“可編程序控制器”課程信息化教學(xué)的應(yīng)用與探索

朱山川

關(guān)鍵詞 可編程序控制器 PLC 信息化

中圖分類號：G424 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2019.09.050

Abstract This paper takes the course of Programmable Logic Controller （PLC） of mechanical and electrical integration specialty of Chuzhou Vocational Technology College as an example， and introduces the practice and exploration of teaching reform by combining information technology in teaching， focusing on the teaching mode of full integration of online and offline. Through the implementation of teaching， after the information-based teaching reform of the course， the teaching effect is better， and the students' comprehensive vocational ability， literacy， innovation consciousness and so on have been significantly improved.

Keywords Programmable Logic Controller; PLC; informationization

0 引言

在國務(wù)院印發(fā)的《加快推進教育現(xiàn)代化實施方案（2018-2022）》中指出，要大力推動教育信息化，促進信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，支持學(xué)校充分利用信息技術(shù)開展人才培養(yǎng)模式和教學(xué)方法改革，逐步實現(xiàn)信息化教與學(xué)應(yīng)用師生全覆蓋。在教學(xué)實踐中，如何結(jié)合信息化技術(shù)對具體的課程教學(xué)過程進行改革時目前高職院校教學(xué)急需開展的工作。本文以滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電一體化專業(yè)專業(yè)核心課程“可編程序控制器”為例，對該課程的信息化教學(xué)設(shè)計與實施進行了實踐與探索。

1 “可編程序控制器原理與應(yīng)用”課程情況介紹

“可編程序控制器原理與應(yīng)用”時我校機電一體化專業(yè)的崗位專項能力課程之一，其教學(xué)核心內(nèi)容可編程序控制器（PLC）的原理和應(yīng)用，PLC作為自動化領(lǐng)域的主導(dǎo)產(chǎn)品，應(yīng)用非常廣泛，在自動控制領(lǐng)域具有不可撼動的地位。[1]通過該課程的學(xué)習(xí)，希望學(xué)生可以掌握可編程控制器相關(guān)的共性知識（如分類、特性、結(jié)構(gòu)和工作原理）、掌握某種類型可編程控制器相關(guān)的個性知識（如指令系統(tǒng)和具體應(yīng)用）;可以學(xué)會使用、維護和維修可編程控制器控制系統(tǒng)，能夠從事可編程控制器控制系統(tǒng)的設(shè)計工作。

2 “可編程序控制器原理”課程信息化教學(xué)改革內(nèi)容

2.1 學(xué)情分析和教學(xué)策略制定

該課程本門課程開設(shè)在大二的第二學(xué)期，學(xué)生已學(xué)習(xí)過“電路理論基礎(chǔ)”、“電子技術(shù)”、“工廠電氣控制技術(shù)”等課程，為本門課程的學(xué)習(xí)奠定了重要的理論基礎(chǔ)，授課對象為我校機電一體化專業(yè)學(xué)生，在學(xué)習(xí)該門課程前已掌握電路基礎(chǔ)理論、電子技術(shù)、電氣控制技術(shù)等電氣類基礎(chǔ)知識和基本技能。通過在超星學(xué)習(xí)通學(xué)習(xí)平臺上開展問卷調(diào)查，可通過數(shù)據(jù)總結(jié)除學(xué)生的學(xué)習(xí)特點主要體現(xiàn)在3個方面：（1）樂于學(xué)習(xí)，但團隊合作精神欠缺;（2）善于模仿，但創(chuàng)新意識有待提高;（3）思維活躍，但思考深度不足。

基于該班級學(xué)情，采取的主要教學(xué)策略如下：（1）充分利用學(xué)習(xí)平臺，在課前、課中、課后發(fā)送學(xué)習(xí)資料等學(xué)習(xí)資源，并開展討論等環(huán)節(jié)，及時追蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)完成情況;利用學(xué)習(xí)平臺APP端進行簽到考勤，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性;（2）利用動畫、視頻等較直觀的信息化教學(xué)資源，輔助學(xué)生學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;（3）充分考慮學(xué)生來源的不同，基礎(chǔ)知識掌握情況的不同，將學(xué)生進行分組，并隨著教學(xué)活動的開展，根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)情況，適時調(diào)整分組情況，以達到讓更多的學(xué)生彼此之間可以形成互幫互助、互相協(xié)作、互相學(xué)習(xí)的良好生生交流氛圍。

2.2 教學(xué)過程設(shè)計

傳統(tǒng)的教學(xué)方法以教師、課堂、教材為中心，學(xué)生被動地接受知識，從而缺乏目標與動力，對知識理解不透徹，導(dǎo)致教學(xué)效果不理想。[2]改變以往傳統(tǒng)教學(xué)中把教學(xué)活動全部集中在課堂上由教師主導(dǎo)完成的方式，現(xiàn)在結(jié)合信息化教學(xué)平臺采用線上線下混合教學(xué)方式進行教學(xué)，線上線下混合式教學(xué)，是將在線教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢結(jié)合起來的一種“線上”+“線下”的教學(xué)。[3]將具體教學(xué)過程分為課前、課中、課后三個階段。三個階段均以學(xué)生為主體開展各項教學(xué)活動，教師扮演引導(dǎo)者和組織者的角色。

（1）課前項目發(fā)布、任務(wù)布置階段。在教學(xué)平臺上發(fā)布項目描述書并上傳課前學(xué)習(xí)資料、視頻資料、技術(shù)資料等課程資源，要求學(xué)生登陸學(xué)習(xí)平臺，接收課程項目資料并自主學(xué)習(xí)課件、視頻資料、技術(shù)資料等相關(guān)學(xué)習(xí)資源，以小組為單位制定項目的初步設(shè)計方案。教師與學(xué)生可在學(xué)習(xí)平臺討論區(qū)互動，教師評價學(xué)生對任務(wù)的分析和設(shè)計，參與互動討論，擴展學(xué)生思路。

（2）課中學(xué)習(xí)和訓(xùn)練階段。課中學(xué)習(xí)和訓(xùn)練階段可以分為析、練、仿、踐4個步驟完成。“析”是指教師結(jié)合動畫播放等信息化手段，帶領(lǐng)學(xué)生分析任務(wù)，并安排學(xué)生小組代表上臺分析自己小組課前討論的設(shè)計思路和PLC程序，將不同小組的編程思路進行對比，組織學(xué)生進行組間互評，發(fā)起討論，引導(dǎo)學(xué)生比較不同的PLC設(shè)計思路。“練”是指教師引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位進行組內(nèi)合作練習(xí)進行設(shè)計I/O分配表、硬件接線圖、梯形圖等?！胺隆笔侵赴才艑W(xué)生以小組為單位將編寫好的程序錄入軟件系統(tǒng)中，利用S7-300仿真軟件PLCSIM進行仿真，引導(dǎo)學(xué)生在仿真結(jié)果出現(xiàn)不符合任務(wù)要求時，分析程序問題所在，對程序進行修改?！佰`”是指安排學(xué)生以小組為單位到各個工作臺進行實操訓(xùn)練，操作內(nèi)容包括電路、氣路、PLC編程等，教師巡視指導(dǎo)，對各小組表現(xiàn)做好記錄，并根據(jù)現(xiàn)場實訓(xùn)情況組織階段性總結(jié)活動。

（3）課后拓展階段。通過教學(xué)平臺發(fā)送拓展任務(wù)，并接收學(xué)生在課后完成的任務(wù)設(shè)計方案，邀請企業(yè)專家參與評價，給出評價意見。學(xué)生根據(jù)課堂上所學(xué)知識和技能，完成拓展任務(wù)，完成后將資料上傳至學(xué)習(xí)平臺并根據(jù)老師和企業(yè)專家的評價，自我總結(jié)，提升技能。

3 小結(jié)

通過教學(xué)實踐，采用信息化教學(xué)手段進行教學(xué)改革后，使課程具有如下特點：

（1）講練結(jié)合項目引導(dǎo)，層層遞進任務(wù)驅(qū)動，體驗工作過程，培養(yǎng)了學(xué)生的工匠精神。以實際工業(yè)控制現(xiàn)場情景導(dǎo)入項目，并且在任務(wù)設(shè)置上采用層層遞進，難度遞增的方式進行教學(xué)，將教學(xué)重點和難點分散在各個任務(wù)中，每一個任務(wù)又是前一個任務(wù)的深化，學(xué)生在任務(wù)驅(qū)動下由淺入深、循序漸進完成各個任務(wù)的設(shè)計和實施，加生了對各個知識點和技能點的掌握，并且在任務(wù)完成過程中體驗了工作過程，，培養(yǎng)了學(xué)生認真細致的工匠精神。

（2）充分運用學(xué)習(xí)平臺，提高教學(xué)延展性。通過學(xué)習(xí)平臺的PC端和手機APP，實現(xiàn)了課前、課中、課后師生、生生之間全方位的交流互動、資源傳送、學(xué)情分析。培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主觀能動性，拓展了教學(xué)的時間和空間，提高了教學(xué)效率和延展性。

（3）充分利用動畫視頻等信息化資源，對抽象問題進行形象化處理。對于課程中較抽象、教枯燥的任務(wù)分析和程序設(shè)計，充分運用動畫、視頻、輕松愉快的短片來輔助學(xué)生進行形象化理解，有利于提高教學(xué)質(zhì)量。

（4）多元評價，綜合考核學(xué)習(xí)效果。克服了傳統(tǒng)教學(xué)單一性的考核方式，將過程評價和結(jié)果評價相結(jié)合，綜合課前、課中、課后各個環(huán)節(jié)形成過程評價，項目任務(wù)的最終成績形成結(jié)果評價，匯總后得到總成績，多元化評價體系能夠科學(xué)合理的考核學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

綜合所述，采用信息化教學(xué)手段進行教學(xué)改革，可以極大的促進學(xué)生的自主學(xué)習(xí)積極性，提高了教學(xué)效果。

基金項目：滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院大規(guī)模在線開放課程（MOOC）《可編程序控制器》（項目編號：2018mooc012）

參考文獻

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