《电器及PLC控制技术》的教学开展与学生学业评价初探 PLC论文
详细内容
番禺钟村职业技术学校肖志红邮编：5114495
摘要：招生难，办学条件跟不上，毕业生就业困难严重地制约了职业学校的发展，进行专业调整，深化改革，提高教育质量势在必行。因此，在我校学分制前提下，整合教材，优化课堂教学，对学生学业成绩进行发展性教学评价，提高学生的技能水平和实践能力，真正实现学生在各方面的可持续性发展是我们努力的方向。
关键词：PLC、阶段目标、教学开展、学业成绩评价
随着微电子技术的飞速发展，PLC已成为现代工业控制的标准设备，其应用几乎覆盖了所有工业控制系统，所以PLC课程应时而生，我校开设的《电器及PLC控制技术》是由高勤主编的高教版教材，根据学校的学分制课程管理制度的规定，约20课时/学分。本课程共4学分，80学时，适用于我校机电与数控专业、电子信息专业。
一、研究的背景
职业教育在现阶段碰到了一些困难，困难的表现和症结主要表现在办学的三个环节上：招生难，办学条件跟不上，毕业生就业困难。随着社会发展，国家经济发展对人才的要求提高了，人民对教育需求提高了，所以导致了招生难，其实这是社会进步、发展过程中带来的结果；在办学条件上，有的学校受到经费及师资条件的限制；现在很多单位用人要高学历，社会上失业、待业的人又多，导致职中毕业生就业难，国家又在扩大高校招生，普高也在不断的发展和壮大，家长总想自己的子女上普高，进大学，取得更高的学历，不得已求之才读职高。面对这样严峻的形式，我们能做些什么呢？仔细思考一下，问题的症结还是在我们自己，这就是职业教育办学的某些方面与我国社会、经济、教育发展的现状不相适应。例如，职业技术学校办学模式比较单一，缺乏职前职后的沟通；专业设置和教学内容与经济和技术发展有所脱节；课程在相当程度上还是终结性的，服务于学生第一次就业，使学生缺乏发展和应变能力；学校的运作机制有时也没有转到市场经济的机制上来等。从哲学上讲，发展不只是数量的增加，还包括质量的提高。这里有挑战，同时也存在机遇，我们要趁此机会进行专业调整，深化改革，提高教育质量。为了适应时代的要求，我校组织了学分制调研组，进行了大量的市场调查工作，如去了万宝集团、深圳信恒机械厂等地，以了解市场对人才的需求；去了广州市交通运输学校、广州电子信息技术学校等学分制改革比较成功的学校借鉴经验，为我校学分制的推行做了大量的准备工作。
二、学生学业成绩评价的理论依据
1、建构主义理论：建构主义理论是认知心理学的基础上发展起来的一种现代学习理论，该理论认为，知识并不是对现实世界的绝对表征，在不同情境中，需要重新建构。学生在学习中是主动的建构者，而不是事实信息的记录者，在知识形成及转化过程中，教师和学生在互动中建构知识及能力。教师在课堂上主要是根据教学要求设计问题，引导讨论，从旁激发，支持并适时介入学生的学习。2、多元智能理论：每一个个体都同时拥有相对独立的八种智能，但每个人在各种智能上存在差异。因此在教学及评价过程中要承认个体差异，重视因材施工教；重视学生个性的发展；关注学生成长历程；注重学生实践能力的培养。3、发展性学生评价的基本特征：根据培养目标，并在实施中制订明确的阶段性目标，然后促成学生达成目标，重视学生发展的过程评价，评价关注学生发展的全面性，评价的方法多元化，关注个体差异，注重学生个人在评价中的作用。
三、研究教材，设定教学的阶段目标
国家教委关于印发《关于编写实训教材的原则意见》的通知明确规定：１．要以岗位规范的要求和岗位生产、工作的需要为依据确定教材内容。２．贯彻以培养工作能力和生产技能为重点的原则。３．规范性和灵活性相统一的原则。４．坚持实际、实用、实效的原则。根据国家教委相关要求，通过认真阅读教材，结合对市场的调研，依据学生们的认知规律，我对教材进行了认真的处理：教材分为两个部分，即电器部分和PLC部分。本课程的教学目的是让学生熟悉电气控制系统的基本控制电路，具有电气控制系统分析和设计的基本能力；掌握可编程控制器原理及编程方法，具备一定的PLC程序设计和PLC应用能力。 本课程的突出特征是理论教学与实际训练并重，要求理论必须与操作密切结合，强调技术应用和自主设计。学生分别在电气控制实训室、PLC实训室做与理论教学同步展开的实训项目。根据教学大纲的要求，整理出以下主要教学内容，各个阶段目标如下表：
钟村职业技术学校《电器与PLC控制技术》阶段目标实施表
阶段目标序号
技能训练名称
内容提要及应用知识点
理论及技能训练学时
教师根据学生能力引导学生练习或设计的任务
1
低压电器的认识
认识按钮、接触器、变压器等设备，了解常用电器的原理、特性及应用
2
低压电器认识、测量、拆装、维修等
2
电机点动连续运转控制电路接线
用电力拖动控制实现电动机起动及停止控制
熟悉电气识图、电气控制线路的分析和设计、实践能力
4
电气控制线路工作原理、常用电工工具使作、低压电器元件检测、接线（主电路和控制电路）、不通电的情况下进行线路测量、排除短路故障、通电运行操作观察、通电情况下电路故障排除、相关电路设计及安装调试、工业实习
3
正反转控制电路接线
用电力拖动控制实现电动机正转、反转及停止控制
3
4
电机串电阻降压电路接线
用电力拖动控制电路中串接电阻实现电动机的降压起动
3
5
电机Y-Δ起动控制
用电力拖动控制电动机星形降压起动，起动后自动转换为三角形
3
6
自耦变压器启动控制电路
利用电感对交流进行分压的原理，起动时串入较多的线圈，运行后减少串入的线圈达到降压起动的目的
2
7
能耗制动控制电路
电机停机后为了使电机很快停止，在控制回路中串入电阻，消耗掉一部分能量，从而使电机较快停机
2
8
PLC清零、启动停止控制
通过使用手编程器将PLC中的用户程序清除，并进行简单的程序编写逻辑取及输出线圈触点串联触点并联程序结束指令
3
FX系列PLC手编器使用，清零步骤、PLC梯形图、指令、PLC基本指令的编写、操作方法、PLC的输入输出点数、硬件接线及安装等
9
三路抢答器、PLC软件安装及FXPLC软件使用
主持人和三个分别用不同的按钮进行操作完成抢答的过程，PLC软件使用、逻辑取及输出线圈触点串联、并联、程序结束指令
3
PLC编程软件的安装使用，PLC梯形图、指令、PLC基本指令的编写、操作方法、硬件接线及安装等
10
正反转控制电路、FXPLC软件使用
通过对正反转电路进行梯形图的转换，写助记符，然后将程序输入PLC，通过外接按钮控制电动机正反转FXPLC软件使用、逻辑取及输出线圈、触点串联触点并联主控指令、程序结束指令
2
PLC编程软件的使用，I/O分配、PLC梯形图、指令、PLC基本指令的编写、操作方法、硬件接线及安装等，不同指令实现正反转控制
11
顺序控制电路、FXPLC软件使用
通过对顺序控制电路进行梯形图的转换，定助记符，然后将程序输入PLC，通过外接按钮控制电动机逻辑取及输出线圈触点串联触点并联定时器程序结束指令
2
PLC编程软件的使用，I/O分配、PLC梯形图、指令、PLC基本指令的编写、操作方法、硬件接线及安装等、由两台机顺序控制设计三台机的顺序控制
12
自动往返运动、FXPLC软件使用
通过对自动往返电路进行梯形图的转换，定助记符，然后将程序输入PLC，通过外接按钮控制电动机逻辑取及输出线圈触点串联触点并联串联电路块的并联并联电路块的串联、定时器、程序结束指令
2
PLC编程软件使用，I/O分配、PLC梯形图、指令、PLC基本指令的编写、操作方法、硬件接线及安装等，设计三灯循环
13
定时移位显示、FXPLC软件使用
利用定时指令实现延时控制灯泡移位点亮逻辑取及输出线圈触点串联触点并联串联电路块的并联并联电路块的串联定时器程序、结束指令
2
PLC编程软件的使用，I/O分配、PLC梯形图、指令、PLC基本指令的编写、操作方法、硬件接线及安装等由三灯移位、四灯移位到八灯移位
14
置位复位程序
利用PLC的SET和RET进行编程控制电机启动和停止逻辑取及输出线圈触点串联触点并联自保持与解除程序结束指令
2
PLC编程软件的使用，I/O分配、PLC梯形图、指令、PLC基本指令的编写、操作方法、硬件接线及安装等
15
交十字路口交通灯设计
综合运用PLC的多类指令实现交通灯控制逻辑取及输出线圈触点串联触点并联串联电路块的并联并联电路块的串联、定时器脉冲输出步进指令程序结束指令
4
PLC梯形图、指令、I/O分配、PLC指令的编写、操作方法、硬件接线及安装等、用步进指令或定时器分别实现
16
秒脉冲产生电路
利用定时指令编程实现任意占宽比的脉冲的产生，逻辑取及输出线圈触点串联触点并联定时器程序结束指令
2
I/O分配、PLC梯形图、指令、PLC基本指令的编写、操作方法、硬件接线及安装等、设计不同周期的脉冲
17
化学反应装置设计
利用传感器、搅拌器等进行化学反应过程的控制，容器之间用泵进行化学液体的传输。利用步进指令等
4
I/O分配、PLC梯形图、指令、PLC基本指令的编写、操作方法、PLC的选用、硬件接线及安装等
18
PLC自动生产线设计（皮带运输机）
按生产要求控制皮带传送物料。步进指令等
4
I/O分配、PLC梯形图、指令、PLC基本指令的编写、操作方法、PLC的选用、硬件接线及安装等
19
机械手设计
能夹紧或放松工件，并能作上下左右的移动。逻辑取及输出线圈触点串联触点并联自保持与解除脉冲输出步进指令程序结束指令
5
I/O分配、PLC梯形图、指令、PLC基本指令的编写、操作方法、PLC的选用、硬件接线及安装等
20
电梯设计
根据操作者在的不同操作，控制轿厢按相应的动作运行定时、步进指令等
5
I/O分配、PLC梯形图、指令、PLC基本指令的编写、操作方法、PLC的选用、硬件接线及安装等
21
OMRON机实验清零
通过使用手编程器将PLC中的用户程序清除，并进行简单的程序编写
2
C系列PLC手编器使用，清零步骤、PLC梯形图、指令、PLC基本指令的编写、操作方法、PLC的输入输出点数、硬件接线及安装等
22
OMRON机程序运行实验
OMRON基本指令的综合运用
3
利用C系列PLC进行以往学习过的程序进行技能训练
23
期中、期末复习、考试，月实操测验
期中、期末复习8课时，每月实操测验1次共8课时
16
测验及期中期末考试以实操为主
小计
80
四、《电器与PLC技术》学科教学的开展
1、教学内容的选定：本教学计划通过了学校机电教研组的审核，并开展了两年多的教学，效果比较理想。该课程因技能训练的可操作性强，所以整个教学过程都在实验室里进行。根据教学计划的要求，相当于把本课程分为23个阶段目标。其中19、20两个阶段目标难度稍大，可以作为学生选修的内容，其他的阶段目标可以作为必修的内容，当然教师可以根据专业方向及课时的多少灵活决定必修和选修的内容。每一个阶段目标为2至5课时不等。2、学生的分组：每学期初，教师可根据学校场地的情况进行分组，如每2个一台PLC，每人一块电力拖动接线板，每组四人，并选定一位认真负责的学生作为小组长。小组长主要督促本组同学的技能训练及工作页的完成，组织本组同学进行日常学业完成情况的自评与互评，促进本组成员在学习中互相交流、达到本组成员能力不断提高的目的，对个别违纪的学生进行监督等，并配合教师记录一学期学生完成各项教学任务的情况。3、课堂教学的开展：本课程在学校排课时尽可能做到几节课连堂，以保证教学的连续性，在每节课或每个阶段目标开始之前，教师要进行合理的讲授，如以“用PLC设计三路抢答器”为例，教师先说明三路抢答器的要求：“在主持人宣布开始抢答后，三个组开始抢答，谁先压下按钮谁先答题，答题后主持人按复位按钮使电路复位，然后进入下一题的抢答”。教师接下来介绍梯形图、指令、上机操作、接线图。 对于这个阶段目标，教师一节课可以讲解完，余下的两节课的时间学生可以根据自己的学习能力建构不同的学习任务，教师可以把学生要掌握的和可以去学习的任务板书在黑板上：a、I/O分配表；b、三路抢答器的PLC接线；c、程序的编写及输入；d、抢答操作；e、改变输入或输出端进行编程和接线；f、练习程序的插入或删除；g、用第二种方法设计三路抢答器；h、在上述基础上改进电路，使其变为四路或五路抢答器……上述a、b、c、d是所有学生都必须学会的，而d、e、f、g、h等是学生有选择进行自主学习的内容。教师只要稍微从知识的横向或纵向结构仔细思考一下，就可以为学生设计出很多有价值的问题来。在这样一种学习氛围的影响下，学生的思维得到了充分的锻炼，经过一定时期的学习，大部分学生就能学会这样一种思维模式，开始能为自己设计学习的问题了。在学生自主学习的过程中，教师起到引导、激发学生学习的作用。学生可以自主同学生交流，也可以与教师探讨。使教学在互动、活跃中进行。在课堂上，教师能体会到学生个体的智能差异，做到了课堂内的“分层教学”，学习能力差的学生可以先学习基本的内容，然后再根据自己的能力有选择的学习；对于能力较强的学生，教师安排了较多的选学内容，使其能充分的利用课堂的时间来学习、思考、自主设计。PLC学科具有很强的基础性，后面的知识是建立在前面所学的内容的基础上的，如了解了三路抢答器的接线，其它电路的接线也就大同小异了，只是所接的输入和输出点数不同罢了；如PLC软件的使用，通过多次操作后，便会慢慢熟练起来……在完成教学任务时，开始可能会比较慢，但随着学生知识的积累，操作能力的提高，后面的阶段目标将会非常顺利的达成，教学效果将会更理想。
五、学生学业成绩的评价
《电器与PLC控制技术》学生学业成绩评价按教学计划的要求，对学生的最低能力目标是：完成21个以上阶段目标的学习，熟悉电气识图、电气控制线路的分析和设计，有较好的实践操作能力，具备基本的程序的设计、PLC接线、上机编程、操作的能力。为了保证教学目标的实现，根据学生实际情况对学生学业进行了以下几方面的评价：1、阶段目标的完成情况：在开学初，教师制定学生小组学业评价表，并交小组长，方便在每个阶段目标完成后进行记录和评价，同时负责本组同学课外作业完成情况的记录。2、一个学期共组织四次小测验：测验的内容包括应知和应会两部分，以检测学生每一段的学习情况，培养学生独立设计电路、应用知识解决实践问题的能力。3、期中期末考试(实操与理论知识相结合)：综合检验学生对知识的了解，以加强学生综合运用知识的能力。4、科技论文：在教师辅导下让学生根据所学的电器与PLC知识写一篇科技小论文，课题名称: “如PLC技术在×××上的应用”利用课外时间完成，学期末上交。5、其它：考勤:因学校的实训楼与教学楼有一定的距离,学生常有迟到现象,所以将考勤作为对学生评价的一部分。安全规范操作：培养学生良好的操作习惯，如工具的规范使用，工作场地清洁的维护，安全用电常识等。课堂表现：对突出的违纪行为进行记录，如学生上课睡觉、越位、打游戏、看小说、听MP3、聊天等。
学生学业成绩评价表
班级学年度第学期 任课教师
评价项目
权重
评价等级（X）
姓名（学生各项得分=权重*等级分）
姓名1
姓名2
姓名3
姓名4
姓名5
优
良
中
差
四次小测验
小测验1
0.05
85 小测验2 0.05 85 小测验3 0.05 85 小测验4 0.05 85 综合考试 期中考试 0.15 85 期末考试 0.20 85 课堂学习任务及课外作业完成情况 23个阶段目标完成情况 0.25 85 技术论文 0.08 85 安全规范操作 0.04 85 课堂表现及精神状况 0.08 85 出勤 根据缺勤情况适当扣分可扣除总分阶1-5分 合计 1 说明：要制作全班学生的生学业成绩评价表只要用一张A3纸横向设计就能满足一学期的记录要求，当然如果学生特多，可以用两张表，当然不同的学科可根据情况制订不同的学生学业评价表，在此仅供参考。 学生小组学业评价表 第小组学生完成学业评价表 项目 姓名 及完成次数 课堂（70分） 课外（30） 合计评价得分 阶段目标完成过程（30分） 工作页填写（20分） 合作交流意识、独立设计、创新能力等（20分） 预习、课外作业等 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 组员1 27 25 28 18 15 13 15 19 17 27 25 26 255 组员2 组员3 组员4 4 5 6 4 5 6 4 5 6 4 5 6 组员1 25 25 28 18 15 13 15 19 17 27 25 26 253 组员2 组员3 组员4 7 8 9 7 8 9 7 8 9 7 8 9 组员1 20 25 20 18 15 15 15 19 17 27 25 24 242 组员2 组员3 组员4 说明：以上设计了学生完成9个阶段目标及课外作业的评价表格，只要稍作修改，用一张A4纸设计一个小组完成整个教学过程23个阶段目标的记录。如某班有44人，可分为11个小组，则复印11张表格给分发给小组长即可。在上表中，每次评价都以百分制计，每个学生的“合计评价得分”为各次评价的总分，如上表中“组员1”的期末汇总计算，将“组员1”的各“合计评价得分”相加除以评价次数即可,上表中， 设一学期只要完成9个阶段目标，“组员1”共有9次评价，则该学生期末评价汇总=(255+253+242)/9=83。学生评价的过程中，教师可以定期跟踪检查，引导小组在完成任务的同时，进行合理的评价，评价由组长组织组员完成，评定成绩由自评分和互评分相结合，然后得出一个综合成绩记录下来，作为学生完成一个阶段目标的成绩。在实施前后，教学效果得到了明显的改善，对比如下表： 相关变量 班级 维修电工中级考证 期末总评 广州市中级电工技能竞赛 通过率 优秀率 合格率 优秀率 实施前班级 01电子 86% 15% 80% 12% 三等奖一个 实施后班级 02电子 92% 25% 95% 28% 二等奖一个 03电子 95% 28% 98% 34% 未公布 在两年电器与PLC技术的教学过程中，本人认真按教学计划实施教学，引入学生小组管理，创设师生平等情境；让学生自主建构知识体系，重视学生个性发展，发挥学生创新、合作精神，激发学生的潜能；学生不再是简单的学会知识、技能的接受者，而是学会学习、学会创造的主人；使发展性课堂教学评价得到了较好的体现。 参考文献： 《发展性教学评价的原理与方法》广州市教育局教学研究室编 《新课程的评价问题》高凌飚 《教育测量与评价》黄光扬 《电器及PLC控制技术》高勤主编 《可编程控制器原理、应用、实验》 李乃夫主编