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中职在PLC可编程教学中的改革与创新探讨

摘要：《PLC可编程控制器》课程是中等职业学校电工电子与自动化专业实用性和实践性都很强的专业课,而"项目驱动"教学法是实施探究式教学模式的一种教学方法。利用"项目驱动"教学法来加强实践教学对培养学生的职业能力起着重要的作用。在近两年的实训基地建设当中,我们以《PLC可编程控制器》课程为载体在项目教学方面做了大胆的尝试,取得了一些经验。实践证明,在该课程的教学中采用项目教学能够培养学生注重掌握解决问题的意识,较好地培养了学生实践能力和创新精神。
本文主要针对PLC教学中出现的问题进行探索，从教学理念、培养学生创新意识，方法与手段、考核方法等方面的改革与创新进行了一系列探讨，并在实践当中进行了一些有益的尝试。
　　随着经济的快速发展，工业生产的自动化程度越来越高，电气自动化设备得到广泛应用，企业对毕业生的开拓创新能力要求也不断提高。这种状况对技工教育提出了更高的要求，作为自动化专业核心课程PLC可编程控制器课程的教学，必须适应社会生产发展的需要，以市场经济对人才的能力需求为导向，创新教学模式。为了提高学生学习PLC可编程控制器的兴趣和培养开拓创新思维能力，我们在PLC可编程控制器课程的教学中，作了以下几点有益的尝试。
一、更新教育理念，培养学生的创新意识：
　　　　从未来的趋势看，生产一线对自动化人才需求的层次越来越高；既需求技能型人才，更需要具有积极进取开拓创新能力的人才。现代教学理论认为：传统模式过分看重知识的传授，强调教育在课堂上的核心作用，忽视了学生的个性差别，从而严重损失教学效率；过多强调学习，从而损失了学生的发现、创新兴趣；传统模式以教师为中心，学生成为被动的“填鸭”对象，或装知识的容器，抹杀了学生的主动精神和创造潜能。这样的模式很难培养学生的创新意识，更不用说培养创造性人才。
　　因此，更新教育理念，变传统教育模式为创造型模式及以学生为中心，加强学生在教学中的主体地位，是未来教育的发展趋势。在教学中，不仅要传授学生知识，更要授与学生探索问题和解决问题的方法和能力，启发学生自觉运用知识、不断创新的意识。
　　创新是一个人的才智因素和非才智因素的综合发挥，创新并非神秘莫测，大多数人经过学习和训练，都会提高创新意识，开发出创新能力。创新思维一般程序为：发现问题、提出问题、提出假设、解决方法及检验、否定、再另寻求解决方法及检验，直到真正解决并通过检验等。程序的每一过程，都要有良好的思维意识，创新教育强调的是“发现”知识的过程，而不是简单的获取结果，强调的是创造性解决问题的方法和形成探索的精神。随着现代科学技术的发展，传统教学理念已不适应PLC可编程控制器课程的教学。因此，我们尝试采用PLC可编程控制器创新型教学模式，激发学生自觉学习的积极性。
　　PLC可编程控制器教学核心内容是根据控制要求进行编程设计，PLC可编程控制器编程设计是要强调个性化的，这就要充分发挥学生在学习中的主观能动性、积极性和创造性。通过提出各种课题来鼓励学生自主思考，标新立异，勇于质疑，培养学生的发散思维，引导学生想出更多的方法来解决问题。如在讲解PLC的基本指令时，为了加深对指令的理解，每个指令都会引用一个例子来介绍。在讲到综合性应用时，如用PLC可编程控制器控制交通灯、机械手时，会采用多种方法进行设计，如：基本指令编程、顺序控制指令编程、功能指令编程、比较指令编程等。为了提高学生的理性认识，力求避免空洞、枯燥的理论阐述，经常给学生分析讲解实际的工程案例，如针对目前正在院内使用的PLC可编程控制器控制恒压供水应用实例，进行现场教学，从可行性分析、设备选型、变频器参数设定、控制程序设计、安装调试过程中抗干扰因素的处理等多方面进行分析，按照实际工程规范要求来引导学生，使学生形成理论与实际相结合的思维模式。
　　此外，在上PLC可编程控制器实验课之前，老师事先给出PLC可编程控制器控制要求，使学生自己有足够的时间进行独立思考、然后上机调试验证。课外作业的批改也改变传统做法，教师只负责指导，让学生自己通过上机调试验证来发现问题，老师通过讨论、讲评、赞扬、鼓励，及时发现学生的创新潜能，及时肯定编程作业中的创新思维。结果是学生的编程作业可谓思路各异，丰富多彩，其中不乏创新之处。几年的实践证明：通过这种方式，培养了学生的创新意识，又极大的提高了学生的学习兴趣和自信心。这样的训练使学生有了成就感，并为提高创新能力打下基础。对于布置课外作业的内容，不局限于课本知识，而是给出一些实际问题，让学生独立思考，寻找解决问题的方法，使学生自觉充分利用课余时间，通过图书馆、互连网等方式查询资料，上机调试，这个过程提高了学生解决问题的能力，同时也开阔了学生的视野。
二、转换教师角色和创新教学方式：
　　　　实施课程教学创新教育必须要发挥教师作用，教师把自身的创造品质与人格、民主平等的教学理念直接、轻松活泼的课堂气氛等传递给学生，给学生以长期不懈，潜移默化的感染，是提高学生对此门课程兴趣的关键，也是创新教育的关键。学生对PLC课程感兴趣，才会有创新的激情。
　　在我们以往的PLC可编程控制器教学中，担任理论课教学的教师不用负责实验、实训课，只是埋头书本理论教学；而担任实验、实训课的教师，又不用担任理论课教学；这样的结果往往造成理论与实践的脱节；理论课上讲的内容到了实验、实训课不能及时反映，实验、实训课学生提出的问题又不能及时得到理论上的指导，这样往往造成学生无所适从。而理论课教师无法直接了解学生的动手能力，实验、实训课教师也无法直接了解学生理论知识掌握进度和程度，教师本身的创新精神也受到限制和压抑，造成教学方法僵化、以分数衡量一切，这样的教师不可能培养出创新型的学生。为了解决这一矛盾，首先改变这种做法，要求教师既教理论课程，又负责实验、实训课，既讲理论，又亲自动手，及时解答学生的疑问，及时发现学生的一些创新思想、创新意识，并及时给以肯定和赞扬。这样安排的结果，无形之中建立了一种相互理解、相互尊重、相互信任、融洽、和谐的新型师生关系。
　　此外，在教学方式上，要求教师不局限于传统方法，而是尝试和采用了一下几种新的教学模式：
　　（一）采用“一体化”教学模式：
注重能力培养、强化技能训练、提高综合素质的一体化培养模式，理论课与实践课交叉进行的教学模式，实践始终贯穿在整个教学过程。形成融知识传授、能力培养、提高技能、素质教育于一体的可编程控制器应用“一体化教学模式”。突出实践教学，理论教学为实际应用服务的思想。整个教学过程围绕PLC可编程控制器技能训练（实验）、PLC综合训练（课程设计训练）及PLC可编程控制系统设计（毕业设计）三个主要实践环节来完成。通过以上环节的训练学生能完成PLC可编程控制器的正确选型、PLC的程序设计与调试、PLC控制系统的设计与调试的整个过程。整个课程体系包括前期课程准备、理论与实践教学大纲、教学计划、理论教学设计、实践教学设计、课程考核方法。
（二）构筑“立体化”的教学方法和手段：
　　将教材、教学参考书、多媒体课件、现代化实验平台、网络技术等融为一体，应用多媒体技术，网络技术等现代化教学手段，将课内讲授和课外自主式学习有机结合，使教学内容互相渗透，突出PLC基本原理、基本编程方法及基本技能的培养。注重教学内容、方法、实验、技术与生产实际相结合，培养学生掌握PLC技术解决实际问题的能力。
　　（三）案例教学法：
　　通过一个个生动的单个实例引入，将PLC的定义、指令、程序设计的方法由枯燥变得生动，激发了学生的学习兴趣； PLC的系统设计从解决实际问题项目实例入手，层层分析，逐步完成，最后归纳总结系统设计的详细思路，使难以理解的问题变得思路清晰、迎刃而解，从而激发起学生的创造潜力。
　　（四）“任务驱动式”实践教学法：
　　突出实践教学，注重学生动手能力培养。实践教学与理论教学学时数达到1:1以上，实践内容包括：利用课余时间通过社会实践的形式完成的PLC应用调查报告、围绕课前提出任务完成PLC程序设计或实用小制作、课程实验（16学时）、两周的课程设计、十周的毕业设计等。整个实践教学环节围绕最终学生能够“完成一个PLC应用系统”这一任务为主线，层层推进，培养学生知识应用的能力。
三、更新评价机制
　　在对学生学习PLC可编程控制器课程的成绩进行评定时，设法避免了以往一卷评终身的评分方式，以重视个性为指导原则，从重结果评价转向重过程评价，不以成绩的好坏来评价学生，而重视学生的再学习能力、独立思考能力、解决问题的能力及创新思维能力等。
　PLC可编程控制器理论课程成绩和课程设计考核的评定是分开进行的。理论课程考核的最终成绩包含如图1所示的四个部分。（1）平时成绩指作业完成情况、上课出勤及课堂提问回答的表现。（2）实验成绩指完成课程实验规定的实验内容及实验报告的提交情况。（3）调查报告成绩指学生利用课余时间完成的PLC可编程控制器应用调查报告。（4）期末考试卷面成绩。课程设计考核的最终成绩包含五部分（1）平时成绩指课程设计出勤及工作态度；（2）系统软硬件设计；（3）系统安装调试；（4）设计资料整理；（5）答辩成绩。
　总之，从传授知识的教育理观念向注重能力培养的教育理念转变。注重对学生创新能力、综合能力、实践能力、合作能力的培养，从“教师如何教好”向“教师如何让学生学好”转变。教学各环节都应该围绕着帮助学生“如何学”、“如何学好”来开展是PLC可编程控制器教学中的改革与创新的最终目标。

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