基于混合式教學(xué)方法的可編程控制器課程教學(xué)改革探索

崔少晨

基于混合式教學(xué)方法的可編程控制器課程教學(xué)改革探索

崔少晨

（西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，陜西 西安 710026）

為了提升可編程控制器課程教學(xué)效果，針對(duì)既往教學(xué)模式中存在的理論與實(shí)踐分離、考核方式固化等問題，提出了基于混合式教學(xué)方法的可編程控制器課程教學(xué)新模式。該教學(xué)模式利用在線課堂管理平臺(tái)等信息化手段，在實(shí)驗(yàn)室同步完成理論授課和實(shí)踐教學(xué)，并改良了考核方式，使得課程更加符合實(shí)踐需求。該教學(xué)模式能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)學(xué)生理論學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和綜合運(yùn)用知識(shí)能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，并為高校機(jī)械類專業(yè)相關(guān)課程改革提供了借鑒。

可編程控制器；課程安排；教學(xué)改革；MPS

可編程控制器，簡(jiǎn)稱PLC，是專為工業(yè)環(huán)境下運(yùn)行而設(shè)計(jì)的一種數(shù)字運(yùn)算的電子裝置。PLC相關(guān)課程是大專院校機(jī)電一體化專業(yè)的專業(yè)實(shí)踐性較強(qiáng)的必修課，要培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)、應(yīng)用和調(diào)試以PLC為核心的控制系統(tǒng)的能力[1-2]。根據(jù)多數(shù)高校的課程安排，學(xué)生在學(xué)習(xí)PLC課程前已經(jīng)完成了電工基礎(chǔ)、電機(jī)與電氣控制、傳感器等專業(yè)基礎(chǔ)課程的理論學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)，在后期則要學(xué)習(xí)以PLC相關(guān)知識(shí)為基礎(chǔ)的觸摸屏與變頻器應(yīng)用技術(shù)、MPS、電梯及控制技術(shù)等課程。同時(shí)，學(xué)生在就業(yè)后作為機(jī)電一體化專業(yè)技術(shù)應(yīng)用型人才，掌握可編程控制器的相關(guān)知識(shí)和技能是一項(xiàng)必然要求[3]。因此，探索新的教學(xué)方法、提升PLC教學(xué)效果，將會(huì)在很大程度上提高學(xué)生的學(xué)業(yè)水平、實(shí)踐能力及就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

1 現(xiàn)有教學(xué)模式及存在問題

目前，PLC課程的教學(xué)普遍采取先理論課、后實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)模式，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生在課堂難以理解一些抽象理論，在上實(shí)驗(yàn)課時(shí)已經(jīng)忘記理論課所學(xué)的知識(shí)[4]。以西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院的人才培養(yǎng)方案為例，PLC課程總學(xué)時(shí)為64學(xué)時(shí)，其中理論教學(xué)48學(xué)時(shí)，實(shí)踐教學(xué)16學(xué)時(shí)，實(shí)訓(xùn)26學(xué)時(shí)。教師首先在課堂上對(duì)相關(guān)的理論知識(shí)進(jìn)行講解，然后帶領(lǐng)學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)踐操作。期末考試采用筆試的形式檢測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

在這種教學(xué)模式下，存在以下4點(diǎn)問題：①理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)完全分開，學(xué)生對(duì)理論知識(shí)難以理解，學(xué)習(xí)興趣比較低；②學(xué)生在課堂上編寫的程序，無(wú)法即時(shí)驗(yàn)證，成就感不高；③學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上忘記前面所講的理論知識(shí)，并且部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)不認(rèn)真投入，實(shí)驗(yàn)效果較差；④純筆試的期末考試，考核方法過(guò)于片面。

2 PLC課程教學(xué)改革的現(xiàn)狀

針對(duì)PLC課程的教學(xué)改革，已有部分學(xué)者和教師進(jìn)行了探索。齊蓉等[5]提出了特色鮮明的創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，以編制、設(shè)計(jì)多層次、創(chuàng)新型、研究型、設(shè)計(jì)型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，形成針對(duì)可編程控制器系統(tǒng)的典型化、通用化的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目資源庫(kù)為著重點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生綜合素質(zhì)、充分挖掘?qū)W生綜合運(yùn)用知識(shí)潛能的目標(biāo)；也有教師[6]從改進(jìn)教學(xué) 大綱、教學(xué)方式、實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)方案和考核方式等方面進(jìn)行了探索，著重于對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的改革，并將實(shí)驗(yàn)課程按照學(xué) 習(xí)難度分為一般驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)三個(gè)階段，并引入了工廠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，有利于培養(yǎng)和提高學(xué)生的動(dòng)手能力及創(chuàng)新能力；韓青[2]則通過(guò)對(duì)GXDeveloper 8.52編程軟件和GX Simulator7.16仿真軟件的聯(lián)合使用，可以使學(xué)生在編程后立即模擬真實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。該模式通過(guò)仿真驗(yàn)證可以對(duì)PLC程序設(shè)計(jì)的正確性進(jìn)行檢驗(yàn)，并能及時(shí)幫助學(xué)生完善和改進(jìn)其控制程序，方便各種外部信號(hào)的校驗(yàn)和系統(tǒng)故障的排除，對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。

然而，需要注意的是目前的PLC教學(xué)模式的改革在理念上仍然沒有突破理論課與實(shí)驗(yàn)課之間的“時(shí)空”屏障，未能解決理論與實(shí)踐分離的難題，削弱了教學(xué)模式改革的實(shí)際效果。

3 基于混合式教學(xué)方法改革教學(xué)模式

針對(duì)現(xiàn)有教學(xué)模式的問題及此前教學(xué)改革探索中的經(jīng)驗(yàn)積累，筆者引入信息化技術(shù)等新型教學(xué)手段，采用融合信息化技術(shù)的混合式教學(xué)方法進(jìn)行PLC課程教學(xué)模式的改革探索，如圖1所示，并概括為以下幾點(diǎn)。

3.1 課前準(zhǔn)備

以任務(wù)驅(qū)動(dòng)為載體，教師在上課前將本節(jié)課的任務(wù)單、幻燈片、視頻等學(xué)習(xí)資料發(fā)送至在線課堂管理平臺(tái)。學(xué)生根據(jù)教師發(fā)布的任務(wù)，以小組為單位進(jìn)行討論，提前對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，與教師在線交流預(yù)習(xí)中遇到的問題。教師通過(guò)和學(xué)生的互動(dòng)了解預(yù)習(xí)情況，從而確定講課過(guò)程中需要重點(diǎn)解析的知識(shí)點(diǎn)。

圖1 基于混合式教學(xué)方法的PLC教學(xué)流程圖

3.2 課上實(shí)施

教師根據(jù)學(xué)生課前學(xué)習(xí)情況，對(duì)需要講解的難點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)講解。學(xué)生觀看知識(shí)點(diǎn)微課視頻，相互討論，使用仿真軟件對(duì)自己編寫的程序進(jìn)行調(diào)試。確認(rèn)程序無(wú)誤后，將程序下載至PLC，根據(jù)接線圖進(jìn)行相關(guān)接線，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上觀看最終結(jié)果。教師可提前將接線視頻上傳平臺(tái)，學(xué)生可以觀看視頻進(jìn)行學(xué)習(xí)。學(xué)生需要將接線過(guò)程錄制上傳至平臺(tái)，以方便互相交流學(xué)習(xí)，發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)可和教師共同分析錯(cuò)誤原因，并能夠吸取經(jīng)驗(yàn)。

3.3 課后拓展

教師在課后將作業(yè)發(fā)送至在線課堂管理平臺(tái)，學(xué)生通過(guò)完成作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)內(nèi)容，同時(shí)為學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的同學(xué)布置拓展作業(yè)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

3.4 改進(jìn)考核方式

為了檢驗(yàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)是否完成，以判斷學(xué)習(xí)任務(wù)完成的效果，需要根據(jù)現(xiàn)有教學(xué)模式的改變，調(diào)整課程考核方式。教師根據(jù)在線課堂管理平臺(tái)上學(xué)生的課前預(yù)習(xí)、課上學(xué)習(xí)、課后拓展的具體情況和相關(guān)數(shù)據(jù)，增大平時(shí)成績(jī)所占的比例，突出學(xué)習(xí)過(guò)程考核和實(shí)踐考核的重要性。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)現(xiàn)有教學(xué)方法和考核方法存在的問題，使用混合式教學(xué)方法，利用在線課堂管理平臺(tái)等信息化手段，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)為載體，突出學(xué)生主體地位，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。上課地點(diǎn)由傳統(tǒng)的教室+實(shí)驗(yàn)室模式改為全部在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行理論課和實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)。上課過(guò)程中使用仿真軟件和實(shí)驗(yàn)設(shè)備調(diào)試編寫程序，使抽象的程序形象化、直觀化、生動(dòng)化，有利于學(xué)生調(diào)試出正確程序。學(xué)生記錄學(xué)習(xí)過(guò)程并將學(xué)習(xí)成果上傳至平臺(tái)，與其他學(xué)生分享學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)習(xí)成就感較強(qiáng)。該教學(xué)模式可豐富學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備，提高實(shí)踐能力，為提高教學(xué)效果和學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)、就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力提供幫助。

［1］李新秀.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)教學(xué)方法改革研究［J］.科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2017（27）：134.

［2］韓青.基于仿真教學(xué)法的“可編程控制器原理及應(yīng)用”課程改革研究［J］.科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2019，27（21）：149.

［3］卞博鈞，王文娟，徐黎峰，等.“可編程控制器應(yīng)用技術(shù)”教學(xué)與企業(yè)需求接軌的路徑研究［J］.職業(yè)教育研究，2015，（09）：44-48.

［4］胡兵.新工科背景下地方應(yīng)用型本科電氣控制與PLC課程教學(xué)改革與探索［J］.教育現(xiàn)代化，2018，5（6）：70-72，81.

［5］齊蓉，林輝，劉衛(wèi)國(guó).“可編程控制器”創(chuàng)新型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐［J］.電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2008（Suppl 1）：31-33.

［6］職燕.“可編程控制器原理與應(yīng)用”課程教學(xué)改革的研究與實(shí)踐［J］.中國(guó)電力教育，2012（8）：74，80.

TP273

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.23.020

2095－6835（2019）23－0051－02

崔少晨（1990—），女，陜西澄城人，碩士，助教，研究方向?yàn)闄C(jī)電一體化技術(shù)與機(jī)電控制。

〔編輯：張思楠〕