基于雨課堂的PLC編程與應(yīng)用混合式教學(xué)實(shí)踐研究

【摘要】本文論述基于雨課堂的PLC編程與應(yīng)用混合式教學(xué)途徑，認(rèn)為教師可以從課前開(kāi)展線上預(yù)習(xí)、課中加強(qiáng)師生互動(dòng)以及課后線上復(fù)習(xí)討論入手，以教學(xué)三相異步電動(dòng)機(jī)的可逆運(yùn)轉(zhuǎn)的PLC編程為例，從教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)、實(shí)施及效果評(píng)價(jià)等方面分析基于雨課堂開(kāi)展混合式教學(xué)的實(shí)踐案例。

【關(guān)鍵詞】雨課堂 混合式教學(xué) PLC編程與應(yīng)用 教學(xué)設(shè)計(jì)

【中圖分類號(hào)】G63 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2023）05-0101-04

《職業(yè)教育提質(zhì)培優(yōu)行動(dòng)計(jì)劃（2020—2023年）》提出實(shí)施職業(yè)教育信息化2.0建設(shè)行動(dòng)，以“信息技術(shù)+”升級(jí)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(dòng)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(shí)施方案》提出，進(jìn)一步推動(dòng)教師主動(dòng)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(kāi)展教育教學(xué)，基本實(shí)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。本文將以PLC編程與應(yīng)用課程為例，探索基于雨課堂的混合式教學(xué)。

一、在PLC編程與應(yīng)用教學(xué)中開(kāi)展混合式教學(xué)的必要性

PLC編程與應(yīng)用是機(jī)電設(shè)備安裝與維修專業(yè)的主干課程，該課程在本校的教學(xué)計(jì)劃為80學(xué)時(shí)，主要介紹PLC的工作原理，軟件、硬件結(jié)構(gòu)，指令操作和梯形圖編程語(yǔ)言的使用方法，以解決生活、生產(chǎn)實(shí)際中的問(wèn)題作為任務(wù)，內(nèi)容較為系統(tǒng)但知識(shí)容量大，梯形圖指令操作部分內(nèi)容尤其令學(xué)生感到枯燥乏味，課堂教學(xué)氛圍比較壓抑沉悶。可見(jiàn)，優(yōu)化PLC編程與應(yīng)用課程教學(xué)在教學(xué)內(nèi)容方面還面臨著較大的挑戰(zhàn)。

在以往的PLC編程與應(yīng)用課堂上，理論講解部分基本上是“填鴨灌輸式”教學(xué)，教師在講臺(tái)上演“獨(dú)角戲”，學(xué)生麻木地在座位上“聽(tīng)?wèi)颉?，師生之間全程缺少有效的交流。學(xué)生在這樣的學(xué)習(xí)環(huán)境中難以獲得學(xué)習(xí)的成就感。與此同時(shí)，教師在授課過(guò)程中極少考慮學(xué)生的接受能力，而是直接采用傳統(tǒng)的“講授—實(shí)訓(xùn)—考核打分”的方式進(jìn)行教學(xué)，大多數(shù)教師在提倡多元化教育評(píng)價(jià)的背景下仍采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式進(jìn)行教學(xué)。可見(jiàn)，優(yōu)化PLC編程與應(yīng)用課程教學(xué)在教學(xué)方式方面也面臨著較大的挑戰(zhàn)。

自新型冠狀病毒感染疫情暴發(fā)以來(lái)，線上教學(xué)和線下學(xué)習(xí)的方式越來(lái)越受到師生的重視，可以說(shuō)，混合式教學(xué)是符合時(shí)代背景的教學(xué)方式之一?；旌鲜浇虒W(xué)模式的優(yōu)勢(shì)在于無(wú)時(shí)間與空間的限制，最大限度地打破了學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)空限制，激發(fā)學(xué)生的積極性，最重要的是教師能夠及時(shí)接收到學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋，有效促進(jìn)師生之間的聯(lián)系，從而獲得高效的學(xué)習(xí)效果。而PLC編程與應(yīng)用是一門(mén)集理論和實(shí)操于一體的核心課程，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的操作和充滿邏輯的編程梯形圖，時(shí)刻都在沖擊中職生的大腦，混合式教學(xué)在PLC編程與應(yīng)用教學(xué)中的應(yīng)用可以讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)隨處學(xué)、隨時(shí)問(wèn)、隨時(shí)記。此外，以雨課堂作為混合式教學(xué)的切入點(diǎn)，是因?yàn)橛暾n堂小程序操作簡(jiǎn)單，基于它所包含的簽到、點(diǎn)名、作業(yè)發(fā)布等功能開(kāi)展PLC編程與應(yīng)用課堂教學(xué)研究，能為教師順利開(kāi)展混合式教學(xué)提供思路。

二、基于雨課堂的PLC編程與應(yīng)用混合式教學(xué)設(shè)計(jì)思路

雨課堂是一款能夠在課前、課中、課后等教學(xué)階段開(kāi)展科學(xué)理論學(xué)習(xí)的小程序，支持簽到、同步教學(xué)課件、隨堂測(cè)試、彈屏互動(dòng)、紅包獎(jiǎng)勵(lì)、課堂投稿等互動(dòng)，能借助數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程的可視化和可控化，提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。因此，為打破中職PLC編程與應(yīng)用教學(xué)長(zhǎng)期以來(lái)均采用“理論+實(shí)訓(xùn)”的傳統(tǒng)教學(xué)方式的現(xiàn)狀，筆者在課前線上預(yù)習(xí)、課中教師授課和師生互動(dòng)、課后線上討論及復(fù)習(xí)等三個(gè)環(huán)節(jié)開(kāi)展了基于雨課堂的PLC編程與應(yīng)用混合式教學(xué)設(shè)計(jì)。

（一）課前線上預(yù)習(xí)

大部分中職生缺乏自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力，自律性較差，因此很少學(xué)生能夠主動(dòng)進(jìn)行課前預(yù)習(xí)。教師可以利用學(xué)生手機(jī)不離手的特點(diǎn)，提前把每一次課的知識(shí)通過(guò)雨課堂教師端發(fā)送到學(xué)生端，教師在學(xué)生群發(fā)布公告或者委托科代表，提醒學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)登錄微信雨課堂小程序完成對(duì)應(yīng)的課前學(xué)習(xí)、視頻學(xué)習(xí)、作業(yè)等。在課前預(yù)習(xí)時(shí)間截止后，教師可以根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況以及預(yù)習(xí)效果進(jìn)行量化考核。

（二）課中教師授課與師生互動(dòng)

課中講授新知識(shí)或重難點(diǎn)知識(shí)是教學(xué)的主體部分，但是這一教學(xué)活動(dòng)很難讓學(xué)生快速進(jìn)入學(xué)習(xí)活動(dòng)，也很難讓學(xué)生始終保持專注。因此，教師有必要利用雨課堂改變這些現(xiàn)狀。首先，教師在點(diǎn)名階段可以直接將二維碼投影到屏幕上讓學(xué)生迅速簽到，既節(jié)約時(shí)間又避免學(xué)生幫忙簽到打卡。其次，由于PLC編程與應(yīng)用課程涉及邏輯思維的應(yīng)用，學(xué)生需要發(fā)散思維并結(jié)合實(shí)訓(xùn)任務(wù)一步一步地畫(huà)出邏輯圖、寫(xiě)出對(duì)應(yīng)的梯形圖塊，這一過(guò)程比較抽象，對(duì)學(xué)生而言存在一定的難度。教師可以利用雨課堂的在線答題功能，將相關(guān)的課堂練習(xí)、卡通圖片發(fā)送至學(xué)生學(xué)習(xí)端，讓學(xué)生以搶答的方式進(jìn)行解答，增強(qiáng)課堂學(xué)習(xí)的趣味性與緊張感，加強(qiáng)師生之間的互動(dòng)。最后，在總結(jié)階段，教師要以學(xué)生為主體，把主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，讓學(xué)生分析自己在本次課堂中的學(xué)習(xí)收獲與存在的不足。

（三）課后線上討論及復(fù)習(xí)

教師給學(xué)生布置課后習(xí)題能夠有效檢測(cè)學(xué)生是否牢固掌握知識(shí)。教師可以在幻燈片的最后呈現(xiàn)課后作業(yè)并推送到學(xué)生端，同時(shí)在線提醒學(xué)生查收和完成作業(yè)。線上布置作業(yè)的優(yōu)勢(shì)在于學(xué)生可以使用手機(jī)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)搜索課外知識(shí)進(jìn)行作答，學(xué)生通過(guò)自身的努力進(jìn)行線上討論、留言等操作后，會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)成就感；教師能夠及時(shí)地查看學(xué)生的課后學(xué)習(xí)情況并反饋給學(xué)生，適當(dāng)?shù)丶?lì)學(xué)生。此外，雨課堂可以將授課課件保存在系統(tǒng)內(nèi)，方便學(xué)生隨時(shí)查看舊知識(shí)，讓學(xué)生能夠及時(shí)復(fù)習(xí)，溫故知新。

三、基于雨課堂的PLC編程與應(yīng)用教學(xué)實(shí)踐

筆者以教學(xué)三相異步電動(dòng)機(jī)的可逆運(yùn)轉(zhuǎn)的PLC編程為例，從教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)、實(shí)施及效果評(píng)價(jià)等方面闡述基于雨課堂開(kāi)展混合式教學(xué)的實(shí)踐案例。

（一）教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)

課程內(nèi)容：三相異步電動(dòng)機(jī)的可逆運(yùn)轉(zhuǎn)的PLC編程。

授課課時(shí)：2個(gè)課時(shí)，共90分鐘。

教學(xué)對(duì)象：中職機(jī)電專業(yè)二年級(jí)學(xué)生。

教學(xué)重點(diǎn)：學(xué)會(huì)正確分析系統(tǒng)控制要求以及分配I/O點(diǎn)，正確識(shí)讀三相異步電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)梯形圖、電氣線路原理圖，學(xué)會(huì)使用GX Developer編程軟件。

教學(xué)難點(diǎn)：學(xué)會(huì)軟元件聯(lián)鎖及硬件聯(lián)鎖的方法，寫(xiě)出可逆運(yùn)轉(zhuǎn)控制的梯形圖，并仿真操作實(shí)現(xiàn)功能。

（二）教學(xué)內(nèi)容的實(shí)施

1.線上預(yù)習(xí)階段

教師在雨課堂線上學(xué)習(xí)功能模塊中發(fā)布關(guān)于三相異步電動(dòng)機(jī)的可逆運(yùn)轉(zhuǎn)的PLC編程的課件、教案，以及仿真操作視頻、實(shí)踐視頻、課前簡(jiǎn)答等資料，并通過(guò)公告的方式告知學(xué)生，同時(shí)采用小組合作學(xué)習(xí)的方式，讓小組內(nèi)部成員共同學(xué)習(xí)。教師可以結(jié)合學(xué)生個(gè)人學(xué)習(xí)情況和小組合作學(xué)習(xí)情況，對(duì)每名學(xué)生和每個(gè)小組的學(xué)習(xí)效果與完成進(jìn)度進(jìn)行考核，把對(duì)應(yīng)的考核分及時(shí)公布到班群中，使學(xué)生之間、學(xué)習(xí)小組之間形成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

預(yù)習(xí)課件的內(nèi)容主要為實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的方法，學(xué)生需要補(bǔ)充輸入和輸出設(shè)備及I/O分配點(diǎn)，如表1所示。

預(yù)習(xí)習(xí)題包括畫(huà)出三相異步電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)電路圖、梯形圖。下頁(yè)圖1是三相異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)控制的電路圖，學(xué)生需要將該圖修改成三相異步電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)控制電路圖。

此外，教師還在雨課堂平臺(tái)發(fā)布預(yù)習(xí)微課，包括點(diǎn)動(dòng)控制一盞燈微視頻，以及保持一盞燈常亮視頻。

2.課中講授階段

在這一階段，教師可以采用講授板書(shū)與雨課堂結(jié)合的方式進(jìn)行授課。板書(shū)的目的是增強(qiáng)授課內(nèi)容的系統(tǒng)性。在講解一個(gè)知識(shí)點(diǎn)之后，教師通過(guò)雨課堂平臺(tái)推送對(duì)應(yīng)的練習(xí)題進(jìn)行測(cè)試，練習(xí)題包括選擇題、填空題，考查的知識(shí)點(diǎn)包括電路圖元器件的選擇、正反轉(zhuǎn)控制的方法、建立GX Developer的步驟、梯形圖的指令表等，學(xué)生需要在限定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，答對(duì)者獲得一定的積分。搶答的過(guò)程既能夠使學(xué)生的精神更加集中，又可以增加課堂的趣味性，讓每一名學(xué)生都能夠積極參與。搶答環(huán)節(jié)結(jié)束之后，教師可以根據(jù)積分對(duì)學(xué)生的課堂表現(xiàn)進(jìn)行量化考核，形成課中的形成性評(píng)價(jià)，并把評(píng)價(jià)的結(jié)果反饋給學(xué)生，不斷增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

為進(jìn)一步加強(qiáng)授課過(guò)程中師生之間的互動(dòng)，教師可先讓學(xué)生以小組為單位總結(jié)課上所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，之后教師再分析和歸納不同小組的總結(jié)，最終完善總結(jié)。教師還需要采用過(guò)程性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)，其中，小組內(nèi)每次作業(yè)自評(píng)成績(jī)占總評(píng)成績(jī)的15%，小組每次作業(yè)互評(píng)的成績(jī)占總評(píng)成績(jī)的20%，學(xué)生個(gè)人每次作業(yè)自評(píng)占總評(píng)成績(jī)的10%，教師每次打分成績(jī)占總評(píng)成績(jī)的25%，上述每次評(píng)價(jià)分值為過(guò)程性評(píng)價(jià)成績(jī)，而終結(jié)性評(píng)價(jià)成績(jī)則以一學(xué)期的期末考試為主，主要考查學(xué)生的綜合性操作和理論性知識(shí)，該成績(jī)占學(xué)生期評(píng)成績(jī)的30%，即學(xué)生學(xué)期總評(píng)成績(jī)?yōu)檫^(guò)程性評(píng)價(jià)成績(jī)（70%）與終結(jié)性評(píng)價(jià)成績(jī)（30%）之和。過(guò)程性評(píng)價(jià)表如表2所示，終結(jié)性評(píng)價(jià)表如表3所示。

3.課后鞏固階段

基于PLC編程與應(yīng)用的課程特點(diǎn)以及結(jié)合三相異步電動(dòng)機(jī)的可逆運(yùn)轉(zhuǎn)的PLC編程一課的內(nèi)容，筆者建議以“新舊結(jié)合”的方式給學(xué)生推送資源，形成課后作業(yè)，即課后作業(yè)既要包含本課的知識(shí)，又要引出下一次課的新知識(shí)，力求讓學(xué)生學(xué)習(xí)達(dá)到溫故知新的學(xué)習(xí)效果?；诖耍P者設(shè)計(jì)課后練習(xí)如下：（1）如何在三相異步電動(dòng)機(jī)的可逆運(yùn)轉(zhuǎn)編程基礎(chǔ)上，將其修改成順序啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)程序？（2）在三相異步電動(dòng)機(jī)的可逆運(yùn)轉(zhuǎn)電路圖的基礎(chǔ)上，將其修改為順序啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)電路圖。（3）你能否讓電動(dòng)機(jī)延遲3秒鐘再運(yùn)轉(zhuǎn)呢？

值得注意的是，教師審閱學(xué)生課后作業(yè)答題情況之后，要及時(shí)回復(fù)每一名學(xué)生，從而加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)成就感，讓學(xué)生更加有動(dòng)力去深入研究。

（三）教學(xué)反思

課前教師已經(jīng)教授了三相異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)的相關(guān)知識(shí)，學(xué)生有了一定的知識(shí)基礎(chǔ)，教師利用雨課堂平臺(tái)推送學(xué)習(xí)素材，將單向運(yùn)轉(zhuǎn)與可逆運(yùn)轉(zhuǎn)知識(shí)點(diǎn)銜接起來(lái)，讓學(xué)生在課前就對(duì)本次課的內(nèi)容有一定的認(rèn)識(shí)，極大地方便了后續(xù)課堂的開(kāi)展。在課中師生互動(dòng)中，有效解決了三相異步電動(dòng)機(jī)的可逆運(yùn)轉(zhuǎn)PLC編程與三相異步電動(dòng)機(jī)的單向運(yùn)轉(zhuǎn)PLC編程有什么區(qū)別、相同點(diǎn)和不同點(diǎn)在哪里等問(wèn)題，通過(guò)串聯(lián)知識(shí)點(diǎn)有效突破本次課學(xué)習(xí)重點(diǎn)與難點(diǎn)，學(xué)生能夠及時(shí)、有效地回應(yīng)教師的講授。在課后，教師通過(guò)線上習(xí)題與互動(dòng)，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)一步鞏固了本次課學(xué)習(xí)的知識(shí)，同時(shí)加深了師生之間的情感交流?？梢?jiàn)，本次課教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置及教學(xué)內(nèi)容的安排是科學(xué)、合理的。

從授課方式來(lái)看，傳統(tǒng)的授課方式往往是教師講授完畢，學(xué)生到實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行操作驗(yàn)證，整個(gè)教學(xué)過(guò)程只有終結(jié)性評(píng)價(jià)。但在基于雨課堂的混合式教學(xué)中，教師運(yùn)用雨課堂導(dǎo)入三相異步電動(dòng)機(jī)的可逆運(yùn)轉(zhuǎn)的PLC編程的幻燈片、圖片等內(nèi)容，操作方便且后臺(tái)能夠及時(shí)呈現(xiàn)數(shù)據(jù)，教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整授課進(jìn)度，同時(shí)課件儲(chǔ)備時(shí)間長(zhǎng)這一特點(diǎn)為學(xué)生課后自行查看、學(xué)習(xí)提供了便利，學(xué)生利用手機(jī)進(jìn)行學(xué)習(xí)，減少了利用手機(jī)玩游戲、看視頻、讀小說(shuō)的時(shí)間，使學(xué)生由“低頭族”轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)的愛(ài)好者。在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，學(xué)生可以隨時(shí)利用雨課堂開(kāi)展線上學(xué)習(xí)，如根據(jù)電路圖進(jìn)行接線，將三相線的顏色選擇以及接線順序等理論知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐，有效解決了課程內(nèi)容多學(xué)生復(fù)習(xí)難的問(wèn)題，真正實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為主體。

在PLC編程與應(yīng)用課程教學(xué)中采用以雨課堂為基礎(chǔ)的混合式教學(xué)，能夠使學(xué)生由被動(dòng)的知識(shí)接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的知識(shí)汲取者，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為本的教學(xué)，讓學(xué)生能在課堂中學(xué)以致用，實(shí)現(xiàn)有趣、有用、有效、有質(zhì)的學(xué)習(xí)。當(dāng)然，這樣教學(xué)仍存在不足之處，如教師在授課過(guò)程中需要警惕一些學(xué)生在用手機(jī)學(xué)習(xí)的同時(shí)在課堂上玩手機(jī)，同時(shí)教師還需要鼓勵(lì)學(xué)生課間進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，尤其注意保護(hù)眼睛及頸椎。

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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(xiàng)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(shí)踐”（GXZZJG2021B011）的研究成果。

作者簡(jiǎn)介：王鎮(zhèn)林（1991— ），講師，主要研究方向?yàn)橹新殭C(jī)電專業(yè)課程教學(xué)。

（責(zé)編 劉小瑗）