息学校）
参考文献：
[1]克里斯托弗·K·纳普尔. 高等教育与终生学习[M].上海：华东师范大学出版社，2003.
[2]杨少光. 可编程控制器应用基础[M]. 广州：广东高等教育出版社，2005.
[3]姜振安. “任务驱动”教学法与学生实践能力培养[J]. 职教通讯，2003，（7）.
[4]何克抗. 建构主义学习环境下的教学设计[M]. 北京：北京师范大学出版社，1997.
责任编辑 赖俊辰
关键词：中职；任务驱动法；可编程控制器
可编程控制器又称为PLC，是Programmable Logical Controller的英文缩写。它是专门在工业环境下应用的一种数字运算操作的电子系统。可编程控制器通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的生产机械的操作或生产过程。由于它能完成诸如逻辑运算、顺序控制、定时控制、计数控制等操作，且编程语言直观易学，更兼具组网通讯的功能，容易与其他工业控制系统融为一体，故被广泛应用于工业控制、自动控制等领域中。目前，可编程控制器大多作为中职学校机电类的一门专业课程来讲授。但由于可编程控制器课程有很强的实践性和综合性，只靠教师的理论教学，很难使学生真正理解PLC的技术特点，更难使学生掌握使用方法去解决工程实际问题。为此，教学中，笔者在可编程控制器的教学和考核方式中做了深入探讨，以“任务驱动法”为基础，进行了一些革新，取得了良好的教学效果。
一、以简单任务导入，降低学习难度，提高学生学习兴趣
对于中职学校的可编程控制器教学来说，一般第一部分都是先讲授PLC的结构、编程语言等基础知识，第二部分提出基本顺序控制指令，第三部分讲述步进顺控指令，第四部分则是应用指令等内容，最后才是PLC编程软件介绍。笔者在教学中发现，通常第一部分的基础知识中，概念性的知识比较多，需要大量记忆，这一部分讲授结束时，已经约有15%的学生放弃PLC的后继学习了。在第二部分中是很多的基本控制指令，需要记住其名称及用法。等学完这一部分，约有37%的学生感到没有学习的兴趣，以后是勉强学习。在第三部分中则涉及了状态功能的应用和编程，这部分需要在前两部分的基础上充分进行理解和分析，才能掌握实质内容。基本上该部分结束时，绝大多数的学生都选择了放弃该科目的学习。最后造成时间虽然耗费了，但学生没有学习到真正的知识，课堂教学效果很差。
面对这种情况，笔者基于“任务驱动法”，在PLC课程教学中采取了新的教学方法，目的在于提高学生对PLC的兴趣，使学生发挥主观能动性，积极投入到学习中来。“任务驱动法”是一种建立在构建主义教学理论基础上的教学法。这种教学法的理念在于把以往传统教学中，只靠教师传授知识为主的教学转变为以学生为主体，通过解决问题、完成任务为主的教学。教师把教学内容分散融入各个任务中去，学生围绕一个共同的任务活动中心，在强烈的问题动机的驱动下，进行自主探索和互动协作的学习，并在完成既定任务的同时，引导学生产生一种学习实践活动，使学生带着真实的任务在探索中学习。比起传统教学，其优点在于实现了学生技能的提高，知识与实践相融合，使学生在完成任务后有成就感。这种教学模式注重真实情景的创设，其创设情景越逼真，越有利于整个教学效果。为此，笔者把教学单元转变为工作任务，每个工作任务又细分为几个小任务，由易到难，从简单到复杂。把教学的重点、难点重新排序，有机地整合到工作任务中去。每个工作任务的完成都意味着该教学单元的结束。在细分工作任务时，笔者按照实际工程中的案例，以简单的工作任务为基础，引导学生进入学习状态。如在实际工程中常会遇见多地照明的案例，笔者设计了一个有3个房间带走廊的宿舍照明任务（如图一）。该任务的知识点在于PLC中动合触点、动断触点的触发，需要输出、自锁等基本指令。
笔者告诉学生，该任务在于实现每一个房间都可以单独打开房前到走廊的灯，也可在任意位置关闭走廊和房前的灯。一开始不必实现全部功能，可以先实现控制走廊的照明（X01和X02分别位于走廊两端），再实现第一个房间，然后再实现第二、三个房间的照明功能（如表一）。
表一 宿舍照明任务细分任务表
由于任务难度低，易于实现，而且有真实的效果可供观察，因此学生在完成任务的过程中获得很好的感性认识。等到整个任务全部完成后，学生已经能掌握PLC中常开、常闭触点的应用、自锁功能的设置等基本功能。学生每成功完成任务中的一个步骤都感到有成就感，从而激发了学习PLC的兴趣，畏难情绪大幅下降。
二、以工程任务为基础，提高学生工程认知能力
笔者在运用任务驱动法的过程中，把真实的工程任务穿插其中，在课程的实训阶段，以工程任务为基础进行综合性的系统训练。
可编程控制器的实操性非常强，单凭书本的学习和简单的实验，是不可能真正掌握其要领的。所以，必须结合书本知识，多写程序、多实践才能深入了解其内容。笔者在教学中采用由浅到深的方式，在简单任务的基础上，逐步增加新的工程任务，培养学生的工程适应能力。例如，在“电动机顺序启动停止控制”的工作任务中，让学生先观察系统的整个演示过程，然后告诉学生该控制程序的实际应用意义。让学生以先前完成的简单任务为基础，对该工程任务进行分析，借鉴简单任务的结论和掌握的知识，写出梯形图，并输入PLC，实现控制功能。通过如此方式，学生具备了基本的工程分析能力和解决能力。在进入课程的实训阶段之前，学生己经可以根据笔者给定的工程任务，自行进行分析、硬件连接、程序设计、梯形图编写、系统调试。例如，完成“十字路口交通信号灯控制”任务，学生要把先前所接触过的工程任务中曾经运用过的知识进行集成，然后进行系统分析，制定方案，分配接线端子（如表二），连接各个硬件系统（如图二），梯形图的编写（如图三）和转换，输入PLC系统运行，进行整机调试。经过这样的学习后，学生的实践能力提高，对PLC在工程中的作用和地位有了感性的认识。
表二 输出端控制元件和接线端子分配表
在进入实训阶段后，要进一步完善学生的工程认知能力，特别需要培养学生具有独立发现问题、分析问题、解决问题的能力。在实训中，应以具有代表性的，综合性强的工程任务为基础，让学生分组完成方案的论证、系统的分析、程序的编写、系统的调试、综合报告的撰写等一系列工作。在完成工程任务的过程中，以学生为主，教师为辅；以学生的探索为主线，教师的引导为次线。通过教师的引导，帮助学生自主分析系统的故障，程序的错漏，最终按工程任务的要求实现系统控制，从而真正掌握PLC的系统开发和工程应用过程，提高工程认知能力。
三、以真实性任务为主线进行考核
在可编程控制器的传统教学中，每完成一个或数个教学单元，教师通常就会进行闭卷测验，到了期末则进行全科闭卷考试，考查学生的理论知识和程序编写。这是一次性的反馈方式。笔者在教学中发现，按照这种方式教学，很容易使学生陷入死记硬背PLC指令、程序等的境地，同时也容易造成知识点的遗漏。因此，在实行任务驱动法教学时，要加强课堂小结和知识点的回顾。笔者在平时的教学中，每个工作任务完毕后，以解决真实性任务考查学生，通过考查来反馈学生能否掌握知识。并在课程最后的实训阶段进行综合评定，这部分成绩占总评成绩的70％，而在期末采用闭卷笔试的方式考核学生的基础知识和理论，这部分则只占30％。
考核采用实操和口头问答的方式进行，评分以自评、三人小组评分和教师评分相结合。三人小组的成员在每次考核前进行随机抽取。实操形式的考核可以有效地反映学生对PLC课程的学习程度、独立分析问题、解决实际问题的能力。进行实操考核时，学生并不是简单地完成PLC程序即可，而是按照考核任务的要求，在规定的时间内独立地完成PLC程序的编写、输入和调试，最终实现全部任务功能。同时，学生要接受三人小组和教师的口头提问，现场回答解决任务的思路和排除故障的方法。在考核中加入口头提问有利于提升学生的自信心，锻练学生的技术交流能力。
这样的考核方式的好处在于把知识的考查融入到了实际工作中去，而且是分阶段地完成的，考核过程通过任务驱动法的方式嵌入到了教学的各个环节中。相比传统教学的考核方式，这种方式所反馈的关于教学效率和教学效果的信息量准确得多，也及时得多，学生对知识的建构和掌握也比较容易，记忆的时效性也长久。由于在平时的学习中，通过了各个阶段的实操考核，学生对所学知识的应用、创新已经有了基本评价，因此在期末时只需要进行基础理论和知识的考核即可。基础理论和知识的考核采用闭卷笔试的方式，通常包含了选择、填空、判断、改错等题形。学生因有了扎实的实践知识，对基础理论和知识已经了然于胸，不会感到太大的压力，均能轻松应付，顺利通过闭卷考试。
总之，在可编程控制器课程的教学过程中，灵活运用“任务驱动法”有助于提升教学的质量和效率，对于学生改变学习的观念很有帮助，有利于让学生产生“我要学”的主观能动性，去积极探索未知的领域，提高学习热情。
（作者单位：广州市电子信息学校）
参考文献：
[1]克里斯托弗·K·纳普尔. 高等教育与终生学习[M].上海：华东师范大学出版社，2003.
[2]杨少光. 可编程控制器应用基础[M]. 广州：广东高等教育出版社，2005.
[3]姜振安. “任务驱动”教学法与学生实践能力培养[J]. 职教通讯，2003，（7）.
[4]何克抗. 建构主义学习环境下的教学设计[M]. 北京：北京师范大学出版社，1997.
责任编辑 赖俊辰