以学生为中心可编程控制器改革对策

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一、PLC传统教学模式存在的问题

1.学和做的独立

最早的PLC教学，是把“学”和“做”看为两个独立的活动，在整个课程的教学中，会以理论系统地介绍和论证为骨架，实例则是说明理论观点的陪衬，实验处于附属地位，其目的是对理论的正确性进行验证。这种教学模式注重知识和理论，不注重实践操作能力的培养和岗位能力的培训，培养的学生动手能力较弱，就业后不能较快地适应岗位要求。后来，为了顺应提高学生实践能力的教学要求，教师会先讲述基本位指令，然后到实训室使用位指令进行编程训练，再讲述定时器指令、计数器指令、比较指令等。每讲完一种指令，都会让学生到实训室进行相关的编程训练，这种“先学后做”的教学方法，看似学生不仅学了基础知识，也进行了实践训练，但学生其实仅仅是为了学会知识点而进行练习。在“以学生为中心”的理念指导下，学生“边做边学”，“学中做”，“做中学”，教师按教育特点和认知规律来设计课程，安排教学，通过项目、任务载体，以行动引导的方法，建立师生间的良性互动。

2.忽略整个控制系统，只注重程序

各个学校在PLC教学中，都非常重视理论知识的学习。但笔者认为，理论基础固然要学扎实，但也不可只重视PLC程序的编写，而忽视了程序是怎样在整个控制系统中被运用的。事实上，学生虽然熟悉了指令，会用指令编程，但却不能进行整个控制系统的设计。命令语言的熟练掌握，是运用PLC的基础，但却不是最终目的，教授PLC的最终目的还是希望学生能够设计一个完整的PLC控制系统。在设计一个PLC控制系统时，往往要先熟悉被控对象，全面详细地了解被控对象的机械工作性能、基本结构特点、生产工艺和生产过程，了解系统的运动机构、运动形式和电气拖动要求，必要时还要画出各级组织诉功能图、生产工艺流程图，从而对整个控制系统制定控制方案；再确定PLC的I/O点数，选择PLC机型，选择I/O设备，分配I/O地址，设计PLC应用系统电气图，之后再进行程序设计，再经过反复的编辑、编译、下载、调试运行，直到运行正确，最终还要建立文档。一个高效可靠的PLC控制系统，程序设计只是一个方面，而且不是孤立存在的。单纯注重PLC程序设计会使得学习者在PLC的工程实际应用上存在片面的理解，造成理论与实践脱节。

二、以学生为中心的可编程控制器课程改革

1.以学生为中心

“以学生为中心”的教育理念是遵循教育的内部基本规律，依据这种教育理念，教育者要理解学生，而不是误解学生；要尊重学生，而不是轻视学生；要服务学生，而不是利用学生；要启迪学生，而不是蒙蔽学生；要激励学生，而不是压制学生。“以学生为中心”强调了学生在学校里的主体地位，提示了学校的一切教育教学活动应该从学生的需要出发这一基本原则。

2.改革思路

（1）优化教学内容。教师要先进行课程体系重建，将教学内容整合设计，确定和描述教学目标，及完成本项目后应该达到的知识、能力、态度三方面的具体目标。另外，任务的设计和选择非常重要，任务也可称之为项目或载体，项目的设计和选择是项目教学实施中的一个关键因素，任务要能够承载教学目标，要理论知识和操作技能并重。任务最重要的是具备一定的应用价值，和实际生产过程有直接关系，并且既需要运用以前学过的知识和技能，也需要补充新的内容。在任务的实施中，教师要负责全程指导，最后教师和学生一起进行检查评估，总结归纳。

（2）创新教学方法。摒弃照本宣科、灌输式教学模式，课堂教学设计上，教师和学生共同参与到课堂教学活动中，以学生为中心，教师通过引入问题、课堂讨论、仿真验证、问题讲解、知识点总结方式进行辅导。不仅可以提高学生学习的兴趣和主动性，还可以加深学生对相关知识的理解，使学生更牢固地掌握知识点，并且学以致用。教学方式主要采用项目教学法、讲演教学法、四阶段教学法等。同时，不再局限于传统的教学方法及手段，而是利用多媒体仿真教学手段，如图片、动画、视频、CAI和仿真软件，实现传统教学和现代多媒体教学的有机穿插结合，发挥各自的长处，提高学生学习PLC的兴趣和效果。此外，在学习过程中及时和学生进行沟通和交流，以便及时获得学生的反馈信息。对一个教师来说，学生上课时的反应，课堂回答、讨论问题的情况，作业书写情况，项目完成情况，都形成了多层次的反馈链条，以达到更好的教学效果。

（3）完善考核方案。并不仅仅为了考核而考核，考核的主要目的是“以考促学”，“以考促训”，要考核的不是学生的记忆能力，而是学生对专业知识与技能的综合应用能力和自主学习能力，培养严谨认真、沟通协调等综合素质。这就需要建立多元的、综合性的总评制度，通过综合的评价方式，依据具体情况把多种考核方式结合在一起，重视学习过程，在学习知识的同时掌握技能及学习方法。以学生为中心的可编程控制器的教学，采用基于行动导向的项目教学法，考核方式以项目完成的效果和项目实施过程为考核依据，重点突出解决实际问题的能力考核，在考试中采用形成性考核和终结性考核相结合的方法。

形成性考核需要教师做好出勤率、课堂问答的记录工作；做好专题讨论、故障分析研讨时学生表现的记录工作；抓好技能操作考核。将每一次实地操作作为一次技能考核，使学生课上课下多练习并手脑结合，考核通过实时动态的方式对学生进行评价，肯定优点，促使进步，可以及时纠正学生操作中存在的问题和错误，使学生的技能操作更加规范、准确、熟练。终结性考核采用职业技能证书考核方式，融入职业技能证书的应会考核内容，要充分考虑终结性考试的总结性、规范性（标准化）特征，要设计好考试内容，科学命题，保证考试信度，提高考试效度。采用这种考核方式，学生只有认真对待每一次课，每一个任务，只有真正学懂需要掌握的基本知识，才能得高分。平时不用功的学生仅靠突击不可能取得好的成绩，而一贯认真好学的学生也不会因为一次偶然的失误而对最终成绩造成太大的影响。

3.以学生为中心的教学方案设计举例

在基础项目中的典型机电控制电路的PLC改造，学习目标就是让学生掌握PLC编程中最基本的指令格式及功能，能使用基本指令编写一些简单的程序。可以选择使用电动机的各种运行方式作为载体，设计一个个具体的任务，让学生在任务的学习过程中一步步掌握PLC中基本指令的运用，达到最终的学习目标。第一个任务，可以先以电动机自锁运行控制作为任务来提出，由继电器控制电路图，引导学生思考如何使用PLC来实现控制过程。通过分析可以知道，系统的输入是启动按钮和停止按钮，输出设备是继电器。要把这些输入输出设备先和PLC联系起来，就需要进行I/O地址分配，再根据地址分配表把实物连接起来，然后才是相关的程序编写。这时就可以介绍相关的知识，告诉学生PLC控制电路中也有与继电器电路相似的触点和线圈，它的触点和线圈是以指令的形式体现的，这时就可以介绍常开触点、常闭触点及线圈等指令，完成程序的编辑之后，再进行下载、调试及运行，还可以利用仿真软件进行仿真。第二个任务，引导学生使用其他方法，设计新的解决方案。

此时，可介绍置位、复位指令，引导学生使用置位和复位指令实现电动机的自锁运行。第三个任务，再给学生提出进一步的问题，在实际生产时，如果启动按钮出现故障不能弹起，按下停止按钮电动机能够停止转动，一旦松开停止按钮，电动机又马上开始运行了，这时该怎样解决？这就又需要使用到边沿触发指令、取反指令等新知识。第四个任务，可以引入星-三角控制电路的PLC控制电路设计，这就需要使用到定时器指令。在一个个的任务中，通过对电动机的不同控制要求的实现，学生逐渐了解并掌握了PLC的基本指令，并可利用基本指令进行编程，达到了最初设计的教学目标。

三、运用时需要注意的问题

以学生为中心越来越被大家认可，但在运用过程中，还会出现很多问题。

1.不可将“以学生为中心”与“以教师为中心”截然对立以学生为中心，并不意味着要忽略教师的作用和地位。学生在学习初期，怎样从知识的海洋中获得适合自己的学习内容，一定要有教师的指导，如果完全忽视教师的作用，会使得学生的学习没有目标，纪律涣散等，会造成一系列的影响。在教学过程中，教师的主导作用表现在：制定任务项目，并给出任务完成的评价指标；启发学生主动参与和积极思考；不束缚学生的主动性，拓宽学生独立探究的空间。威多森曾说过：“无论我们认为应该给学生多少主动性，作为保证教学的教师的权限不能减少。”

2.将“以学生为中心”理解为教学法

“以学生为中心”不仅涵括了课程体系、课程教学，还有教学条件、教育管理、教育文化、教学实践活动等内容。如果仅把它看成是一种教学方法，会误导研究者和教师将视角停留在课程的教学范围之内，而忽视了作为课程外的学生自主学习和学生长远发展，可能会将“以学生为中心”误解为仅仅是教师学生双方的活动过程，而忽视了在教学法之外的学校管理、服务等方面的内容和工作。

四、小结

教师要以学生为中心，坚持理论与实践相结合的原则，优化整合课程内容，强化实践能力培养的环节，利用优秀师资条件，采用先进教学方法及手段，提高教学效果，提高人才培养质量

作者：尹亚南  宗海焕  胡香玲 单位：郑州电力高等专科学校电力工程系