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可编程控制器(PLC)是以计算机技术为核心的通用工业自动化控制设备,以其功能强大齐全、可靠性高、编程简单、联网方便、价格低廉等突出优越性迅速普及,被誉为现代工业自动化控制的三大支柱设备之一。PLC技术已成为技工学校电工类专业的一门必修课,并且在高级维修电工及以上等级职业技能鉴定中,PLC已成为指定的考核内容。
《可编程控制器原理及其应用》是一门集理论知识和技能训练为一体的实践性较强的专业课程,具有综合性、实践性和应用性等特点。一方面,我们的学生基础比较薄弱,学习能力较差;另一方面,技工学校配套教材编写模式陈旧、不成熟,不适应教学需要。那么如何学好《可编程控制器原理及其应用》这门课,提高教学质量及学生的学习兴趣,就显得尤其重要。笔者运用“职业活动导向教学法”对《可编程控制器原理及其应用》的教材和教学方法进行了改革和创新,经过试行,取得了较好的教学效果。
一、按项目模块合理编排教学内容,让教学符合职业活动
《可编程控制器原理及其应用》教学的教材,一般都是按照基本工作原理、基本指令、基本应用、基本操作等分成几个章节。而教师在实施教学时,则要考虑从有利于学生的认知过程出发来进行教学。如果任课教师按照教材的先后顺序进行教学,也就是先讲授完基本指令、再讲授基本指令的应用,最后再进行基本操作,这样当讲授一段时间,27条基本指令讲完后,由于指令比较多,学生学习后的印象不牢固,容易引起混淆。到讲授基本指令的应用时,又得对涉及到的指令进行重复学习,学习效率不高。到最后进行基本操作时,又得再次学习前面的内容,教学效果不好。
于是,笔者在教学过程中,采用项目模块教学编写学习情境,基于生产过程和案例驱动,确保做中教、做中学、学到手。以三菱FX1N系列PLC为例,笔者把课程分解成三个模块,分别是:基本指令及其应用部分、功能指令及其应用部分、工程实践部分。每个模块由几个项目组成,每个项目的内容都包括了:应用实例的生产目的及控制要求、所用到的基本指令、用PLC实现控制的主线路、PLC接线图及I/O分配表、梯形图(或指令)编程、调试运行程序、考核标准。改革传统的教学为项目式模块教学,既要循序渐进以利于学生接受,利于学生体验成功,每个模块内的项目,按照由易到难、由简到繁的先后顺序安排教学;又要做到知识的系统性,项目实例之间要有一定的连贯性、科学性。
二、充分运用角色变换法、引导文法等职业活动导向教学法,让学生主动学习
在课堂教学中,要充分运用引导文教学法和角色教学法,引导学生成为学习的主体。在整个学习情境中,教师扮演了师傅、技术主管、项目经理和甲方代表等4个不同的角色,教师和学生的角色变换是显而易见的。教师从课堂的主宰逐步过渡到组织者,学生从纯粹的“学徒”逐步成为“乙方”,在一个任务完成的过程中发挥着越来越大的作用。教师的作用转变为只是指导学生收集信息、制定方案和工作计划、组织学生进行相互检查和评估、进行综合评价。学生成为了学习过程的主体,自觉合理安排课内外的学习和工作任务,学习主动性、进取心大大增强。
三、应用多媒体课件辅助教学,让学习变得直观有趣
可编程控制技术特点之一是逻辑性、抽象性强,采取传统的“黑板加粉笔”的授课方式,学生往往难以理解。若将有关内容制作成电子课件,用生动丰富的画面吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣,授课效果将事半功倍。例如在讲解运料小车的往返运行控制的程序时,学生对整个控制过程容易混淆,教师可以借助多媒体技术,制作多媒体课件,应用一幅幅丰富生动的图片和动画来描述运料小车的整个控制过程。当按下启动按钮后,运料小车第一次前进(向右运动),碰到限位开关SQ1后,小车第一次后退(向左运动);当小车后退碰到限位开关SQ2后,小车停5秒后,第二次前进(向右运动),碰到限位开关SQ1时,小车无影响继续前进,直到碰到限位开关SQ3时,小车才第二次后退(向左运动);当第二次后退碰到限位开关SQ1时,小车无影响继续后退,直到碰到限位开关SQ2时,小车才停止运行。通过一幅幅形象生动的画面和动画,使学生对运料小车的的整个控制过程有了更清晰的认识,印象更深,不容易混淆,有助于整个程序的理解。
四、头脑风暴法和演讲法、微观教学法的交替使用,让教学过程丰富多彩
每一个项目模块都是一个完整的工作过程,学生都会经历“资讯(信息收集)→计划(拟定方案)→决策(制定方案)→实施→检查→评估(总结分析提高)”六个阶段,在计划和决策阶段,我们通常组织团队内部、团队之间进行演讲、讨论,运用头脑风暴法启发学生思考,在评估阶段,通常还采用反思法引导学生总结、分析,并提出改进意见。多种教学方法的交替使用,使得教学过程变得丰富多彩,并充满乐趣。
五、有效引导激发学生的学习兴趣
兴趣是学生主动学习的动力之一,他们对学习的追求常常来源于兴趣。凡是学生感兴趣的东西,就更容易激发学生的学习热情,引起学生的思考,学生若能有兴趣地学,教学就成功了一半。因此在教学中,教师要把握时机,结合教材特点,把学生感兴趣的内容引入课堂,而这些内容越接近学生的日常生活,学生对所学知识就越容易理解,学生的学习兴趣也就越浓,从而更能提高学生学习的自觉性和主动性。我们所选择的每个项目都应以实例为重点,多选择与我们的生活、生产密切相关的事件为实例,这样学生就会对所学内容感兴趣,认识到可以学以致用,就会激发他们的学习兴趣。教师应积极利用这一点引导学生主动思考,从教师提出问题,激发学生的学习兴趣,引导学生分析问题、解决问题;到逐渐地由学生提出问题,自行分析问题、解决问题。这样不但提高了学生学习PLC的兴趣,而且还提高了学生分析问题和解决问题的能力;同时让学生在享受成就感的同时培养起自信心。
六、充分运用实训、实习教学,增加感性认识
创造条件模拟工作现场,集中时间进行专业系统的训练,使学生能在实训过程中熟练操作、发现问题、解决问题。结合模块组织实训,实训项目由易到难,由简单到综合,配合全过程考核,不但能提高实践能力,达到理论和实践的融合,还能有效地培养学生良好的职业素质,为就业做好充分准备。利用假期安排学生到企业参观、实习,实现最典型知识的“真刀实枪”式讲授和训练。通过“实习”教学,学生普遍认识到学有所用,能主动寻找自己的优势和不足,增加了学习的动力,为下一步专业课程的学习和将来就业做好充分准备。
实践证明,通过以上几方面的教学改革和创新,不但提高了教学效果,使学生应用PLC的能力得到增强;而且对培养和提高学生的职业能力有非常明显的作用。
(作者单位:浙江省建德市工业技校)
《可编程控制器原理及其应用》是一门集理论知识和技能训练为一体的实践性较强的专业课程,具有综合性、实践性和应用性等特点。一方面,我们的学生基础比较薄弱,学习能力较差;另一方面,技工学校配套教材编写模式陈旧、不成熟,不适应教学需要。那么如何学好《可编程控制器原理及其应用》这门课,提高教学质量及学生的学习兴趣,就显得尤其重要。笔者运用“职业活动导向教学法”对《可编程控制器原理及其应用》的教材和教学方法进行了改革和创新,经过试行,取得了较好的教学效果。
一、按项目模块合理编排教学内容,让教学符合职业活动
《可编程控制器原理及其应用》教学的教材,一般都是按照基本工作原理、基本指令、基本应用、基本操作等分成几个章节。而教师在实施教学时,则要考虑从有利于学生的认知过程出发来进行教学。如果任课教师按照教材的先后顺序进行教学,也就是先讲授完基本指令、再讲授基本指令的应用,最后再进行基本操作,这样当讲授一段时间,27条基本指令讲完后,由于指令比较多,学生学习后的印象不牢固,容易引起混淆。到讲授基本指令的应用时,又得对涉及到的指令进行重复学习,学习效率不高。到最后进行基本操作时,又得再次学习前面的内容,教学效果不好。
于是,笔者在教学过程中,采用项目模块教学编写学习情境,基于生产过程和案例驱动,确保做中教、做中学、学到手。以三菱FX1N系列PLC为例,笔者把课程分解成三个模块,分别是:基本指令及其应用部分、功能指令及其应用部分、工程实践部分。每个模块由几个项目组成,每个项目的内容都包括了:应用实例的生产目的及控制要求、所用到的基本指令、用PLC实现控制的主线路、PLC接线图及I/O分配表、梯形图(或指令)编程、调试运行程序、考核标准。改革传统的教学为项目式模块教学,既要循序渐进以利于学生接受,利于学生体验成功,每个模块内的项目,按照由易到难、由简到繁的先后顺序安排教学;又要做到知识的系统性,项目实例之间要有一定的连贯性、科学性。
二、充分运用角色变换法、引导文法等职业活动导向教学法,让学生主动学习
在课堂教学中,要充分运用引导文教学法和角色教学法,引导学生成为学习的主体。在整个学习情境中,教师扮演了师傅、技术主管、项目经理和甲方代表等4个不同的角色,教师和学生的角色变换是显而易见的。教师从课堂的主宰逐步过渡到组织者,学生从纯粹的“学徒”逐步成为“乙方”,在一个任务完成的过程中发挥着越来越大的作用。教师的作用转变为只是指导学生收集信息、制定方案和工作计划、组织学生进行相互检查和评估、进行综合评价。学生成为了学习过程的主体,自觉合理安排课内外的学习和工作任务,学习主动性、进取心大大增强。
三、应用多媒体课件辅助教学,让学习变得直观有趣
可编程控制技术特点之一是逻辑性、抽象性强,采取传统的“黑板加粉笔”的授课方式,学生往往难以理解。若将有关内容制作成电子课件,用生动丰富的画面吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣,授课效果将事半功倍。例如在讲解运料小车的往返运行控制的程序时,学生对整个控制过程容易混淆,教师可以借助多媒体技术,制作多媒体课件,应用一幅幅丰富生动的图片和动画来描述运料小车的整个控制过程。当按下启动按钮后,运料小车第一次前进(向右运动),碰到限位开关SQ1后,小车第一次后退(向左运动);当小车后退碰到限位开关SQ2后,小车停5秒后,第二次前进(向右运动),碰到限位开关SQ1时,小车无影响继续前进,直到碰到限位开关SQ3时,小车才第二次后退(向左运动);当第二次后退碰到限位开关SQ1时,小车无影响继续后退,直到碰到限位开关SQ2时,小车才停止运行。通过一幅幅形象生动的画面和动画,使学生对运料小车的的整个控制过程有了更清晰的认识,印象更深,不容易混淆,有助于整个程序的理解。
四、头脑风暴法和演讲法、微观教学法的交替使用,让教学过程丰富多彩
每一个项目模块都是一个完整的工作过程,学生都会经历“资讯(信息收集)→计划(拟定方案)→决策(制定方案)→实施→检查→评估(总结分析提高)”六个阶段,在计划和决策阶段,我们通常组织团队内部、团队之间进行演讲、讨论,运用头脑风暴法启发学生思考,在评估阶段,通常还采用反思法引导学生总结、分析,并提出改进意见。多种教学方法的交替使用,使得教学过程变得丰富多彩,并充满乐趣。
五、有效引导激发学生的学习兴趣
兴趣是学生主动学习的动力之一,他们对学习的追求常常来源于兴趣。凡是学生感兴趣的东西,就更容易激发学生的学习热情,引起学生的思考,学生若能有兴趣地学,教学就成功了一半。因此在教学中,教师要把握时机,结合教材特点,把学生感兴趣的内容引入课堂,而这些内容越接近学生的日常生活,学生对所学知识就越容易理解,学生的学习兴趣也就越浓,从而更能提高学生学习的自觉性和主动性。我们所选择的每个项目都应以实例为重点,多选择与我们的生活、生产密切相关的事件为实例,这样学生就会对所学内容感兴趣,认识到可以学以致用,就会激发他们的学习兴趣。教师应积极利用这一点引导学生主动思考,从教师提出问题,激发学生的学习兴趣,引导学生分析问题、解决问题;到逐渐地由学生提出问题,自行分析问题、解决问题。这样不但提高了学生学习PLC的兴趣,而且还提高了学生分析问题和解决问题的能力;同时让学生在享受成就感的同时培养起自信心。
六、充分运用实训、实习教学,增加感性认识
创造条件模拟工作现场,集中时间进行专业系统的训练,使学生能在实训过程中熟练操作、发现问题、解决问题。结合模块组织实训,实训项目由易到难,由简单到综合,配合全过程考核,不但能提高实践能力,达到理论和实践的融合,还能有效地培养学生良好的职业素质,为就业做好充分准备。利用假期安排学生到企业参观、实习,实现最典型知识的“真刀实枪”式讲授和训练。通过“实习”教学,学生普遍认识到学有所用,能主动寻找自己的优势和不足,增加了学习的动力,为下一步专业课程的学习和将来就业做好充分准备。
实践证明,通过以上几方面的教学改革和创新,不但提高了教学效果,使学生应用PLC的能力得到增强;而且对培养和提高学生的职业能力有非常明显的作用。
(作者单位:浙江省建德市工业技校)