“翻轉(zhuǎn)式課堂”在“PLC控制技術(shù)”課程的應(yīng)用

曹 弋

(南京師范大學(xué) 電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院， 江蘇 南京 210042)

“翻轉(zhuǎn)式課堂”在“PLC控制技術(shù)”課程的應(yīng)用

曹 弋

(南京師范大學(xué) 電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院， 江蘇 南京 210042)

本文通過(guò)在“PLC控制技術(shù)”專業(yè)課程的教學(xué)中運(yùn)用“翻轉(zhuǎn)式課堂”進(jìn)行教學(xué)改革，介紹了“翻轉(zhuǎn)式課堂”的重點(diǎn)要素和案例，并分析了這種教學(xué)方式的教學(xué)效果。通過(guò)在大學(xué)課程中進(jìn)行“翻轉(zhuǎn)式課堂”的探索，為現(xiàn)代教學(xué)手段的發(fā)展打下基礎(chǔ)。

翻轉(zhuǎn)式課堂；PLC控制技術(shù)；教學(xué)改革

0 引言

“翻轉(zhuǎn)式課堂”是繼共享資源課程、微課和MOOC等現(xiàn)代教學(xué)方法之后出現(xiàn)的新教學(xué)方法。采用“翻轉(zhuǎn)式課堂”教學(xué)方法的主要目的是改變以往教師以教為主導(dǎo)的方式改變成學(xué)生自主型的以學(xué)為主導(dǎo)的方式，以此拓展學(xué)生學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)深度和廣度，另外使用“翻轉(zhuǎn)式”教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)還在于鍛煉了學(xué)生的知識(shí)組織能力和表述能力[1]。

“PLC控制技術(shù)”課程是工業(yè)電氣自動(dòng)化專業(yè)的主干課程，該課程主要內(nèi)容是介紹PLC的工作原理、外圍設(shè)備、指令系統(tǒng)和編程應(yīng)用，課程內(nèi)容與工業(yè)控制企業(yè)的就業(yè)需求聯(lián)系十分緊密[4]。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生能夠掌握PLC的編程并具有實(shí)際設(shè)計(jì)能力，要求學(xué)生具有較強(qiáng)的動(dòng)手操作能力。因此，要學(xué)好該課程需要學(xué)生能夠投入較多的時(shí)間進(jìn)行動(dòng)手操作和編程訓(xùn)練，自主學(xué)習(xí)提高獨(dú)立的研究開(kāi)發(fā)能力。由于該課程具有一定的彈性和靈活性，因此，非常適合“翻轉(zhuǎn)式”課堂的教學(xué)方法。

1 “翻轉(zhuǎn)式課堂”教學(xué)的要素

以往，大部分學(xué)生在上課前對(duì)所學(xué)知識(shí)是沒(méi)有預(yù)習(xí)的，因此在上課時(shí)沒(méi)有時(shí)間自主思考，只是順著教師的思路學(xué)習(xí)。而“翻轉(zhuǎn)式課堂”是反過(guò)來(lái)的，學(xué)生課前對(duì)所學(xué)內(nèi)容已經(jīng)有所了解，對(duì)難點(diǎn)和自己需要深入的內(nèi)容也有了輪廓，因此，在課堂上開(kāi)展討論便有了基礎(chǔ)[1]。進(jìn)行“翻轉(zhuǎn)式”課堂教學(xué)的要素，如圖1所示。

1.1視頻課程材料

完備的視頻教學(xué)資料是進(jìn)行“翻轉(zhuǎn)式課堂”教學(xué)的必要條件，它可以是完整的課堂視頻，也可以是微課形式的重要知識(shí)點(diǎn)視頻資料?！癙LC控制技術(shù)”課程在我校的共享資源課程建設(shè)中已經(jīng)制作了授課的全部視頻，并在學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)課程畢博平臺(tái)上可以觀看(http://bb.njnu.edu.cn/)。

圖1 “智能控制”相關(guān)課程之間的關(guān)系

1.2重點(diǎn)和難點(diǎn)的提出

在學(xué)生觀看視頻之前，教師先將重點(diǎn)和難點(diǎn)提出，以便學(xué)生有的放矢地予習(xí)。

1.3提出問(wèn)題

在觀看視頻之前，教師先提出幾個(gè)問(wèn)題，讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)時(shí)帶著問(wèn)題去觀看。

1.4提前收集學(xué)生問(wèn)題

學(xué)生觀看視頻預(yù)習(xí)后，可將產(chǎn)生的疑惑或問(wèn)題通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上傳，教師收集后將這些疑惑或問(wèn)題進(jìn)行排序和分類，針對(duì)其列出課堂上重點(diǎn)討論和解答的問(wèn)題，在“翻轉(zhuǎn)式課堂”討論之前先備課。

1.5課堂討論和講授

對(duì)于需要討論的問(wèn)題，教師在課堂上組織學(xué)生分組發(fā)言討論，教師則適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)撥和引導(dǎo)使學(xué)生獲得知識(shí)的延伸，最后總結(jié)并對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行深入講解和拓展。

1.6課后報(bào)告

進(jìn)行“翻轉(zhuǎn)式課堂”教學(xué)后，學(xué)生要完成學(xué)習(xí)報(bào)告，將課堂討論的結(jié)果進(jìn)行梳理和總結(jié)，形成書面的完整報(bào)告并通過(guò)上傳到網(wǎng)上提供給全班同學(xué)分享，報(bào)告也作為重要的平時(shí)成績(jī)考量依據(jù)。

2 應(yīng)用“翻轉(zhuǎn)式課堂”教學(xué)實(shí)例

“PLC控制技術(shù)”課程經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)積累，已成為我校的共享資源課程，因此有完整的課程視頻，為“翻轉(zhuǎn)式課堂”提供了有利條件。但并不是所有的內(nèi)容都適合“翻轉(zhuǎn)式課堂”教學(xué)。下面根據(jù)課程中的兩個(gè)典型案例來(lái)介紹“翻轉(zhuǎn)式課堂”的教學(xué)實(shí)踐。

2.1PLC的概述

“PLC概述”的內(nèi)容包括PLC的產(chǎn)生發(fā)展、應(yīng)用范圍、基本結(jié)構(gòu)和工作原理等。由于在實(shí)際應(yīng)用中，學(xué)生需要了解PLC的生產(chǎn)廠家和配套產(chǎn)品，也需要掌握PLC與其他工業(yè)控制設(shè)備的區(qū)別，因此這個(gè)單元的內(nèi)容需要在廣度和深度上進(jìn)行擴(kuò)展。

在觀看視頻課程之前，教師提出兩個(gè)重點(diǎn)，分別是PLC與單片機(jī)和工控機(jī)的區(qū)別以及PLC的工作原理。在學(xué)生觀看視頻后，教師收集到學(xué)生的意見(jiàn)，匯合成五個(gè)專題問(wèn)題，如表1所示[2]。

表1 課堂討論主題

按照這五個(gè)專題分組討論，采用學(xué)生主動(dòng)介紹，通過(guò)調(diào)節(jié)課堂氣氛使學(xué)生積極參與，然后教師進(jìn)行總結(jié)，最后課后作業(yè)學(xué)生寫出專題報(bào)告PPT，各專題報(bào)告通過(guò)上傳到網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)，可以給全班同學(xué)下載分享。

考核評(píng)價(jià)的方式采取學(xué)生講解內(nèi)容(40%)+PPT制作(30%)+回答問(wèn)題(30%)，形成綜合總成績(jī)。

2.2基本指令的典型環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

在學(xué)習(xí)過(guò)PLC基本指令后，就需要運(yùn)用基本指令進(jìn)行典型的設(shè)計(jì)。以前這一環(huán)節(jié)的教學(xué)是教師通過(guò)幾個(gè)實(shí)例講解來(lái)進(jìn)行的。采用“翻轉(zhuǎn)式課堂”教學(xué)就可以讓學(xué)生開(kāi)動(dòng)腦筋，自己拿出設(shè)計(jì)方案并在課堂上進(jìn)行演示[3]。

在觀看視頻課程之前，教師提出設(shè)計(jì)方波、脈沖和分頻信號(hào)的難點(diǎn)，讓學(xué)生重點(diǎn)關(guān)注；在觀看完視頻后，教師對(duì)各組提出不同方案的設(shè)計(jì)要求并開(kāi)展設(shè)計(jì)思路討論，而后學(xué)生借助三菱PLC的學(xué)習(xí)軟件FX-TRN-BEG-C進(jìn)行仿真運(yùn)行，演示設(shè)計(jì)程序的運(yùn)行結(jié)果，教師通過(guò)評(píng)判和總結(jié)來(lái)引導(dǎo)學(xué)生掌握正確的設(shè)計(jì)方法。最后，每組完成設(shè)計(jì)思想、梯形圖設(shè)計(jì)、仿真波形和運(yùn)行結(jié)果分析的完整報(bào)告。

這部分考核成績(jī)包括課堂測(cè)試成績(jī)(10%)+程序仿真演示(40%)+講解(20%)+設(shè)計(jì)報(bào)告(30%)，作為這節(jié)翻轉(zhuǎn)課堂的總成績(jī)，能夠真實(shí)反映出學(xué)生理論和實(shí)踐的綜合能力。

這部分內(nèi)容具有很大的靈活性，因此學(xué)生講解和演示，可以啟發(fā)和開(kāi)拓思路，也能帶動(dòng)其他同學(xué)主動(dòng)思考。

3 “翻轉(zhuǎn)式課堂”的教學(xué)效果

“翻轉(zhuǎn)式課堂”的主要目的是將學(xué)習(xí)的主體變成學(xué)生，改變填鴨式的單向教學(xué)方式，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能[4]。

從“PLC控制技術(shù)”課程的“翻轉(zhuǎn)式課堂”教學(xué)的效果看，學(xué)生參與是積極的，通過(guò)課后的問(wèn)卷調(diào)查，85%的學(xué)生認(rèn)為針對(duì)幾部分內(nèi)容采用這種教學(xué)方式效果很好。

根據(jù)與以往的教學(xué)方式進(jìn)行對(duì)比，“翻轉(zhuǎn)式課堂”有明顯的如下效果：

(1)對(duì)知識(shí)的深度和廣度的掌握有所拓展。

(2)帶著問(wèn)題去看視頻，提高了學(xué)生的自學(xué)能力。

(3)通過(guò)交流學(xué)習(xí)促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性。

(4)通過(guò)討論和報(bào)告整理提高了學(xué)生的語(yǔ)言組織能力。

但是，“翻轉(zhuǎn)式課堂”對(duì)學(xué)生的配合度要求較高，不同水平的學(xué)生活躍程度相差很大，分組討論使知識(shí)掌握差的學(xué)生發(fā)言機(jī)會(huì)減少。

4 結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)教學(xué)和“翻轉(zhuǎn)式課堂”教學(xué)方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)，需要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和課程要求選擇不同的教學(xué)方法結(jié)合使用。在“PLC控制技術(shù)”課程中部分內(nèi)容采用“翻轉(zhuǎn)式課堂”教學(xué)，能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和學(xué)習(xí)興趣，從而提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，本文所述可作為“翻轉(zhuǎn)式課堂”教學(xué)手段的一種探索提供參考。

[1] 王詩(shī)云等.“數(shù)學(xué)模型”課程中實(shí)行“翻轉(zhuǎn)式課堂”的探索[J].哈爾濱.高教學(xué)刊,2015,10,44-45

[2] 馬剛等.“新能源與節(jié)能技術(shù)”課程改革與實(shí)踐 [J].南京.電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2015,37,35-37

[3] 楊輝等.基于PLC控制的教學(xué)型回轉(zhuǎn)式多工位加工工作臺(tái)的設(shè)計(jì)[J].廣州.機(jī)床與液壓,2013,22,24-26

[4] 朱鴻鵬.翻轉(zhuǎn)式課堂在C語(yǔ)言教學(xué)中的應(yīng)用探究[J].濟(jì)南.山東工業(yè)技術(shù),2015,18,294-295

FlippedclassroomOnTeachingofPLCControlTechnology

CAOYi

(SchoolofElectric&AutomationEngineering,NanjingNormalUniversity,Nanjing210042,China)

This paper first introduces the main factors and some examples in flipped classroom teaching, then analyses the effect of the flipped classroom in teaching of PLC Control Technology course. By exploring how to use flipped classroom in college, it will lay a foundation for modern teaching methods.

flipped classroom; PLC control technology; teaching reform

2016-09-20;

2017-02-09

曹 弋(1971-)女,副教授,主要從事工業(yè)電氣自動(dòng)化方面的教學(xué)和科研工作,E-mail:caoyi@njnu.edu.cn

G421

A

1008-0686(2017)05-0012-03