基于翻轉(zhuǎn)課堂的“三相異步電機啟停的PLC控制”信息化教學(xué)設(shè)計

趙玲

[摘 要] 以“PLC控制系統(tǒng)編程與實現(xiàn)”課程中的“三相異步電機啟停的PLC控制”項目為例，分別從教學(xué)分析、教學(xué)設(shè)計、教學(xué)過程和教學(xué)反思四個方面綜合應(yīng)用信息化資源并進行教學(xué)設(shè)計，借助翻轉(zhuǎn)課堂的理念探索一種有效合理的信息化教學(xué)方式。

[關(guān) 鍵 詞] 翻轉(zhuǎn)課堂；信息化教學(xué)設(shè)計； PLC

[中圖分類號] G642 [文獻標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）27-0108-02

“PLC控制系統(tǒng)編程與實現(xiàn)”是高職院校電氣自動化專業(yè)的核心課程，具有實踐性強、應(yīng)用范圍廣的特點，主要培養(yǎng)學(xué)生在生產(chǎn)一線應(yīng)用PLC技術(shù)的能力?！叭喈惒诫姍C啟停的PLC控制”項目是課程的第一個綜合實踐項目，對整個課程的學(xué)習(xí)起著承上啟下的作用。下面以“三相異步電機啟停的PLC控制”項目為例將信息化手段與資源應(yīng)用于課程教學(xué)中，采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)理念，以任務(wù)驅(qū)動帶學(xué)生進入學(xué)習(xí)情境，充分利用課程資源庫的信息化資源從教學(xué)分析、教學(xué)設(shè)計、教學(xué)過程和教學(xué)反思四個方面進行信息化教學(xué)設(shè)計。

一、翻轉(zhuǎn)課堂

翻轉(zhuǎn)課堂是目前流行的一種教學(xué)組織形式，其本質(zhì)是借助于互聯(lián)網(wǎng)資源將傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)時間和場所進行翻轉(zhuǎn)，強調(diào)的是學(xué)生在課前利用互聯(lián)網(wǎng)資源等多種途徑有針對性地進行自主學(xué)習(xí)，減弱了課堂教學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)的影響，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動變?yōu)橹鲃樱瑢W(xué)習(xí)途徑由單一變?yōu)槎嘣?。翻轉(zhuǎn)課堂的實現(xiàn)需要兩個支撐條件：軟件（信息化學(xué)習(xí)資源）和硬件（一體化教學(xué)環(huán)境）。

“PLC控制系統(tǒng)編程與實現(xiàn)”是一門強調(diào)動手實踐的課程，多采用任務(wù)驅(qū)動的一體化教學(xué)方式，任務(wù)完成的前提條件是學(xué)生對所學(xué)的知識有深刻理解并熟悉實踐操作步驟。為了充分有效地利用課堂時間，提高教學(xué)效果，一體化教學(xué)設(shè)計的教學(xué)環(huán)節(jié)往往安排的非常緊湊，學(xué)做交替，在教學(xué)中有的學(xué)生只是模仿地完成了任務(wù)，并沒有理解上一個環(huán)節(jié)的內(nèi)容就已經(jīng)進入了下一個環(huán)節(jié)，知識得不到及時消化，問題得不到及時解決。翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)組織形式是把課堂知識和操作學(xué)習(xí)放在課前，讓學(xué)生按照各小組的學(xué)習(xí)任務(wù)利用信息化資源，如教學(xué)視頻、虛擬軟件等，有選擇性地反復(fù)學(xué)習(xí)直到掌握，把課堂中更多時間用來互相學(xué)習(xí)交流，完成實踐操作，深化對知識的理解，課后由老師通過多個環(huán)節(jié)進行評分，彌補一體化教學(xué)的不足，滿足不同基礎(chǔ)學(xué)生的需要。

二、教學(xué)分析

（一）學(xué)情分析

通過前期的學(xué)習(xí)，高職大二學(xué)生已經(jīng)具備電工電子的相關(guān)知識，能夠熟練正確地使用常用電工工具，并具備基本的電氣讀識圖能力；熟悉S7-200系列PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理、系統(tǒng)配置和編程軟件的使用，這為本項目的學(xué)習(xí)起到了鋪墊作用。另外，通過多年的教學(xué)發(fā)現(xiàn)，信息化教學(xué)方式更能吸引學(xué)生的注意力，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（二）教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)計劃、課程教學(xué)大綱、課程標(biāo)準(zhǔn)等教學(xué)要求和學(xué)生學(xué)情將“三相異步電機啟停的PLC控制”的教學(xué)目標(biāo)分為知識目標(biāo)、技能目標(biāo)和素養(yǎng)目標(biāo)，在完成這些目標(biāo)的過程中達(dá)到一種能力的培養(yǎng)和提升，具體內(nèi)容如圖1所示，學(xué)時為4課時。

根據(jù)上述教學(xué)目標(biāo)可以確定教學(xué)重點是根據(jù)機電控制原理圖編寫梯形圖，教學(xué)難點是PLC控制系統(tǒng)的調(diào)試與排故。

（三）教學(xué)資源

本課程的教學(xué)資源包括硬件資源和信息化資源兩個部分。硬件資源：PLC控制一體化實訓(xùn)室。軟件資源：我校的“PLC控制系統(tǒng)編程與實現(xiàn)”資源庫，該資源庫集成了配套的視頻公開課、網(wǎng)絡(luò)課程、動畫、虛擬實訓(xùn)平臺、STEP跟我學(xué)/跟我做等資源，同時在教學(xué)過程中還借助于微信、QQ等軟件工具。

三、教學(xué)設(shè)計

以我校的“PLC控制系統(tǒng)編程與實現(xiàn)”資源庫為依托進行教學(xué)設(shè)計，采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)理念，將課堂分成課前、課中和課后三個部分，以任務(wù)驅(qū)動帶動學(xué)生進入學(xué)習(xí)情境；充分利用資源庫中配套的視頻公開課、虛擬實訓(xùn)平臺等信息化資源，幫助學(xué)生做到課前自主學(xué)習(xí)；利用微信公眾平臺增進師生溝通；通過動畫演示加深課堂知識的理解；虛擬實訓(xùn)環(huán)節(jié)的演練為實操打下基礎(chǔ)；整個環(huán)節(jié)注重團隊合作意識的培養(yǎng)，以小組分工的形式進行集體思考、團隊學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了學(xué)生的社會協(xié)作能力。設(shè)計思路見圖2。

四、教學(xué)過程

（一）課前

教師將本次課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容分解成一個個小的學(xué)習(xí)任務(wù)通過QQ群、微信群或者凌波教學(xué)軟件等分別下發(fā)給每組學(xué)生，學(xué)生登錄資源庫根據(jù)自己的工作任務(wù)和教師提供的相關(guān)信息化學(xué)習(xí)資源，觀看視頻、網(wǎng)絡(luò)PPT、動手做一做等，進行自主學(xué)習(xí)，做好相關(guān)的記錄和筆記，為課中的展示做準(zhǔn)備。

（二）課中

以學(xué)生的學(xué)習(xí)展示、討論和實踐為主體，教師負(fù)責(zé)督促、引導(dǎo)、答疑和評價。課堂由以下幾個環(huán)節(jié)組成：

1.抽查學(xué)生的自主學(xué)習(xí)情況。教師通過多媒體教學(xué)軟件以小組為單位收取學(xué)生的學(xué)習(xí)筆記，了解任務(wù)完成情況，隨機挑選幾名學(xué)生的學(xué)習(xí)筆記及任務(wù)完成情況進行檢查和點評。

2.學(xué)生展示風(fēng)采，小組討論，教師點評。教師通過播放機電控制系統(tǒng)中“三相異步電動機啟?？刂啤眲赢?，導(dǎo)入本次學(xué)習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生分析問題，并按照任務(wù)實施步驟的先后順序鼓勵學(xué)生上臺展示、分享自己的學(xué)習(xí)成果，每組學(xué)生講完后，進行小組討論，教師進行點評、補充和總結(jié)。

3.強化重點，解決難點。通過對前面環(huán)節(jié)的觀察，教師利用PPT、Flash動畫和虛擬實訓(xùn)平臺等信息化手段進行模擬調(diào)試運行演示，針對教學(xué)重點和學(xué)生的難點詳細(xì)進行講解。

4.虛擬實訓(xùn)練習(xí)。學(xué)生在計算機上通過虛擬實訓(xùn)平臺用仿真軟件完成“三相異步電機啟停的PLC控制”的設(shè)計、I/O點分配、接線、編程和調(diào)試任務(wù)，觀察實訓(xùn)現(xiàn)象，為后續(xù)的實操打下基礎(chǔ)。教師通過凌波多媒體教學(xué)軟件監(jiān)視學(xué)生的實時操作動態(tài)，指導(dǎo)和答疑。

5.實操練習(xí)。學(xué)生進行實操練習(xí)，教師講解接線注意事項、系統(tǒng)調(diào)試及故障查找和排除方法，考核評分。

（三）課后

教師對學(xué)生的課前學(xué)習(xí)、課上表現(xiàn)、小組討論、虛擬實訓(xùn)、實操練習(xí)、課后作業(yè)進行評分，最后按各個考核環(huán)節(jié)的不同權(quán)重給出總成績；通過微信或網(wǎng)絡(luò)課程中的在線答疑、交流討論，架起師生之間的實時溝通的橋梁。

五、教學(xué)反思

本次教學(xué)設(shè)計將翻轉(zhuǎn)課堂的理念與信息化資源相結(jié)合，將課堂分為課前、課中和課后三個階段，課前充分利用信息資源庫的優(yōu)勢讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)課堂內(nèi)容，由被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)；課中通過任務(wù)引領(lǐng)的方式將枯燥的理論知識融入具體任務(wù)，讓學(xué)生在做中學(xué)、學(xué)中做；課后充分利用信息化工具和平臺與學(xué)生溝通。信息化資源的利用貫穿于整個課堂，為學(xué)生提供了多種學(xué)習(xí)方式和靈活的學(xué)習(xí)時間，也改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，更加注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)和技能應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

教育信息化是高職院校培養(yǎng)高素質(zhì)勞動者和技能型人才的重要支撐，也是高職教育未來的發(fā)展趨勢，如何將信息化資源合理有效地引入教學(xué)中是每一位高職教師必須思考和解決的問題。利用與教材相配套的網(wǎng)絡(luò)信息化教學(xué)資源，從視覺、聽覺、觸覺等多個方面給學(xué)生提供不同感受的學(xué)習(xí)途徑，通過多個教學(xué)環(huán)節(jié)的評價可以看出，信息化資源的利用不僅提高了課堂效率，而且培養(yǎng)了學(xué)生主動學(xué)習(xí)的習(xí)慣，增強了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和職業(yè)能力。

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