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摘 要:《可编程控制器应用技术》是一门集知识和技能于一体、实践性很强的课程,要求学生既要学好理论知识,又要掌握实际操作技能,在可编程控制器课堂教学中,要实现优化提升课堂教学效率的目标,关键是全面落实以学生为主体、以教师为主导的原则,重视学生学习兴趣的培养和学习愿望的激发、重视学生的参与和竞争意识的培养、重视学习主体差异性的客观存在和学生不同层面的发展、重视学生间的合作学习、共同提高。
关键词:可编程控制器 课堂教学效率 优化提升
中图分类号:G642.3文献标识码:A文章编号: 1673-1875(2009)02-021-02
可编程控制器(Programmable Logic Controller )(简称PLC)是以微处理器为基础的通用工业控制装置。它的推广应用在我国得到了迅猛的发展,已经广泛应用在各种生产机械设备和生产过程的电气控制设备中。学习PLC 的工作原理,具备设计、调试和维护已经成为现代工业对电气技术人员和工科学生的基本要求。同样,它也是我们中职电子、机电类专业的必修课。本文就在中等职业教育的《可编程控制器应用技术》教学中,如何实现课堂
效率的优化提升进行初步探讨,观点如下:
一、唤起兴趣是课堂效率的优化提升的前提
《可编程控制器应用技术》是职业学校电子、机电类专业学生必修的专业课,它要求学生既要有相关的专业课基础,又要具备较为周密的思考与解决问题的能力。如果学生对这门课程不感兴趣,则根本无法学好。那么,怎样激发学生的学习兴趣呢?
首先,利用学生的好奇心,激发求知欲望,以通俗形象的实例上好起始课。刚开始上PLC课程时,学生对本课程不了解,很容易理解为计算机之类的编程课程,产生难学没有信心的念头。老师一定要在教材、教法的研究上下功夫,提高教学的艺术性和科学性。在现代化科技飞速发展信息时代,教师应多获取与本专业相关的资料。提高自身素质,给学生以信心,激发学生的学习兴趣。比如讲授PLC课程时,首先列举PLC在工业、农业、交通运输业及日常生活中广泛应用的例子,如:汽车生产流水线,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,大型造纸厂中PLC的应用,甚至是机器人的控制等等都有PLC的功劳,还有繁华城市的霓虹灯、交通灯,舒适小区里的人工喷泉……这些与大家日常生活息息相关的例子,使学生对这门课程有一个初步的了解,觉得它就在我们身边,同时教师还可以联系就业市场的需求(有较多单位提出“懂得PLC者优先”),从而激发了学生的学习欲望。
其次,借助实物或运用电教手段(文、声、形、图、色结合)向学生提供内容丰富、形象生动的感性材料,更好地吸引学生对所学课程的兴趣和注意力。
1、采用直观教学
直观教学可以激发学生的兴趣,同时还培养了学生的观察能力,增强感性认识,扩大学生的思维空间,开阔学生的想象力,利于对知识的理解。例如:在讲解PLC的结构时,教师带学生到实训室观看PLC试验台,了解PLC的外部结构及外部设备等,这样对PLC的外部结构就有一个感性的认识,与老师在黑板上详细地讲解这些理论知识比较起来,学生更愿意选择前者,教学效果会好的多,学生在感性直观教学中也更容易将理性知识理解、掌握。但对于PLC的内部结构,我们不能解体PLC,则利用挂图讲解,这样学生对PLC就有一个较清晰的印象。
2、借助多媒体
我们可以应用多媒体制作电子教案、PLC的模拟软件,借助多媒体技术,用生动丰富的画面效果吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣。例如:讲解交通信号灯控制程序时,学生对整个过程较易混淆,教师可以借助PLC模拟软件中十字路口交通灯的动画进行描述,动画中有交警在指挥,当东西绿灯亮时,交警指挥东西方向的车通行,同时南北红灯会发出声音:“南北车请暂停”,设定时间快到时,东西绿灯开始闪,接着东西黄灯亮,这时交警示意东西车停,南北车行,东西红灯亮,并发出声音:“东西车请暂停”……通过动听的音乐、形象的画面,学生对十字路口的车行交通灯的工作过程,东西南北红、绿、黄灯的交替过程不易模糊,印象较深,有助于程序的理解。另外,学生还可以利用PLC模拟软件验证自己所编程序的正确性,让学生较为直观的发现编程的漏洞。
二、理实一体、项目教学是课堂效率优化提升的保障
1、理实一体
实践教学是学生较理论授课乐于接受的学习方式,满足学生们的好奇心,激发学生学习知识的兴趣。实践课不但是对理论课的补充,也是强化学习效果的重要手段,可以加深对理论知识的理解,让学生在实践操作中体会到PLC教学内容丰富、应用广泛,证实并体会到了PLC是能解决实际问题的实用学科,而不是枯燥无味的说教。
在实践课上学生可以调试自己编制的程序,进行模拟实验。通过动手、观察、直观感受,掌握现象和结论,进一步加深理解所学理论知识。同过实践,在培养学生动手能力的同时,更提高了处理和解决问题的能力。例如:电机正反转PLC控制实验时,教师可先复习学生电拖中做过的双重连锁电机正反转的电气原理图,讲解“翻译法”,让学生把它变成PLC的梯形图。接着由学生自己动手把I/O接线图接好,用手编器把程序一条条输入到PLC中,再运行自己所编的程序。当学生见到自己的电机正转、反转、停时,有学生说:“不是很难,比电拖接线快多了。”有了这个基础,教师可以引导学生进一步编制“控制先电机正转10秒再反转5秒后停”的程序,观察现象,这时要学生在程序中更改正反转的时间就是轻而易举的事了。通过以上实验,学生既动手编制、调试自己的程序,又对难懂的定时器的理论知识加深了理解。
2、项目教学
传统的课堂教学是教师教、学生学,教师讲得头头是道,学生听得迷迷糊糊,师生间的双边活动也仅仅停留在学生必须思考回答教师提出的问题。现代心理学研究表明,课堂上的最佳情境是合作学习情境,师生间的合作协同能提供多向交流的、和谐的、互助的、民主的、没有权威的物理环境及“心理安全”、“心理自由”的心理环境,使师生能畅所欲言,最大限度地激励思维的多向性和创新欲望,开发学生创新潜能。
《可编程控制器应用技术》是一门实践性和操作性很强的课程,采用项目教学是《可编程控制器应用技术》课程最适宜的教学方法。教师可以通过模块式、项目化的教学方法,在处理每个项目时可将全班学生分成若干小组,教师也充当某一组中的一员,大家通力协作、研究,确定每组的最佳方案,最后,师生一同分析不同表达方案的优、缺点,提出得失。在处理编制程序梯形图这一内容时,所有的程序设计要求都可以通过项目教学法来组织教学。学生在具有目标明确的项目驱动下,以“做中学”的方法进行学习,这样,不仅可以提高他们学习的主动性和学习乐趣,同时也培养了他们的思考与解决问题的能力,此外团队协作能力、学生个体之间的沟通能力都在其中有了提高。
三、分层教学是课堂效率优化提升的关键
职中学生在学习中表现出不同的层次差异,在专业课学习中差异性尤为明显。要切实有效提高课堂效率,采取分层教学法显得尤为重要,在可编程控制器教学中,教师必须认真准备具有层次性的教学内容、教学方法、教学步骤。在教学内容的安排上,以中等生为基准,兼优等生和差生,可采用设计问题让学生解答的质疑法,问题的设计要考虑不同层次学生的需求;难易适中,具有梯度,对学生碰到的疑难问题,可在课堂教学中实施专题讨论,让学生各抒已见,畅所欲言;既安排统一授课的内容,又安排不同层次的作业训练,学生共同练习,教师个别辅导,从而在多样化的、开放性的作业训练中培养学生的创造性思维。例如,在布置完全班作业的同时,可留一道提高题,感兴趣的完成它等等,这样,给全班学生都受到必要的能力训练,以达分层教学的目的。
四、评价体系的改革是课堂效率优化提升的动力
由于《可编程控制器应用技术》的实践性和操作性很强的,所以该课程的整体评价不仅仅是理论考核,更应突出课程实践的考核。对于实践部分考核方式宜逐个或分组进行,采取抽签的形式。在实践考核过程中,应按专业的标准进行考核,如输入程序、读出程序及修改程序是否熟练,运行调试是否正常,故障分析与排除方法是否准确。我们可以为学生提供实验考核情况记录表,对每个学生的情况进行记录,这是一个行之有效的方法。如以下是学生学期总评成绩的考核分配表:

综上所述,优化提高《可编程控制器应用技术》课堂教学效率,唤起兴趣是前提、理实一体、项目教学是保障、分层教学是关键、评价改革是动力。只有教师会导,学生会学,《可编程控制器应用技术》课堂教学质量才会得以切实提高。
关键词:可编程控制器 课堂教学效率 优化提升
中图分类号:G642.3文献标识码:A文章编号: 1673-1875(2009)02-021-02
可编程控制器(Programmable Logic Controller )(简称PLC)是以微处理器为基础的通用工业控制装置。它的推广应用在我国得到了迅猛的发展,已经广泛应用在各种生产机械设备和生产过程的电气控制设备中。学习PLC 的工作原理,具备设计、调试和维护已经成为现代工业对电气技术人员和工科学生的基本要求。同样,它也是我们中职电子、机电类专业的必修课。本文就在中等职业教育的《可编程控制器应用技术》教学中,如何实现课堂
效率的优化提升进行初步探讨,观点如下:
一、唤起兴趣是课堂效率的优化提升的前提
《可编程控制器应用技术》是职业学校电子、机电类专业学生必修的专业课,它要求学生既要有相关的专业课基础,又要具备较为周密的思考与解决问题的能力。如果学生对这门课程不感兴趣,则根本无法学好。那么,怎样激发学生的学习兴趣呢?
首先,利用学生的好奇心,激发求知欲望,以通俗形象的实例上好起始课。刚开始上PLC课程时,学生对本课程不了解,很容易理解为计算机之类的编程课程,产生难学没有信心的念头。老师一定要在教材、教法的研究上下功夫,提高教学的艺术性和科学性。在现代化科技飞速发展信息时代,教师应多获取与本专业相关的资料。提高自身素质,给学生以信心,激发学生的学习兴趣。比如讲授PLC课程时,首先列举PLC在工业、农业、交通运输业及日常生活中广泛应用的例子,如:汽车生产流水线,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,大型造纸厂中PLC的应用,甚至是机器人的控制等等都有PLC的功劳,还有繁华城市的霓虹灯、交通灯,舒适小区里的人工喷泉……这些与大家日常生活息息相关的例子,使学生对这门课程有一个初步的了解,觉得它就在我们身边,同时教师还可以联系就业市场的需求(有较多单位提出“懂得PLC者优先”),从而激发了学生的学习欲望。
其次,借助实物或运用电教手段(文、声、形、图、色结合)向学生提供内容丰富、形象生动的感性材料,更好地吸引学生对所学课程的兴趣和注意力。
1、采用直观教学
直观教学可以激发学生的兴趣,同时还培养了学生的观察能力,增强感性认识,扩大学生的思维空间,开阔学生的想象力,利于对知识的理解。例如:在讲解PLC的结构时,教师带学生到实训室观看PLC试验台,了解PLC的外部结构及外部设备等,这样对PLC的外部结构就有一个感性的认识,与老师在黑板上详细地讲解这些理论知识比较起来,学生更愿意选择前者,教学效果会好的多,学生在感性直观教学中也更容易将理性知识理解、掌握。但对于PLC的内部结构,我们不能解体PLC,则利用挂图讲解,这样学生对PLC就有一个较清晰的印象。
2、借助多媒体
我们可以应用多媒体制作电子教案、PLC的模拟软件,借助多媒体技术,用生动丰富的画面效果吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣。例如:讲解交通信号灯控制程序时,学生对整个过程较易混淆,教师可以借助PLC模拟软件中十字路口交通灯的动画进行描述,动画中有交警在指挥,当东西绿灯亮时,交警指挥东西方向的车通行,同时南北红灯会发出声音:“南北车请暂停”,设定时间快到时,东西绿灯开始闪,接着东西黄灯亮,这时交警示意东西车停,南北车行,东西红灯亮,并发出声音:“东西车请暂停”……通过动听的音乐、形象的画面,学生对十字路口的车行交通灯的工作过程,东西南北红、绿、黄灯的交替过程不易模糊,印象较深,有助于程序的理解。另外,学生还可以利用PLC模拟软件验证自己所编程序的正确性,让学生较为直观的发现编程的漏洞。
二、理实一体、项目教学是课堂效率优化提升的保障
1、理实一体
实践教学是学生较理论授课乐于接受的学习方式,满足学生们的好奇心,激发学生学习知识的兴趣。实践课不但是对理论课的补充,也是强化学习效果的重要手段,可以加深对理论知识的理解,让学生在实践操作中体会到PLC教学内容丰富、应用广泛,证实并体会到了PLC是能解决实际问题的实用学科,而不是枯燥无味的说教。
在实践课上学生可以调试自己编制的程序,进行模拟实验。通过动手、观察、直观感受,掌握现象和结论,进一步加深理解所学理论知识。同过实践,在培养学生动手能力的同时,更提高了处理和解决问题的能力。例如:电机正反转PLC控制实验时,教师可先复习学生电拖中做过的双重连锁电机正反转的电气原理图,讲解“翻译法”,让学生把它变成PLC的梯形图。接着由学生自己动手把I/O接线图接好,用手编器把程序一条条输入到PLC中,再运行自己所编的程序。当学生见到自己的电机正转、反转、停时,有学生说:“不是很难,比电拖接线快多了。”有了这个基础,教师可以引导学生进一步编制“控制先电机正转10秒再反转5秒后停”的程序,观察现象,这时要学生在程序中更改正反转的时间就是轻而易举的事了。通过以上实验,学生既动手编制、调试自己的程序,又对难懂的定时器的理论知识加深了理解。
2、项目教学
传统的课堂教学是教师教、学生学,教师讲得头头是道,学生听得迷迷糊糊,师生间的双边活动也仅仅停留在学生必须思考回答教师提出的问题。现代心理学研究表明,课堂上的最佳情境是合作学习情境,师生间的合作协同能提供多向交流的、和谐的、互助的、民主的、没有权威的物理环境及“心理安全”、“心理自由”的心理环境,使师生能畅所欲言,最大限度地激励思维的多向性和创新欲望,开发学生创新潜能。
《可编程控制器应用技术》是一门实践性和操作性很强的课程,采用项目教学是《可编程控制器应用技术》课程最适宜的教学方法。教师可以通过模块式、项目化的教学方法,在处理每个项目时可将全班学生分成若干小组,教师也充当某一组中的一员,大家通力协作、研究,确定每组的最佳方案,最后,师生一同分析不同表达方案的优、缺点,提出得失。在处理编制程序梯形图这一内容时,所有的程序设计要求都可以通过项目教学法来组织教学。学生在具有目标明确的项目驱动下,以“做中学”的方法进行学习,这样,不仅可以提高他们学习的主动性和学习乐趣,同时也培养了他们的思考与解决问题的能力,此外团队协作能力、学生个体之间的沟通能力都在其中有了提高。
三、分层教学是课堂效率优化提升的关键
职中学生在学习中表现出不同的层次差异,在专业课学习中差异性尤为明显。要切实有效提高课堂效率,采取分层教学法显得尤为重要,在可编程控制器教学中,教师必须认真准备具有层次性的教学内容、教学方法、教学步骤。在教学内容的安排上,以中等生为基准,兼优等生和差生,可采用设计问题让学生解答的质疑法,问题的设计要考虑不同层次学生的需求;难易适中,具有梯度,对学生碰到的疑难问题,可在课堂教学中实施专题讨论,让学生各抒已见,畅所欲言;既安排统一授课的内容,又安排不同层次的作业训练,学生共同练习,教师个别辅导,从而在多样化的、开放性的作业训练中培养学生的创造性思维。例如,在布置完全班作业的同时,可留一道提高题,感兴趣的完成它等等,这样,给全班学生都受到必要的能力训练,以达分层教学的目的。
四、评价体系的改革是课堂效率优化提升的动力
由于《可编程控制器应用技术》的实践性和操作性很强的,所以该课程的整体评价不仅仅是理论考核,更应突出课程实践的考核。对于实践部分考核方式宜逐个或分组进行,采取抽签的形式。在实践考核过程中,应按专业的标准进行考核,如输入程序、读出程序及修改程序是否熟练,运行调试是否正常,故障分析与排除方法是否准确。我们可以为学生提供实验考核情况记录表,对每个学生的情况进行记录,这是一个行之有效的方法。如以下是学生学期总评成绩的考核分配表:

综上所述,优化提高《可编程控制器应用技术》课堂教学效率,唤起兴趣是前提、理实一体、项目教学是保障、分层教学是关键、评价改革是动力。只有教师会导,学生会学,《可编程控制器应用技术》课堂教学质量才会得以切实提高。