利用信息化推動中職PLC原理及應用教學探索

【摘 要】在機電設備安裝與維修專業中，PLC原理及應用是一門理論性和實踐性都較強的主干專業課。為促進學生的信息技術素養及學習能力的提高，使學生在信息社會里更具競爭力，在教學中應用信息技術尤為重要。本文就信息化對PLC 原理及應用教學的推動作用進行了研究和探索。

【關鍵詞】信息化 PLC 原理及應用 教學 推動作用

【中圖分類號】G【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2014）09B-0113-03

近年來，教育部把信息化程度作為學校內涵建設的重要指標，大力推動職業教育信息化的發展，取得顯著成效。為適應國家信息化與工業化融合發展要求，對職業院校提出“大規模培養掌握信息技術的高素質技能型人才”的要求，對在校學生信息素養、崗位信息技術能力和就業、創業技能的培養，成為各職業院校的緊迫任務。如何使信息技術與課程深度融合，轉變學習方式和教學模式，使學生具備更好的信息技術素養及能力，發展興趣特長，提高學習的質量，在學習、工作以及以后的生活中更有競爭力是廣大職教工作者值得研究的課題。

可編程序控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是一種以微處理器為基礎，集自動化技術、計算機技術和通信技術等為一體的新型工業自動控制裝置。具有高性能和高可靠性的優點。隨著自動控制技術的快速發展，我國工業生產也正由半自動化向自動化快速發展，但能夠綜合掌握電氣智能控制技術的人才卻十分短缺。PLC原理及應用正是針對市場需求而開設的，它是機電設備與維修專業一門理論性和實踐性都較強的主干專業課。職業學校學生入學時文化基礎比較差，缺乏信心和勇氣。如何讓這些充滿失敗感的學生，通過三年的中職教育，成為企業、單位歡迎的從業人員，是我們職業教育的根本意義所在。但在實際教學中，PLC課程教學在許多方面仍存在諸如理論知識陳舊、抽象、案例不生動，綜合性、典型性、實用性都不夠強等諸多問題，學生有畏難情緒，學習效率低下，獨立思考能力、動手能力、創造力均得不到很好的培養。因此，筆者對如何將信息化融合到PLC原理及應用的課程教學中，合理利用現代信息技術創設學習情境、仿真教學、豐富學習資源、拓寬師生互動途徑、多元化評價等五個方面進行研究，探索信息技術對教學的推動作用。

一、利用信息化創設學習情境，激發學習興趣

“教育必須從使學生產生學習愿望著手，這是進行教育不可逾越的第一步。”這是美國教育學家羅恩·哈伯特說過的一句話。要想從一開始就能激發學生的學習愿望，上好第一堂課是關鍵。PLC原理及應用邏輯性很強，有許多的技術名詞和元件符號，如，梯形圖（LD）、功能模塊圖（FBD）、定時器、計數器、接觸器、自鎖等，這些圖形和名詞遠離學生實際生活，如果沒有生動的視聽沖擊，學習起來非常困難，因此，需要在課程開始利用學生的新鮮感和求知欲，強化學習決心。利用豐富的信息技術和信息資源創設“學習情境”，設置疑問，將課堂教學與真實事件相聯系，通過多媒體手段來提高問題的感染力和沖擊力，將學習者引入一種與問題有關的情境中，從而激發學生的學習興趣。如，在學習 “傳感器”的知識時，先呈現一組視頻 （位于南寧市中心某先進的立體車庫、央視科教頻道“我愛發明”中自動分魚系統的視頻資料） ，然后讓學生根據畫面內容自由討論。如提出這樣的問題：這么高的立體車庫，為什么車子會自動入庫？這么多大大小小的海魚，自動分魚機的發明者是怎樣研發出了一個人戰勝二十個熟練工人的自動化分魚機器？這種分魚器的原理是什么呢？它的設計相思是從哪里來呢？然后一一地向學生簡要講解大致的原理，告訴學生，這些自動化程度高的設備都是利用了PLC技術。以喚睡學生的主體意識，刺激學生的求知欲望，使學生的被動學習轉變為主動學習。讓學生借助熟識和喜愛的網絡，查找PLC在工業、農業、交通運輸及日常生活中的各種應用實例和真實的圖片資料，如，交通信號燈、電梯，還有汽車生產流水線、學校的機加工中心、知識競賽搶答器、機械手等，這些與大家日常生產、生活息息相關的應用實例。通過網絡，學生們獲取了第一手資料，切身感受到PLC的強大功能與廣泛應用，從而產生了極大的學習興趣和欲望。“PLC的個頭這么小，為什么它那么厲害？”好奇心打開了求知的大門，引導學生進行下一步的探索。

二、利用信息化提供高質量教學資源，引導學生研究性學習

據調查，我國學生上網主要是玩游戲、娛樂、聊天，而美國學生用網絡主要是獲取信息以及做創造性工作，對比之下，情況令人擔憂。引導學生學會正確處理學習和游戲、聊天之間的關系不能只停留在口頭上，而是要適應網絡社會的特點，提供高質量課程資源來吸引學生，讓學生利用網絡接受教育、自主學習。企業技術在不斷更新，環境、崗位都會發生變化，學生遲早會面臨轉崗問題。從培養可持續人才的角度來講，不能把學生簡單地培養成生產線的操作者，“白天像機器人，晚上像木頭人”。他們在校時間有限，我們要借助現代信息技術，揚其長，避其短，引導其學會研究性學習，從而在今后變化的社會上找到適合自己的位置。再者，PLC教材種類繁多，但大同小異，內容陳舊。如交通燈、小車自動往返……雖然這些實驗學生容易完成，但由于此種方式與真實項目差距大，遇到實際情況后，學生往往會感到無從下手。而以網絡和計算機為載體的信息技術可以使教師最大程度地向學生提供豐富先進的課程資源。利用這些豐富的教學資源，在課堂教學時，讓學生可以時而由平面到空間，時而由空間到平面，突破書本知識陳舊的框架，體現前沿熱點，優化生成新的豐富多彩的教學資源環境，讓學生開闊思維，提高興趣。利用建設好的標準化數字化校園網資源，開發空間教學平臺，如課程標準、教案、課件、教學錄像、試題庫、動畫仿真庫、案例庫、虛擬實驗室等。利用多媒體教室、數字化實驗室、遠程協作教室等信息化環境，把產業文化和優秀企業文化引進校園，讓學生感受現代企業文化及其產業發展形勢。學生可利用網絡查閱往屆試卷和答案、收集信息，做習題，上交作業，在網上實驗室做實驗，下載課件和相關教學軟件、進入國家優秀課程以及國際名校精品課程的網址鏈接。本校機電系正在和南寧市高新技術產業開發區內的勁頻機電有限公司、鼎光電子有限公司等多家企業合作，借助網絡平臺，密切校企信息融合。按照建設方案，未來企業的一些工程介紹、技改方案、技術手冊，只要適合教學應用的，均可供師生通過網絡平臺共享。

三、利用信息化開展仿真教學，提高學習效率

心理學研究表明，伴有生動情境的學習活動，可以調動學習者積極的情緒。利用信息技術開發的仿真教學，可以集感知理解、鞏固運用于一體，在較短時間內使學生能夠從多層次、多角度獲取知識。例如在十字路口交通信號燈控制項目中，教師首先通過信息化平臺播放相關視頻資料創設情境，學生分組在信息化平臺查找相關資料。學生抽象思維弱，剛開始時，極難理解PLC工作過程和原理，利用仿真，可以將工作過程生動地表現出來：接通電源后，卡通動物1開始檢查CPU、存儲器等是否正常，OK！ ->進入卡通動物2，開始檢查程序編寫是否正確……這些程序啟動完畢后，將結果輸送到輸出寄存器。PLC的工作過程和原理，都由生動形象的卡通動物來模擬，直觀簡單，從而使學生更有興趣和信心去學習PLC課程。

學生還可以用電腦做自測題檢驗所學情況，如有的測試題設計成老虎拔牙闖關游戲來進行測驗，這充分地調動了學生學習積極性，學習效果顯著提高。信息化教學改革以來，學校電類專業學生的獲證率顯著提高，2011年維修電工中級獲證率為85%，2012年中級工獲證率為 90%，2013年中級工獲證率為97%。在2011，2012，2013年廣西中職學校機電一體化技能競賽中，均獲得優良成績。

四、利用信息化拓寬師生互動途徑，優化教學組織

要取得良好的教育效果，需要有良好的師生互動途徑和教學組織。現階段的中職教育，師生的交流性處于低發展狀態。課前，師生接觸少，對學生情況不了解；課中，當學生面對疑難時，老師難以兼顧全面；課后，教師下班輔導時，很少有學生提問，教學組織效果受到極大的限制。信息技術為師生、生生互動提供了廣闊的途徑和平臺。在新學期開始時，教師可把本學期的教學課件和學生用書上傳至校園網，要求學生將其打印作為課堂筆記，要求學生每次課都及時完成其中的筆記和作業，及時對教學情況進行評價，以便教師及時了解情況，并有針對性地調整教學內容和手段。教師還可以在課前通過班級微信、QQ群等提供新課的相關知識、最新市場動態等，方便學生預習。在這期間，學生可以自由表達自己的想法。例如，在準備講到傳感器的應用時，教師可通過班級微信向學生發布在市中心剛落成的大型立體車庫用到的各種傳感器。學生對它們的價格、安裝位置方面提問，并希望能實地參觀，這樣，在課前教師就對學生有了更充分的了解，因此，教學設計更有針對性。

建構主義認為，學習者學習和發展的動力來源于學習者與環境的相互作用，在課堂上教師利用現代信息技術，許多動作程序都可在模擬環境中演練，大大節省了授課時間，使師生有更多時間互動。如，在“交通信號燈控制”設計梯形圖過程中， 不少學生覺得對解決黃燈閃爍這一問題很困難，有的學生采用特殊輔助繼電器來實現，有的學生采用計數器與定時器配合來實現。教師通過教師機觀看學生學習情況，及時發現問題。當學生向老師請教一個問題時，教師可以不直接回答他這個問題，而是從網上下載一份文檔讓他閱讀，然后再回答。學生也可以通過網絡討論。最后讓學生上傳學習成果，教師展示優秀成果供全體學生借鑒學習。課后，教師也可組織學生進行自主性學習活動，例如，可將作業和預習內容發布到網上，學生對不懂的問題，除了向教師請教還可以通過網上QQ群，與有相同愛好的人員交流，與遇到相同困難的同學互相鼓勵，向專家、學者咨詢，還可以隨時在教室或者寢室進入虛擬仿真實訓平臺進行操作。筆者認為，隨著學生不斷接觸到豐富的網絡資源，他們的認知范圍將大大拓寬，并學會通過多種途徑尋找答案，自我解決難題，從而實現原本難以實現的教學目標。值得注意的是，提供相關網站信息并明確要求學生閱讀相關內容的行為還沒有引起廣大教師足夠的重視，我們不僅要把網絡看作為提供信息的源泉，而且要把它看作為“教學組織”的工具，使大量教育、教學實踐功能網絡化。教師不僅要對課堂上的教學內容進行合理設計，還更需要利用網絡多種交流工具，對學習者的協作學習過程進行規劃設計，引導學習者在自主學習基礎上，通過討論、協商等，進一步深化對所學課題意義的建構，使教學組織在時間和空間上都得到優化。

五、利用信息化支持多元化評價機制

PLC原理及應用這門課程理論和實踐結合非常緊密，應采用多元化的評價機制對學習者的自主學習能力、創新能力及實踐能力實行全程監控和考核。例如在交通信號燈程序編寫過程中，教師可根據網絡監控學生查找相關資料、小組討論、程序編寫進程等，全面掌握學生的表現。當學生完成程序編寫后，教師隨機抽查，讓學生通過網絡廣播說明編寫思路和遇到的問題，（下轉第116頁）（上接第114頁）再讓學生互相批改，最后教師對典型性的問題進行全班點評。這種評價方式一方面由于每個學生的學習情況都在教師的終端顯示出來，而且每人都有可能被抽查，學生的注意力高度集中起來；另一方面學生的編程能力和協作能力都得到提高。由于全班同學現場參與評價，作業展現在眾人面前，使得學生不敢輕易抄襲愉懶。改變了傳統的方式，不僅及時解決學生遇到的問題，而且還減輕了教師批改作業的壓力。通過現場的點評批改，學生可以在第一時間知道自己存在的問題，發現各種不同的編程方法，由此碰撞出思想的火花，體會到了探究合作學習的樂趣。教師要營造輕松愉快的學習氛圍，發現有創新點及時給予肯定，并通過網絡向全體同學展示，讓學生嘗試到成功的快樂，真正實現職業教育的培養目標。

筆者認為，如何利用學生愛玩游戲的特點，將網絡游戲中提取出來的幻想、挑戰、競爭等“游戲精神”融人到信息化多元化評價設計中，根據學習者的年齡和心理特征，制訂兼具知識性和游戲性的評價指標，應成為我們進行多元化評價研究的新課題。目前學校的機電系正在進行這方面的積極嘗試：在校園網上注冊后選擇相關課程，可進行游戲闖關測試，或做自測題，學生的訪問次數，測驗成績都會被記錄下來，作為期評成績的組成部分。除此之處，為了更好地實現與“企業零距離”對接目的，引入企業評價，在校園網上可訪問到合作企業網站，將企業的操作規范和6S管理融入進來，形成自評、互評、師評、企業評價“四位一體”的過程評價機制，體現公平、合理、鼓勵創新的原則。

在PLC原理及應用的課程教學中應用信息化，創新了職業教學的教學模式、豐富了教學資源、優化了教學組織、拓寬師生互動途徑、使教學評價更具有科學性，學生的信息素養和自主學習能力、創新能力及實踐能力能都得到了明顯提高。近幾年對企業的回訪顯示，學校的機電設備安裝與維修專業畢業生動手能力、學習能力都有了長足的進步，企業對畢業生各方面滿意度大幅提高，給后繼的畢業生就業提供了更多的機會。如今，我國的社會經濟情況在不斷在變化，如何培養掌握信息技術的高素質技能型人才，是一項需要經過長期實踐探索才能不斷完善的重要課題。

【參考文獻】

[1]劉卓瑛，李云鶴.高職外貿函電教學中信息技術的應用[J].職教論壇，2013（5）

[2]宋玉璞.淺論信息化對職業教學的推動作用[J].職教論壇，2012（5）

[3]黃杰.對信息化教學設計的幾點思考[J].教育信息技術，2007（6）

【資金項目】2013年度廣西中等職業教育教學改革立項項目（23）

（責編 盧建龍）