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技工学校是培养具有一定基础理论知识和娴熟操作技能的中、高级实用型人才的中等职业学校。随着我国社会主义市场经济和现代加工技术的迅速发展,社会及企业对技能人才的知识与技能结构提出了更高的要求,需要既有一定的理论知识又有很强的实际操作能力,既能解决实际生产的问题又有技术创新能力的人才。因此,为适应社会和企业用人的需求,一体化教学模式将成为技工教学改革的重点,并将在技工教学领域逐步推行。
一、PLC一体化教学的必要性
可编程序控制器(PLC, ProgrammableLogicController)是以微处理器为基础发展起来,集自动化技术、计算机技术、通信技术、先进制造技术为一体的新型工业自动控制装置。由于它可以通过软件来改变控制过程,而且具有体积小、功能强、可靠性高、抗干扰能力强以及应用安装方便等优点,很快在我国的工业控制中占据了主导地位,现今已成为现代工业自动化的三大支柱(PLC技术、机器人、計算机辅助设计和制造)之一,并且还在不断发展。这一发展形势使PLC技术已成为各类职业技术学校电子与电气专业的一门必修课,且在职业技能鉴定中可编程序控制器也逐渐成为指定的考核内容。
但如何才能让学生学好PLC呢?结合多年的实践与探索,笔者认为对PLC这门课程实行一体化教学是最好的选择。一体化教学能够使理论与实操更好地衔接,打破理论课、实验课或实操课的界限,将理论教学和实操教学融为一体,在实践中教理论,在运用中学技术。这种一体化教学模式能很好解决理论教学和实践教学脱节问题,减少理论课之间及理论与实操课之间知识的重复,增强教学直观性,充分体现学生的主体参与作用,必将有助于教学质量的提高和高技能人才的培养。
二、如何进行PLC一体化教学
推行PLC一体化模式教学将会是技工学校教育改革的重点,那么如何才能更好地实施一体化教学模式呢?笔者结合自己的工作经历浅谈几点:
1.一体化配套教材的编写
一体化教学要有与专业相配套的教材。传统的教材一般都强调理论的全面性和系统性,很难适应技工学校一体化教学的需要。因此,编写相配套的一体化教材是进行一体化教学的根本。
首先,在编写一体化教材时应依据教学大纲及国家技能鉴定的标准,按科学性、合理性、实用性、有效性原则编写一体化教材,这是实施一体化教学的基础。
再次,编写一体化教材应坚持以下几个原则:
(1)以学生就业为导向,以企业用人标准为依据,在专业知识的安排上,紧密联系培养目标的特征,坚持够用、实用的原则,摈弃“繁难编旧”的理论知识,同时,进一步加强技能训练的力度,特别是加强基本技能与核心技能的训练。
(2)在考虑学校办学条件的前提下,力求反映社会和企业用人的现状和趋势,尽可能地引入新技术、新知识、新工艺、新方法,使教材富有时代感。
(3)遵从技工学校学生的认知规律,在结构安排和表达方式上,强调由浅入深,循序渐进,强调师生互动和学生自主学习,并通过大量生动的案例和图文并茂的表现形式,使学生能够较轻松掌握所学内容。
笔者所在学校在一体化教学理念、模式和方法的基础上,结合自己的实际情况,组织骨干教师编写了PLC一体化教材。教材着力以市场为导向,以技能为重点,以实践为主线,对课程内容进行创新整合。比如我们的任课老师通过多种途径搜集了上百个PLC应用实例,并通过筛选、整合成五个单元,每个单元由几个同类实例组成。每个课题以一个应用实例为主题,其内容包括了:应用实例的生产目的,生产条件和生产环境的介绍,用PLC实现控制的线路,所用的基本指令,编程方法、调试应用。由几个应用同类指令的实例课题组合成为一个教学单元,全部教学内容分为五个教学单元。五个单元主题分别是PLC原理、时序控制、计数控制、位置控制和特殊功能综合应用。单元内的课题按照其难易程度安排教学的先后顺序。任课老师精选设计的每个实例课题都有一定的科学性、连贯性,由简到繁、由易到难。单元内的实例都能有效地为该单元核心内容的教学服务。因此说,要改革传统教学就必须有配套的教材,并且要合理地设计好每一个实例课题。这些实例课题既能方便学生的学习,又要包含本课程的所有知识点。
2.一体化的实训室建设
由于一体化教学方法强调空间和时间的统一,即在同一场地、同一时间完成教学的多种任务。所以,要实施一体化教学,就必须具有既能满足理论教学,又能满足实训教学的“一体化”场所。这就要求实训车间要有足够的工位,必需的教学环境,如黑板,甚至是多媒体教学设备。我校的PLC实训车间,在前面设有黑板及多媒体教学设备,这样教师既可以讲理论又可以让学生进行实操,可以讲一点练一点,保证每个课题都能做到教师的理论指导与学生的实践保持连贯性。由于整个教学过程都是由一位教师主讲并指导实操,因此该一体化实训车间为教学师生双方边教、边学、边做、理论与实践交替进行提供了保障,所以在教学中不存在没有理论的实践,也不存在没有实践的理论,真正实现了空间和时间的统一,保证了一体化教学的顺利实施。
3.一体化教学方法的改革
PLC这门课程具有多变性、综合性、典型性、实践性和实用性五大教学特点,在教学过程中,既有一般又有特殊,既有新授又有复习,既有理论又有实训,既有工作原理又有编程方法,既有典型单元程序又有复杂实用案例。但是技工学校的学生又是一个学习基础、习惯和动机差异很大的群体,这就决定了我们技工学校的教师一定要根据本课程不同教学内容、特点以及学生的认知规律,采取不同的教学方法。同时,无论是理论教学还是实践教学,教师要努力做到因材施教,在如何充分调动广大学生学习积极性和发挥广大学生主观能动性上多下功夫。
(1)在讲课前,吸引学生的兴趣。俗话说,良好的开端是成功的前提和基础。PLC的每个课题以实例为重点,这些实例都来自我们的生活、生产。比如美丽的喷泉、闪烁的霓虹灯、交通灯、汽车自动生产流水线,学校的机械加工中心、数控机床、机械手的控制、电梯控制、钢铁集团的高炉上料,货物的存取、运输、检测等等,都有PLC的功劳,这些都是与大家日常生活息息相关的例子。学生对这些课题感兴趣,认识到所学的东西有用,能解决现实问题,学习热情自然就高涨起来。因此在教学中,教师要把握时机,结合教材特点,把学生感兴趣的东西引入课堂,这些东西越接近学生的日常生活,同时又不偏离教材,学生对所学知识就越容易理解,学生学习的兴趣也越浓,学生学习的自觉性和主动性也就跟着提高了。
(2)在讲课的过程中,激发学生的兴趣。经调查研究发现,目前担任《可编程控制器》的很多教师采取的是“一言堂”和“填鸭式”的教学,这样势必造成“言者津津,听者昏昏”的教学局面。经多年的分析发现《可编程控制器》这门课程,尤其是PLC指令及应用、编程方法和实际应用等教学内容,最适宜于采取互动式教学方法。因此在教学中,大胆引入“行为引导学”教学方法。为了搞好双边互动式教学,就要求我们教师在备课时把教材上静态的知识转化为课堂上动态的教学信息,并且在教学过程中要想方设法地创造出一个可以实现双边互动式教学的环境和气氛,通过创设情境、巧设疑问、共同讨论、动手实践等多种教学方式,有效地开展双边互动式教学。通过老师给出任务,引导学生积极参与,从各方面收集资料然后进行分析综合从而解决问题。这样不仅激发学生的兴趣,开拓了学生的思维,培养了学生的想象力和创造力,而且在完成任务的同时,很自然地学会了解决问题的方法,在整个过程中也增强了学生之间的信息交流。
(3)在操作过程中,提高学生的兴趣。目前大多数学校的PLC实训内容都是一些“简单验证式”或“机械重复式”方面的项目,在一定程度上为学生“依葫芦画瓢”提供了方便,学生在实训时只需要进行程序输入、线路连接等简单操作即可顺利完成。这种实训方式没有多大意义,笔者在教学中,每个实训都是只控制主题,不控制答案。因为每个学生的思维方式和创造力不同,因此同一个任务编出的程序也会不同。教师只在现场指导,或者督而不导,让广大学生自主选择,在实训中既动手又动脑,从而促使学生自主地分析在实训中所遇到的问题,经过组内讨论、组间互助、师生互动,共同找出问题的解决方法。这样不仅锻炼了学生的动手操作能力,提高了学生的学习兴趣,还培养了学生的独立思考创新能力,同时也对学生进行了独立自主的个性和作风教育,促进了人格的形成。只有这样才能从本质上学好这门课程,从而最终实现本课程在技工学校的教学目标。
(4) 在归整成果时,巩固学生的学习兴趣。一是逐步培养学生解决实际问题的能力。课题实例来自生产和生活、要处理及注意的有关问题我们都向学生交待清楚,引导学生自主决定具体处理的办法、解决的方法、步骤、方向。通过多个实例的学习、实践与积累,学生能逐渐地提高解决实际问题的能力。二是提高竞争意识,巩固所学知识。适度的压力是动力的泉源。为使学生能积极参与,任课老师应在教学过程中实行单元过关制度来增强学生学习的适度紧迫感。每个课题教学的最后环节是课题小测验,测试内容与课题大致雷同。一单元结束时进行一次单元综合测验。通过这种单元过关制度,学生的竞争意识更强,学习兴趣更浓,学习效果好。另外,通过测试来检查学生对课题的掌握情况,以及时地查漏补缺,也是教学工作必不可少的环节。
总之,一体化教学使理论与实践紧密地融为一体,在实践中教理论,在运用中学技术,从而增强了学生的学习兴趣,提高学生PLC综合应用能力,只有这样才能真正实现学生毕业后在PLC技术应用领域“零距离上岗”的最终教学目标,才能适应现代生产企业对人才的质量要求。
(作者单位:山东煤炭技术学院)
一、PLC一体化教学的必要性
可编程序控制器(PLC, ProgrammableLogicController)是以微处理器为基础发展起来,集自动化技术、计算机技术、通信技术、先进制造技术为一体的新型工业自动控制装置。由于它可以通过软件来改变控制过程,而且具有体积小、功能强、可靠性高、抗干扰能力强以及应用安装方便等优点,很快在我国的工业控制中占据了主导地位,现今已成为现代工业自动化的三大支柱(PLC技术、机器人、計算机辅助设计和制造)之一,并且还在不断发展。这一发展形势使PLC技术已成为各类职业技术学校电子与电气专业的一门必修课,且在职业技能鉴定中可编程序控制器也逐渐成为指定的考核内容。
但如何才能让学生学好PLC呢?结合多年的实践与探索,笔者认为对PLC这门课程实行一体化教学是最好的选择。一体化教学能够使理论与实操更好地衔接,打破理论课、实验课或实操课的界限,将理论教学和实操教学融为一体,在实践中教理论,在运用中学技术。这种一体化教学模式能很好解决理论教学和实践教学脱节问题,减少理论课之间及理论与实操课之间知识的重复,增强教学直观性,充分体现学生的主体参与作用,必将有助于教学质量的提高和高技能人才的培养。
二、如何进行PLC一体化教学
推行PLC一体化模式教学将会是技工学校教育改革的重点,那么如何才能更好地实施一体化教学模式呢?笔者结合自己的工作经历浅谈几点:
1.一体化配套教材的编写
一体化教学要有与专业相配套的教材。传统的教材一般都强调理论的全面性和系统性,很难适应技工学校一体化教学的需要。因此,编写相配套的一体化教材是进行一体化教学的根本。
首先,在编写一体化教材时应依据教学大纲及国家技能鉴定的标准,按科学性、合理性、实用性、有效性原则编写一体化教材,这是实施一体化教学的基础。
再次,编写一体化教材应坚持以下几个原则:
(1)以学生就业为导向,以企业用人标准为依据,在专业知识的安排上,紧密联系培养目标的特征,坚持够用、实用的原则,摈弃“繁难编旧”的理论知识,同时,进一步加强技能训练的力度,特别是加强基本技能与核心技能的训练。
(2)在考虑学校办学条件的前提下,力求反映社会和企业用人的现状和趋势,尽可能地引入新技术、新知识、新工艺、新方法,使教材富有时代感。
(3)遵从技工学校学生的认知规律,在结构安排和表达方式上,强调由浅入深,循序渐进,强调师生互动和学生自主学习,并通过大量生动的案例和图文并茂的表现形式,使学生能够较轻松掌握所学内容。
笔者所在学校在一体化教学理念、模式和方法的基础上,结合自己的实际情况,组织骨干教师编写了PLC一体化教材。教材着力以市场为导向,以技能为重点,以实践为主线,对课程内容进行创新整合。比如我们的任课老师通过多种途径搜集了上百个PLC应用实例,并通过筛选、整合成五个单元,每个单元由几个同类实例组成。每个课题以一个应用实例为主题,其内容包括了:应用实例的生产目的,生产条件和生产环境的介绍,用PLC实现控制的线路,所用的基本指令,编程方法、调试应用。由几个应用同类指令的实例课题组合成为一个教学单元,全部教学内容分为五个教学单元。五个单元主题分别是PLC原理、时序控制、计数控制、位置控制和特殊功能综合应用。单元内的课题按照其难易程度安排教学的先后顺序。任课老师精选设计的每个实例课题都有一定的科学性、连贯性,由简到繁、由易到难。单元内的实例都能有效地为该单元核心内容的教学服务。因此说,要改革传统教学就必须有配套的教材,并且要合理地设计好每一个实例课题。这些实例课题既能方便学生的学习,又要包含本课程的所有知识点。
2.一体化的实训室建设
由于一体化教学方法强调空间和时间的统一,即在同一场地、同一时间完成教学的多种任务。所以,要实施一体化教学,就必须具有既能满足理论教学,又能满足实训教学的“一体化”场所。这就要求实训车间要有足够的工位,必需的教学环境,如黑板,甚至是多媒体教学设备。我校的PLC实训车间,在前面设有黑板及多媒体教学设备,这样教师既可以讲理论又可以让学生进行实操,可以讲一点练一点,保证每个课题都能做到教师的理论指导与学生的实践保持连贯性。由于整个教学过程都是由一位教师主讲并指导实操,因此该一体化实训车间为教学师生双方边教、边学、边做、理论与实践交替进行提供了保障,所以在教学中不存在没有理论的实践,也不存在没有实践的理论,真正实现了空间和时间的统一,保证了一体化教学的顺利实施。
3.一体化教学方法的改革
PLC这门课程具有多变性、综合性、典型性、实践性和实用性五大教学特点,在教学过程中,既有一般又有特殊,既有新授又有复习,既有理论又有实训,既有工作原理又有编程方法,既有典型单元程序又有复杂实用案例。但是技工学校的学生又是一个学习基础、习惯和动机差异很大的群体,这就决定了我们技工学校的教师一定要根据本课程不同教学内容、特点以及学生的认知规律,采取不同的教学方法。同时,无论是理论教学还是实践教学,教师要努力做到因材施教,在如何充分调动广大学生学习积极性和发挥广大学生主观能动性上多下功夫。
(1)在讲课前,吸引学生的兴趣。俗话说,良好的开端是成功的前提和基础。PLC的每个课题以实例为重点,这些实例都来自我们的生活、生产。比如美丽的喷泉、闪烁的霓虹灯、交通灯、汽车自动生产流水线,学校的机械加工中心、数控机床、机械手的控制、电梯控制、钢铁集团的高炉上料,货物的存取、运输、检测等等,都有PLC的功劳,这些都是与大家日常生活息息相关的例子。学生对这些课题感兴趣,认识到所学的东西有用,能解决现实问题,学习热情自然就高涨起来。因此在教学中,教师要把握时机,结合教材特点,把学生感兴趣的东西引入课堂,这些东西越接近学生的日常生活,同时又不偏离教材,学生对所学知识就越容易理解,学生学习的兴趣也越浓,学生学习的自觉性和主动性也就跟着提高了。
(2)在讲课的过程中,激发学生的兴趣。经调查研究发现,目前担任《可编程控制器》的很多教师采取的是“一言堂”和“填鸭式”的教学,这样势必造成“言者津津,听者昏昏”的教学局面。经多年的分析发现《可编程控制器》这门课程,尤其是PLC指令及应用、编程方法和实际应用等教学内容,最适宜于采取互动式教学方法。因此在教学中,大胆引入“行为引导学”教学方法。为了搞好双边互动式教学,就要求我们教师在备课时把教材上静态的知识转化为课堂上动态的教学信息,并且在教学过程中要想方设法地创造出一个可以实现双边互动式教学的环境和气氛,通过创设情境、巧设疑问、共同讨论、动手实践等多种教学方式,有效地开展双边互动式教学。通过老师给出任务,引导学生积极参与,从各方面收集资料然后进行分析综合从而解决问题。这样不仅激发学生的兴趣,开拓了学生的思维,培养了学生的想象力和创造力,而且在完成任务的同时,很自然地学会了解决问题的方法,在整个过程中也增强了学生之间的信息交流。
(3)在操作过程中,提高学生的兴趣。目前大多数学校的PLC实训内容都是一些“简单验证式”或“机械重复式”方面的项目,在一定程度上为学生“依葫芦画瓢”提供了方便,学生在实训时只需要进行程序输入、线路连接等简单操作即可顺利完成。这种实训方式没有多大意义,笔者在教学中,每个实训都是只控制主题,不控制答案。因为每个学生的思维方式和创造力不同,因此同一个任务编出的程序也会不同。教师只在现场指导,或者督而不导,让广大学生自主选择,在实训中既动手又动脑,从而促使学生自主地分析在实训中所遇到的问题,经过组内讨论、组间互助、师生互动,共同找出问题的解决方法。这样不仅锻炼了学生的动手操作能力,提高了学生的学习兴趣,还培养了学生的独立思考创新能力,同时也对学生进行了独立自主的个性和作风教育,促进了人格的形成。只有这样才能从本质上学好这门课程,从而最终实现本课程在技工学校的教学目标。
(4) 在归整成果时,巩固学生的学习兴趣。一是逐步培养学生解决实际问题的能力。课题实例来自生产和生活、要处理及注意的有关问题我们都向学生交待清楚,引导学生自主决定具体处理的办法、解决的方法、步骤、方向。通过多个实例的学习、实践与积累,学生能逐渐地提高解决实际问题的能力。二是提高竞争意识,巩固所学知识。适度的压力是动力的泉源。为使学生能积极参与,任课老师应在教学过程中实行单元过关制度来增强学生学习的适度紧迫感。每个课题教学的最后环节是课题小测验,测试内容与课题大致雷同。一单元结束时进行一次单元综合测验。通过这种单元过关制度,学生的竞争意识更强,学习兴趣更浓,学习效果好。另外,通过测试来检查学生对课题的掌握情况,以及时地查漏补缺,也是教学工作必不可少的环节。
总之,一体化教学使理论与实践紧密地融为一体,在实践中教理论,在运用中学技术,从而增强了学生的学习兴趣,提高学生PLC综合应用能力,只有这样才能真正实现学生毕业后在PLC技术应用领域“零距离上岗”的最终教学目标,才能适应现代生产企业对人才的质量要求。
(作者单位:山东煤炭技术学院)