以小組合作研討為中心的《電氣控制與可編程序控制器》實驗教學方法探討

林金星+朱松豪

摘 要：在實際教學中《電氣控制與可編程序控制器》教學質量的提升和實驗條件的改善并未提高學生學習的積極性，需要對實驗教學模式進行改革，以小組合作研討為中心，進行《電氣控制與可編程序控制器》實驗教學改革有利于提高學生的積極性和學習效率，增強課堂互動性。

關鍵詞：可編程序控制器（PLC）；小組合作；實驗課；研討教學

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9132（2017）12-0013-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2017.12.004

一、引言

《電氣控制與可編程序控制器》是電氣工程專業(yè)一門操作性和實踐性都很強的課程，學好這門課程，需要鍛煉軟件編程能力，實驗教學占有非常重要的地位。2015年，我院對該課程實行小班化教學改革，每班30～35人，購買了10多套新型潛龍PLC實訓裝置并配備了SIMATIC S7-300 PLC以及最新的SIMATIC_STEP_7 _V13組態(tài)軟件、觸摸屏、變頻器等設備，保證每2～3人具有一套實驗裝置。但是在2015年的教學中，實驗教學質量的提升和實驗硬件條件的改善并未成正比，學生的主動性和積極性仍然不高。傳統(tǒng)的實驗教學模式亟須變革。

研討教學是源于18世紀德國大學的一種教學方法，它通過由教師創(chuàng)設問題情境，學生查找資料，研究、討論、實踐、探索，提出解決問題的辦法，體現了學生主體性原則，已成為國外大學的一種重要教學方法。小班教學對研討式學習的順利實施提供了有力保障。筆者借鑒“六步式”研討教學法，設計了以小組合作研討為中心的《電氣控制與可編程序控制器》實驗教學方法。實踐表明，所設計的教學方法對提高學生的積極性、創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作精神，以及增強師生的關系效果顯著。

二、小組成員優(yōu)化分配

在前期的實驗教學中，各小組成員自由組合，這種組合的好處是小組成員比較熟悉，但導致了小組間的嚴重分化，一些小組都是學優(yōu)生，一些小組都是學困生。在后期教學中，筆者對小組構成進行了優(yōu)化，將班上學生按業(yè)績點分成好、中、差三個層次，每個小組由好、中、差學生均勻搭配，實現好學生監(jiān)督、促進、帶動差學生，發(fā)揮小組合作的優(yōu)勢。

三、以小組合作研討為中心的實驗教學

設計的小組合作研討為中心的實驗教學方法如右圖所示，具體操作如下：1.任務布置（課堂定向）：這一步由教師提前一周在課堂上簡要講述實驗目的及控制任務，給出可能的解決方法，并指定適當的課后參考資料（包括校園圖書館參考書相關章節(jié)，網絡上的電子共享資源等）。2.資料閱讀：學生在課后根據實驗要求查閱相關文獻資料，獨立設計實驗電路接線圖，分配PLC I/O接口，繪出控制流程圖。鼓勵各小組不局限于教師指定的方案，大膽創(chuàng)新。3.系統(tǒng)設計：這一步要求各小組在課后討論完成，每位小組成員都向組內其他成員介紹自己的實驗設計方案，小組成員充分交流，相互合作，共同討論確定出最終的設計方案，并盡可能編寫出相應的程序代碼。4.方案討論：這一步是小組合作研討教學的核心，由教師在實驗課上主持實施（時間控制在15-20分鐘內）。教師選取2～3個小組，并分別在各組內選取好、中、差不同層次的學生，在課堂上通過黑板或PPT匯報各自小組的實驗設計方案。教師根據各小組的設計方案，針對其關鍵步驟及相關的重要知識點提出問題，引導全班學生展開討論，通過師生互動，共同幫助各小組完善優(yōu)化設計方案。對于設計方案不可行的小組，教師應及時給出修改意見，鼓勵并監(jiān)督小組完善設計方案。在討論過程中，教師既要當好“導演”，又要做好“演員”和“評論家”，通過精心設計問題和點評，提高全體學生的注意力，充分調動全體學生的積極性，避免教師提問，少數學生回答，其他人沒事干的局面。同時，每次實驗討論教師應有針對地關注和指導2～3名成績差的學生，多給他們表現和展示的機會，增強他們的信心，提高學習熱情。另外，為了更好地增強學生參與意識，可以在成績評定規(guī)則上設置鼓勵發(fā)言和鼓勵質疑的加分規(guī)則。5.實驗驗證：各小組根據設計方案編寫程序，在線調試，觀察輸出，直至達到實驗要求。在這些過程中，教師應根據各組設計方案現場指導答疑。6.成績給定：這一步教師逐一檢查各小組的實驗運行情況，通過量化的評分規(guī)則評定各小組得分，同時為防止偷懶學生“渾水摸魚”，教師應針對各小組編寫的實驗程序，對小組內每位學生提出1～2個問題，通過問題回答情況有區(qū)分地判定每位學生的成績。

四、過程評價與結果評價相結合的考核方式

為客觀全面評價學生的實驗成績，筆者引入過程評價與結果評價相結合的考核方式。學生實驗總分為100分，由小組得分（70%）、學生發(fā)言得分（10%）、學生自評得分（10%）以及實驗報告得分（10%）構成，其中，小組得分包括小組設計方案得分（30%）和實驗結果得分（70%）。過程評價的引入，避免了唯實驗結果的傳統(tǒng)考核方式，有利于提高學生主動參與小組討論的熱情，培養(yǎng)自主學習和團隊合作的精神。

五、結語

通過比較2015年和2016年的實驗教學效果，小組合作研討為中心的教學法取得了更好的效果，實驗課上“等、靠、玩”的學生明顯減小，學生的自主學習和團隊合作精神有了較大的提升。目前筆者的認識還很膚淺，如何進一步提高小組成員的合作程度，如何設計更加科學的考核機制將是今后教學中需深入探索的重點。

參考文獻：

[1] 任彥，崔桂梅.“電氣控制與PLC技術”教學改革的探索[J].實驗室研究與探索，2011（1）：112-113.

[2] 孟凡磊，劉濤，崔偉成，余仁波. 理工科專業(yè)課“六步式”研討教學模式[J].高等理科教育，2015（3）：85-89.