淺談如何在中等職業(yè)院校PLC教學中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

魏殿才　單順彭

摘 要：中等職業(yè)院校的學生創(chuàng)新能力普遍不強，教師缺乏培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的意識和方法，因此研究如何在中等職業(yè)院校PLC教學中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力是很有價值的。本文結合教學實踐，對如何在中等職業(yè)院校PLC教學中，培養(yǎng)學生的質疑能力和發(fā)散思維能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力進行了分析探索。

關鍵詞：創(chuàng)新能力 PLC教學 質疑能力 發(fā)散思維能力

《國務院關于加快發(fā)展現代職業(yè)教育的決定》要求中等職業(yè)教育培養(yǎng)高素質勞動者和技術技能人才，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力是培養(yǎng)高素質勞動者和技術技能人才的重要途徑?，F今中等職業(yè)院校的學生創(chuàng)新能力普遍不強，教師缺乏培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的意識和方法。因此，研究如何在中等職業(yè)院校PLC教學中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力是很有價值的。下面筆者結合教學實踐，淺談如何在中等職業(yè)院校PLC教學過程中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

一、通過培養(yǎng)學生的質疑能力培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

愛因斯坦曾說：“提出一個問題往往比解決一個問題更為重要，因為解決一個問題也許只是一個數學上或實驗上的技巧問題。而提出新的問題、新的可能性，從新的角度看舊問題，卻需要創(chuàng)造性的想象力，而且標志著科學的真正進步?！辟|疑是創(chuàng)新的開始，質疑能力是創(chuàng)新能力的重要內容和表現形式，在中等職業(yè)院校PLC教學過程中需要富于質疑精神的教師，來引導學生建立問題意識和培養(yǎng)學生的質疑能力。

1.培養(yǎng)學生重視程序仿真和實驗，引導學生在實踐中發(fā)現理論問題并質疑

實踐是檢驗真理的唯一標準，程序必須能經受住仿真和實驗的檢驗。教師要善于運用天然素材——教科書中有瑕疵的程序來培養(yǎng)學生的質疑精神和能力。例如教師善意“誤導”學生編寫的程序，即教材《PLC基礎與實訓》中汽車自動清洗裝置控制系統(tǒng)梯形圖。

學生對梯形圖程序仿真后發(fā)現，M1工作步為活動步時按下停止按鈕，清洗裝置沒有自動進入初始步M0。此時，學生參與編寫并認為正確的程序與其仿真實踐之間的矛盾會引起學生深深的驚訝和困惑，學生的困惑在教師的激勵下轉化為對教材中有問題程序的大膽質疑。

學生認真排查程序錯點后找到出錯的根源是思維定式，僵化地套用步進邏輯公式，沒有注意到按下停止按鈕造成程序步間異常轉移的特殊情況，得到在M1活動步時按下停止按鈕后轉移到初始步的邏輯代數方程式。M1為活動步時按下停止按鈕，，PLC順序掃描程序，，程序錯誤！

可見，教師在PLC教學過程中通過仿真或實驗實踐，可以引導學生發(fā)現程序中的問題，培養(yǎng)學生的質疑能力。

2.培養(yǎng)學生重視教材和參考資料，引導學生在對比分析中發(fā)現問題并質疑

教材中的重點內容是培養(yǎng)學生質疑能力的絕佳載體。例如在運行模式下PLC對用戶程序的處理機制是PLC的核心知識。

精讀教材《PLC基礎與實訓》有關PLC工作原理的內容后，學生知道PLC對用戶程序的掃描是按一定順序進行的，可是教材并沒有具體說明這種順序。這種想知而未知的處境開始引發(fā)學生產生困惑，教師抓住時機先后提供兩張PLC掃描過程示意圖讓學生進行分析。學生在醒目的對比中發(fā)現兩張示意圖存在矛盾，從而產生強烈的質疑。學生仔細閱讀教材和參考資料，經過對比研究后得到PLC執(zhí)行用戶程序的正確順序。

教材難免會有錯誤，如果這些錯誤被善于質疑的教師巧妙地運用，那么不但教材的能量能得到最大化的釋放，學生還能獲得創(chuàng)新性地探索知識的機會，教師也能培養(yǎng)學生敢于質疑的勇氣和善于質疑的能力。

二、通過培養(yǎng)學生的發(fā)散思維能力來培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

發(fā)散性思維是創(chuàng)新思維的主要表現形式，是學生面對問題時思維打破束縛，從不同角度和途徑去探索解決方案，最終獲得問題創(chuàng)新解決的思維方法。

教師在教學過程中為了追求課堂的易操控性，提出的往往是具有唯一答案預設的問題，這樣的問題使學生的思維不斷變窄，創(chuàng)新能力逐漸萎縮。所以，教師在教學過程中要善于運用多種手段培養(yǎng)學生的發(fā)散思維能力。

1.通過“一題多解”的形式培養(yǎng)學生的發(fā)散思維能力

在PLC教學過程中教師有多種通過途徑“一題多解”的形式培養(yǎng)學生的發(fā)散思維能力。例如為了滿足實際控制需求，可以選擇不同的PLC制造商（如三菱、西門子、歐姆龍等）的產品，選擇不同系列的產品（如FX1S-30MR、FX2N-32MR等），選擇不同的編程語言（如指令表、梯形圖、順序功能圖等），選擇不同的編程方法（如經驗法、解析法、圖解法等）等等。

現以三菱FX2N-32MR采用梯形圖實現《PLC基礎與實訓》項目七“簡易汽車自動清洗裝置”控制功能為例，說明在教學過程中如何培養(yǎng)學生的發(fā)散思維能力。教師在引導學生掌握教材上采用的步進邏輯公式和 “啟—?！！彪娐返木幊谭椒ê?，鼓勵學生開拓思路，編寫控制功能相同但編程方法不同的梯形圖程序。

通過閱讀教材和參考資料，學生的編程思路逐漸開闊，編寫了很多有價值的梯形圖程序，這些梯形圖可歸為兩種：一種是以轉換為中心即采用SET/RST指令編寫的梯形圖程序；另一種是對教材中程序進行“優(yōu)化”而成的梯形圖。

隨后，教師指導學生對程序進行仿真檢驗，從而引起學生的質疑。教師引導學生查找錯誤的根源并提出多種解決方案，再次開啟“一題多解”的發(fā)散思維旅程。

2.通過設置非常規(guī)的問題情境培養(yǎng)學生的發(fā)散思維能力

教師在教學過程中設置非常規(guī)問題情境能迫使學生打破原有的思維定式，運用發(fā)散的思維去分析問題和創(chuàng)新性的解決問題。由于缺乏編程知識和技巧，作為PLC初學者的學生不能正確使用雙線圈，教師也不提倡學生編寫這種程序。學生在學習《PLC基礎與實訓》項目七“簡易汽車自動清洗裝置”時基本上建立了這種編程“禁忌”：程序中不能使用雙線圈。

仿真發(fā)現程序錯誤后，教師抓住時機向學生提出一個非常規(guī)的問題：“如何編寫含有雙線圈的程序卻實現同樣的控制功能？”學生面對如此非常規(guī)的“怪異”問題先是震驚，然后開始打破思維定式的發(fā)散思考。

經過不斷地探索和實驗，學生獲得創(chuàng)新性的問題解決方法：一是通過查找教材和參考資料發(fā)現STL指令允許雙線圈輸出，編寫運用STL指令的程序；二是運用條件跳轉指令CJ編寫梯形圖；三是運用子程序編寫梯形圖程序。

可見，學生在分析和解決非常規(guī)問題過程中會沖破原來思維的束縛，在實踐中不斷地開拓和創(chuàng)新。

三、小結

中等職業(yè)院校學生的質疑能力和發(fā)散思維能力較弱，為了實現中等職業(yè)教育培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力的目標，教師在PLC教學過程中要有意識、有計劃地創(chuàng)設問題情境，培養(yǎng)學生建立問題意識，引導學生敢于質疑、善于質疑，鼓勵學生發(fā)散思維、開拓創(chuàng)新，為社會培養(yǎng)出有創(chuàng)新精神和能力的高素質勞動者和技術技能人才。

參考文獻：

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[3]肖明耀.可編程控制技術[M].北京：機械工業(yè)出版社， 2004.

（作者單位：唐山勞動技師學院電氣工程系）