教育信息化2.0背景下 PLC編程與應(yīng)用課程的“7學(xué)”課堂教學(xué)模式探究

【摘要】本文分析PLC編程與應(yīng)用課程教學(xué)改革的必要性，闡述教育信息化2.0背景下“7學(xué)”課堂教學(xué)模式的內(nèi)涵，以子任務(wù)“PLC控制點亮一盞燈的編程設(shè)計和實踐”教學(xué)為例分享“7學(xué)”課堂教學(xué)模式的實施途徑。

【關(guān)鍵詞】PLC編程與應(yīng)用 教學(xué)模式 教學(xué)改革 教育信息化2.0

【中圖分類號】G63 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2022）08-0086-03

北部灣職業(yè)技術(shù)學(xué)校開設(shè)的PLC編程與應(yīng)用課程是機電專業(yè)的核心專業(yè)課程之一，主要介紹了PLC的工作原理，軟、硬件結(jié)構(gòu)，指令操作和梯形圖編程語言的使用方法，是以生活、生產(chǎn)實例作為任務(wù)的一門課，內(nèi)容系統(tǒng)化但知識量過大。目前該課程授課模式較為單一，教師大多采用“先理論教學(xué)后實踐操作”的模式進(jìn)行授課，學(xué)生沒有獲得針對性的訓(xùn)練和系統(tǒng)性的強化，導(dǎo)致在學(xué)習(xí)上存在不少困難。因此，創(chuàng)新PLC編程與應(yīng)用課堂教學(xué)迫在眉睫。

一、PLC編程與應(yīng)用課程教學(xué)改革的必要性

（一）教育信息化2.0建設(shè)對中職專業(yè)課提出新的改革要求

《職業(yè)教育提質(zhì)培優(yōu)行動計劃（2020—2023年）》提出實施職業(yè)教育信息化2.0建設(shè)行動，以“信息技術(shù)+”升級傳統(tǒng)專業(yè)，大力推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”“智能+”教育新形態(tài)，推動教育教學(xué)變革創(chuàng)新。此外，《欽州市中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升工程2.0實施方案》提出，要進(jìn)一步推動教師主動適應(yīng)信息化、人工智能等新技術(shù)變革，全面提升信息素養(yǎng)，積極有效開展教育教學(xué)，基本實現(xiàn)“三提升一全面”的總體發(fā)展目標(biāo)，全面促進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)融合創(chuàng)新發(fā)展。因此，在教育信息化2.0背景下深入研究中職專業(yè)課的課堂教學(xué)改革具有一定的意義。

（二）學(xué)生新的學(xué)習(xí)需求

在“互聯(lián)網(wǎng)+”“智能+”背景下，學(xué)生對新知識以及新學(xué)習(xí)方式的需求更強烈。而PLC編程與應(yīng)用的課堂教學(xué)主要采用講授法和練習(xí)法，教師講授，學(xué)生聽課、互動，然后學(xué)生實訓(xùn)、完成實訓(xùn)報告，教師評價學(xué)生完成的質(zhì)量。這樣的課堂氛圍較為沉悶，學(xué)生在課堂上趴桌子睡覺、玩手機、發(fā)呆等情況屢見不鮮，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣欠缺，學(xué)習(xí)效果差。這樣的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀亟須改進(jìn)。

在教育信息化2.0背景下，教師可以結(jié)合現(xiàn)階段的教學(xué)模式，充分利用線上和線下教學(xué)的優(yōu)勢改進(jìn)傳統(tǒng)專業(yè)課教學(xué)，將信息技術(shù)與中職專業(yè)課教學(xué)深度融合，以達(dá)到有效改變大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，提高學(xué)習(xí)效率等目的。

二、教育信息化2.0背景下PLC編程與應(yīng)用課程“7學(xué)”課堂教學(xué)模式

“7學(xué)”課堂教學(xué)指的是：預(yù)學(xué)、練學(xué)、組學(xué)、課學(xué)、測學(xué)、拓學(xué)以及評學(xué)等，在開展過程中共分為4個階段。

（一）第一階段：基于線上平臺的學(xué)習(xí)

第一階段主要是開展預(yù)學(xué)與練學(xué)。教師在“職教云”等平臺發(fā)布課程學(xué)習(xí)任務(wù)，提前推送給對應(yīng)班級的學(xué)生;學(xué)生先自行看書，利用手機等工具學(xué)習(xí)相關(guān)的知識，這是預(yù)學(xué)。在學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中，教師精選一些基礎(chǔ)概念題目，讓學(xué)生能夠一邊學(xué)習(xí)一邊練習(xí)，生成對本課內(nèi)容的初步認(rèn)知，這是練學(xué)。第一階段的預(yù)學(xué)與練學(xué)是信息化的初端，具有重要的引導(dǎo)意義。

（二）第二階段：學(xué)生自主學(xué)習(xí)的課堂

在實現(xiàn)預(yù)學(xué)、練學(xué)階段反饋的基礎(chǔ)上，教師便可以開展生生之間的組學(xué)和課學(xué)，這是第二階段開展的主要活動。組學(xué)即教師利用課堂講授時間，讓學(xué)生進(jìn)行自由分組、合作學(xué)習(xí);課學(xué)指教師針對學(xué)生在組學(xué)以及練學(xué)中提出的難點問題進(jìn)行詳細(xì)的講解。第二階段的組學(xué)和課學(xué)活動能夠打造學(xué)生主動學(xué)習(xí)的課堂，激發(fā)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的積極性與主動性。

（三）第三階段：學(xué)習(xí)者成果展示

第三階段主要是進(jìn)行測學(xué)活動。測學(xué)就是檢測學(xué)習(xí)成果。在學(xué)生系統(tǒng)地進(jìn)行了組學(xué)和課學(xué)之后，為了了解學(xué)生是否已經(jīng)掌握本節(jié)課的相關(guān)知識，教師需要精心準(zhǔn)備強化練習(xí)，讓學(xué)生再次利用線上平臺進(jìn)行作業(yè)訓(xùn)練，從而分析學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，有針對性地設(shè)計下一階段的學(xué)習(xí)任務(wù)。

（四）第四階段：線上學(xué)習(xí)資源設(shè)計

本階段主要開展拓學(xué)與評學(xué)活動。為了提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和探究能力，筆者在學(xué)生主動進(jìn)行上述“5學(xué)”的基礎(chǔ)上，要求學(xué)生在課后自主開展依托互聯(lián)網(wǎng)的拓學(xué)。拓學(xué)的內(nèi)容不僅與此次學(xué)習(xí)的內(nèi)容相關(guān)，也與下次要學(xué)習(xí)的內(nèi)容具有一定的關(guān)聯(lián)，還要能夠滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。在最后的評學(xué)活動中，學(xué)生需對本次課的內(nèi)容進(jìn)行自我反思、總結(jié)和進(jìn)行多維度、多元化的評價;教師根據(jù)學(xué)生的自評、互評、組評和作業(yè)等形成階段性評價。

“7學(xué)”課堂教學(xué)模式如圖1所示。

三、在PLC編程與應(yīng)用課程中實施“7學(xué)”課堂教學(xué)模式的實踐

根據(jù)中職機電專業(yè)實訓(xùn)課程特點和教學(xué)實際，結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，筆者試圖構(gòu)建“信息技術(shù)+”“智能+”環(huán)境下專業(yè)實訓(xùn)課教學(xué)模式的改革方案，建立線上線下平臺，破除傳統(tǒng)教學(xué)的“教師中心論”“教材中心論”等，轉(zhuǎn)變現(xiàn)有的傳統(tǒng)教學(xué)模式，創(chuàng)建一個具有開放性、探究性、民主性、互動性的課堂;通過細(xì)化課堂教學(xué)的步驟，改變自身教學(xué)手段，拓寬講、授、練的教學(xué)渠道和教學(xué)空間，打造高效、適用、深度融合的課堂;此外，創(chuàng)新優(yōu)化評價內(nèi)容和形式，實施科學(xué)的、多維度的學(xué)業(yè)評價，融合并創(chuàng)新評價機制。下面筆者結(jié)合課本中子任務(wù)“PLC控制點亮一盞燈的編程設(shè)計和實踐”教學(xué)設(shè)計，具體闡述“7學(xué)”課堂在PLC編程與應(yīng)用教學(xué)中的實施路徑。

（一）分析學(xué)生心理，融入預(yù)學(xué)和練學(xué)

針對學(xué)生上課無精打采、課后熱衷玩手機的現(xiàn)象，筆者認(rèn)為可以有效利用學(xué)生喜歡玩手機的心理，運用“職教云”等學(xué)習(xí)平臺開展預(yù)學(xué)和練學(xué)活動，分散學(xué)生課后打游戲、刷短視頻的精力。

首先，教師提前3天左右在“職教云”平臺上傳本次授課的學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)任務(wù)，包括一些與概念相關(guān)的問答題、選擇題，要求學(xué)生認(rèn)真觀看、學(xué)習(xí)PPT的內(nèi)容，并完成練學(xué)的作業(yè)。教師利用學(xué)習(xí)平臺后臺監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度是否達(dá)到100%、是否每個人都提交了作業(yè)，及時督促沒有完成學(xué)習(xí)任務(wù)的學(xué)生。在課堂教學(xué)中，學(xué)生對要學(xué)習(xí)的內(nèi)容有了初步認(rèn)識與心理準(zhǔn)備，能夠緊緊跟著教師教學(xué)的節(jié)奏，教學(xué)效果大大增強。

學(xué)生在利用手機觀看教師發(fā)布的學(xué)習(xí)資源、利用手機完成預(yù)習(xí)作業(yè)的過程中，無形中克服了學(xué)習(xí)惰性，激發(fā)了探究學(xué)習(xí)內(nèi)容的興趣，鍛煉了自主學(xué)習(xí)能力，收獲了學(xué)習(xí)成就感。教師可以通過學(xué)習(xí)平臺后臺查看學(xué)生的自學(xué)成果，明確學(xué)生對本課教學(xué)內(nèi)容的掌握程度和存在疑惑，及時調(diào)整教學(xué)策略，在此基礎(chǔ)上因材施教，提高教學(xué)質(zhì)量。

（二）在組學(xué)和課學(xué)中融入教學(xué)內(nèi)容

本課的任務(wù)是“PLC控制點亮一盞燈的編程設(shè)計和實踐”，它是PLC課程的基礎(chǔ)操作之一，具有奠定基礎(chǔ)的作用，體現(xiàn)了該課程學(xué)習(xí)的結(jié)構(gòu)性、步驟性與完整性。筆者根據(jù)預(yù)學(xué)和練學(xué)的情況，在教學(xué)中開展“7學(xué)”中的組學(xué)和課學(xué)。

首先，教師讓學(xué)生以宿舍為進(jìn)行分組或者自由組合，結(jié)成4個學(xué)習(xí)小組。接著，教師把教學(xué)目標(biāo)中對應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容拆解成多個子任務(wù)并分別分配給每個小組，讓每個小組達(dá)成自身的目標(biāo)的同時，與其他小組合作，共同完成本次的實訓(xùn)授課內(nèi)容的整體目標(biāo)。具體設(shè)計如下。

第一小組的學(xué)習(xí)內(nèi)容是輸入和輸出繼電器。這個小組的目標(biāo)是學(xué)習(xí)PLC編程元件，重點掌握輸入和輸出繼電器用什么字母表示，同時分析本次任務(wù)有多少個輸入與輸出，在課學(xué)活動中把學(xué)習(xí)成果分享給其他三組的同學(xué)，畫出輸入和輸出分配表。

第二小組的學(xué)習(xí)內(nèi)容是進(jìn)行任務(wù)的控制要求以及分析畫出電路原理圖。學(xué)生結(jié)合教師上傳的課件，總結(jié)和嘗試寫出本次任務(wù)的控制要求，并根據(jù)要求畫出電路原理圖。

第三小組的學(xué)習(xí)內(nèi)容是根據(jù)前面兩個小組的成果，進(jìn)行梯形圖的設(shè)計和編程。本組的學(xué)習(xí)內(nèi)容包括PLC編程語言、PLC編程軟件，重點掌握梯形圖的概念和組成，了解編程軟件的主要功能和運行原理。

第四小組的學(xué)習(xí)內(nèi)容是根據(jù)前面3組的學(xué)習(xí)成果以及原理圖進(jìn)行布線和接線，并在編程軟件中導(dǎo)入程序，進(jìn)行通電測試。

教師收集學(xué)生在組學(xué)中遇到的問題，當(dāng)4個小組完成學(xué)習(xí)內(nèi)容之后進(jìn)行歸納總結(jié)與評價，同時把4個小組的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)成果進(jìn)行細(xì)致的講解，分析學(xué)生在學(xué)習(xí)過程遇到的問題，再次把學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行整合，構(gòu)建知識框架，讓學(xué)生鞏固和吸收。這樣既可以讓學(xué)生溫故而知新，又可以讓學(xué)生無形中形成自己的學(xué)習(xí)思維。

這個環(huán)節(jié)是在預(yù)學(xué)和練學(xué)活動之后，利用課堂開展的師生、生生之間的組學(xué)和課學(xué)活動，營造了輕松、合作、主動的學(xué)習(xí)氛圍，可以充分調(diào)動每一名學(xué)生主動學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在課堂上有事可做、有話可說。

（三）測學(xué)與學(xué)習(xí)任務(wù)的設(shè)計

為了進(jìn)一步鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)，牢固掌握本次課的相關(guān)內(nèi)容，我們在組學(xué)和課學(xué)的基礎(chǔ)上，要求學(xué)生在課堂上自主完成線上的測學(xué)。在測學(xué)環(huán)節(jié)中，教師針對重點內(nèi)容設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)單，任務(wù)單要簡潔明了，任務(wù)難度適中，題量適當(dāng)（如表1所示）。

（四）拓學(xué)內(nèi)容設(shè)計

拓學(xué)活動主要面向?qū)W有余力的學(xué)生。教師設(shè)計的拓展內(nèi)容應(yīng)緊緊圍繞學(xué)生在前一階段所學(xué)過的重點概念、知識點或者流程結(jié)構(gòu)，同時，為了更好地設(shè)計下一次課的內(nèi)容，教師設(shè)計的拓學(xué)內(nèi)容還要具有承上啟下的作用。具體設(shè)計如下。

1.教師上傳5—8分鐘的微課視頻。利用微課歸納性強、針對性強等特點，讓學(xué)生有效地學(xué)習(xí)。

2.微課中引出本次拓學(xué)的兩個問題。

（1）如何使用兩個開關(guān)分別控制兩盞燈的亮滅，請同學(xué)們寫出輸入、輸出分配表，畫出原理圖、梯形圖。

（2）如何使用一個開關(guān)控制一盞燈亮，手松開的時候，燈始終保持亮，請同學(xué)們寫出輸入、輸出分配表，畫出原理圖、梯形圖。

3.關(guān)注學(xué)生的疑問，教師和學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)挠懻?，點撥學(xué)生。

拓學(xué)部分的設(shè)計，是對本課知識的升華，能夠引發(fā)學(xué)生進(jìn)行深入的探討，符合因材施教的教育理念，同時，也可以讓學(xué)生的理念和教師的觀點碰撞出不同的火花。

（五）多元化評學(xué)

評學(xué)是“7學(xué)”的最后環(huán)節(jié)，這個環(huán)節(jié)采用學(xué)生自評、互評，小組互評以及線上學(xué)習(xí)情況、線下學(xué)習(xí)情況等多種評價方式，在評價的內(nèi)容上，根據(jù)知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度和價值觀等三維目標(biāo)去評價學(xué)生。

以本次任務(wù)“PLC控制點亮一盞燈的編程設(shè)計和實踐”為例。在預(yù)學(xué)和練學(xué)活動中，學(xué)生利用線上平臺進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和練習(xí)，系統(tǒng)平臺記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)足跡，筆者將這個部分的評分占比設(shè)定為20%;組學(xué)和課學(xué)為學(xué)生的課堂活動，教師需根據(jù)組員互評以及小組之間的評價給學(xué)生綜合打分，這部分的評分占比設(shè)定為30%;測學(xué)活動是對學(xué)生學(xué)習(xí)掌握情況的二次評價，可通過系統(tǒng)測評得出最終結(jié)果，筆者將評分占比設(shè)定為20%;拓學(xué)是學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，這部分是學(xué)生的加分項，可用于激勵學(xué)生，評分占比設(shè)定為10%;剩下的20%是教師針對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的行為進(jìn)行的評價，該評價結(jié)合學(xué)生線上和線下的表現(xiàn)，以及學(xué)生的認(rèn)知、情感等各方面的因素進(jìn)行打分，最終得出學(xué)生的總分。

信息技術(shù)手段輔助下的PLC編程與應(yīng)用課程“7學(xué)”課堂教學(xué)模式，符合該課程的特點，整合教材內(nèi)容，設(shè)計實踐活動，關(guān)注學(xué)生綜合素質(zhì)的提高，將課堂還給學(xué)生，以學(xué)生為主體開展課堂教學(xué)。教師根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)給予階段性指導(dǎo)，適當(dāng)?shù)攸c撥學(xué)生，給予學(xué)生中肯、積極的評價，使學(xué)生自主完成學(xué)習(xí)任務(wù)，發(fā)展團(tuán)隊意識，提高自主學(xué)習(xí)能力。

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注：本文系2021年度廣西職業(yè)教育教學(xué)改革研究項目“信息化2.0背景下‘PLC編程與應(yīng)用’的‘7學(xué)’課堂教學(xué)改革研究和實踐”（GXZZJG2021B011）的研究成果。

作者簡介：王鎮(zhèn)林（1991— ），講師，研究方向為中職機電專業(yè)課程教學(xué)。

（責(zé)編 劉小瑗）