应用“一题多解”教学法，提升专业教学效果

姜绍辉

摘要:学生的编程能力是职校PLC教学中的一个重点,也是一个难点。文章论述了利用“一题多解”的方法来提高学生的编程能力,提升专业教学效果。

关键词:PLC 教学;一题多

PLC是工控家族成员之一,近几年来发展更加迅速。广泛应用于冶金、水泥、石油、化工、电力、机械制造、运输装卸、造纸以及环保等80%以上的行业,已成为工业控制的重要手段之一。

目前各品牌的PLC在硬件种类、功能,软件指令、操作方面基本是相通的,所以在教学中只要使学生灵活掌握一个品牌PLC的编程特点,就能够很快掌握多种品牌PLC的编程。笔者在PLC教学中采用重视“一题多解”的教学方法,在培养学生的灵活运用PLC指令,解决实际问题上取得了较好的效果。

一、“一题多解”的特点

PLC教学中的“一题多解”是指灵活利用所学PLC指令知识,考虑利用不同指令,根据指令的特点,从各种不同角度,运用不同的思维方法去解决同一个问题。“一题多解”所涉及的知识、方法以及思想非常宽广,能使学生加深对各种指令特点、应用范围以及应用技巧的理解,从而提升专业课的教学效果。

二、“一题多解”的典型应用

笔者以一个典型例题为例,探讨如何在PLC教学中应用“一题多解”。

例题:有一个机械,其控制要求是:按下按钮SB1,三相电机转动5秒,停2秒,再转动5秒,然后再停2秒……如此循环5次,自动停止。如果按下按钮SB2,电机随时停止。按下SB1,可再次起动。其电路如图一所示。

I/O分配

方法一:利用基本指令,结合计数器、定时器来解决问题,不使用中间继电器。

方法二:利用步进指令,结合定时器、计数器来解决问题。

方法三:利用主控指令,结合定时器、计数器来解决实际问题。

方法四:利用比较指令,结合定时器、计数器来解决实际问题。

从上这的四种解题方法来看,同一道题目,分别运用了中间继电器、定时器以及计数器等PLC内部元件,应用到了基本指令、步进指令、主控指令、比较指令以及跳转指令等,将教学大纲要求的内容进行了一次综合应用。

三、PLC教学中采用“一题多解”教学策略的效果

(一)“一题多解”可以激发学生学习兴趣。

当前,大多数的职校生虽然聪明、有个性、有创造力,并且思维活跃,但他们缺少吃苦耐劳的精神,在软性的、非智力性因素方面的能力有很大的欠缺,尤其是机电专业的学生表现更为突出。基于这一点,如何在教学中激发出学生的学习兴趣,是教学成功与否的关键。例如,笔者在PLC教学中,常用提出问题的方法,激发学生的学习兴趣。首先,提出问题让学生思考、讨论。在此基础上再进一步提出问题,让学生再进行思考和讨论。通过一步步的引导,造就一种民主的课堂气氛,充分倾听学生的意见,引导学生各抒己见,评判各方面优劣,最后共同归纳出解决问题的最佳方法。在解决问题的过程中,将学生有着活跃思维的天性这一特点充分调动起来,激发起他们的学习兴趣。

(二)“一题多解”可以培养学生分析问题的能力。

“一题多解”能使PLC教学中的各章节的知识彼此渗透,溶为一体,这对丰富学生的解题经验十分有益。因此,比较一道题的多种解法之间的优劣,能找出最简捷、最合理的解法。例如,笔者引导学生将几种的程序都思考出来后,接着引导学生对程序进行比较,比较出哪一个程序的思路最容易理解,哪一个程序使用的步数最少,哪一个指令最常用,程序中哪一个指令最容易写错,跳转指令和主控制指令应用的区别在哪里,等等。

在教学中采用这种方法,能够锻炼学生观察问题、分析问题的能力,而且也能积累哪类问题采用哪一种解法最恰当的经验,进而提高学生的分析问题的能力。

(三)“一题多解”可以“以题概面”,使学生知识形成网络。

学生通过对一个题目应用多种指令而进行编程,可以在较少时间内把所学的PLC编程指令的知识串珠成线,求得最佳效果。布鲁诺认为,掌握学科结构对学生有以下特殊作用:一是有利用理解学科内容和本质;二是有利于知识记忆和再现;三是有利于知识的迁移,即用一种已学过的模式去理解其他类型的情况或某些特例;四是能够缩小“高级”知识和“初级”知识之间的差距。因此,通过一题多解的学习方法,学生的思维可以在课本的各个章节之间不停地流转。在这个流转过程中,先前所学的知识,如基本指令的编程、步进指令的编程、功能指令的编程以及数据处理指令的编程等不断在脑海中闪现,久而久之,这些知识就会自动地串连起来,形成学生的知识网络。知识网络形成以后,一旦再用到指令时,他们脑海中的知识网络会以最短的时间会告诉他们最优的选择,从而提高学习的效率。

(四)“一题多解”可以加深学生对指令的理解。

在PLC的编程中,可以利用的指令有很多,在应用指令的时候,往往要根据工程中要求实现的功能来判断需要应用哪一个指令。例如,在前面提及的方法四中,当利用比较指令来编程时,学生就要考虑利用LD=指令还是利用CMP指令,需要对两条指令进行比较,判断出哪一条指令易于使用,判断出哪一条指令需要占用的步数少以及要判断出哪一条指令的执行速度快。通过对指令的分析、比较,通过在不同背景下对指令的使用,逐渐对指令的应用范围、结构特点有更深刻的认识。

四、“一题多解”在教学中应用时需要注意的问题

(一)教师本身要对所教内容有着较强的把握。

俗话说“教师要教给学生一滴水,自己必须有一碗水”。 “一题多解”的教学方法对老师的要求较高。对于“一题多解”在专业教学中的应用,如果教师事先没有对所教的内容有着深刻的把握那是不行的。例如,在LD=和CMP的选择上,最终方法四中选择是LD=,同样是比较指令,同样可以作“大于” “小于”和“等于”的判断,为什么要选LD=这个指令呢?这就要求教师对于指令必须很熟,要给学生讲清楚:虽然用CMP也可以,但是CMP使用时要加辅助继电器一起配合使用,这样的话,使用起来很不方便,而LD=直接可以进行比较,不需要加辅助继电器,使用起来比较方便。这些细节方面的东西,如果教师本身对所教内容没有较强的把握能力,会影响到学生对知识的掌握,而不能提高课堂效率。

(二)把握住学生能力培养这一教学核心,避免为“多解”而“多解”。

PLC中指令众多,不同的指令有着不同的应用方法以及不同的特点,如何在“一题多解”中令学生将指令充分地理解,将指令能灵活的应用是教学的目标。一味地追求题目多解而忽略了对学生理解能力的培养,这是不可取的。

五、结语

通过这几年的PLC教学实践,笔者深切地体会到:“练不在多,而在于精。”在专业课教学中,只要牢牢把握学生能力培养这一教学核心,多采用“一题多解”的方法进行教学,对一相同类型的题目进行多角度的解题思路分析,综合采用多种方法,利用多种指令,探讨解题规律和解题方法与技巧,能够促进职校学生的巩固基础知识,形成自身的知识网络,发展逻辑思维,提高其分析问题、解决问题能力,提高PLC在生产实践中的应用技能的能力。

(作者单位:顺德乐从陈登职业技术学校)

参考文献:

[1]张万忠.可编程控制器应用技术[M].北京:化学工业出版社,2005.

[2]廖常初.PLC基础及应用[M].北京:机械工业出版社,2004.

责任编辑朱守锂