在PLC課程中實(shí)施游戲闖關(guān)教學(xué)的探索與實(shí)踐

干州杰

【摘要】隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代企業(yè)對(duì)PLC人才的質(zhì)量提出了更高的要求。這勢(shì)必對(duì)職業(yè)學(xué)校的PLC教學(xué)提出更高的要求和挑戰(zhàn)。筆者結(jié)合PLC教學(xué)過(guò)程中的中職學(xué)生的特點(diǎn)，嘗試了游戲闖關(guān)教學(xué)方法，這種教學(xué)方法符合中職學(xué)生的特點(diǎn)，在PLC實(shí)踐教學(xué)中，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣明顯提高了，在培養(yǎng)高質(zhì)量的應(yīng)用型、創(chuàng)新型中職人才方面為專業(yè)教師提供了新的方法。

【關(guān)鍵詞】職業(yè)學(xué)校 PLC教學(xué) 游戲闖關(guān) 關(guān)卡

【中圖分類號(hào)】G712.4 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）05-0124-02

一、游戲闖關(guān)教學(xué)法

當(dāng)前，職業(yè)學(xué)校的學(xué)生大部分是中考的落榜生，他們自信心不足，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)薄弱，抽象思維能力較差，個(gè)別同學(xué)有上課睡覺(jué)，玩手機(jī)等不良現(xiàn)象。PLC控制技術(shù)與技能訓(xùn)練課程是電學(xué)專業(yè)的核心課程，內(nèi)容抽象，理論復(fù)雜，實(shí)踐性和綜合性強(qiáng)，又同時(shí)涉及硬件與軟件知識(shí)，學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)有畏難情緒，教學(xué)難度大，教學(xué)效果不佳，為改變教學(xué)現(xiàn)狀，筆者查找了資料，并進(jìn)行了自主學(xué)習(xí)，并在教學(xué)過(guò)程中嘗試了讓學(xué)生享受挑戰(zhàn)樂(lè)趣和刺激的游戲闖關(guān)教學(xué)法。

游戲闖關(guān)教學(xué)法是一種新型的教學(xué)和學(xué)習(xí)方法，該教學(xué)法通過(guò)借鑒游戲闖關(guān)理念，以學(xué)生為主體，以教學(xué)游戲項(xiàng)目關(guān)卡為主導(dǎo)，教師在充分分析學(xué)生的課程的基礎(chǔ)上，巧妙地將課程知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)隱藏到各關(guān)卡中，通過(guò)角色扮演，激發(fā)學(xué)生尋找闖關(guān)方法，學(xué)習(xí)闖關(guān)知識(shí)，掌握闖關(guān)技巧，提升闖關(guān)經(jīng)驗(yàn)，讓學(xué)生在闖關(guān)過(guò)程中掌握課程知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)能力和綜合素質(zhì)，并充分享受挑戰(zhàn)樂(lè)趣和刺激，優(yōu)化教學(xué)效果。

二、游戲闖關(guān)教學(xué)法的實(shí)施過(guò)程

教師實(shí)施游戲闖關(guān)教學(xué)法前，要認(rèn)真分析教材，提煉知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)，并結(jié)合學(xué)生特點(diǎn)，精心設(shè)計(jì)教學(xué)游戲項(xiàng)目關(guān)卡，編制《游戲闖關(guān)秘籍》，同時(shí)，還要準(zhǔn)備好闖關(guān)必要的工具。教學(xué)實(shí)踐時(shí)，教師要根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、興趣和愛(ài)好，合理調(diào)配闖關(guān)小組，適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生探索實(shí)戰(zhàn)闖關(guān)方法和技巧，學(xué)習(xí)闖關(guān)心要的知識(shí)，掌握闖關(guān)心要的技能，并組織學(xué)生參與檢驗(yàn)闖關(guān)效果，獎(jiǎng)勵(lì)闖關(guān)學(xué)生。課后，教師還要積極引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提煉闖關(guān)技巧，交流闖關(guān)心得。

（一）課前做好教學(xué)充分準(zhǔn)備

1.精心設(shè)計(jì)教學(xué)游戲項(xiàng)目關(guān)卡

要實(shí)施游戲闖關(guān)教學(xué)方法，教學(xué)游戲項(xiàng)目關(guān)卡不僅是教學(xué)的基礎(chǔ)，還是成功實(shí)施游戲教學(xué)的關(guān)鍵。因此，教師在設(shè)計(jì)關(guān)卡前，要認(rèn)真分析學(xué)生年齡特點(diǎn)、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、興趣愛(ài)好，并結(jié)合課程教學(xué)內(nèi)容和學(xué)校實(shí)訓(xùn)條件，精心設(shè)計(jì)教學(xué)游戲項(xiàng)目關(guān)卡。近幾年，筆者通過(guò)多次教學(xué)實(shí)踐，再不斷完善，較好地將PLC控制技術(shù)與技能訓(xùn)練課程教學(xué)內(nèi)容“三相異步電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)與連續(xù)控制系統(tǒng)”、“搶答器控制系統(tǒng)”、“密碼鎖控制系統(tǒng)”等10個(gè)項(xiàng)目知識(shí)點(diǎn)隱藏到“峨眉山”、“長(zhǎng)白山”、“花果山”相應(yīng)的10個(gè)教學(xué)游戲項(xiàng)目關(guān)卡中，如表1所示。

由于職業(yè)學(xué)校的學(xué)生基礎(chǔ)相對(duì)比較差，教師在設(shè)計(jì)關(guān)卡時(shí)，游戲闖關(guān)引導(dǎo)項(xiàng)目不宜太難，能夠讓學(xué)生直接了解到學(xué)習(xí)的內(nèi)容，對(duì)于內(nèi)容較難的項(xiàng)目，可以分解為若干個(gè)小項(xiàng)目進(jìn)行引導(dǎo)任務(wù)，以減輕學(xué)生的闖關(guān)難度。

“三相異步電動(dòng)機(jī)手動(dòng)、自動(dòng)順序控制系統(tǒng)”是PLC控制技術(shù)與技能訓(xùn)練課程的教學(xué)難點(diǎn)和重點(diǎn)，筆者在設(shè)計(jì)“多節(jié)輸送帶機(jī)”闖關(guān)引導(dǎo)項(xiàng)目時(shí)，將“三相異步電動(dòng)機(jī)手動(dòng)、自動(dòng)順序控制系統(tǒng)”項(xiàng)目拆分為“項(xiàng)目功能的認(rèn)識(shí)及輸入輸出的地址分配”、“畫(huà)出PLC硬件連線圖并接線”、“編寫三相異步電動(dòng)機(jī)手動(dòng)運(yùn)行程序”和“編寫三相異步電動(dòng)機(jī)自動(dòng)運(yùn)行程序”4個(gè)小引導(dǎo)任務(wù)，這樣每個(gè)引導(dǎo)任務(wù)包含的知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)就不會(huì)太多，降低闖關(guān)難度。如學(xué)生要闖關(guān)“密碼鎖控制系統(tǒng)”項(xiàng)目時(shí)，需要掌握“計(jì)數(shù)器”和“比較指令”兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)，攻關(guān)“紅綠燈控制系統(tǒng)”項(xiàng)目時(shí)，需要掌握“定時(shí)器”、“主控指令”和“如何循環(huán)”三個(gè)知識(shí)點(diǎn)等。

2.認(rèn)真編制《教學(xué)游戲闖關(guān)秘籍》

教學(xué)游戲項(xiàng)目關(guān)卡設(shè)置后，教師需要根據(jù)各個(gè)關(guān)卡涉及的教學(xué)內(nèi)容，編制闖關(guān)指引，將關(guān)卡簡(jiǎn)介、闖關(guān)方法、闖關(guān)經(jīng)驗(yàn)（知識(shí)點(diǎn)）和闖關(guān)絕技（技能點(diǎn)）編輯成冊(cè)，匯集成《PLC教學(xué)游戲闖關(guān)秘籍》，方便學(xué)生自學(xué)，尋找闖關(guān)鑰匙。

教師在編制《PLC教學(xué)游戲闖關(guān)秘籍》時(shí)，不能簡(jiǎn)單地將教材內(nèi)容羅列到《秘籍》中，要凸顯出游戲闖關(guān)自我探索的特點(diǎn)，例如，筆者在編制“泰山”闖關(guān)秘籍時(shí)，首先對(duì)“泰山”闖關(guān)引導(dǎo)項(xiàng)目“紅綠燈”做了簡(jiǎn)要介紹，然后引導(dǎo)學(xué)生如何攻關(guān)————制作“紅綠燈”引導(dǎo)項(xiàng)目：1、你們說(shuō)說(shuō)平時(shí)馬路上紅綠燈？2、紅綠燈有幾盞燈？3、它們亮的方式有哪些？拋出學(xué)生闖關(guān)最感興趣的幾個(gè)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生查閱《秘籍》，探索闖關(guān)方法，提升闖關(guān)經(jīng)驗(yàn)，練就闖關(guān)絕技。

3.充分準(zhǔn)備闖關(guān)工具

PLC控制技術(shù)與技能訓(xùn)練課程是一門實(shí)操性很強(qiáng)的課程，在實(shí)施游戲闖關(guān)教學(xué)前，教師要為學(xué)生準(zhǔn)備好必要的“闖關(guān)武器”，如在電腦上安裝好GXDEVELOPER軟件及PLC仿真軟件，準(zhǔn)備好硬件、軟件，組建好一體化教學(xué)游戲闖關(guān)場(chǎng)地，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，提供好連接導(dǎo)線、基本編程的硬件配套模塊等教學(xué)游戲闖關(guān)常用“武器”。

（二）課中做好課堂的控制

1.合理組建闖關(guān)小組

在實(shí)踐游戲闖關(guān)教學(xué)時(shí)，為方便學(xué)生交流，一般要組建闖關(guān)小組。小組人員一般為2——3人，并設(shè)組長(zhǎng)1人。為提高闖關(guān)效率，教師可根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)適當(dāng)調(diào)整，確保每個(gè)小組成員既有共同愛(ài)好，又能做到好、中、差搭配合理，確保整體學(xué)習(xí)和闖關(guān)進(jìn)度。組長(zhǎng)是小組闖關(guān)活動(dòng)的統(tǒng)籌人，負(fù)責(zé)組織小組成員確定小組闖關(guān)目標(biāo)，探討攻關(guān)《秘籍》，把控小組闖關(guān)進(jìn)度，交流闖關(guān)心得。

2.自主探索和實(shí)踐闖關(guān)方法

在學(xué)生闖關(guān)前，教師要發(fā)放《教學(xué)游戲闖關(guān)任務(wù)書(shū)》和《教學(xué)游戲闖關(guān)秘籍》。《任務(wù)書(shū)》是學(xué)生學(xué)期個(gè)人闖關(guān)計(jì)劃，要求學(xué)生學(xué)期內(nèi)利用課堂及課余時(shí)間自學(xué)《秘籍》，探索闖關(guān)方法，提升個(gè)人闖關(guān)經(jīng)驗(yàn)，掌握闖關(guān)技巧，逐一攻關(guān)教學(xué)游戲項(xiàng)目關(guān)卡，完成預(yù)期學(xué)習(xí)任務(wù)。在闖關(guān)過(guò)程中，學(xué)生難免會(huì)碰到各種難題。當(dāng)學(xué)生闖關(guān)受阻時(shí)，教師不急于解答，可先讓學(xué)生自己分析，查找《秘籍》，小組探討，交流，尋找攻關(guān)方法，遇到實(shí)在不能解決的問(wèn)題時(shí)，教師可以適當(dāng)給學(xué)生一些提示，啟發(fā)學(xué)生思考，讓學(xué)生自主尋找闖關(guān)鑰匙，例如，在學(xué)生闖關(guān)“花果山”關(guān)卡時(shí)，教師根據(jù)學(xué)生闖關(guān)情況，可以適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生思考：你家有保險(xiǎn)箱嗎？保險(xiǎn)箱的密碼按鍵有幾個(gè)？另外還有哪些按鍵？保險(xiǎn)箱或者銀行卡密碼按錯(cuò)了會(huì)怎么樣？拋出這幾個(gè)問(wèn)題來(lái)引導(dǎo)學(xué)生提前對(duì)“密碼鎖控制系統(tǒng)項(xiàng)目”進(jìn)行思考；引導(dǎo)學(xué)生去探索闖關(guān)方法，掌握必要的闖關(guān)絕技（技能點(diǎn)），歷練必要的闖關(guān)經(jīng)驗(yàn)（知識(shí)點(diǎn)），從而達(dá)到自主闖關(guān)、自我破解關(guān)卡的目的，讓學(xué)生充分享受自主闖關(guān)成功的喜悅。

3.及時(shí)考核與獎(jiǎng)勵(lì)

PLC控制技術(shù)與技能訓(xùn)練課程實(shí)踐性強(qiáng)，綜合性強(qiáng)，關(guān)卡項(xiàng)目都是操作項(xiàng)目，且都有明顯的視覺(jué)效應(yīng)，因此，闖關(guān)考核一般采用實(shí)物展示及功能展現(xiàn)方法進(jìn)行。

在學(xué)生展示實(shí)物時(shí)，教師既要組織學(xué)生檢驗(yàn)項(xiàng)目功能是否正常，制作工藝是否達(dá)到要求，又要考核學(xué)生對(duì)項(xiàng)目接線與編程的掌握程度，最后根據(jù)綜合檢驗(yàn)，主要由老師和小組組長(zhǎng)通過(guò)共同驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并發(fā)放相應(yīng)闖關(guān)關(guān)卡，從而確定是否成功闖關(guān)。例如，學(xué)生在闖關(guān)“珠穆朗瑪峰”（制作“天塔之光控制系統(tǒng)”項(xiàng)目）后，首先讓學(xué)生展示，觀察是否符合循環(huán)點(diǎn)亮、依次點(diǎn)亮規(guī)律。多個(gè)指示燈亮的規(guī)律是否達(dá)到規(guī)定要求，程序是否過(guò)關(guān)，同時(shí)通過(guò)提問(wèn)學(xué)生：PLC硬件連線的輸入與輸出有什么區(qū)別？不同定時(shí)器有什么區(qū)別？在編程時(shí)應(yīng)注意哪些問(wèn)題？使用時(shí)如何處理定時(shí)器的清零并循環(huán)？拋出學(xué)生學(xué)習(xí)PLC控制技術(shù)與技能訓(xùn)練相應(yīng)項(xiàng)目必須掌握的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，檢驗(yàn)學(xué)生是否真正理解該項(xiàng)目的接線、該項(xiàng)目的程序編寫、該項(xiàng)目的功能指令等，最后根據(jù)綜合檢驗(yàn)情況，給出是否過(guò)關(guān)評(píng)價(jià)，并將闖關(guān)考核結(jié)果記錄到個(gè)人及小組的闖關(guān)檔案中，提升個(gè)人闖關(guān)等級(jí)。

為培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神，發(fā)揚(yáng)互幫互學(xué)、取長(zhǎng)補(bǔ)短的優(yōu)良學(xué)習(xí)作用，確保小組闖關(guān)進(jìn)度，在實(shí)施游戲闖關(guān)教學(xué)過(guò)程中，除設(shè)立學(xué)生個(gè)人闖關(guān)檔案外，還應(yīng)設(shè)立小組闖關(guān)檔案。小組闖關(guān)檔案記錄了全體小組成員的綜合闖關(guān)情況，當(dāng)全體小組成員同一關(guān)卡闖關(guān)后，即可晉升小組闖關(guān)等級(jí)。

（三）課后做好課堂總結(jié)

為梳理知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)，方便交流，學(xué)生闖關(guān)成功后，可讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)作業(yè)或者實(shí)驗(yàn)報(bào)告后撰寫闖關(guān)心得，總結(jié)闖關(guān)絕技的闖關(guān)經(jīng)驗(yàn)要點(diǎn)，同時(shí)，對(duì)于學(xué)有余力的學(xué)生，可及時(shí)布置拓展闖關(guān)項(xiàng)目，滿足優(yōu)等學(xué)生的探索愿望。例如，在學(xué)生闖關(guān)“花果山”關(guān)卡（制作“密碼鎖控制系統(tǒng)”）后，教師可適時(shí)布置“花果山”拓展闖關(guān)項(xiàng)目——制作“高級(jí)密碼鎖”。通過(guò)拓展闖關(guān)項(xiàng)目的攻關(guān)，既達(dá)到鞏固舊知識(shí)的目的，又可以提升學(xué)生自學(xué)的能力和綜合知識(shí)應(yīng)用能力。

（四）完善評(píng)價(jià)機(jī)制

1.對(duì)于個(gè)人評(píng)價(jià)

主要的評(píng)價(jià)方式是對(duì)于作品的展示，項(xiàng)目功能的實(shí)現(xiàn)，占50%；教師提問(wèn)，學(xué)生回答知識(shí)點(diǎn)，占50%；對(duì)于個(gè)人評(píng)價(jià)達(dá)到70分，個(gè)人過(guò)關(guān)，發(fā)放個(gè)人闖關(guān)關(guān)卡。

2.對(duì)于小組評(píng)價(jià)

主要評(píng)價(jià)方式是作品的展示，項(xiàng)目功能的實(shí)現(xiàn)，所占100%，要達(dá)到全部功能的70%，即要達(dá)到70分，同時(shí)個(gè)人評(píng)價(jià)的成績(jī)要達(dá)到70分。滿足以上兩個(gè)條件才能發(fā)放小組闖關(guān)關(guān)卡。

三、實(shí)踐游戲闖關(guān)教學(xué)法應(yīng)注意的事項(xiàng)

1.把握好教學(xué)與游戲的關(guān)系

游戲闖關(guān)教學(xué)是通過(guò)學(xué)生參與游戲，讓學(xué)生在潛移默化的過(guò)程中學(xué)習(xí)知識(shí)，掌握技能，游戲只是手段，學(xué)習(xí)才是目的。因此，在設(shè)計(jì)教學(xué)游戲闖關(guān)關(guān)卡時(shí)，教學(xué)游戲闖關(guān)項(xiàng)目不能盲目地追求刺激性、新穎性，而要結(jié)合課程教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生特點(diǎn)選取闖關(guān)項(xiàng)目和內(nèi)容。游戲闖關(guān)教學(xué)要按照企業(yè)人力資源需求特點(diǎn)和國(guó)家相關(guān)職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)典型項(xiàng)目分析，構(gòu)建學(xué)習(xí)任務(wù)，提煉闖關(guān)知識(shí)和技能，開(kāi)展闖關(guān)教學(xué)和學(xué)習(xí)。

2.轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，提高教師綜合素質(zhì)

傳統(tǒng)教學(xué)以教師為主體，通過(guò)課后練習(xí)，鞏固與運(yùn)用知識(shí)，學(xué)生被動(dòng)接受，而游戲闖關(guān)教學(xué)則以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，通過(guò)教師精心策劃，巧妙地將知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)隱藏到各個(gè)游戲關(guān)卡中，然后引導(dǎo)學(xué)生去尋找闖關(guān)鑰匙，掌握闖關(guān)絕技，提升闖關(guān)經(jīng)驗(yàn)，完成課程學(xué)習(xí)任務(wù)。教師是整個(gè)游戲教學(xué)過(guò)程中的設(shè)計(jì)者、咨詢者和導(dǎo)演，因此，教師必須有豐富的知識(shí)、扎實(shí)的技能和較強(qiáng)的課堂把控能力，才能確保學(xué)生的各項(xiàng)闖關(guān)活動(dòng)要在教師的控制下按照《闖關(guān)任務(wù)書(shū)》有序地開(kāi)展。

3.精心編寫《教學(xué)游戲闖關(guān)秘籍》

《秘籍》既是教師組織教學(xué)、引導(dǎo)學(xué)生參與闖關(guān)的基礎(chǔ)材料，也是學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探尋闖關(guān)重要學(xué)習(xí)資料。為較好地實(shí)施游戲闖關(guān)教學(xué)，《秘籍》要以企業(yè)典型工作任務(wù)為主導(dǎo)，按照游戲闖關(guān)理念組織內(nèi)容，注重實(shí)用性、可行性，突出培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)操技能，并由學(xué)校經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)教師與企業(yè)工程技術(shù)人員以及游戲開(kāi)發(fā)工程師共同編寫，這樣會(huì)對(duì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)創(chuàng)造更好的條件。

PLC控制技術(shù)與技能訓(xùn)練課程是電工類專業(yè)的專業(yè)核心課程，是學(xué)生就業(yè)之本。近幾年，筆者通過(guò)在課程教學(xué)中引入游戲闖關(guān)教學(xué)法，讓學(xué)生在游戲闖關(guān)過(guò)程中掌握課程知識(shí)點(diǎn)的技能點(diǎn)，充分享受游戲闖關(guān)的樂(lè)趣和刺激，活躍課堂，變厭學(xué)為知學(xué)、好學(xué)、樂(lè)學(xué)，的確不失為一種好的教學(xué)方法，值得同行借鑒和推廣。

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