高職PLC課程“做中學(xué)”教學(xué)模式探索

劉江文

（徐州建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院江蘇徐州221116）

高職PLC課程“做中學(xué)”教學(xué)模式探索

劉江文

（徐州建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院江蘇徐州221116）

針對高職院校PLC課程教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問題以及“做中學(xué)”教學(xué)模式的積極意義進(jìn)行了分析，闡述了在PLC課程教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容確定、專業(yè)知識與技能訓(xùn)練結(jié)合、“學(xué)做合一”型教室以及教材建設(shè)等方面的改革實(shí)踐。

高職；PLC課程；做中學(xué)；教學(xué)模式

可編程控制器（PLC）作為一種新型的工業(yè)自動化控制裝置，是將繼電接觸器控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)及通信技術(shù)融為一體，通過軟件編程來改變工業(yè)生產(chǎn)的控制過程，被廣泛應(yīng)用于各行業(yè)領(lǐng)域。PLC課程也因此成為高職院校機(jī)電類專業(yè)的核心課程。

企業(yè)需要的是有知識、有技術(shù)、能快速進(jìn)入工作崗位角色的工程技術(shù)人員。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，理論知識與實(shí)踐訓(xùn)練是分離的，大都是上完理論課再做實(shí)驗(yàn)。這種教學(xué)模式培養(yǎng)的學(xué)生存在著知識與技能的融合性差、專業(yè)知識的應(yīng)用能力不強(qiáng)、與企業(yè)工作崗位的要求差距較大的缺點(diǎn)。畢業(yè)生通常需要比較長的時(shí)間，通過企業(yè)培養(yǎng)和個(gè)人努力才能夠勝任崗位。

近幾年來，筆者對PLC課程教學(xué)進(jìn)行了“做中學(xué)”教學(xué)模式的改革實(shí)踐,積累了一些心得體會。

高職機(jī)電專業(yè)PLC課程教學(xué)面臨的形勢和問題

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，近年來我國工礦企業(yè)生產(chǎn)中大量應(yīng)用PLC、變頻器、觸摸屏、工業(yè)現(xiàn)場總線等現(xiàn)代電氣控制裝備，企業(yè)對這方面技術(shù)人才的需求量很大。高職院校機(jī)電類專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)就是掌握這類應(yīng)用技術(shù)、能勝任這類崗位的勞動者。

筆者走訪了很多企業(yè)，了解企業(yè)的生產(chǎn)情況、機(jī)電裝備、人員結(jié)構(gòu)、管理狀況等，通過與用人單位的工程技術(shù)人員進(jìn)行深入交談，對在企業(yè)就業(yè)的畢業(yè)生做回訪調(diào)查，發(fā)現(xiàn)了課程教學(xué)中的一些問題：很多學(xué)生對PLC課程感興趣，學(xué)習(xí)時(shí)也下了大工夫，但對PLC課程的專業(yè)技術(shù)理論還是沒有完全掌握，操作實(shí)訓(xùn)停留在機(jī)械性模仿階段，不能觸類旁通。學(xué)生應(yīng)付考試沒有問題，但是到了企業(yè)現(xiàn)場就感到無從下手。在PLC課程改革中強(qiáng)化學(xué)生“做”的能力，拉近企業(yè)工作崗位技能與學(xué)生能力水平的距離，是教學(xué)改革的當(dāng)務(wù)之急。

以“做中學(xué)”教育理念為指導(dǎo)

著名教育家陶行知說過，“教師在做中教，學(xué)生在做中學(xué)，教學(xué)做合一”，“真正的做是在勞力上勞心，用心以制力”。人的認(rèn)識能力是人的求知?jiǎng)恿Α⑶笾绞揭约扒笾Y(jié)果的綜合體現(xiàn)。人的實(shí)踐能力則是人的認(rèn)識動力、實(shí)踐動力、實(shí)踐方式的綜合體現(xiàn)。知識只有轉(zhuǎn)化成認(rèn)識能力和實(shí)踐能力，才能成為力量，否則只是可能的力量，而非現(xiàn)實(shí)的力量。眾多的教育專家為我們提出了合理的職業(yè)教育理念，教學(xué)活動要把握住人類本身的認(rèn)知規(guī)律，才能事半功倍地培養(yǎng)出合格的、符合社會需求的人才。

PLC課程中有許多邏輯性、實(shí)踐性很強(qiáng)的內(nèi)容，學(xué)生光靠聽教師講、看教材是很難徹底掌握的，只有通過實(shí)際項(xiàng)目的反復(fù)訓(xùn)練才能掌握其技巧。筆者在PLC課程“做中學(xué)”教學(xué)模式探索中，確定教學(xué)內(nèi)容是以預(yù)先設(shè)計(jì)好的實(shí)際訓(xùn)練項(xiàng)目為主導(dǎo)，帶出需要掌握的知識和技能；在課堂教學(xué)時(shí)，通過安排實(shí)際的教學(xué)實(shí)踐項(xiàng)目情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過對項(xiàng)目問題的分析，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、自覺性，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)知識、查閱相關(guān)資料；分組實(shí)施的組織形式，又要求學(xué)生開展團(tuán)隊(duì)協(xié)作，互相配合，探討方案，解決問題，完成任務(wù)?！皩W(xué)中做”教學(xué)模式徹底改變教師“一言堂”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，學(xué)生學(xué)習(xí)由被動變?yōu)橹鲃樱蓞拰W(xué)轉(zhuǎn)化為愛學(xué)的課堂主人。學(xué)生真正“動”了起來，在不知不覺中回答了學(xué)什么、為什么學(xué)、怎么學(xué)等問題。在教學(xué)過程中，理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐進(jìn)行了無縫對接，學(xué)習(xí)活動變得充滿挑戰(zhàn)、充滿樂趣，教學(xué)效果也會事半功倍。

PLC課程教學(xué)模式的改革實(shí)踐

確定課程教學(xué)目標(biāo)教師應(yīng)深入企業(yè)調(diào)研，了解企業(yè)職業(yè)崗位的知識能力需求，并以此為依據(jù)制定PLC課程大綱，確定PLC課程的教學(xué)目標(biāo)，規(guī)劃設(shè)計(jì)PLC課程的教學(xué)實(shí)訓(xùn)模式。目前，高職機(jī)電專業(yè)學(xué)生的就業(yè)崗位群主要是各類生產(chǎn)型企業(yè)的機(jī)電設(shè)備及自動化系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)、技術(shù)改造，銷售型機(jī)電企業(yè)的安裝、維修、售后服務(wù)，還有一部分研發(fā)型企業(yè)機(jī)電設(shè)備的調(diào)試、安裝。這些崗位需要學(xué)生的PLC課程的知識能力結(jié)構(gòu)為：能夠看懂電路原理圖、電路接線圖，會選擇工業(yè)現(xiàn)場低壓電器，完全掌握PLC的基本原理，讀懂控制系統(tǒng)的PLC程序，分析PLC控制系統(tǒng)，能夠設(shè)計(jì)生產(chǎn)實(shí)際需要的PLC控制系統(tǒng)，編寫控制程序，構(gòu)建常用的控制電路，對企業(yè)生產(chǎn)用的機(jī)電設(shè)備及自動化系統(tǒng)能夠操作運(yùn)行、安裝調(diào)試、保養(yǎng)排故、進(jìn)行技術(shù)革新與改造。由此確定教學(xué)內(nèi)容為：低壓控制電器知識，PLC的硬件結(jié)構(gòu)及工作原理，PLC編程軟件的使用，PLC的外部接線及擴(kuò)展模塊應(yīng)用，PLC編程的基本指令及應(yīng)用，PLC編程的功能指令及應(yīng)用，PLC通信?！白鲋袑W(xué)”的教學(xué)模式要求對傳統(tǒng)的知識體系以具體的應(yīng)用實(shí)例平臺來支撐，學(xué)生要在解決問題的過程中逐漸學(xué)習(xí)和鞏固知識，在學(xué)習(xí)實(shí)踐活動中摸索、體驗(yàn)，才能夠逐漸達(dá)到預(yù)期的教學(xué)能力目標(biāo)。為此，要把PLC的具體實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行徹底分解、歸類，挑選出能夠涵蓋所需知識內(nèi)容和能力結(jié)構(gòu)的典型性實(shí)例，按照由易到難、由淺入深的次序進(jìn)行篩選。選出運(yùn)料小車往復(fù)運(yùn)行控制、電動機(jī)的減壓啟動控制、交通燈的PLC控制、工業(yè)機(jī)械手的PLC控制、電梯的PLC控制、步進(jìn)電機(jī)的PLC控制、PLC的PC-Link網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接、PLC技術(shù)的自動化應(yīng)用（含溫度、壓力等模擬量）等8個(gè)典型項(xiàng)目，以這8個(gè)實(shí)際的控制場景為載體，以解決具體任務(wù)為驅(qū)動，按照符合人認(rèn)知規(guī)律的方式，把相關(guān)的必需知識逐步引導(dǎo)出來。這樣的設(shè)計(jì)安排體現(xiàn)了以實(shí)踐為主導(dǎo)、理論為實(shí)踐服務(wù)的特點(diǎn)。學(xué)生邊演練，邊學(xué)習(xí)，加深了對知識的掌握，動腦動手能力得到及時(shí)訓(xùn)練，知識與技能做到融合同步，消除了學(xué)生對企業(yè)實(shí)際工作的陌生感。

建設(shè)“學(xué)做合一”教室“教室里教種田，黑板上修機(jī)器”，是對傳統(tǒng)職教方式的諷刺。內(nèi)容決定形式，“做中學(xué)”教學(xué)模式對教學(xué)環(huán)境提出要求，教室要同時(shí)具備實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)功能與理論教學(xué)功能——即“學(xué)做合一”教室。筆者按照確定教學(xué)目標(biāo)時(shí)所規(guī)劃設(shè)計(jì)的8個(gè)典型教學(xué)項(xiàng)目，在“學(xué)做合一”教室里布置了10臺控制網(wǎng)孔板，上面安裝了可拆卸的s7-200PLC控制器及擴(kuò)展模塊、變頻器、觸摸屏、按鈕、行程開關(guān)、交通燈信號板、profibus總線、溫度、壓力傳感器、電磁閥等，桌面平臺上固定了電腦、交流異步電動機(jī)、步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動器、氣動機(jī)械手、電梯模型等。學(xué)生在上課過程中自行布置這些器件設(shè)備，編制PLC控制程序，自行根據(jù)需要進(jìn)行接線調(diào)試?！皩W(xué)做合一”教室這種“準(zhǔn)工廠”的環(huán)境，縮短了學(xué)習(xí)與應(yīng)用的距離，拉近了理論知識與實(shí)踐體驗(yàn)的距離，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，教師的引導(dǎo)角色也得以巧妙體現(xiàn)，學(xué)生的主體地位也自然而然地凸顯出來。在這樣的教學(xué)環(huán)境中，學(xué)生訓(xùn)練積極、學(xué)習(xí)自主，有了思考的空間和時(shí)間，創(chuàng)造性也能夠得以發(fā)揮，交流溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識得到培養(yǎng)，整個(gè)教學(xué)過程變得積極有序、生機(jī)勃勃，教學(xué)任務(wù)的完成變得輕松自然、水到渠成。

“學(xué)做合一”教材的編訂高職PLC課程教材很多，但能真正體現(xiàn)高職教育特色的教材卻很少，能培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、可讀性強(qiáng)、引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)的教材則更少。教材建設(shè)是教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式的具體體現(xiàn)，是把教育思想、理念、宗旨等轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w教育現(xiàn)實(shí)的媒介。為此，筆者根據(jù)“必需、夠用”的原則，考慮我校學(xué)生實(shí)際的知識水平，著手編訂了PLC課程校本教材。以學(xué)生為主體確定知識內(nèi)容的深度和廣度，根據(jù)“做中學(xué)”的教學(xué)模式，以工程項(xiàng)目為主線，以學(xué)生參與為主導(dǎo)，整個(gè)教學(xué)過程學(xué)生邊學(xué)邊練，將職業(yè)崗位所需的知識和能力加以融合。筆者編寫的教材分為8個(gè)典型的教學(xué)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目分為7個(gè)部分，分別是項(xiàng)目目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)器材清單、相關(guān)知識、項(xiàng)目分析、項(xiàng)目實(shí)施、項(xiàng)目考核標(biāo)準(zhǔn)、項(xiàng)目擴(kuò)展。項(xiàng)目目標(biāo)中明確提出了具體任務(wù)，器材清單里列出了項(xiàng)目實(shí)施所需的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備，相關(guān)知識引入了完成項(xiàng)目所涉及的相關(guān)知識，項(xiàng)目分析是應(yīng)用專業(yè)知識解決問題的思路，項(xiàng)目實(shí)施描述了實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目目標(biāo)的具體做法和步驟，項(xiàng)目考核標(biāo)準(zhǔn)是對學(xué)生項(xiàng)目完成情況的評判尺度，項(xiàng)目擴(kuò)展把學(xué)生的視野拓寬到更多的相近項(xiàng)目領(lǐng)域，豐富了學(xué)生的知識面。

PLC課程“做中學(xué)”教學(xué)模式的實(shí)施教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)理念要通過教學(xué)實(shí)施過程得以體現(xiàn)，教學(xué)過程是教師學(xué)生共同參與的活動，是學(xué)生學(xué)習(xí)知識、鍛煉技能的過程?！白鲋袑W(xué)”教學(xué)模式賦予課堂教學(xué)新的內(nèi)涵：學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主人參與課堂活動，教師帶著自己的知識、經(jīng)驗(yàn)扮演著課堂教學(xué)組織者、引導(dǎo)者的角色，給學(xué)生留出思考、討論、創(chuàng)造的空間，為學(xué)生創(chuàng)造寬松、和諧、民主的課堂氛圍，引導(dǎo)學(xué)生獲取相關(guān)的專業(yè)知識。筆者以8個(gè)典型教學(xué)項(xiàng)目中“氣動機(jī)械手控制項(xiàng)目”教學(xué)為例，來介紹“做中學(xué)”教學(xué)模式的實(shí)施過程。首先，給學(xué)生分配項(xiàng)目任務(wù)：在氣動機(jī)械手控制裝置上實(shí)現(xiàn)機(jī)械手抓取工件從A處傳送到B處。給出項(xiàng)目所需的設(shè)備、材料清單（見表1）。有了項(xiàng)目任務(wù)和設(shè)備平臺，學(xué)生開始思考如何做，這時(shí)，要給學(xué)生思考討論和看書的時(shí)間，然后，再給學(xué)生講述機(jī)械手動作的工藝過程及用PLC實(shí)現(xiàn)機(jī)械手工作的設(shè)計(jì)思路和方法。知識教學(xué)有血有肉，學(xué)生積極主動、躍躍欲試。接下來，是學(xué)生“動”起來的時(shí)候了。學(xué)生按照事先的編排分組到各自的訓(xùn)練臺，這時(shí)，教師主要充當(dāng)學(xué)生的“顧問”，解答學(xué)生提出的各種問題。在這個(gè)階段，要相信學(xué)生、鼓勵(lì)學(xué)生勇敢提問，大膽動手，不要怕犯錯(cuò)誤，給他們嘗試的機(jī)會。教師則活動在各小組學(xué)生中間，與學(xué)生平等交流，引導(dǎo)學(xué)生，推進(jìn)項(xiàng)目的實(shí)施。此階段一般耗時(shí)長，在此期間，當(dāng)學(xué)生操作出現(xiàn)困難時(shí)，教師應(yīng)親自動手給學(xué)生示范，對學(xué)生的編程、電路接線做點(diǎn)評。這個(gè)過程雖然艱難，但對于學(xué)生學(xué)習(xí)知識和掌握技能卻是最直接有效的。最后，再把學(xué)生集中起來，對于學(xué)生小組完成的項(xiàng)目，依據(jù)項(xiàng)目的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)給學(xué)生一個(gè)公正的評價(jià)。同時(shí)，再向?qū)W生介紹項(xiàng)目的拓展知識，學(xué)生對于知識的學(xué)習(xí)要達(dá)到“既見樹木，又見森林”的效果。

表1 氣動機(jī)械手控制項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)設(shè)備和元器件明細(xì)表

“做中學(xué)”教學(xué)模式對于教師和學(xué)生都提出了較高的要求，教師的知識儲備要十分豐富，要成為PLC課程的專家；學(xué)生的學(xué)習(xí)理念也要轉(zhuǎn)變，要積極行動起來，不能“坐等”、“吃現(xiàn)成”。學(xué)生的學(xué)與教師的教之間要積極配合，否者，就會造成教師對學(xué)生的組織管理失控，整個(gè)課堂場面會出現(xiàn)混亂。當(dāng)然，一種新的教學(xué)模式的實(shí)施會帶來許多新的矛盾，這都是前進(jìn)中的問題，需要大家一起思考，需要一個(gè)逐步完善的過程。

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G712

A

1672-5727（2010）03-0088-02

劉江文（1971—），男，江蘇東海人，碩士，徐州建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系副教授，主要從事單片機(jī)與PLC等智能控制的教學(xué)與科研。