基于认知规律论PLC课程的组建及引导

曾庆娟

摘 要：笔者结合学生的认知规律和自身多年的教学经验，认识到学与教间存在着“合适、递进”状态。本文提出课程内容的组建、学习过程的引导、学习团队的分层、学习成果的呈现这四方面要以认知规律为前提，合适、递进地推进教学，更有利于因材施教，让学生轻松自然地主动接受新知识，肯定自己，找到努力的方向。

关键词：认知 任务 问题 分层 评价

课堂教学规律就是人的认知规律，即人认识客观事物获得知识的过程；教学就是一个由潜在知识转化为现有知识的过程。教师应了解学生的认知水平，以尊重学生的认知规律为前提，分析学习内容、学生团队、学习环境软硬设施，设计出与之相符的教学活动，使全体学生在“知识与技能”“过程与方法”“情感态度价值观”诸方面都得到发展，提高课堂教学实效，做到“不让一个学生掉队”，真正完成教学任务，达到培养人才的目的。

因材施教是面对每一个学生而言的，根据学生个人感受和反应能力的不同，给予学生表达、倾诉的机会，让学生找到学习乐趣的切入点，提高学习的积极性。在不同层次群体教学中，“合适”“递进”还要求教师在教育和教学上给予学生合适的任务、引导、分层、评价，并不断促其前进。教师在布置任务时，既要考虑学生现有的知识基础，又能够让学生在完成此任务后能达到更高一层的水平，所以任务编排、导向问题、团队组建的合适及递进对推进学习有很重要的影响。合适的阶段评价能够递进式地挖掘学生的潜能，激励学生在比较中肯定自己，不断提高对自己的要求，在解决问题的过程中向前迈步。

一、课程学习内容的组建

已学习了电工基础、普通机床电气控制线路的安装与调试课程的学生，他们对电工的基本理论知识、常用电工工具、机电控制线路已有一定的认识。此时引入可编程控制器的学习是最合适的时机。而任务式教学有利于学生了解所学知识将用于何处，教学目标明显，学生也很乐意接受。以PLC编程与实践课程为例列举了学习任务的编排：从三相异步电动机的启动→正反转控制→星三角启动→双速电机自动变速控制→车床、磨床电路的装调等电气控制线路入手，学生可按电气线路的控制要求，在编程中也加入相应的关系，并整体认识可编程控制的特点及其与机电控制的异同，了解各设备、元器件的连接关系。要让学生在进一步熟悉电气控制装接的同时，认识到某品牌可编控制器的类型、基本指令、软元件、外围设备及掌握编程软件的使用，切身体会到可编程控制的优势，引起学生学习的兴趣，树立学好本课程的决心和信心。

随着知识的深入，学生要摆脱电气原理图，在拿到文字或口头任务时能分析出任务的要点。这时加入水塔水位的控制、自动送料小车的运行控制、十字路口交通信号灯控制、多站小车的呼叫控制、气动机械手控制等任务让学生团队分析任务需达到的控制要求；需要什么器材；如何布局更合理、更方便操作；确定I/O的点数。教师安排好硬件后，就要学习更多功能更强的编程指令，如步进指令、传送指令、比较指令、编/译码指令及变址寄存器等。让学生在任务递进过程中，不断灵活运用编程语言，掌握更广深指令，不断熟练操作编程软件，逐渐摸索及提升编程思维。

学习任务的合适及递进，为学习可编程控制器课程起着非常良好的组建作用，强化了思维软实力，同时也提升了设备装接的工艺，达到熟能生巧、脑力技能同增长的效果。

二、学习过程中的引导

学生沉迷于手机，对其思维的培养是一个难点。在此就要教师在课堂中要洞察学生的学习状态，合理做好学习中的引导，切勿毫无保留地给学生分析每个学习任务的控制要求、配置好设备、直接给出并分析正确的程序。给予式的教学对学生来说，学习是被动的，问题是老师解决的，结果是老师给的，而学生只需记住就可以了。这种“坐着等答案”的告知方式对学生来说毫无益处，还养成了惰性。教师应采用以问题为导向，以合适并递进的不同层次的问题促进学生思考、讨论、逐一分析，让他们从自己的认知角度出发给出相应的理解，促使他们勤于思考和交流。

对于上述的PLC学习任务而言，分析控制要求、所需的设备及元器件、I/O的分配、主电路与PLC控制回路的连接是完成每个任务的共性问题，教师在任务递进的进程中要不断提高要求，使学生能达到快速准确的反应，且在装接工艺上往完美的趋向发展。在編写程序上，对于初学者导向问题应有先后性，教师要从任务中挖掘问题，如先找出被控对象是谁、有多少，拟定程序中输出线圈的支路数或步进中每步的输出量，尽量避免多重输出；找出每个被控对象由哪些元件控制，及其控制关系，从而编写出各输出对象的控制支路；在各支路中加入各被控对象的联系、制约、电气保护等环节；修正简化程序，将重复的软元件去掉，支路该合并的合并。

问题可由老师抛出，也可由学生自行去发现。收集好学生的答案并投影，由学生间参评，找出优点及不足，以被发现的问题为切入点再进行第二轮的修正。在反反复复的修改过程中，学生对知识的认知由单一到全面，并真切体会到主动发现问题、解决问题的乐趣。

三、学习团队的分层教学

在同一个班级同步开展新的学习任务，同样的讲解、分析，随着时间、进度的推进，会出现学生的认知差异、领悟的快慢，呈现出对学习内容有了很大的不同理解及操作技巧水平的差异。接受能力快的学生对任务的分析、程序的编写、实操接线调试、设备维护等都能做到独立找出任务要点，不断修改及完善程序，并能很快适应不同设备的操作要领，做到同一题能用不同设备、不同的方式完成，理解深透学习任务，灵活使用设备，且能综合比较各任务，找到学习的规律及技巧；另一部分学生能基本正确分析控制要求，但难以将其控制要求转化为程序，有的不能独立编写程序，只能理解并参考他人的程序，不能灵活换个角度接线，有一定的依赖他人的特性；基础不好的学生连电气原理控制也看不懂，元器件与电气符号对不上号，没有知识的联系性，对任务的认识不是整体性，存在着死记硬背的习惯。

如不采用分类分层教学，会导致课堂上学生精神松散、注意力不强，整个班级会显示出颓废、消极的状态，学习能力强的学生认为所听内容索然无味，学习能力弱的学生却云里雾里。因此，教师可采用以下方式活跃课堂气氛，激发学生的学习热情：以“帮扶”形式，能力强学生的辅导个别学生，以学生的角度理解讲解更动听，更易接受，更和谐；拓展思维，安排更实际更难的任务促强者更强；从细节入手，对难点逐一攻破、理解易题引新题、助学生树立信心。分层教学的课堂会呈现出学生认真、积极、投入的场面，教室里学生坐姿不一，有交流的、有深思的、有埋头苦干的，课堂纪律不统一，但各有各的任务、各有各的目标，只要细心观察一阵子，表面看似纪律“松散”的课堂却是学生正在不断地提升自己。

四、学习成果的递进呈现

学生从被引导学习到独立自学的过程中，在每个层次上都有着不同的学业成果，这是学习历程的验证。作为教师，要让学生能感受得到在付出的同时也有收获，应及时收集各团队的学习成果，如线路的装接成品、PLC控制程序的修改痕迹、人机界面的设计及学习笔记等成果；将阶段性的成果作品拍照或留电子版，让学习团队做成完整的PPT或将成果订制成册，以作学业成果展示及评价之用。在评价时要注意评价要点的主次、先后之分。如先检测任务的整体功能：控制要求是否达到；元器件的布置是否合理，操作是否方便；布线是否美观、整齐，接线工艺是否规范、标准；保护环节是否完善；安全文明的操作及職业素养的养成。之后再进入细节的评价：元器件是否破损；线号标记是否正确、清楚；故障的排除；程序是否简洁，不累赘；程序是否模块化；程序中软件保护是否完善。

评价有横向评价和纵向评价，合适的评价对学生的学习有很大的激励作用。纵向评价时，学生能看到自己的学习过程，如看到电气接线工艺美观了、程序功能强大完善了、触摸屏界面设计人性化了、笔记书写条理清晰明了、接线图画得横平竖直和干净标准了等。这不仅会让学生本人感到惊讶、兴奋，其他学生也会为其震惊，大家都能体会到认真、坚持就会取得好效果。在同一任务、同样的学习时间、同样的指导时，横向评价看到的是同学间的差距、看到自身的优点及不足、看到努力的方向、全班同学都有不同的进步。无论是纵向跟自己比，还是横向与他人比，合适的、递进式的评价无疑总结了个人、整个班级的学习成果，对学生来说是一个回顾、激励及检讨，对老师来说是检阅教学质量很好的一个机会，可分析到学生的认知是否达到教学目的，学生有没有养成了主动讨教、主动思考的习惯，同时也回顾了一个教学段的教学方式是否合适。

人有认知、能力、水平、性格等等这样那样的个别差异，无论学生的发展水平高还是低、速度快还是慢、潜力大还是小，在完成相应任务时遇到的问题基本是相同的，只是会有发现得早或晚、解决得快还是慢的差别。遵循学生的认知规律，合理安排教学环节中的任务分配、导向问题、团队分组、评价的合适性和递进性，能让教师更深入了解到学生的性格特点、学习认知、班级社交等情况，更有利于因材施教，能让学生在原有基础上充分发挥的提高操作水平，大大提高教学效率，并递进式地促其发展、成长。

（作者单位：广州市工贸技师学院）