行為導向教學在“電氣控制與PLC”課程教學中的應用

黃知超

【摘要】本文主要研究行為導向教學模式在本科“電氣控制與PLC”課程教學中的應用方法，對行為導向在課堂教學內容、教學情境設置、項目實施、評價方式等進行闡述，并提出了在課程中進行行為導向教學應用措施。

【關鍵詞】行為導向教學 工作過程 項目

【基金項目】廣西教學改革項目（2015JGA202）。

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）27-0234-02

引言

“電氣控制與PLC”是自動化和電氣工程及其自動化等專業(yè)重要的工業(yè)自動化應用類專業(yè)課程，其核心是 PLC，由于其可靠性強、編程容易、組態(tài)靈活、安裝方便、運行速度快而被廣泛應用。由于PLC的各項技術的飛速發(fā)展，技術更新快，而傳統(tǒng)教學中，缺乏工程項目支撐，從而造成理論與實際相脫節(jié)，學生很難很好的掌握核心知識和方法，導致教學效果不能達到理想的要求。為此，本文將行為導向教學法融入到電氣控制與PLC課程的課堂、實驗和考核的全部教學過程中，增強了學生的自主學習能力和工程應用能力，改善了學生的學習效果。

1.以工作過程為導向整合教學內容

傳統(tǒng)的教育模式是以學科教材為核心，在理論上做出了大量工作，缺乏實際應用過程，純粹是教師為教而設計的，脫離社會實際需求，所以，必須把教學內容進行調整。行為導向教學模式可以使理論和實踐更加貼合，并且能使學生從工作過程中體會學習的目標性、重要性和實用性，而工作過程導向教學是行為導向教學方法中的重要方法之一。在教學中，筆者把PLC教材內容適當調整重新組合，以PLC應用工程師技能需求為中心，注重實際操作，合理安排知識傳授步驟，來適應行為導向教學法的需要；在實驗教學中，以三菱PLC教學為例，明確設備的各項功能，將 PLC工程應用中的常用功能作為教學內容并分解到四個工程項目中，并對每個項目明確各項任務要求，突出工學結合的能力培養(yǎng)，讓學生在做中學、學中做，真正做到教、學、做相互協(xié)調。

具體做法是：把原有教材內容按照項目工作過程的邏輯關系和所需技術組成要素，遵循由低級到高級，由簡單到復雜的認知規(guī)律，依據“工作過程導向”對學習性的工作任務進行整合、類比和抽象，對原有課程內容體系進行解構和重構，選擇了4個典型項目設計任務來貫穿整個課程教學環(huán)節(jié)。如1所示。

2.以工作過程為導向完成課程教學

通過對項目認知、需求、方案論證、知識體系、項目設計、實驗、制作的工作過程的幾個重要環(huán)節(jié)的指導和引導，提高學生的學習興趣，從而自主的學習新知識和技能，進而達到解決實際問題的目的。

課堂教學模式采用“項目導向、任務驅動”的教學模式，圍繞四個工程項目展開，常規(guī)交流異步電動機繼電控制部分我們按照電機點動控制-起保?？刂?正反轉控制- Y / △起動控制來組織教學內容并教授學生；用帶本地溫度顯示、時間倒計時、時間可調和左轉彎燈的十字路口交通燈項目來完成基本I/O、計數器、鍵盤、數碼顯示和A/D指令用法教學內容，并教授學生用步進順控指令做第二種實現方案的設計；然后我們用一個三軸運動平臺既訓練學生做生產線的步進順控模擬也教授學生兩維或三維伺服電機的運動控制算法的實現；最后我們用一個帶有兩個直流泵電機的雙容水箱來訓練學生顯示、鍵盤、A/D、D/A模塊以及PID指令的實用和項目任務的實現，主機配置觸摸屏以訓練學生人機交互組態(tài)的技能。學習情景體現了由簡到復雜，由單一到綜合的遞進模式，教學過程根據工程師崗位的工作過程采取“咨詢→計劃→決策→實施→檢查→評價”六步驟的教學模式。見圖 2。

教學內容突出了工程應用能力的培養(yǎng)，使學生技能的訓練連貫和完整，符合企業(yè)對人才的需求標準。

3.以工作過程為導向完成PLC實驗與實際相結合

兵家有云：“練為戰(zhàn)，不為看”，學習亦如此，我們所學的知識就是要應用與實際，實現它應有的價值。因此，選擇什么樣的教育方法，才能不與實際脫節(jié)，還能很好的應用與實際，是急需解決的問題，本文以項目為載體的教學方法，不僅可以讓學生很好地掌握知識，而且能讓他們自主的學習，同時，在整個項目中，學習更多的知識。本文以簡單的項目為例（十字路口交通燈項目）主要包括以下步驟：

（一）引入課題。要求學生以宿舍為單位去市里觀察和記錄3個及以上實際的十字路口交通燈的工作規(guī)律和特點，并設計技術全面的符合現代技術發(fā)展趨勢的項目技術需求書，實施過程有以下幾個環(huán)節(jié)：

1）小組討論，詳細了解項目內容以及目的；2）分配小組內各成員的具體任務；3）討論并整合各個成員實際現場觀察（要求有錄像）后的項目需求并形成文字性項目任務書；4）討論實現項目的主要技術（多個定時計數器的使用、譯碼與顯示、鍵盤指令、A/D應用）和方案，并根據各自情況羅列自己缺乏的知識，自主學習；5）交流獲取缺乏知識方法；6）分析獲取所缺乏的知識的途徑。

（二）項目實施。以學生為主，教師為輔；教師主要起發(fā)現問題、啟發(fā)學生解決問題的作用。

7）明確并熟悉實驗儀器設備；8）設計項目的電路連接圖和進行項目的軟件設計，并作相關說明；9）進行項目的試驗和驗證；10）詳細記錄實驗過程；11）小組討論，解決4-9中問題；12）教師與組內成員分析、解決8-9項內容問題；13）進行獨立的項目試驗、調試。

（三）任務評價。14）學生依據項目給定標準對檢測結果進行評估，并詳細填寫評估對照表；15）撰寫評估報告，對實驗結果進行分析；16）教師給予評價。

利用項目導向教學的方法，能夠使學生所學知識更加系統(tǒng)化，與實際相結合，更加明確所學課程的目的與意義，從而使學生充分掌握了該項技能。

4.行為導向教學與傳統(tǒng)教學對比分析

行為導向教學方法展現了新的教學關系。在傳統(tǒng)的教學中，以教師為核心，以老師教的過程為主，而行為導向教學法重點在于教師和學生協(xié)同關系，教師傳授知識與學生自主學習是相互獨立又彼此聯(lián)系的行為方式：在教學過程中特別是實驗教學中，以學生為主體，向學生提供更多的實訓機會和挑戰(zhàn)。

5.教學考核規(guī)則

這門課程的是要求學生必須要獨立完成兩個項目，我們把四個項目中的繼電控制題目作為學生的必做題，另外一道題由教師在另外三道題中隨機為學生抽取，實驗室為學生全天候開放一段時間（我們采用15天），學生考核時可以查看實驗室電腦中預先存放的課本、設備的使用手冊，每個學生的考核時間為4個小時。每一個考核項目，按照項目的各個要求的實現完成情況制定詳細合理的評分標準。

6.結論

在“電氣控制與PLC”課程教學中采用行為導向教育方法達到了很好的教學效果。學生學習的積極性也得到很大的提高，學生獨立自主的完成各項任務，提高整體的知識素養(yǎng)，從而使學到的知識更加系統(tǒng)化。因此，學生不僅能夠很好的掌握專業(yè)知識，同時，也鍛煉了各方面的能力，提高了自身的綜合素質。

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