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摘要：结合并拓展著名教育学家陶行知先生“教学做”的教育思想，将“教学做”一体化教学方法应用在“PLC原理及应用”课程教学中，培养学生的实践能力和创新能力。经过两年的努力和实践，该方法取得良好的教学成果。
关键词：教学做；可编程控制器；创新教育基地；案例教学法
作者简介：蔡义明（1976-），男，广西桂平人，广西大学电气工程学院，讲师；李泽（1960-），男，广西容县人，广西大学电气工程学院，副教授。（广西 南宁 530004）
基金项目：本文系新世纪广西高等教育教学改革工程“十一五”第四批立项项目、省部级重点支持项目“电气工程类大学生创新教育基地建设的研究与实践”（项目编号：2008A008）的研究成果之一。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）06-0188-02
“PLC原理及应用”是电气工程类专业一门实践性、综合性较强的专业课程。该课程的特点是硬件和软件相结合，理论和实践相结合。广西大学电气工程学院通过“电气工程类大学生创新教育基地建设的研究与实践”的立项研究电气工程类大学生创新能力的培养，发现创新教育需要从培养学生的主动创新意识和积极的创新思维开始，逐步的有计划的引导学生把创新意识和创新思维转化为创新实践能力，学生的创新能力需要从“教”中得到认识，从“学”中得到发挥，从“做”中得到提高。经过两年的摸索和实践，“教学做”一体化教学方法在“PLC原理及应用”课程改革取得显著成果。
一、“教学做”一体化的涵义
“教学做”一体化作为一种教学模式，它将课程的理论内容和实验内容有机融合，学生将做与学有机结合，教师与学生有机互动。1919年2月我国著名教育学家陶行知发表文章《教学合一》，精辟地论述“教学合一”的教育思想。他说：“因为重教太过，所以不知不觉的就将教和学分离了。依我看来，教学要合一。”1926年12月陶先生进一步论述说:“教的法子根据学的法子，学的法子根据做的法子；事怎样做就怎样学，怎样学就怎样教。比方种田这件事要在田里做，就要在田里学，也就要在田里教。”1927年l1月，陶先生对“教学做合一”再次阐释：“教学做是一件事不是三件事。我们要在做上教，在做上学。在做上教的是先生，在做上学的是学生。从先生对学生的关系说，做便是教；从学生对先生的关系说，做便是学。先生拿做来教，乃是真教；学生拿做来学，方是实学。”至此，“教学做合一”的思想臻于完善。“教学做”是教育教学活动的三个方面，“教”与“学”侧重理论，即对理论教学和理论的学习；“做”侧重实践，即对理论知识的实际运用。“教学做合一”以“做”为中心，“做”既是教育教学的出发点，又是其归宿，强调要理论与实践相结合，突出对知识的应用。[1，2]结合教育学家陶行知的理论，我们在教学中给学生提出并倡导“一鸟在手胜于百鸟在林”的思想。该思想的核心是与其让学生学习大量的编程设计理论，不如让学生切实掌握编写出具体程序案例的方法。提出这样的思想是可行的：首先这是该课程教学的要求，通过基本教学步骤要求学生掌握可编程控制器的基本原理和使用方法、并能设计出简单的可编程控制器系统。其次，该课程的实践内容重于理论内容，“PLC原理及应用”有别于“高等数学”、“电路”等课程注重理论分析，该课程在社会生活中更强调实践性。最后该思想有助于调动学生的积极性，当学生发现自己能够编写出PLC的控制程序后，发现了自己的能力，积极性才会得到提高；相反，当目标离自己越来越远的时候，调动学生积极性只能成为空谈。
二、提升教学条件
陶行知先生的名言“种田要在田里做，就要在田里学，也就要在田里教”的先决条件——田具备种庄稼的条件。经过调研发现，源于实验室经费的紧缺，原有的实验设备只有8套，实验项目只有4项。该课程实验室教学条件缺乏像教室中“教”的有利条件。创新教育基地的建设需要有创新、大胆的改革思路、先进的人才培养定位，完善可行的培养方案。[3]创新教育基地立项后，经过努力，实验室中上课的教学有利条件形成：（1）学院购置35套西门子S7-200系列可编程控制器实验箱，常规实验项目增加到12项，还有多项学生可以自由发挥的实验项目；（2）对实验室教学条件进行配套改造升级，增加投影仪等设备；（3）整合实验员和教师角色：教师充当教师角色的同时又充当实验员角色，实验员充当实验员角色的同时又充当教师角色。这样上课的时候指导教师由1人变成了2人，指导实验的时候实验员也由1人变成了2人，教学力量得到加强的同时，指导实验力量也得到提升。
三、课程内容模块
“PLC原理及应用”课程共2学分，讲授28学时、实验课8学时。原有的课程教学的主要内容为：可编程控制器概论（2学时），可编程控制器的基本结构与工作原理（3学时）；F系列可编程控制器（3学时）；可编程控制器的指令系统（8学时）和编程方法（3学时）；编程器的结构功能与使用操作（4学时）；可编程控制器的实际应用介绍（10学时）和可编程控制系统的设计（3学时）。这样的教学内容使得学生动手时间短，只有8学时，学生的实践能力根本得不到锻炼，创新能力更无从谈起。通过分析该课程的学习内容和教学过程，将课程教学内容分为三大功能模块，即PLC编程软件STEP_7-Micro/WIN_V4.0的使用模块；掌握基本编程指令模块；控制系统程序设计模块。围绕这三大功能模块，按照由简单到复杂的顺序依次进行。每个功能模块需要掌握的内容又具体细分。表1为学生需要掌握每个功能模块的内容与学时分配。由于每个模块都需要教师教、学生学、共同做，因此三大功能模块打破“教”、“学”、“做”之间的隔阂，是构成“教学做”一体化所需的教学内容。
四、“教学做”一体化实施方案
1.做什么
陶先生曾说：“不在做上用功夫，教固不成为教，学也不成为学”。“做”始终是整个教学过程中的核心，指导着学与教，强调动手的同时用脑，理论与实践应该结合。“PLC原理及应用”明确该课程“做”出可编程控制器系统的控制程序，这是教与学的终极目标。顺着这个思路，我们设计出程序案例以供学生“做”。围绕着程序案例，教师指导学生学习该案例所需的知识，让学生编写出该程序并运行、调试，这种教学方法称为案例法。案例法教学形成三个中心：一是以“做”为中心，教授课本内容变少、时间变短，学生亲自动手编写程序时间则大大加长。二是以案例为中心。教师成为案例的导师，课本变成学生手中的参考手册，教师教什么、学生学什么的习惯思维因此得到彻底解决。三是以學生为中心，学生是“做”控制程序的人，自然而然也成为课堂的中心，学生变得更加有自主权而积极思考如何编写程序。经过两年的教学摸索，总结出6个经典程序案例：1）电动机的启动、停止控制程序；2）电动机的正、反转控制程序；3）二极管闪烁控制程序；4）四台电动机的顺序起、停控制程序；5）十字路口交通信号灯控制程序；6）水温的测量与控制程序。
通过做这6个程序案例，锻炼学生掌握编程的方法、技巧。学生有了案例的积累，其自信心自然得到提升，相信自己能够设计出更好的程序。实践证明，这6个程序所涉及基本编程指令相当少，只要将其所涉及的指令解释清楚，学生都能够理解并熟练使用这些程序中所用到的指令。
2.怎么教
教与做分离是目前高等教育普遍存在的问题。创新教育基地立项前的教学方法基本上是教师教室上课28学时，实验员在实验室上课8学时。这样的教学方式使得课程“教”与“做”分离，学生“学”的时间过长，而真正“做”的时间太短，学生在“做”的过程中提出的问题又难以施“教”。美国提倡“没有做不出的东西，只有想不出来的东西”，需要想方设法打开学生的思路，一方面训练学生的胆量和自我表现意识，同时又可相互启发，培养学生从多角度观察和分析问题的习惯，这样可以激励创新意识，活跃思维。[4]因此，为了紧紧围绕“做”而教，第一步让学生顺利进入编写程序状态，安排3学时时间教授学生基本掌握编程软件STEP_7-Micro/WIN_V4.0，包括编程界面部分功能，如建立、编辑、修改程序项目，上传和下载程序等。由于编程软件的内容也非常丰富，在这里只需要掌握基本编程的要素即可，一些难度大的内容例如编程环境设置、交叉表等，可以在往后的学习中逐步加以详解。第二步，根据提出的案例教学法，确定程序案例法涉及到的教授内容，将其详细给学生讲解。表2为程序案例所涉及的知识及教学分配学时数。第三步让学生编写程序，在学生“做”的过程中，教师汇集学生提出的问题再讲解，学生再学习，再做程序。如此反复，教学做一体化自然形成，可以说是水到渠成。
3.如何学
创新能力需要学生标新立异的思想和大胆尝试的精神，这是广西大学电气工程学院给电气工程类大学生创新教育基地建设提出的精神。陶行知先生说：“学生拿做来学，方是实学。”创新教育基地建设提出要坚持在“做”中“学”和“学”中“做”，鼓励学生开阔视野、大胆尝试。做的过程中学生会遇到困难，遇到困难就要学习，通过咨询教师和查找资料来解决问题。学为了做，如果学而不做，知识不能得到检验，学生的认识能力很难提高。实际上，“如何学”是一体化教学模式重要的一环,为了更好地让学生学习,需要做好以下两个环节。[5]
（1）课内“学”Vs.课外“学”：课内“学”包括三大功能模块和6个程序案例，它已经包含了该课程编程所需要的基本知识和方法，确保学生学习这些知识之后能够独立编写程序。课本的程序案例对于培养学生大胆的创新能力是不够的，学生需要挑战。为此，还给学生一些课外挑战性的题目：吊车控制系统程序设计；电梯控制系统程序控制；温度的PID调节控制程序等。实践证明，这些题目让学生整天忙着“学”，其积极性不言而喻。
（2）实地“学”Vs.模拟“学”：组建PLC实验室之后，实验条件大大提高，学生可以到实地“学”。除了实验室的学习之外，通过使用模拟PLC编程器——S7-200 PLC仿真软件，学生还可以在宿舍模拟“学”。该软件能够实现梯形图符号的编辑、语法检测、逻辑错误检查等功能,给学生学习和使用PLC提供友好、方便的编程环境。
五、结束语
“PLC原理及应用”作为一门实践性极强的课程，创新教育基地建设成立后，运用著名教育学家陶行知的“教学做合一”的教育思想体系，将该课程教学分为三大功能模块，精选出6个典型程序案例，并对“做”、“教”和“学”提出新颖的见解。经过两年的教学改革与研究证明了该方法切实有效，学生学习的积极性很高，锻炼了学生的编程能力，也培养了学生的创新能力。
参考文献：
[1]翟晓川.试析陶行知“教学做合一”思想的实践观[J].民办高等教育研究,2009,6(1):40-43.
[2]翟晓川.浅论陶行知”教学做合一”论与创新创业教育[J].民办高等教育研究,2010,7(2):103-104.
[3]李澤,等.电气工程类大学生创新教育基地建设的研究与实践——创新教育基地人才模块化培养方案的设计[J].中国电力教育,2010,(30):19-23.
[4]李泽,等.电气工程类大学生创新教育基地建设的研究与实践——大
学生创新实践活动的管理、组织、指导和评价[J].中国电力教育,2010,(31):108-110.
[5]赵迎春.高职《商务英语》课程“教、学、做”一体化教学模式的探索与实践[J].长沙航空职业技术学院学报,2010,10(1):21-24.
（责任编辑：苏宇嵬）
关键词：教学做；可编程控制器；创新教育基地；案例教学法
作者简介：蔡义明（1976-），男，广西桂平人，广西大学电气工程学院，讲师；李泽（1960-），男，广西容县人，广西大学电气工程学院，副教授。（广西 南宁 530004）
基金项目：本文系新世纪广西高等教育教学改革工程“十一五”第四批立项项目、省部级重点支持项目“电气工程类大学生创新教育基地建设的研究与实践”（项目编号：2008A008）的研究成果之一。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）06-0188-02
“PLC原理及应用”是电气工程类专业一门实践性、综合性较强的专业课程。该课程的特点是硬件和软件相结合，理论和实践相结合。广西大学电气工程学院通过“电气工程类大学生创新教育基地建设的研究与实践”的立项研究电气工程类大学生创新能力的培养，发现创新教育需要从培养学生的主动创新意识和积极的创新思维开始，逐步的有计划的引导学生把创新意识和创新思维转化为创新实践能力，学生的创新能力需要从“教”中得到认识，从“学”中得到发挥，从“做”中得到提高。经过两年的摸索和实践，“教学做”一体化教学方法在“PLC原理及应用”课程改革取得显著成果。
一、“教学做”一体化的涵义
“教学做”一体化作为一种教学模式，它将课程的理论内容和实验内容有机融合，学生将做与学有机结合，教师与学生有机互动。1919年2月我国著名教育学家陶行知发表文章《教学合一》，精辟地论述“教学合一”的教育思想。他说：“因为重教太过，所以不知不觉的就将教和学分离了。依我看来，教学要合一。”1926年12月陶先生进一步论述说:“教的法子根据学的法子，学的法子根据做的法子；事怎样做就怎样学，怎样学就怎样教。比方种田这件事要在田里做，就要在田里学，也就要在田里教。”1927年l1月，陶先生对“教学做合一”再次阐释：“教学做是一件事不是三件事。我们要在做上教，在做上学。在做上教的是先生，在做上学的是学生。从先生对学生的关系说，做便是教；从学生对先生的关系说，做便是学。先生拿做来教，乃是真教；学生拿做来学，方是实学。”至此，“教学做合一”的思想臻于完善。“教学做”是教育教学活动的三个方面，“教”与“学”侧重理论，即对理论教学和理论的学习；“做”侧重实践，即对理论知识的实际运用。“教学做合一”以“做”为中心，“做”既是教育教学的出发点，又是其归宿，强调要理论与实践相结合，突出对知识的应用。[1，2]结合教育学家陶行知的理论，我们在教学中给学生提出并倡导“一鸟在手胜于百鸟在林”的思想。该思想的核心是与其让学生学习大量的编程设计理论，不如让学生切实掌握编写出具体程序案例的方法。提出这样的思想是可行的：首先这是该课程教学的要求，通过基本教学步骤要求学生掌握可编程控制器的基本原理和使用方法、并能设计出简单的可编程控制器系统。其次，该课程的实践内容重于理论内容，“PLC原理及应用”有别于“高等数学”、“电路”等课程注重理论分析，该课程在社会生活中更强调实践性。最后该思想有助于调动学生的积极性，当学生发现自己能够编写出PLC的控制程序后，发现了自己的能力，积极性才会得到提高；相反，当目标离自己越来越远的时候，调动学生积极性只能成为空谈。
二、提升教学条件
陶行知先生的名言“种田要在田里做，就要在田里学，也就要在田里教”的先决条件——田具备种庄稼的条件。经过调研发现，源于实验室经费的紧缺，原有的实验设备只有8套，实验项目只有4项。该课程实验室教学条件缺乏像教室中“教”的有利条件。创新教育基地的建设需要有创新、大胆的改革思路、先进的人才培养定位，完善可行的培养方案。[3]创新教育基地立项后，经过努力，实验室中上课的教学有利条件形成：（1）学院购置35套西门子S7-200系列可编程控制器实验箱，常规实验项目增加到12项，还有多项学生可以自由发挥的实验项目；（2）对实验室教学条件进行配套改造升级，增加投影仪等设备；（3）整合实验员和教师角色：教师充当教师角色的同时又充当实验员角色，实验员充当实验员角色的同时又充当教师角色。这样上课的时候指导教师由1人变成了2人，指导实验的时候实验员也由1人变成了2人，教学力量得到加强的同时，指导实验力量也得到提升。
三、课程内容模块
“PLC原理及应用”课程共2学分，讲授28学时、实验课8学时。原有的课程教学的主要内容为：可编程控制器概论（2学时），可编程控制器的基本结构与工作原理（3学时）；F系列可编程控制器（3学时）；可编程控制器的指令系统（8学时）和编程方法（3学时）；编程器的结构功能与使用操作（4学时）；可编程控制器的实际应用介绍（10学时）和可编程控制系统的设计（3学时）。这样的教学内容使得学生动手时间短，只有8学时，学生的实践能力根本得不到锻炼，创新能力更无从谈起。通过分析该课程的学习内容和教学过程，将课程教学内容分为三大功能模块，即PLC编程软件STEP_7-Micro/WIN_V4.0的使用模块；掌握基本编程指令模块；控制系统程序设计模块。围绕这三大功能模块，按照由简单到复杂的顺序依次进行。每个功能模块需要掌握的内容又具体细分。表1为学生需要掌握每个功能模块的内容与学时分配。由于每个模块都需要教师教、学生学、共同做，因此三大功能模块打破“教”、“学”、“做”之间的隔阂，是构成“教学做”一体化所需的教学内容。
四、“教学做”一体化实施方案
1.做什么
陶先生曾说：“不在做上用功夫，教固不成为教，学也不成为学”。“做”始终是整个教学过程中的核心，指导着学与教，强调动手的同时用脑，理论与实践应该结合。“PLC原理及应用”明确该课程“做”出可编程控制器系统的控制程序，这是教与学的终极目标。顺着这个思路，我们设计出程序案例以供学生“做”。围绕着程序案例，教师指导学生学习该案例所需的知识，让学生编写出该程序并运行、调试，这种教学方法称为案例法。案例法教学形成三个中心：一是以“做”为中心，教授课本内容变少、时间变短，学生亲自动手编写程序时间则大大加长。二是以案例为中心。教师成为案例的导师，课本变成学生手中的参考手册，教师教什么、学生学什么的习惯思维因此得到彻底解决。三是以學生为中心，学生是“做”控制程序的人，自然而然也成为课堂的中心，学生变得更加有自主权而积极思考如何编写程序。经过两年的教学摸索，总结出6个经典程序案例：1）电动机的启动、停止控制程序；2）电动机的正、反转控制程序；3）二极管闪烁控制程序；4）四台电动机的顺序起、停控制程序；5）十字路口交通信号灯控制程序；6）水温的测量与控制程序。
通过做这6个程序案例，锻炼学生掌握编程的方法、技巧。学生有了案例的积累，其自信心自然得到提升，相信自己能够设计出更好的程序。实践证明，这6个程序所涉及基本编程指令相当少，只要将其所涉及的指令解释清楚，学生都能够理解并熟练使用这些程序中所用到的指令。
2.怎么教
教与做分离是目前高等教育普遍存在的问题。创新教育基地立项前的教学方法基本上是教师教室上课28学时，实验员在实验室上课8学时。这样的教学方式使得课程“教”与“做”分离，学生“学”的时间过长，而真正“做”的时间太短，学生在“做”的过程中提出的问题又难以施“教”。美国提倡“没有做不出的东西，只有想不出来的东西”，需要想方设法打开学生的思路，一方面训练学生的胆量和自我表现意识，同时又可相互启发，培养学生从多角度观察和分析问题的习惯，这样可以激励创新意识，活跃思维。[4]因此，为了紧紧围绕“做”而教，第一步让学生顺利进入编写程序状态，安排3学时时间教授学生基本掌握编程软件STEP_7-Micro/WIN_V4.0，包括编程界面部分功能，如建立、编辑、修改程序项目，上传和下载程序等。由于编程软件的内容也非常丰富，在这里只需要掌握基本编程的要素即可，一些难度大的内容例如编程环境设置、交叉表等，可以在往后的学习中逐步加以详解。第二步，根据提出的案例教学法，确定程序案例法涉及到的教授内容，将其详细给学生讲解。表2为程序案例所涉及的知识及教学分配学时数。第三步让学生编写程序，在学生“做”的过程中，教师汇集学生提出的问题再讲解，学生再学习，再做程序。如此反复，教学做一体化自然形成，可以说是水到渠成。
3.如何学
创新能力需要学生标新立异的思想和大胆尝试的精神，这是广西大学电气工程学院给电气工程类大学生创新教育基地建设提出的精神。陶行知先生说：“学生拿做来学，方是实学。”创新教育基地建设提出要坚持在“做”中“学”和“学”中“做”，鼓励学生开阔视野、大胆尝试。做的过程中学生会遇到困难，遇到困难就要学习，通过咨询教师和查找资料来解决问题。学为了做，如果学而不做，知识不能得到检验，学生的认识能力很难提高。实际上，“如何学”是一体化教学模式重要的一环,为了更好地让学生学习,需要做好以下两个环节。[5]
（1）课内“学”Vs.课外“学”：课内“学”包括三大功能模块和6个程序案例，它已经包含了该课程编程所需要的基本知识和方法，确保学生学习这些知识之后能够独立编写程序。课本的程序案例对于培养学生大胆的创新能力是不够的，学生需要挑战。为此，还给学生一些课外挑战性的题目：吊车控制系统程序设计；电梯控制系统程序控制；温度的PID调节控制程序等。实践证明，这些题目让学生整天忙着“学”，其积极性不言而喻。
（2）实地“学”Vs.模拟“学”：组建PLC实验室之后，实验条件大大提高，学生可以到实地“学”。除了实验室的学习之外，通过使用模拟PLC编程器——S7-200 PLC仿真软件，学生还可以在宿舍模拟“学”。该软件能够实现梯形图符号的编辑、语法检测、逻辑错误检查等功能,给学生学习和使用PLC提供友好、方便的编程环境。
五、结束语
“PLC原理及应用”作为一门实践性极强的课程，创新教育基地建设成立后，运用著名教育学家陶行知的“教学做合一”的教育思想体系，将该课程教学分为三大功能模块，精选出6个典型程序案例，并对“做”、“教”和“学”提出新颖的见解。经过两年的教学改革与研究证明了该方法切实有效，学生学习的积极性很高，锻炼了学生的编程能力，也培养了学生的创新能力。
参考文献：
[1]翟晓川.试析陶行知“教学做合一”思想的实践观[J].民办高等教育研究,2009,6(1):40-43.
[2]翟晓川.浅论陶行知”教学做合一”论与创新创业教育[J].民办高等教育研究,2010,7(2):103-104.
[3]李澤,等.电气工程类大学生创新教育基地建设的研究与实践——创新教育基地人才模块化培养方案的设计[J].中国电力教育,2010,(30):19-23.
[4]李泽,等.电气工程类大学生创新教育基地建设的研究与实践——大
学生创新实践活动的管理、组织、指导和评价[J].中国电力教育,2010,(31):108-110.
[5]赵迎春.高职《商务英语》课程“教、学、做”一体化教学模式的探索与实践[J].长沙航空职业技术学院学报,2010,10(1):21-24.
（责任编辑：苏宇嵬）