摘要:從系統(tǒng)理論出發(fā),介紹了系統(tǒng)分析法的概念以及在解決策劃問(wèn)題時(shí)系統(tǒng)分析的步驟,同時(shí)介紹了用系統(tǒng)分析法分析某技術(shù)設(shè)備或系統(tǒng)功能的實(shí)施步驟,最后以可編程序控制器(PLC)原理及其應(yīng)用作為實(shí)例,闡述如何將系統(tǒng)分析法作為教學(xué)法應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐中。
關(guān)鍵詞:系統(tǒng)分析法;PLC技術(shù)教學(xué)
在技術(shù)類專業(yè)課的教學(xué)中,經(jīng)常要介紹一些儀器或設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及其功能,這些內(nèi)容單純靠教師講解和示范,無(wú)法激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,不利于知識(shí)的傳遞和吸收。為解決這一難題,本文以可編程序控制器(PLC)原理及其應(yīng)用作為實(shí)例,闡述一種以系統(tǒng)分析為中心的教學(xué)方法。
系統(tǒng)理論
“系統(tǒng)“一詞由來(lái)已久,在古希臘是指復(fù)雜事物的總體。到了近代,“系統(tǒng)”一詞常用來(lái)表示復(fù)雜的、具有一定結(jié)構(gòu)的整體。系統(tǒng)無(wú)處不在,從微觀世界到宏觀世界,從動(dòng)植物世界到人類社會(huì)。一個(gè)國(guó)家是一個(gè)龐大的復(fù)雜的系統(tǒng),一個(gè)小型企業(yè)也可視為一個(gè)系統(tǒng)。系統(tǒng)可從不同層次和不同范圍來(lái)劃分,一個(gè)家庭、一個(gè)人甚至一個(gè)器官都可相對(duì)獨(dú)立地視為一個(gè)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行研究。系統(tǒng)又可以包括若干子系統(tǒng)。作為一個(gè)系統(tǒng)必備三要素:一是系統(tǒng)的整體性;二是系統(tǒng)由相互作用和相互依存的要素組成;三是系統(tǒng)受環(huán)境的影響和干擾,與環(huán)境相互發(fā)生作用。因此,通常把“系統(tǒng)”定義為:由若干要素以一定結(jié)構(gòu)形式聯(lián)結(jié)構(gòu)成的具有某種功能的有機(jī)整體。
系統(tǒng)是普遍存在的,因此,用“系統(tǒng)的觀點(diǎn)”分析問(wèn)題是十分重要的。用系統(tǒng)觀點(diǎn)分析問(wèn)題(即系統(tǒng)分析法)的基本思想,就是把所研究的對(duì)象當(dāng)作一個(gè)系統(tǒng),分析它的結(jié)構(gòu)和功能,研究系統(tǒng)、要素、環(huán)境三者的相互關(guān)系和變動(dòng)的規(guī)律性。
系統(tǒng)分析法
系統(tǒng)分析法最早是由美國(guó)蘭德公司在二戰(zhàn)結(jié)束前后提出并加以應(yīng)用的。在之后的30年中,系統(tǒng)分析沿著兩條明顯不同的路線得到迅速發(fā)展。一是用系統(tǒng)分析法分析和研究新型防御武器系統(tǒng)。在此推動(dòng)下,系統(tǒng)分析方法在交通、通訊、計(jì)算機(jī)、消防、醫(yī)療、電網(wǎng)、導(dǎo)航等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。二是用于與大學(xué)相互聯(lián)系的研究和教學(xué)活動(dòng)之中。開(kāi)始是在生物學(xué)和自動(dòng)控制研究領(lǐng)域,其后發(fā)展到工程學(xué)、通訊理論、管理系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)、心理和精神分析等研究領(lǐng)域。目前,系統(tǒng)分析法作為一種科學(xué)方法,已被全世界認(rèn)可和采用,廣泛運(yùn)用于各個(gè)研究領(lǐng)域之中。
美國(guó)學(xué)者奎德(E.S.Quade)認(rèn)為,系統(tǒng)分析是幫助策劃者選擇最優(yōu)方案的一種研究方法。通過(guò)對(duì)問(wèn)題的充分調(diào)查,系統(tǒng)分析法能在不確定的情況下找出各種可行性方案,并通過(guò)對(duì)這些方案的結(jié)果進(jìn)行比較,幫助策劃者在復(fù)雜問(wèn)題中作出最佳的科學(xué)決策。它的主要特征就是從整體的角度出發(fā),找出整體下各要素所產(chǎn)生的影響和相互關(guān)系,從而發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)整體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,并分析達(dá)到目標(biāo)的途徑,以便策劃者選擇最為合理的解決方法。
運(yùn)用系統(tǒng)分析進(jìn)行策劃研究和解決策劃問(wèn)題,通常按如下步驟進(jìn)行:(1)確定策劃目標(biāo)。從系統(tǒng)整體的要求出發(fā),提出需要解決的中心問(wèn)題,確定策劃活動(dòng)必須達(dá)到的目標(biāo)與希望達(dá)到的目標(biāo)。(2)擬定實(shí)施方案。根據(jù)既定的策劃目標(biāo),制定出可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的各種方案。(3)評(píng)估實(shí)施方案。對(duì)提出的各種備選方案進(jìn)行比較和評(píng)估,找出各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)。(4)選擇最優(yōu)方案。通過(guò)分析、比較和計(jì)算,從諸多備選方案中選出最優(yōu)方案,同時(shí)開(kāi)始實(shí)施。(5)跟蹤實(shí)施,調(diào)整方案。跟蹤方案的執(zhí)行,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,修改補(bǔ)充原來(lái)方案,使方案的實(shí)施能始終朝著目標(biāo)前進(jìn),最終實(shí)現(xiàn)策劃目標(biāo)。
運(yùn)用以系統(tǒng)分析為中心的教學(xué)方法
系統(tǒng)分析法也可在技術(shù)類課程的教學(xué)中用來(lái)分析技術(shù)設(shè)備或技術(shù)系統(tǒng)的功能,此時(shí)系統(tǒng)與子系統(tǒng)可以理解為該技術(shù)設(shè)備或技術(shù)系統(tǒng)的主要功能和分功能或基本功能。通過(guò)分析系統(tǒng)中重要組成部分以及各部分之間的相互關(guān)系達(dá)到了解該設(shè)備或系統(tǒng)功能的目的。
在以行動(dòng)為導(dǎo)向的課堂教學(xué)中,用系統(tǒng)分析法來(lái)介紹某技術(shù)設(shè)備或技術(shù)系統(tǒng)功能的實(shí)施步驟如下:(1)展示技術(shù)設(shè)備或提出工作任務(wù)。從系統(tǒng)整體的要求出發(fā),提出需要解決的中心問(wèn)題,比如“該設(shè)備有哪些主要功能”。(2)分析工作任務(wù)。對(duì)提出的問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的分析和討論,明確工作任務(wù),提出可行性方案。(3)確定分析方案。對(duì)提出的各種方案進(jìn)行比較、綜合,選擇出最佳方案并制定出詳細(xì)的實(shí)施步驟。(4)實(shí)施分析方案。根據(jù)上面制定的步驟實(shí)施方案。(5)比較分析結(jié)果。討論并評(píng)價(jià)該技術(shù)設(shè)備或技術(shù)系統(tǒng),對(duì)其功能進(jìn)行歸納總結(jié)。(6)知識(shí)遷移。將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于其他類似的設(shè)備或系統(tǒng)中,做到舉一反三、融會(huì)貫通。
系統(tǒng)分析法作為教學(xué)法的實(shí)例
可編程序控制器(PLC)原理及其應(yīng)用是機(jī)電專業(yè)必修課程,本文以“可編程序控制器基本結(jié)構(gòu)和工作原理”課堂教學(xué)為例,說(shuō)明系統(tǒng)分析法在教學(xué)中運(yùn)用的步驟,具體見(jiàn)表1。該表按照系統(tǒng)分析法的六大步驟展開(kāi),并列出了不同階段的課堂教學(xué)內(nèi)容、課堂教學(xué)模式、教師和學(xué)生的課堂教學(xué)行為以及所使用的教學(xué)輔助用具。
小結(jié)
上述用系統(tǒng)分析法組織的課堂教學(xué),實(shí)際上是一種以行動(dòng)為導(dǎo)向的教學(xué)模式。在這樣的課堂上,學(xué)生是主體,教師起指導(dǎo)作用。在教師有目的的指導(dǎo)下,學(xué)生自己完成分析方案的確定、分析方案的實(shí)施、分析結(jié)果的評(píng)價(jià)以及知識(shí)遷移全過(guò)程,極大激發(fā)了他們學(xué)習(xí)的興趣以及工作的主動(dòng)性和積極性,有利于他們對(duì)專業(yè)知識(shí)的吸收;同時(shí),這種教學(xué)模式有助于培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神,有助于增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐技能和創(chuàng)新意識(shí)。
參考文獻(xiàn):
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作者簡(jiǎn)介:
張金姣(1971—),女,碩士,湖北工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院講師,研究方向?yàn)闄C(jī)電一體化。