姜慧　周惠芳

摘要：可編程控制是電氣自動(dòng)化的一項(xiàng)核心技術(shù)，因此《可編程控制技術(shù)》成為了高職院校自動(dòng)控制類(lèi)專(zhuān)業(yè)中的一門(mén)專(zhuān)業(yè)核心必修課。針對(duì)高職學(xué)生特點(diǎn)將問(wèn)題式教學(xué)法引入《可編程控制技術(shù)》課堂教學(xué)中，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，提高學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，提升教學(xué)效果，促進(jìn)教與學(xué)的共同進(jìn)步。達(dá)到理想的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；可編程控制技術(shù)；高職；問(wèn)題式教學(xué)法

1概述

可編程控制器即PLC（Programmable Logic Controller），是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體集成技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。PLC在高職院校機(jī)械、控制類(lèi)專(zhuān)業(yè)中都是一門(mén)專(zhuān)業(yè)核心必修課。

1.1問(wèn)題式教學(xué)法

問(wèn)題式教學(xué)法最早是由前蘇聯(lián)教學(xué)論專(zhuān)家馬赫穆托夫在《現(xiàn)代的課》中提出的，就是以問(wèn)題為載體貫穿教學(xué)過(guò)程，讓學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中萌生自主學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)機(jī)，從而逐漸養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，提高自主學(xué)習(xí)能力的一種教學(xué)方法。問(wèn)題教學(xué)法以學(xué)生為主體，以問(wèn)題為基礎(chǔ)，能有效地激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。

1.2高職學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)

新時(shí)期的高職學(xué)生具有學(xué)習(xí)積極性不高、目的意識(shí)不強(qiáng)、情緒管理和自我調(diào)控能力不足等特點(diǎn)。而PLC的學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生的邏輯思維要求較高，如果直接把任務(wù)拋給學(xué)生，學(xué)生會(huì)感覺(jué)到無(wú)從下手。因此如何根據(jù)高職學(xué)生的特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生解決一個(gè)較復(fù)雜的任務(wù)是教學(xué)過(guò)程中的首要任務(wù)。問(wèn)題式教學(xué)法注重理論與實(shí)際的緊密結(jié)合，在教學(xué)過(guò)程中以學(xué)生為主體，教師設(shè)置合適的問(wèn)題，通過(guò)學(xué)生查詢(xún)資料、收集信息，讓學(xué)生每次掌握一個(gè)簡(jiǎn)單的知識(shí)點(diǎn)，逐步引導(dǎo)學(xué)生，直至完成一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)，從而讓學(xué)生掌握技能并獲取理論知識(shí)，因此問(wèn)題式教學(xué)法更加符合當(dāng)前高職學(xué)生學(xué)習(xí)的特點(diǎn)。

2問(wèn)題式教學(xué)法應(yīng)用案例分析

在學(xué)習(xí)PLC的過(guò)程中，工作臺(tái)或小車(chē)自動(dòng)往返控制是PLC中的經(jīng)典案例，本文將以小車(chē)自動(dòng)往返控制為例來(lái)說(shuō)明問(wèn)題式教學(xué)法在可編程控制教學(xué)中的應(yīng)用。為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維，本文全部采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法進(jìn)行編程。

本次學(xué)習(xí)的任務(wù)要求如下：如圖1所示：小車(chē)在A、B兩地間進(jìn)行自動(dòng)往返，A、B兩地設(shè)置有按鈕式行程開(kāi)關(guān)SQ1、SQ2，初始狀態(tài)下，小車(chē)停在原位即A地，按下啟動(dòng)按鈕SB1，小車(chē)前進(jìn)，至B地碰到行程開(kāi)關(guān)SQ2，小車(chē)停5S，5S后小車(chē)后退，至A地碰到行程開(kāi)關(guān)SQ1，小車(chē)停止10S，時(shí)間到后，小車(chē)?yán)^續(xù)前進(jìn)至B地，如此循環(huán)，按下停止按鈕SB2，小車(chē)立即停止，按下停止按鈕SB3，小車(chē)完成當(dāng)前周期運(yùn)動(dòng)后，返回A地停止。

完成一個(gè)PLC控制任務(wù)，需要寫(xiě)出輸人輸出分配、畫(huà)出接線圖、寫(xiě)出程序并進(jìn)行調(diào)試，由于輸入輸出分配及接線圖比較簡(jiǎn)單，課堂上可由學(xué)生自主完成，教師進(jìn)行檢查即可。本文主要討論如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行編程，為了方便編程，在此列出輸入輸出分配，如表1所示。

由以上要求可以看出，本次任務(wù)編程比較復(fù)雜，主要包括小車(chē)的原位條件，自動(dòng)往返的過(guò)程，以及兩種不同的停止方式。如果直接把任務(wù)給學(xué)生，大部分同學(xué)會(huì)感覺(jué)到無(wú)從下手，沒(méi)有解決任務(wù)的信心，從而喪失了學(xué)習(xí)的興趣；而如果直接把程序給學(xué)生，只是進(jìn)行簡(jiǎn)單的調(diào)試，那么又沒(méi)有達(dá)到學(xué)習(xí)的目標(biāo)，無(wú)法建立起學(xué)生的邏輯思維能力。因此，我們?cè)O(shè)置了四個(gè)子任務(wù)，每個(gè)子任務(wù)引入1至2個(gè)知識(shí)點(diǎn)，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由淺及深地逐漸引導(dǎo)學(xué)生解決問(wèn)題，即能滿(mǎn)足學(xué)生挑戰(zhàn)自我的心理，又讓學(xué)生不會(huì)感到特別吃力，從而吸引學(xué)生緊跟課堂，提高課堂效率。具體的實(shí)施過(guò)程如下：

子任務(wù)一：我們先從簡(jiǎn)單的單周往返開(kāi)始，小車(chē)停在A、B兩地間的任意一點(diǎn)，即無(wú)原位條件，按下啟動(dòng)按鈕SB1，小車(chē)前進(jìn)，至B地碰到行程開(kāi)關(guān)SQ2，小車(chē)后退，至A地碰到行程開(kāi)關(guān)SQ1，小車(chē)停止。

本任務(wù)比較簡(jiǎn)單，引導(dǎo)學(xué)生讀一句話(huà)寫(xiě)一句程序即可，最后加上互鎖。梯形圖如圖2所示。

子任務(wù)二：引入自動(dòng)往返，停止采用簡(jiǎn)單的立即停止：無(wú)原位條件，按下啟動(dòng)按鈕SB1，小車(chē)前進(jìn)，至B地碰到行程開(kāi)關(guān)SQ2，小車(chē)后退，至A地碰到行程開(kāi)關(guān)SQ1繼續(xù)前進(jìn)，如此循環(huán)，按下停止按鈕SB2，小車(chē)立即停止。

本任務(wù)在前一任務(wù)基礎(chǔ)之上，加上自動(dòng)往返，即碰到SQ1切斷后退的同時(shí)啟動(dòng)前進(jìn)。程序較簡(jiǎn)單，此處不再詳述。

子任務(wù)三：引入原位條件：初始狀態(tài)下，小車(chē)停在原位即A地，按下啟動(dòng)按鈕SB1，小車(chē)前進(jìn)，至B地碰到行程開(kāi)關(guān)SQ2，小車(chē)后退，至A地碰到行程開(kāi)關(guān)SQ1繼續(xù)前進(jìn)，如此循環(huán)，按下停止按鈕SB3，小車(chē)完成當(dāng)前周期運(yùn)動(dòng)后，返回A地停止。

自動(dòng)往返回原位停止需要借助輔助繼電器，記錄下啟動(dòng)及停止按鈕是否按下，程序如圖3所示，按下啟動(dòng)按鈕，輔助繼電器M1的線圈得電，按下停止按鈕，輔助繼電器M1的線圈失電。

仔細(xì)理解M1的程序，可以知道，啟動(dòng)、循環(huán)、停止條件都可以借助M1。由于有原位條件的限制，因此啟動(dòng)條件還需要串聯(lián)上X11的常開(kāi)觸點(diǎn)，完整的程序可由學(xué)生自主完成。

子任務(wù)四：自動(dòng)往返回原位停止加時(shí)間：初始狀態(tài)下，小車(chē)停在原位即A地，按下啟動(dòng)按鈕SB1，小車(chē)前進(jìn)，至B地碰到行程開(kāi)關(guān)SQ2，小車(chē)停5S，5S后小車(chē)后退，至A地碰到行程開(kāi)關(guān)SQ1，小車(chē)停止10S，時(shí)間到后，小車(chē)?yán)^續(xù)前進(jìn)至B地，如此循環(huán)，按下停止按鈕SB3，小車(chē)完成當(dāng)前周期運(yùn)動(dòng)后，返回A地停止。

本任務(wù)在前一任務(wù)的基礎(chǔ)上，將往返的條件改為了定時(shí)器，因此只要在碰到行程開(kāi)關(guān)后啟動(dòng)相應(yīng)的定時(shí)器，然后用其延時(shí)常開(kāi)觸點(diǎn)啟動(dòng)前進(jìn)或后退即可，完整的梯形圖如圖4所示。這里需要注意的一點(diǎn)是，由于有原位條件，在按啟動(dòng)按鈕之前，小車(chē)停在A點(diǎn)，壓住A點(diǎn)的行程開(kāi)關(guān)，X11的常開(kāi)觸點(diǎn)是閉合的，那么定時(shí)器T2就會(huì)啟動(dòng)定時(shí)，時(shí)間到后小車(chē)自動(dòng)前進(jìn)，這樣肯定是不符合任務(wù)要求的，因此編程的時(shí)候要實(shí)現(xiàn)按了啟動(dòng)按鈕之后才能開(kāi)始計(jì)時(shí)，需要串聯(lián)上M1的常開(kāi)觸點(diǎn)，如梯形圖第20步所示。

在子任務(wù)四的基礎(chǔ)上，加上立即停止按鈕的作用，即用X2的常閉觸點(diǎn)切斷所有線圈，就完成了最終的任務(wù)。

通過(guò)對(duì)以上案例的整個(gè)實(shí)施過(guò)程可以看出，教學(xué)過(guò)程中，老師可以將復(fù)雜的任務(wù)分解成若干個(gè)簡(jiǎn)單的任務(wù)，層層遞進(jìn)，讓學(xué)生逐漸掌握所有的知識(shí)點(diǎn)，幫助學(xué)生建立起學(xué)習(xí)的信心，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。

3評(píng)價(jià)方式

由于問(wèn)題式教學(xué)注重學(xué)生解決問(wèn)題的實(shí)踐過(guò)程，評(píng)價(jià)方式既要包括任務(wù)的完成質(zhì)量，也要將學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中的表現(xiàn)包含進(jìn)來(lái)，因此我們對(duì)學(xué)生的操作過(guò)程及作品質(zhì)量進(jìn)行考核，重點(diǎn)考核學(xué)習(xí)態(tài)度、職業(yè)素養(yǎng)以及任務(wù)完成情況，包含教師評(píng)價(jià)、組內(nèi)評(píng)價(jià)及組外評(píng)價(jià)，使評(píng)價(jià)結(jié)合更公平、更客觀?？己嗽u(píng)價(jià)表如表2所示。

4應(yīng)用問(wèn)題式教學(xué)法的優(yōu)勢(shì)

近幾年，課程團(tuán)隊(duì)在《可編程控制技術(shù)》中對(duì)問(wèn)題式教學(xué)法進(jìn)行了應(yīng)用實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)該教學(xué)方法具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

1）有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。問(wèn)題式教學(xué)法以學(xué)生為主體，以問(wèn)題為導(dǎo)向，將枯燥的理論知識(shí)融入到具體的問(wèn)題中，并逐步升級(jí)問(wèn)題難度，由學(xué)生親自解決問(wèn)題以完成復(fù)雜的任務(wù)，該教學(xué)法更加符合當(dāng)前高職學(xué)生學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，能夠更大程度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2）有助于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。課程的教學(xué)采用小組形式，學(xué)生通過(guò)查閱資料，并與小組成員溝通交流以共同完成任務(wù)，在此過(guò)程中，學(xué)生的溝通能力、合作能力、職業(yè)技能等方面均得到了有效的提高，而這些能力也正是適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)最重要的素質(zhì)。

3）有助于提高教師素質(zhì)。問(wèn)題式教學(xué)法對(duì)教師提出了更高的要求，教師要思考如何設(shè)置問(wèn)題，才能更好地激發(fā)學(xué)生的興趣，讓學(xué)生既能建立起完成任務(wù)的信心，又能體會(huì)到完成任務(wù)的滿(mǎn)足感。另外，教師要對(duì)學(xué)生完成任務(wù)過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題進(jìn)行輔導(dǎo)和解答，這需要教師花費(fèi)大量的時(shí)間和精力去研究。

5結(jié)束語(yǔ)

問(wèn)題式教學(xué)法采用“先問(wèn)題、后學(xué)習(xí)”的教學(xué)策略，更加符合當(dāng)前高職學(xué)生學(xué)習(xí)的特點(diǎn)。首先，問(wèn)題的設(shè)置能夠促進(jìn)學(xué)生的思考，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和記憶。其次，通過(guò)學(xué)生查閱資料，與小組成員之間進(jìn)行討論，能夠培養(yǎng)學(xué)生獲取有效信息，溝通交流等方面的綜合素質(zhì)。最后，問(wèn)題式教學(xué)法有助于師生間的互動(dòng)，增進(jìn)師生感情，提高教師素質(zhì)。通過(guò)近幾年的實(shí)踐證明，問(wèn)題式教學(xué)法具有傳統(tǒng)教學(xué)法無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，能夠有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，提升教學(xué)效果，促進(jìn)教與學(xué)的共同進(jìn)步。