劉江文

（徐州建筑職業(yè)技術(shù)學院江蘇徐州221116）

高職PLC課程“做中學”教學模式探索

劉江文

（徐州建筑職業(yè)技術(shù)學院江蘇徐州221116）

針對高職院校PLC課程教學目標、教學現(xiàn)狀和存在的問題以及“做中學”教學模式的積極意義進行了分析，闡述了在PLC課程教學目標、教學內(nèi)容確定、專業(yè)知識與技能訓練結(jié)合、“學做合一”型教室以及教材建設等方面的改革實踐。

高職；PLC課程；做中學；教學模式

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)、計算機控制技術(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，被廣泛應用于各行業(yè)領域。PLC課程也因此成為高職院校機電類專業(yè)的核心課程。

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

近幾年來，筆者對PLC課程教學進行了“做中學”教學模式的改革實踐,積累了一些心得體會。

高職機電專業(yè)PLC課程教學面臨的形勢和問題

隨著計算機技術(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。高職院校機電類專業(yè)學生的培養(yǎng)目標就是掌握這類應用技術(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)了課程教學中的一些問題：很多學生對PLC課程感興趣，學習時也下了大工夫，但對PLC課程的專業(yè)技術(shù)理論還是沒有完全掌握，操作實訓停留在機械性模仿階段，不能觸類旁通。學生應付考試沒有問題，但是到了企業(yè)現(xiàn)場就感到無從下手。在PLC課程改革中強化學生“做”的能力，拉近企業(yè)工作崗位技能與學生能力水平的距離，是教學改革的當務之急。

以“做中學”教育理念為指導

著名教育家陶行知說過，“教師在做中教，學生在做中學，教學做合一”，“真正的做是在勞力上勞心，用心以制力”。人的認識能力是人的求知動力、求知方式以及求知結(jié)果的綜合體現(xiàn)。人的實踐能力則是人的認識動力、實踐動力、實踐方式的綜合體現(xiàn)。知識只有轉(zhuǎn)化成認識能力和實踐能力，才能成為力量，否則只是可能的力量，而非現(xiàn)實的力量。眾多的教育專家為我們提出了合理的職業(yè)教育理念，教學活動要把握住人類本身的認知規(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、實踐性很強的內(nèi)容，學生光靠聽教師講、看教材是很難徹底掌握的，只有通過實際項目的反復訓練才能掌握其技巧。筆者在PLC課程“做中學”教學模式探索中，確定教學內(nèi)容是以預先設計好的實際訓練項目為主導，帶出需要掌握的知識和技能；在課堂教學時，通過安排實際的教學實踐項目情境，激發(fā)學生的學習興趣，通過對項目問題的分析，調(diào)動學生學習的主動性、自覺性，引導學生學習相關知識、查閱相關資料；分組實施的組織形式，又要求學生開展團隊協(xié)作，互相配合，探討方案，解決問題，完成任務?！皩W中做”教學模式徹底改變教師“一言堂”的傳統(tǒng)教學模式，學生學習由被動變?yōu)橹鲃?，由厭學轉(zhuǎn)化為愛學的課堂主人。學生真正“動”了起來，在不知不覺中回答了學什么、為什么學、怎么學等問題。在教學過程中，理論學習與實踐進行了無縫對接，學習活動變得充滿挑戰(zhàn)、充滿樂趣，教學效果也會事半功倍。

PLC課程教學模式的改革實踐

確定課程教學目標教師應深入企業(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課程的教學目標，規(guī)劃設計PLC課程的教學實訓模式。目前，高職機電專業(yè)學生的就業(yè)崗位群主要是各類生產(chǎn)型企業(yè)的機電設備及自動化系統(tǒng)的運行維護、技術(shù)改造，銷售型機電企業(yè)的安裝、維修、售后服務，還有一部分研發(fā)型企業(yè)機電設備的調(diào)試、安裝。這些崗位需要學生的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)，能夠設計生產(chǎn)實際需要的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)用的機電設備及自動化系統(tǒng)能夠操作運行、安裝調(diào)試、保養(yǎng)排故、進行技術(shù)革新與改造。由此確定教學內(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的外部接線及擴展模塊應用，PLC編程的基本指令及應用，PLC編程的功能指令及應用，PLC通信?！白鲋袑W”的教學模式要求對傳統(tǒng)的知識體系以具體的應用實例平臺來支撐，學生要在解決問題的過程中逐漸學習和鞏固知識，在學習實踐活動中摸索、體驗，才能夠逐漸達到預期的教學能力目標。為此，要把PLC的具體實際應用進行徹底分解、歸類，挑選出能夠涵蓋所需知識內(nèi)容和能力結(jié)構(gòu)的典型性實例，按照由易到難、由淺入深的次序進行篩選。選出運料小車往復運行控制、電動機的減壓啟動控制、交通燈的PLC控制、工業(yè)機械手的PLC控制、電梯的PLC控制、步進電機的PLC控制、PLC的PC-Link網(wǎng)絡聯(lián)接、PLC技術(shù)的自動化應用（含溫度、壓力等模擬量）等8個典型項目，以這8個實際的控制場景為載體，以解決具體任務為驅(qū)動，按照符合人認知規(guī)律的方式，把相關的必需知識逐步引導出來。這樣的設計安排體現(xiàn)了以實踐為主導、理論為實踐服務的特點。學生邊演練，邊學習，加深了對知識的掌握，動腦動手能力得到及時訓練，知識與技能做到融合同步，消除了學生對企業(yè)實際工作的陌生感。

建設“學做合一”教室“教室里教種田，黑板上修機器”，是對傳統(tǒng)職教方式的諷刺。內(nèi)容決定形式，“做中學”教學模式對教學環(huán)境提出要求，教室要同時具備實驗實訓功能與理論教學功能——即“學做合一”教室。筆者按照確定教學目標時所規(guī)劃設計的8個典型教學項目，在“學做合一”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控制器及擴展模塊、變頻器、觸摸屏、按鈕、行程開關、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、步進電機及驅(qū)動器、氣動機械手、電梯模型等。學生在上課過程中自行布置這些器件設備，編制PLC控制程序，自行根據(jù)需要進行接線調(diào)試?！皩W做合一”教室這種“準工廠”的環(huán)境，縮短了學習與應用的距離，拉近了理論知識與實踐體驗的距離，激發(fā)了學生的學習熱情，教師的引導角色也得以巧妙體現(xiàn)，學生的主體地位也自然而然地凸顯出來。在這樣的教學環(huán)境中，學生訓練積極、學習自主，有了思考的空間和時間，創(chuàng)造性也能夠得以發(fā)揮，交流溝通能力和團隊協(xié)作意識得到培養(yǎng)，整個教學過程變得積極有序、生機勃勃，教學任務的完成變得輕松自然、水到渠成。

“學做合一”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)學生學習興趣、可讀性強、引導學生自學的教材則更少。教材建設是教學內(nèi)容、教學方式的具體體現(xiàn)，是把教育思想、理念、宗旨等轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w教育現(xiàn)實的媒介。為此，筆者根據(jù)“必需、夠用”的原則，考慮我校學生實際的知識水平，著手編訂了PLC課程校本教材。以學生為主體確定知識內(nèi)容的深度和廣度，根據(jù)“做中學”的教學模式，以工程項目為主線，以學生參與為主導，整個教學過程學生邊學邊練，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個典型的教學項目，每個項目分為7個部分，分別是項目目標、實驗實訓器材清單、相關知識、項目分析、項目實施、項目考核標準、項目擴展。項目目標中明確提出了具體任務，器材清單里列出了項目實施所需的實驗實訓設備，相關知識引入了完成項目所涉及的相關知識，項目分析是應用專業(yè)知識解決問題的思路，項目實施描述了實現(xiàn)項目目標的具體做法和步驟，項目考核標準是對學生項目完成情況的評判尺度，項目擴展把學生的視野拓寬到更多的相近項目領域，豐富了學生的知識面。

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

表1 氣動機械手控制項目實訓設備和元器件明細表

“做中學”教學模式對于教師和學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；學生的學習理念也要轉(zhuǎn)變，要積極行動起來，不能“坐等”、“吃現(xiàn)成”。學生的學與教師的教之間要積極配合，否者，就會造成教師對學生的組織管理失控，整個課堂場面會出現(xiàn)混亂。當然，一種新的教學模式的實施會帶來許多新的矛盾，這都是前進中的問題，需要大家一起思考，需要一個逐步完善的過程。

[1]方明.陶行知名篇精選[M].北京:教育科學出版社，2006.

[2]羅登紅．加強教改實踐，實現(xiàn)高職教學創(chuàng)新[J]．湖州職業(yè)技術(shù)學院學報，2003，（4）．

[3]婁國棟.大學創(chuàng)新教育的理念與模式[J].江蘇高教，2003，（6）.

[4]楊玲玲.交互式教學法在專業(yè)課教學的實踐[J].廣東工業(yè)大學學報，2004，4(4):161-179.

[5]鄧朝陽.互動式教學在可編程控制器教學中的應用[J].職業(yè)教育研究，2006，(1):114.

[6]閆麗華．PLC教學存在的問題和解決對策[J]．職教論壇，2004，（6）.

G712

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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)學院機電工程系副教授，主要從事單片機與PLC等智能控制的教學與科研。