浅议PLC一体化教学设计

文/张晓光   2018-09-14 10:02:04

摘 要:在本文中,笔者结合自己实践探索PLC一体化教学的经验,就PLC这门课程中的学习任务5花式喷泉的PLC控制系统进行一体化的教学设计,阐述自己对一体化教学设计的理解,从一体化教学如何发挥学生学习的主动性、激发学生学习兴趣进行探讨,并为如何更深入开展职业学校专业课程的一体化教学提出了建议。

关键词:PLC 教学设计 自主学习

现在很多职业院校仍然采用传统的教学模式,传统的教学方式更注重间接知识、经验的传授,将课堂活动变成了单纯的“授—受”知识的活动。学生在整个学习活动中处于被动地位,完全没有学习的自主权,只能是教师教什么,他们就学什么,学习效率很低,对学习逐渐失去兴趣。课堂上只是教师的一言堂,整个课堂就像一潭死水,尽管老师使出十八般武艺仍激不起半点波澜,严重打击老师上课的积极性,最终只能草草完成课程的教学任务,严重影响了教学效果。

随着社会的发展,科技的进步,职业院校的教学方式已经逐渐由原来传统的教学方式转为一体化的教学方式,教育教学方式发生了很大的转变。传统的教学方式更加注重间接知识、经验的讲授,轻视直接经验的获取,学生只能被动地接受知识。采用一体化的教学方式,采用学生作为主体,教师引导的教学模式,课堂教学以学生为中心。整个教学内容体现实际的工作,并以工作任务引领学生进行学习。学生通过完成每一个学习任务来学习其中所用到的理论知识,再把学习到的理论知识运用到实践操作中,真正做到“学中做,做中学”。课堂充分体现学生的主体地位,整个学习过程也是学生的探究过程,激发了学生的学习兴趣。课堂以行业企业的需求为出发点,以工作任务贯穿整个课堂教学,以学生完成任务的方式进行学习,教师使出浑身解数引导学生,让他们学得懂、学得会、学得有兴趣。因此,一体化的课堂是动的,是活的,是情境化的,也是有个性的。在课堂上,让学生体验探究过程,从专业能力、方法能力、社会能力等多个层面提升学生的综合职业能力,为学生以后更快更好地走上工作岗位打下良好基础。

一、案例呈现

教材选自于中国劳动社会保障出版社的教材《可编程序控制器及其应用》。本课程一共分为五个大课题,下设十七个小任务。本次任务花式喷泉PLC控制选自于课题二“基本控制指令”中的第五个学习任务。下面笔者将就习学习任务5花式喷泉的PLC控制系统(18学时)展开一体化教学设计。

本任务要求使用PLC控制花式喷泉的工作,完成花式喷泉PLC控制系统的设计、安装和调试。

控制要求为:早上8点按下启动按钮SB1,A、B、C三组喷头按照如图所示的时序图循环工作15小时,即到晚上11点自动停止。9小时后,即第二天早上8点,花式喷泉又自动开始按照时序图循环工作,再到晚上11点又自动停止工作。如此循环,直到按下停止按钮,A、B、C三组喷头停止工作。

1.案例背景

本次任务在整个课程的学习里起到承上启下的作用。通过前期的学习,学生已经掌握可编程控制器的基础知识、硬件安装与接线以及PLC基本控制指令及其应用等相关的知识,基本可以按照老师的要求完整简单PLC系统的设计,能正确安装PLC的外部接线,并编程调试PLC系统,但对于较复杂PLC系统的设计还不熟练,对基本指令活学活用、举一反三的能力还有待加强。该学习任务的设计完全符合学生学习和认知规律,结合笔者学校的PLC一体化工作站,其中包括信息检索区、学习讨论区、实践操作区、工具材料区、展示区等。

2.具体课堂教学环节

(1)教学活动一。教师讲授、布置工作任务(2学时)。

第一,教师播放喷泉的视频导入本学习任务,引发学生思考怎样用PLC来实现花式喷泉,进而引入本次课的学习任务。教师创设情境,采用角色扮演的方法向学生下达任务书,布置工作任务。任务的引入要突出其实用性和趣味性,从而最大限度地激发学生学习本任务的兴趣。

第二,教师指导,学生以小组合作的形式解读任务书,分析讨论本学习任务,明确任务要求,梳理完成本任务需要用到的知识点、技能点,确定在本任务中需要学习的知识。要充分发挥学生的主体作用,让学生积极参与到整个任务的完成过程中,从而体会到学习的乐趣。

(2)教学活动二。学生查阅资料,制定工作计划(4学时)。

第一,根据梳理的知识点和技能点,学生运用互联网或微课视频等学习途径学习完成任务所必备的知识和技能,如定时器、计数器的使用。根据任务要求,列出完成本任务所需的元器件清单和工具清单。

第二,教师设置游戏环节,要求学生设计一个定时一小时的程序,活跃课堂气氛,激发学习兴趣。

第三,在本教学活动中,笔者利用自己制作的计数器指令的微课视频,充分利用信息化的教学手段,教学形式新颖有趣,丰富了课堂的教学形式,达到了非常好的教学效果。

第四,学生根据任务书的要求,小组讨论分析任务实施的具体流程,进行人员分工和工期安排,制定任务计划。

第五,在教师的引导下,各施工小组汇报本组制定的施工计划,师生共同点评。各小组优化本组的施工计划。

这个教学活动培养了学生合作学习、自主探究的能力,提高了他们分析问题、解决问题的能力,提高学生的综合能力。

(3)教学活动三。实施任务,学生完成工作任务(10学时)。

第一,硬件安装。以采用情景模拟形式,教师扮演仓库管理员,各施工小组按照元器件和工具清单到仓库领取所需的元器件和施工工具。各小组合作,进行花式喷泉外部接线图的绘制,在发现问题解决问题的过程中进一步明确输入输出接线的方法和注意事项。各小组根据分工安排,安装花式喷泉PLC控制系统的外部接线。

第二,程序编写。小组合作编写A喷头的喷泉程序,并调试。在A喷头的喷泉程序的基础上编写花式喷泉的PLC程序,并调试整个PLC系统。采用置位、复位指令编写花式喷泉的PLC程序。

第三,教师针对学生的个例问题单独指导,共性问题集中指导。在这个环节笔者采用了难度阶梯递进的方式进行教学,从而有效化解本次教学的难点:花式喷泉程序的编写,使他们深刻理解程序,明白大程序都是由小程序组成的,有利于进行程序功能的拓展,也有助于引导学生形成自己的编程思路,培养学生的编程思想。另外,笔者采用起保停和置位复位指令两种编程方式,拓宽了学生的编程思维,让学生明白编写某一程序可以用多种方法来实现。

在这个教学活动中教师一定要把握一个原则,那就是在学生不损坏设备和不引发安全事故的情况下,教师不得打扰学生的工作流程,要允许学生犯错。这是他们成长过程中必不可少的。

第四,各小组调试整个PLC系统,完毕后,清点工具、人员,收集剩余材料,清理垃圾,培养7S职业素养。

第五,成果展示,评价。在这个环节中,笔者请本专业老师扮演企业专家对学生设计的PLC系统进行点评,针对此任务提出合理化建议,并给学生们分享自己在实际工作中进行PLC系统设计的心得体会等,拓展他们的知识和思路。

(4)教学活动四。展示、评价与反馈(2学时)。

第一,各小组就本次任务的完成情况、设计的思路、遇到的问题、解决的方法以及自己的心得体会制作PPT并进行总结汇报展示。各小组把本组的程序上传到本班的QQ群,方便全班讨论交流学习。

第二,教师针对各小组整个任务完成的过程,点评优点、亮点,同时指出学生存在的不足,引导学生反思。

3.课后拓展

通过互联网查询和教师线上指导,学生以小组为单位设计自己理想中的花式喷泉,进一步激发了学习兴趣。课后拓展环节,可以进一步巩固拓展所学的内容,并培养学生对知识活学活用、举一反三的能力。

二、深化思考

本案例是笔者结合自己一体化教学的经验,就PLC课程中的一个任务所做的教学设计。以花式喷泉的PLC控制系统这个学习任务引领整个教学设计,在教学过程中充分体现了学生的主体地位,极大激发了学生的兴趣。

采用一体化的教学模式,课堂的教学形式发生了重大的变革,课堂由原来的教师满堂灌的模式,变为一体化课堂学生为主体、教师引导的模式,从理论教学与实训教学相分离变成了理实一体化的教学模式。整个教学内容体现实际的工作,并以工作任务引领学生进行学习。课堂充分体现了学生的主体地位,整个学习过程也是学生的探究过程,激发了学生的学习兴趣,结合多元化的过程评价机制,实现了学生应用知识能力和实际操作能力的提高,培养了学生的专业能力、方法能力和社会能力等综合职业能力,为学生走上工作岗位打下良好的基础。

参考文献:

[1]宋卫国.浅谈PLC教学方法的有效性实施策略[J].职教天地,2009(4).

[2]陈广胜.浅谈PLC教学[J].科技信息,2008(18).

(作者单位:邢台技师学院)

《职业》2018年8月第24期 目录

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