信息化教學(xué)手段在可編程序控制器（PLC）技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用

莫慧

摘要：可編程控制器（以下簡(jiǎn)稱PLC）技術(shù)是一門在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用廣泛且實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，針對(duì)該課程內(nèi)容抽象的特點(diǎn)以及目前中職教學(xué)中存在的問題，本文以“《用PLC控制的混料罐多種液體自動(dòng)混合裝置》教學(xué)單元的信息化教學(xué)設(shè)計(jì)”為案例詳細(xì)闡述了信息化教學(xué)手段在PLC技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用。教學(xué)實(shí)踐應(yīng)用表明，信息化教學(xué)優(yōu)化了教學(xué)過程，使得抽象的問題直觀化、復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化、動(dòng)態(tài)過程可視化，有效地突出了教學(xué)重點(diǎn)、解決了教學(xué)難點(diǎn)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)能力。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù) 信息化教學(xué) 創(chuàng)客教育

PLC技術(shù)是中職電氣運(yùn)行與控制、機(jī)電技術(shù)應(yīng)用等專業(yè)的一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)核心課程，具有知識(shí)覆蓋范圍廣、實(shí)踐性非常強(qiáng)、邏輯性嚴(yán)密和更新發(fā)展快的特點(diǎn)。因此需要學(xué)生有很好的邏輯思維能力和實(shí)踐應(yīng)用能力。

一、教學(xué)設(shè)計(jì)理念

傳統(tǒng)教學(xué)大多側(cè)重于理論教學(xué)，忽視了實(shí)際應(yīng)用，導(dǎo)致學(xué)生沒有實(shí)際動(dòng)手能力，完全紙上談兵，無(wú)益于以后的實(shí)際應(yīng)用。面對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的弊端，如何才能喚起學(xué)生自主學(xué)習(xí)的欲望，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高實(shí)踐應(yīng)用能力，是做好教學(xué)設(shè)計(jì)、提高課程教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。

二、采用信息化教學(xué)手段的優(yōu)勢(shì)

筆者在PLC技術(shù)的教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，采用信息化教學(xué)手段有很多優(yōu)勢(shì)能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力，可以取得良好的教學(xué)效果。主要表現(xiàn)在以下方面。

第一，呈現(xiàn)手段生動(dòng)直觀。信息化教學(xué)能夠?qū)⒊橄蟮慕虒W(xué)內(nèi)容如PLC的工作原理、軟元件與電氣繼電器的功能區(qū)別等，用信息技術(shù)手段生動(dòng)直觀地表現(xiàn)出來(lái)，完成知識(shí)的輕松建構(gòu)。

第二，學(xué)材豐富。通過多媒體教學(xué)課件、網(wǎng)絡(luò)資源、仿真教學(xué)軟件、數(shù)字影像技術(shù)、教學(xué)資源庫(kù)等多種形式提供更加豐富的教學(xué)資源，學(xué)生可以從多個(gè)渠道獲取豐富的學(xué)習(xí)資源。

第三，師生角色轉(zhuǎn)換。學(xué)生學(xué)習(xí)變“被動(dòng)”為“自主”采用信息化教學(xué)手段后，能夠?qū)崿F(xiàn)由“教師一言堂”到“以學(xué)生為主體”的教學(xué)方式的根本改變，教師是引導(dǎo)者與支持者，師生共同探討獲取知識(shí)。

第四，提高學(xué)生自主解決問題和創(chuàng)新的能力。通過QQ群、校園網(wǎng)、手機(jī)智能化功能、數(shù)字化實(shí)訓(xùn)室等創(chuàng)客教育空間，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可以相互交流、分享學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。

三、教學(xué)案例解析

以下筆者將以“《用PLC控制的多種液體自動(dòng)混合裝置》教學(xué)單元的信息化教學(xué)設(shè)計(jì)”為案例闡述信息化教學(xué)手段在PLC技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用。

1.教材學(xué)情分析

教學(xué)對(duì)象為二年級(jí)機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的學(xué)生，具備以下三個(gè)特征：即將步入頂崗實(shí)習(xí)階段，需要我們營(yíng)造一個(gè)與工作環(huán)境相貼近的學(xué)習(xí)環(huán)境；自我學(xué)習(xí)和自我監(jiān)督能力差，需要老師引領(lǐng)和指導(dǎo)；面對(duì)枯燥乏味的工業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)抽象的程序編制缺乏興趣，視為龐大障礙。

2.教學(xué)策略及信息化手段應(yīng)用分析

（1）教學(xué)策略。首先，團(tuán)隊(duì)協(xié)作和良好的6S32作習(xí)慣的養(yǎng)成將會(huì)貫穿整個(gè)課堂。其次，采用雙線并行的、以能力為本位的項(xiàng)目教學(xué)法來(lái)設(shè)計(jì)訓(xùn)練項(xiàng)目，訓(xùn)練學(xué)生可遷移的綜合能力。結(jié)合項(xiàng)目任務(wù)報(bào)告書，監(jiān)督和檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。老師帶領(lǐng)學(xué)生在課堂上完成兩種液體自動(dòng)混合控制的端口安排、主體程序、電路連接和調(diào)試等內(nèi)容的項(xiàng)目A，之后安排學(xué)生參照項(xiàng)目A做出加入正常停止和急停設(shè)計(jì)的項(xiàng)目B，鍛煉學(xué)生從項(xiàng)目A中的學(xué)習(xí)，來(lái)完成項(xiàng)目B的能力。知識(shí)和能力得到了遷移。用具體的工作來(lái)訓(xùn)練了一般的能力。再次，運(yùn)用“資訊-計(jì)劃-決策-實(shí)施-檢查-評(píng)估”六步法，充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)。最后，通過“四階梯”的知識(shí)要點(diǎn)引導(dǎo)，即詳細(xì)的控制要求分析、順序控制中功能圖的互動(dòng)設(shè)計(jì)、步進(jìn)程序的分段給出和程序修改訓(xùn)練，讓學(xué)生輕松逾越障礙。

（2）教學(xué)方法及信息化手段應(yīng)用分析。以上運(yùn)用了興趣引導(dǎo)法來(lái)引出課題，用小組學(xué)習(xí)法使得團(tuán)隊(duì)協(xié)作一起完成教學(xué)任務(wù)，用探究式學(xué)習(xí)法來(lái)使得學(xué)生完成控制要求的分析和歸納、控制端口的列出、控制要求改變后的分析和研究，用以能力為本位的雙線并行的項(xiàng)目式教學(xué)法設(shè)計(jì)項(xiàng)目A、B，訓(xùn)練學(xué)生可遷移的綜合能力。

而視頻、圖片、多媒體教學(xué)課件、編程軟件等多種信息化教學(xué)手段的使用，有效地利用信息化技術(shù)輔助了教學(xué)。特別是通過運(yùn)用仿真教學(xué)軟件進(jìn)行PLC步進(jìn)指令程序的編制、調(diào)試和改進(jìn)，使得課堂教學(xué)突出了重點(diǎn)，也讓學(xué)生先在仿真環(huán)境下模擬調(diào)試，減少了后續(xù)調(diào)試設(shè)備的故障率。并且學(xué)生通過校園網(wǎng)機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)平臺(tái)進(jìn)行資料下載、學(xué)員交流、學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)，查找相關(guān)知識(shí)和討論編程思路，協(xié)作式地突破課堂的難點(diǎn)——步進(jìn)功能圖的設(shè)計(jì)以及編程思路的構(gòu)成，最后還能夠信息化地評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果。

在過去未進(jìn)行這四種教學(xué)方法和信息化教學(xué)手段相結(jié)合的情況下，該內(nèi)容需要4個(gè)課時(shí)（180分鐘）才能講授和訓(xùn)練完畢，現(xiàn)在可縮短為3個(gè)課時(shí)（135分鐘）完成，理論與實(shí)踐一體化教學(xué)，信息化教學(xué)資源形象直觀，且“趁熱打鐵”利于學(xué)生及時(shí)地掌握和消化知識(shí)。

3.教學(xué)過程中信息化技術(shù)的運(yùn)用

筆者在教學(xué)中八個(gè)地方采用了信息化技術(shù)輔助教學(xué)。

第一，課題引入部分采用情境導(dǎo)入法，通過播放可口可樂公司產(chǎn)品生產(chǎn)的視頻和混料罐圖片，回憶生產(chǎn)線參觀過程。

第二，是通過微課視頻觀看用PLC控制的多種液體自動(dòng)混合裝置（實(shí)驗(yàn)室模擬裝置）的運(yùn)行過程，并由各學(xué)生小組根據(jù)視頻討論和歸納出控制要求。

第三，各小組根據(jù)控制要求，列出I/O分配圖和畫出硬件接線圖，教師通過多媒體教學(xué)課件引導(dǎo)學(xué)生按“PLC程序設(shè)計(jì)員”崗位技能標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)步進(jìn)功能圖。

第四，教師利用多媒體廣播軟件和PLC的編程軟件進(jìn)行程序輸入演示。

第五，各小組利用PLC的編程軟件和教學(xué)資源庫(kù)平臺(tái)中的仿真教學(xué)軟件進(jìn)行編程、調(diào)試和模擬運(yùn)行的訓(xùn)練。

第六，教師通過現(xiàn)場(chǎng)錄播軟件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)演示接線和線路測(cè)試的廣播，并引導(dǎo)學(xué)生在教學(xué)資源庫(kù)平臺(tái)中查找硬件接線的微課視頻以備接線過程中反復(fù)參考。

第七，教師在教學(xué)資源庫(kù)平臺(tái)中設(shè)置評(píng)價(jià)表，供學(xué)生小組對(duì)學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)行自評(píng)、互評(píng)等效果評(píng)價(jià)，并通過效果評(píng)價(jià)和小組總結(jié)了解學(xué)生學(xué)習(xí)的反饋。

第八，在課外教師通過微信群和QQ群對(duì)學(xué)生進(jìn)行答疑解惑，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，也拉近了師生關(guān)系。

四、教學(xué)反思

以上教學(xué)單元的信息化教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施是以“先進(jìn)的信息化教育技術(shù)手段”優(yōu)化了教學(xué)過程。整個(gè)課堂實(shí)踐將多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、編程軟件技術(shù)等現(xiàn)代教育技術(shù)手段融入教學(xué)過程中，使得抽象的問題直觀化、復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化、動(dòng)態(tài)過程可視化，有效地解決了教學(xué)中的重難點(diǎn)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。五、小結(jié)

通過應(yīng)用實(shí)例，我們不難看出，這樣的教學(xué)模式體現(xiàn)了“以學(xué)生為中心”的“做中學(xué)、學(xué)中做”理念，也體現(xiàn)了數(shù)字化技術(shù)的創(chuàng)客教育在現(xiàn)代職業(yè)教育中逐步得到應(yīng)用，在信息化時(shí)代中與時(shí)俱進(jìn)。

當(dāng)然，信息化教學(xué)手段不能亂用，如何合理且適度地使用它，是完善這一新型教學(xué)模式的關(guān)鍵。而信息化教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容選題、信息化手段運(yùn)用的適度、信息化教學(xué)環(huán)境的建設(shè)等則是信息化手段運(yùn)用的關(guān)鍵要素。信息技術(shù)輔助教學(xué)不是增強(qiáng)教學(xué)效果的唯一途徑，教學(xué)中不能為了信息技術(shù)而去使用信息技術(shù)。

只有積極探索職業(yè)教育發(fā)展規(guī)律和學(xué)生成長(zhǎng)的規(guī)律，結(jié)合信息化教學(xué)先進(jìn)手段，結(jié)合各種培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)能力為主的教學(xué)方法，完善教學(xué)設(shè)計(jì)，營(yíng)造良好的師生“樂教、愛學(xué)、互助”的教與學(xué)氛圍，才能創(chuàng)造最佳的教學(xué)效果。