系统分析法在ＰＬＣ技术教学中的应用

摘要：从系统理论出发，介绍了系统分析法的概念以及在解决策划问题时系统分析的步骤，同时介绍了用系统分析法分析某技术设备或系统功能的实施步骤，最后以可编程序控制器（PLC）原理及其应用作为实例，阐述如何将系统分析法作为教学法应用于教学实践中。

关键词：系统分析法；PLC技术教学

在技术类专业课的教学中，经常要介绍一些仪器或设备的基本结构、工作原理及其功能，这些内容单纯靠教师讲解和示范，无法激起学生的学习兴趣，不利于知识的传递和吸收。为解决这一难题，本文以可编程序控制器（PLC）原理及其应用作为实例，阐述一种以系统分析为中心的教学方法。

系统理论

“系统“一词由来已久，在古希腊是指复杂事物的总体。到了近代，“系统”一词常用来表示复杂的、具有一定结构的整体。系统无处不在，从微观世界到宏观世界，从动植物世界到人类社会。一个国家是一个庞大的复杂的系统，一个小型企业也可视为一个系统。系统可从不同层次和不同范围来划分，一个家庭、一个人甚至一个器官都可相对独立地视为一个系统来进行研究。系统又可以包括若干子系统。作为一个系统必备三要素：一是系统的整体性；二是系统由相互作用和相互依存的要素组成；三是系统受环境的影响和干扰，与环境相互发生作用。因此，通常把“系统”定义为：由若干要素以一定结构形式联结构成的具有某种功能的有机整体。

系统是普遍存在的，因此，用“系统的观点”分析问题是十分重要的。用系统观点分析问题（即系统分析法）的基本思想，就是把所研究的对象当作一个系统，分析它的结构和功能，研究系统、要素、环境三者的相互关系和变动的规律性。

系统分析法

系统分析法最早是由美国兰德公司在二战结束前后提出并加以应用的。在之后的３０年中，系统分析沿着两条明显不同的路线得到迅速发展。一是用系统分析法分析和研究新型防御武器系统。在此推动下，系统分析方法在交通、通讯、计算机、消防、医疗、电网、导航等领域得到广泛应用。二是用于与大学相互联系的研究和教学活动之中。开始是在生物学和自动控制研究领域，其后发展到工程学、通讯理论、管理系统、生态系统、心理和精神分析等研究领域。目前，系统分析法作为一种科学方法，已被全世界认可和采用，广泛运用于各个研究领域之中。

美国学者奎德（E．S．Quade）认为，系统分析是帮助策划者选择最优方案的一种研究方法。通过对问题的充分调查，系统分析法能在不确定的情况下找出各种可行性方案，并通过对这些方案的结果进行比较，帮助策划者在复杂问题中作出最佳的科学决策。它的主要特征就是从整体的角度出发，找出整体下各要素所产生的影响和相互关系，从而发现系统整体的运动规律，并分析达到目标的途径，以便策划者选择最为合理的解决方法。

运用系统分析进行策划研究和解决策划问题，通常按如下步骤进行：（1）确定策划目标。从系统整体的要求出发，提出需要解决的中心问题，确定策划活动必须达到的目标与希望达到的目标。（2）拟定实施方案。根据既定的策划目标，制定出可以实现目标的各种方案。（3）评估实施方案。对提出的各种备选方案进行比较和评估，找出各种方案的优缺点。（4）选择最优方案。通过分析、比较和计算，从诸多备选方案中选出最优方案，同时开始实施。（5）跟踪实施，调整方案。跟踪方案的执行，及时发现问题，修改补充原来方案，使方案的实施能始终朝着目标前进，最终实现策划目标。

运用以系统分析为中心的教学方法

系统分析法也可在技术类课程的教学中用来分析技术设备或技术系统的功能，此时系统与子系统可以理解为该技术设备或技术系统的主要功能和分功能或基本功能。通过分析系统中重要组成部分以及各部分之间的相互关系达到了解该设备或系统功能的目的。

在以行动为导向的课堂教学中，用系统分析法来介绍某技术设备或技术系统功能的实施步骤如下：（1）展示技术设备或提出工作任务。从系统整体的要求出发，提出需要解决的中心问题，比如“该设备有哪些主要功能”。（2）分析工作任务。对提出的问题进行详细的分析和讨论，明确工作任务，提出可行性方案。（3）确定分析方案。对提出的各种方案进行比较、综合，选择出最佳方案并制定出详细的实施步骤。（4）实施分析方案。根据上面制定的步骤实施方案。（5）比较分析结果。讨论并评价该技术设备或技术系统，对其功能进行归纳总结。（6）知识迁移。将所学知识应用于其他类似的设备或系统中，做到举一反三、融会贯通。

系统分析法作为教学法的实例

可编程序控制器（PLC）原理及其应用是机电专业必修课程，本文以“可编程序控制器基本结构和工作原理”课堂教学为例，说明系统分析法在教学中运用的步骤，具体见表1。该表按照系统分析法的六大步骤展开,并列出了不同阶段的课堂教学内容、课堂教学模式、教师和学生的课堂教学行为以及所使用的教学辅助用具。

小结

上述用系统分析法组织的课堂教学，实际上是一种以行动为导向的教学模式。在这样的课堂上，学生是主体，教师起指导作用。在教师有目的的指导下，学生自己完成分析方案的确定、分析方案的实施、分析结果的评价以及知识迁移全过程，极大激发了他们学习的兴趣以及工作的主动性和积极性，有利于他们对专业知识的吸收；同时，这种教学模式有助于培养学生分析问题、解决问题的能力和团结协作精神，有助于增强学生的实践技能和创新意识。

参考文献：

[1]R·M·克朗.系统分析和政策科学[M].北京:商务印书馆,1986.

[2]系统分析方法[OL].http://hi.baidu.com/loun/blog/item/ce241eb3e28fe1a7d8335a45.html

[3]基础方法之一:系统分析法[OL].http://www.ciod.cn/fangfa/ShowArticle.asp?ArticleID=141

[4]Pahl, J?觟rg-Peter: Ausbildungs- und Unterrichtsverfahren[M].W.Bertelsmann Verlag, Bielefeld,2005.

作者简介：

张金姣（1971—），女，硕士，湖北工业大学机械工程学院讲师，研究方向为机电一体化。