PLC案例教学

本文对PLC的教学实践中进行了“以案例为主线的教,以任务为驱动的学”的教学模式的有益探索.这种教学模式涉及两个重要的因素,即案例与任务.前者侧重于教,指教师在教的过程中以案例为基础,以案例为蓝本；后者则侧重在学,指学生在学的过程中以任务为驱动,以解决问题为目标,在解决问题的过程中学习.那么采用这种教学模式进行教学,教师如何选取并运用好案例,如何设计任务,如何指导学生完成任务将直接影响学生的学习兴趣和情绪,从而直接影响到教学的成败.

以案例为主线的教

有人认为,案例教学是一种准实践的教学方式.PLC的案例教学,就是教师根据教学目标和教学内容的需要,通过典型而实用的教学案例,引导学生参与分析、讨论、表达等活动,让学生在具体的问题情境中,积极思考,主动探索,以培养学生综合能力的一种教学方法.

由于案例教学的整个教学过程是以案例为主线,围绕着案例来开展整个课堂教学活动,因而案例设计与选择的好坏,将直接影响到教学的效果.案例应是课程某一单元或环节的知识的概括,是引发学生学习动机与学习兴趣的重要手段.因此,教学案例的选取和设计应覆盖课程的基本知识点,抓住某阶段学习知识体系中重点和难点,精心选取有实用性和代表性的案例.例如,本人最初介绍PLC梯形图编程方法时,选取了"PLC控制电动机正、反转程序设计"的案例,这个案例简单、实用、典型,通过案例重点介绍了基本指令LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI、OUT、END等的功能与用法,梯形图的绘制方法,难点是梯形图程序与指令表程序之间的转换.透过分析案例,学生比较容易掌握这部分内容.

另外,案例的运用是提高教学效果的保障.首先,要制定周密的计划."凡事预则立,不预则废",相对传统教学,案例教学是一种动态开放式的教学模式,虽然学生是主角,但不等于教师可以置身事外,无所作为.相反,为了保证案例教学效果,教师要事先花更多精力做好各项准备工作、制定一个详细周密的案例教学计划.其内容包括根据本课程教学目标计划安排案例的个数、根据本学期教学进度安排各个案例实施的时间.在此基础上,给每个教学案例制定一个具体的实施计划,内容包括：案例类型、案例讨论的具体步骤以及可能出现的问题与对策、相关设备的配备等.其次,教学中对所应用的案例不妨先演示,通过演示讲解,使学生明确了学习内容与目标,激发了学生的求知.

在职业中学,PLC的教学侧重于实际的基础性编程设计,如果我们在教学中以传统的线性顺序进行,每一个问题先分析清楚再进行下一个问题,这对PLC程序设计课程来说是非常困难的.一方面,一个个独立的概念、指令很枯燥；另一方面,PLC指令的数量也非常大.但是如果我们把这些概念、指令融合到实际案例中,在分析案例的功能、实现方法等的过程中讲述相关的概念、指令,那么学生首先接触到的不是具体的一个指令知识,而是一个实用、典型的案例.在教学内容变得实例化后,学生学习的兴趣会有很大的提高.

以任务为驱动的学

任务驱动教学法是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学法.所谓“任务驱动”,就是让学生在一个典型的PLC程序设计"任务"的驱动下,展开教学活动,引导学生由简到繁、由易到难、循序渐进地完成一系列"任务",从而构建真正属于自己的知识和技能.其中的任务,既蕴涵了学生应该掌握的知识与技能,也蕴涵了学生应该获得的能力训练.在完成"任务"的过程中,培养学生分析问题、解决问题的能力.

运用任务驱动教学法于PLC教学,在形式上是：明确并提出任务→师生共同分析完成任务的方法和步骤→学生自学或协作完成任务→教师适时指导→交流及讲评.

用任务驱动教学模式进行教学,教师的教和学生的学都是围绕如何完成一个具体的任务进行的.首先教师明确教学任务即"任务"设计,在"任务"设计时要注意实用性、适宜性、渐进性等原则,要求把学生应掌握的知识、技能和能力的提高融入任务中.这就需要教师认真的分析教材,认真研究教学大纲,确定教学目标、教学内容、教学重点、教学难点；更要考虑学生的心理特征和兴趣所在.然后教师提出一个需要完成的具体任务,与学生共同分析解决该问题所需的知识、方法和步骤,由学生来完成任务,可以独立完成,也可以合作完成.目的是通过完成任务,掌握学习内容,学会学习,培养综合能力.在这个过程中,教师参与探索和指导,引导学生掌握教学内容,适时在班级交流,发现新思路,推广新思路,鼓励创新.教师进行比较、评讲、归纳,学生从中得出结论,引导交流,共同进步.

例如：在学习步进顺序图应用于PLC程序设计教学时,在教学前先提出一个任务,即："请你设计一个控制十字路口交通灯的程序."围绕这个任务,讨论分析需要解决的问题,程序需要提供的功能,需要通过哪些途径来实现.

考虑学生知识接受能力的差异,从学生实际出发,对任务进行切分,从母任务中分解出一个子任务,即要求学生先完成控制十字路口东西或南北单方向交通灯程序的设计,然后再进行十字路口两个方向的合成设计,从而引导学生由简单到复杂,循序渐进完成整个设计任务,更好地激发并维持学生的学习兴趣.

要完成整个设计任务,必须正确了解十字路口交通灯的控制功能,否则无从入手.这时教师不要急于讲解,而是先让学生讨论,分析任务,提出问题.比如,学生阅读一段描述交通灯控制功能的文字说明后,普遍提出很难理解,这时教师应及时作适当的启发和引导：是否可以采用流程图或波形图来描述其控制流程?帮助学生通过更直观方法去解读其中的内容,为后续设计奠定基础,同时也给学生指明一种处理类似任务的方法和思路.

学生接受设计任务后,通过查阅有关资料,或者参照老师讲过的案例,独立或合作完成任务.在这个过程中,教师要适时指导,或参与一些学生的讨论或探讨,在完成设计的过程中,不同层次的学生会提出不同层次的问题,这时教师应随时随地解答学生提出的问题,个别问题就个别回答,带有普遍性的问题在全班回答或讲解.

教与学是相辅相成、不可分割的.案例是学生从中获取知识的载体,任务是学生巩固知识、掌握技能的手段.二者相互联系、相互配合.这种相互作用的双边活动构成了整个教学过程.

在实践性较强的PLC教学过程中,采用"以案例为主线的教,以任务为驱动的学"的教学模式,始终把学生作为教学的主体,以案例为主线,以任务为驱动,让学生通过学习案例,上机操作,把书上死的理论变成活的应用,这种教学模式较好地解决了教与学的矛盾.