浅谈如何在中等职业院校PLC教学中培养学生的创新能力

魏殿才　单顺彭

摘 要：中等职业院校的学生创新能力普遍不强，教师缺乏培养学生创新能力的意识和方法，因此研究如何在中等职业院校PLC教学中培养学生的创新能力是很有价值的。本文结合教学实践，对如何在中等职业院校PLC教学中，培养学生的质疑能力和发散思维能力，培养学生的创新能力进行了分析探索。

关键词：创新能力 PLC教学 质疑能力 发散思维能力

《国务院关于加快发展现代职业教育的决定》要求中等职业教育培养高素质劳动者和技术技能人才，培养学生的创新能力是培养高素质劳动者和技术技能人才的重要途径。现今中等职业院校的学生创新能力普遍不强，教师缺乏培养学生创新能力的意识和方法。因此，研究如何在中等职业院校PLC教学中培养学生的创新能力是很有价值的。下面笔者结合教学实践，浅谈如何在中等职业院校PLC教学过程中培养学生的创新能力。

一、通过培养学生的质疑能力培养学生的创新能力

爱因斯坦曾说：“提出一个问题往往比解决一个问题更为重要，因为解决一个问题也许只是一个数学上或实验上的技巧问题。而提出新的问题、新的可能性，从新的角度看旧问题，却需要创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。”质疑是创新的开始，质疑能力是创新能力的重要内容和表现形式，在中等职业院校PLC教学过程中需要富于质疑精神的教师，来引导学生建立问题意识和培养学生的质疑能力。

1.培养学生重视程序仿真和实验，引导学生在实践中发现理论问题并质疑

实践是检验真理的唯一标准，程序必须能经受住仿真和实验的检验。教师要善于运用天然素材——教科书中有瑕疵的程序来培养学生的质疑精神和能力。例如教师善意“误导”学生编写的程序，即教材《PLC基础与实训》中汽车自动清洗装置控制系统梯形图。

学生对梯形图程序仿真后发现，M1工作步为活动步时按下停止按钮，清洗装置没有自动进入初始步M0。此时，学生参与编写并认为正确的程序与其仿真实践之间的矛盾会引起学生深深的惊讶和困惑，学生的困惑在教师的激励下转化为对教材中有问题程序的大胆质疑。

学生认真排查程序错点后找到出错的根源是思维定式，僵化地套用步进逻辑公式，没有注意到按下停止按钮造成程序步间异常转移的特殊情况，得到在M1活动步时按下停止按钮后转移到初始步的逻辑代数方程式。M1为活动步时按下停止按钮，，PLC顺序扫描程序，，程序错误！

可见，教师在PLC教学过程中通过仿真或实验实践，可以引导学生发现程序中的问题，培养学生的质疑能力。

2.培养学生重视教材和参考资料，引导学生在对比分析中发现问题并质疑

教材中的重点内容是培养学生质疑能力的绝佳载体。例如在运行模式下PLC对用户程序的处理机制是PLC的核心知识。

精读教材《PLC基础与实训》有关PLC工作原理的内容后，学生知道PLC对用户程序的扫描是按一定顺序进行的，可是教材并没有具体说明这种顺序。这种想知而未知的处境开始引发学生产生困惑，教师抓住时机先后提供两张PLC扫描过程示意图让学生进行分析。学生在醒目的对比中发现两张示意图存在矛盾，从而产生强烈的质疑。学生仔细阅读教材和参考资料，经过对比研究后得到PLC执行用户程序的正确顺序。

教材难免会有错误，如果这些错误被善于质疑的教师巧妙地运用，那么不但教材的能量能得到最大化的释放，学生还能获得创新性地探索知识的机会，教师也能培养学生敢于质疑的勇气和善于质疑的能力。

二、通过培养学生的发散思维能力来培养学生的创新能力

发散性思维是创新思维的主要表现形式，是学生面对问题时思维打破束缚，从不同角度和途径去探索解决方案，最终获得问题创新解决的思维方法。

教师在教学过程中为了追求课堂的易操控性，提出的往往是具有唯一答案预设的问题，这样的问题使学生的思维不断变窄，创新能力逐渐萎缩。所以，教师在教学过程中要善于运用多种手段培养学生的发散思维能力。

1.通过“一题多解”的形式培养学生的发散思维能力

在PLC教学过程中教师有多种通过途径“一题多解”的形式培养学生的发散思维能力。例如为了满足实际控制需求，可以选择不同的PLC制造商（如三菱、西门子、欧姆龙等）的产品，选择不同系列的产品（如FX1S-30MR、FX2N-32MR等），选择不同的编程语言（如指令表、梯形图、顺序功能图等），选择不同的编程方法（如经验法、解析法、图解法等）等等。

现以三菱FX2N-32MR采用梯形图实现《PLC基础与实训》项目七“简易汽车自动清洗装置”控制功能为例，说明在教学过程中如何培养学生的发散思维能力。教师在引导学生掌握教材上采用的步进逻辑公式和 “启—保—停”电路的编程方法后，鼓励学生开拓思路，编写控制功能相同但编程方法不同的梯形图程序。

通过阅读教材和参考资料，学生的编程思路逐渐开阔，编写了很多有价值的梯形图程序，这些梯形图可归为两种：一种是以转换为中心即采用SET/RST指令编写的梯形图程序；另一种是对教材中程序进行“优化”而成的梯形图。

随后，教师指导学生对程序进行仿真检验，从而引起学生的质疑。教师引导学生查找错误的根源并提出多种解决方案，再次开启“一题多解”的发散思维旅程。

2.通过设置非常规的问题情境培养学生的发散思维能力

教师在教学过程中设置非常规问题情境能迫使学生打破原有的思维定式，运用发散的思维去分析问题和创新性的解决问题。由于缺乏编程知识和技巧，作为PLC初学者的学生不能正确使用双线圈，教师也不提倡学生编写这种程序。学生在学习《PLC基础与实训》项目七“简易汽车自动清洗装置”时基本上建立了这种编程“禁忌”：程序中不能使用双线圈。

仿真发现程序错误后，教师抓住时机向学生提出一个非常规的问题：“如何编写含有双线圈的程序却实现同样的控制功能？”学生面对如此非常规的“怪异”问题先是震惊，然后开始打破思维定式的发散思考。

经过不断地探索和实验，学生获得创新性的问题解决方法：一是通过查找教材和参考资料发现STL指令允许双线圈输出，编写运用STL指令的程序；二是运用条件跳转指令CJ编写梯形图；三是运用子程序编写梯形图程序。

可见，学生在分析和解决非常规问题过程中会冲破原来思维的束缚，在实践中不断地开拓和创新。

三、小结

中等职业院校学生的质疑能力和发散思维能力较弱，为了实现中等职业教育培养学生的创新能力的目标，教师在PLC教学过程中要有意识、有计划地创设问题情境，培养学生建立问题意识，引导学生敢于质疑、善于质疑，鼓励学生发散思维、开拓创新，为社会培养出有创新精神和能力的高素质劳动者和技术技能人才。

参考文献：

[1]人力资源和社会保障部教材办公室组织编写.PLC基础与实训[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2010.

[2]王国海.可编程序控制器及其应用[M].北京：机械工业出版社，2001.

[3]肖明耀.可编程控制技术[M].北京：机械工业出版社， 2004.

（作者单位：唐山劳动技师学院电气工程系）