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摘要:PLC已在各行各业得到广泛应用,作为未来产业主力军的技校学生,必须进行这方面的学习。本文提出利用教学有效性,重构PLC课程,使教学适宜、有用、有趣,在调节学生的积极性和化解PLC课程高要求与学生基础薄弱的矛盾中起着重要的作用,使学生能学、想学和乐学,教师乐教,社会认同良性循环。
关键词:教学有效性 PLC 教学效果 重构
PLC(Programmable logic Controller)是可编程控制器的简称, 是以微处理器为基础,综合了计算机技术、半导体集成技术、自动控制技术、数字技术和通信网络技术发展起来的一种通用工业控制装置,成为现代产业控制的三大支柱(CAD/CAM和PLC、机器人)之一,代表当代自动控制的先进水平。目前,PLC已被广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,可谓是最具发展潜力的学科,社会需求巨大。
对机械、电工专业来说,PLC课程是必修课,笔者所在学校也开设了PLC课程,通过几年的教学,现将所得与所思与大家分享。
一、重构缘由
1.教学对象
普高同一班级的学生分数较为集中,有利于集中教学;而进入技校的学生,分数较低,分化严重,高的500分以上,低的只有200、300分,有的甚至没有中考成绩,这样极不利于开展课堂统一教学。
2.教材内容
社会需要大量懂基本理论、重动手能力的蓝领工人,能设计PLC简单程序,进行PLC接线和PLC设备的维护。而现有教材强调理论体系的完整性,过多介绍指令,增加了学生的学习难度,往往学生学了很长时间也学不到PLC的真正使用方法,以致机电专业大学毕业的学生只知PLC,但不懂实际使用。
3.教师的困惑
教师按书本教学任务要求进行教学,却有大量的学生听不懂,也不想听,看到无精打采的学生,有的睡觉,有的开小差,有的交头接耳,我们还有多少热情去上课?我们的教学效果还有多少呢?
二、重构目的
课堂教学的有效性是指通过课堂教学活动,使学生在学业上有收获、有提高、有进步。教学有效性要求我们的教学要适宜、有用、有趣。
“适宜”是指营造让学生学得会的课堂。PLC课程是适宜于我们技校生的,它要求我们的学生会简单的编程,会设计PLC接线图,由PLC接线图进行PLC接线,而不是去编写大型、复杂的程序。在电工高级考评中,只用10个半天时间就能使具有初中水平的学员基本了解PLC,引导学员进入PLC世界。因此对于我们的学生来说,PLC课程是适宜他们学习的。
“有用”是指营造对学生有价值的课堂。PLC是有用的课程,社会对这方面人才的需求很大,而会用PLC的人较少,工资收入较高。在PLC的学习过程中,可以有效地培养学生的综合分析能力,提高其条理性和动手能力。
“有趣”指的是营造有活力的课堂。教学内容经过重构后,显得有活力、有趣,学生看到自己能设计出交通信号灯,看到工业机械手在动作,兴趣和潜能就会被大大激发出来。
可见,通过教材重构,可提高学生的自信心,激发学生的潜能,使学生能学、想学和乐学,社会对技校的认同形成良性循环。
三、重构实施
如此先进实用的课程,为何本科学生学习后只会“纸上谈兵”,笔者一直在反思。要使PLC课程适宜、有用、有趣,必须对课程内容进行重构。笔者经过几年的努力,现将心得与大家共享。
1.主要内容
原教材:讲授PCL发展史、概述、特点、应用。
重构后突出:应用、就业、收入。
最好用多媒体课件,采用讲故事的形式,使学生产生好感,培养其学习兴趣,激发学习的动力,让学生产生想学、要学的热情。
2.元件及基本指令
原教材:元件为X、Y、M、T、C;基本指令包括取、串联、并联、输出、串联块、并联块、多重输出、主控指令。
重构后:元件为X、Y、M;基本指令包括取、串联、并联、输出。
教师不应按照书本顺序,先花大量的时间介绍大量的指令,使学生失去学习的乐趣,而应以够用为原则,带学生进入PLC世界。有的指令可在应用时再讲授,把无味的学习变成有趣的探索。
3.改装常用电力拖动电路
原教材:星三角电路。
重构后:长动、正反转、星三角电路、多地控制电路、自动往返电路。
加强常用电力拖动电路改装,用熟悉的电路引入PLC的使用,也让学生认识到使用PLC的好处:接法简单、故障现象明显。通过上机仿真练习,让学生了解PLC,提高学习的自信。
4.设计一些简单的电路
例如灯延时开启、延时熄灭,二台电动机顺序启动,且进行接线调试,让学生体会到PLC是有用的,以提高学生学习的动力。
5.步进指令
讲授步进指令的输入方法、设计思路,利用三灯循环点亮、交通信号灯的设计,提高步进指令的设计技巧,降低编程难度,提高学生的条理性。
6.应用指令
对这部分进行删除、简化,因为应用指令对提高学生的编程能力没什么帮助,且加重学生记忆的负担,是技校学生特别不喜欢记忆的内容。如要用到应用指令,则翻书本就可解决。
7.利用PLC实训室进行实训练习
通过尝试简单的任务,使学生认识PLC后,可进一步设计任务,利用PLC实训室进行实训练习。如通过设计抢答器控制系统、货物传输带控制系统、舞台艺术灯光控制系统等,可使学生进一步体会成功,感到有趣,从而乐学。
8.教学方法、教学手段重构
传统的教学是先在教室中按部就班地完成教学任务,后去实习。而笔者的教学方式则是在教室中分析指令、分析程序,在机房中编写程序、仿真调试,在PLC实训室中接线、调试,三者有机接合,在不同地方有不同的教学目的、不同的教学方法和教学手段。同时,笔者利用任务驱动、项目训练、小组合作的方式,调动学生的积极性,激发学生的兴趣。
四、重构效果
通过PLC调试,能让学生真正了解PLC;通过重构,极大地激发了学生的积极性。08机械二班的梁可方同学在刘开林老师的带领下,为企业设计改装、制作了PLC控制的塑料加工车,且带领同学参与制作。目前6台设备已投入工作,还有4台正在制作中,为企业提高了效率,企业非常满意,向该学生发出邀请,邀请他在毕业后到企业负责PLC设备的开发和制作。在利用有效性重构的探索中,我们教师的PLC水平也有长足的进步。在市级PLC技能比赛中,2006年笔者获得市级比赛一等奖,2008年刘开林老师获市级比赛一等奖,2011年刚进入我校的沈勇老师第一次参加市级比赛获得了二等奖。
在技校的课程设计和课堂设计中,一定要注意教学的有效性,重构课程,利用任务驱动、项目训练、小组合作,营造出适宜、有用、有趣的课堂。经过四五年的PLC的教学实践中,笔者已体会到上课的喜悦,而学生也真正进入了能学、想学、乐学的良性循环中。
(作者单位:浙江省宁波市象山港高级技工学校)
关键词:教学有效性 PLC 教学效果 重构
PLC(Programmable logic Controller)是可编程控制器的简称, 是以微处理器为基础,综合了计算机技术、半导体集成技术、自动控制技术、数字技术和通信网络技术发展起来的一种通用工业控制装置,成为现代产业控制的三大支柱(CAD/CAM和PLC、机器人)之一,代表当代自动控制的先进水平。目前,PLC已被广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,可谓是最具发展潜力的学科,社会需求巨大。
对机械、电工专业来说,PLC课程是必修课,笔者所在学校也开设了PLC课程,通过几年的教学,现将所得与所思与大家分享。
一、重构缘由
1.教学对象
普高同一班级的学生分数较为集中,有利于集中教学;而进入技校的学生,分数较低,分化严重,高的500分以上,低的只有200、300分,有的甚至没有中考成绩,这样极不利于开展课堂统一教学。
2.教材内容
社会需要大量懂基本理论、重动手能力的蓝领工人,能设计PLC简单程序,进行PLC接线和PLC设备的维护。而现有教材强调理论体系的完整性,过多介绍指令,增加了学生的学习难度,往往学生学了很长时间也学不到PLC的真正使用方法,以致机电专业大学毕业的学生只知PLC,但不懂实际使用。
3.教师的困惑
教师按书本教学任务要求进行教学,却有大量的学生听不懂,也不想听,看到无精打采的学生,有的睡觉,有的开小差,有的交头接耳,我们还有多少热情去上课?我们的教学效果还有多少呢?
二、重构目的
课堂教学的有效性是指通过课堂教学活动,使学生在学业上有收获、有提高、有进步。教学有效性要求我们的教学要适宜、有用、有趣。
“适宜”是指营造让学生学得会的课堂。PLC课程是适宜于我们技校生的,它要求我们的学生会简单的编程,会设计PLC接线图,由PLC接线图进行PLC接线,而不是去编写大型、复杂的程序。在电工高级考评中,只用10个半天时间就能使具有初中水平的学员基本了解PLC,引导学员进入PLC世界。因此对于我们的学生来说,PLC课程是适宜他们学习的。
“有用”是指营造对学生有价值的课堂。PLC是有用的课程,社会对这方面人才的需求很大,而会用PLC的人较少,工资收入较高。在PLC的学习过程中,可以有效地培养学生的综合分析能力,提高其条理性和动手能力。
“有趣”指的是营造有活力的课堂。教学内容经过重构后,显得有活力、有趣,学生看到自己能设计出交通信号灯,看到工业机械手在动作,兴趣和潜能就会被大大激发出来。
可见,通过教材重构,可提高学生的自信心,激发学生的潜能,使学生能学、想学和乐学,社会对技校的认同形成良性循环。
三、重构实施
如此先进实用的课程,为何本科学生学习后只会“纸上谈兵”,笔者一直在反思。要使PLC课程适宜、有用、有趣,必须对课程内容进行重构。笔者经过几年的努力,现将心得与大家共享。
1.主要内容
原教材:讲授PCL发展史、概述、特点、应用。
重构后突出:应用、就业、收入。
最好用多媒体课件,采用讲故事的形式,使学生产生好感,培养其学习兴趣,激发学习的动力,让学生产生想学、要学的热情。
2.元件及基本指令
原教材:元件为X、Y、M、T、C;基本指令包括取、串联、并联、输出、串联块、并联块、多重输出、主控指令。
重构后:元件为X、Y、M;基本指令包括取、串联、并联、输出。
教师不应按照书本顺序,先花大量的时间介绍大量的指令,使学生失去学习的乐趣,而应以够用为原则,带学生进入PLC世界。有的指令可在应用时再讲授,把无味的学习变成有趣的探索。
3.改装常用电力拖动电路
原教材:星三角电路。
重构后:长动、正反转、星三角电路、多地控制电路、自动往返电路。
加强常用电力拖动电路改装,用熟悉的电路引入PLC的使用,也让学生认识到使用PLC的好处:接法简单、故障现象明显。通过上机仿真练习,让学生了解PLC,提高学习的自信。
4.设计一些简单的电路
例如灯延时开启、延时熄灭,二台电动机顺序启动,且进行接线调试,让学生体会到PLC是有用的,以提高学生学习的动力。
5.步进指令
讲授步进指令的输入方法、设计思路,利用三灯循环点亮、交通信号灯的设计,提高步进指令的设计技巧,降低编程难度,提高学生的条理性。
6.应用指令
对这部分进行删除、简化,因为应用指令对提高学生的编程能力没什么帮助,且加重学生记忆的负担,是技校学生特别不喜欢记忆的内容。如要用到应用指令,则翻书本就可解决。
7.利用PLC实训室进行实训练习
通过尝试简单的任务,使学生认识PLC后,可进一步设计任务,利用PLC实训室进行实训练习。如通过设计抢答器控制系统、货物传输带控制系统、舞台艺术灯光控制系统等,可使学生进一步体会成功,感到有趣,从而乐学。
8.教学方法、教学手段重构
传统的教学是先在教室中按部就班地完成教学任务,后去实习。而笔者的教学方式则是在教室中分析指令、分析程序,在机房中编写程序、仿真调试,在PLC实训室中接线、调试,三者有机接合,在不同地方有不同的教学目的、不同的教学方法和教学手段。同时,笔者利用任务驱动、项目训练、小组合作的方式,调动学生的积极性,激发学生的兴趣。
四、重构效果
通过PLC调试,能让学生真正了解PLC;通过重构,极大地激发了学生的积极性。08机械二班的梁可方同学在刘开林老师的带领下,为企业设计改装、制作了PLC控制的塑料加工车,且带领同学参与制作。目前6台设备已投入工作,还有4台正在制作中,为企业提高了效率,企业非常满意,向该学生发出邀请,邀请他在毕业后到企业负责PLC设备的开发和制作。在利用有效性重构的探索中,我们教师的PLC水平也有长足的进步。在市级PLC技能比赛中,2006年笔者获得市级比赛一等奖,2008年刘开林老师获市级比赛一等奖,2011年刚进入我校的沈勇老师第一次参加市级比赛获得了二等奖。
在技校的课程设计和课堂设计中,一定要注意教学的有效性,重构课程,利用任务驱动、项目训练、小组合作,营造出适宜、有用、有趣的课堂。经过四五年的PLC的教学实践中,笔者已体会到上课的喜悦,而学生也真正进入了能学、想学、乐学的良性循环中。
(作者单位:浙江省宁波市象山港高级技工学校)