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基于认知规律论PLC课程的组建及引导
文/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、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.在编写程序上,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；安全文明的操作及职业素养的养成.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）
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参考文献：
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