基于翻轉(zhuǎn)課堂的“三相異步電機(jī)啟停的PLC控制”信息化教學(xué)設(shè)計(jì)

趙玲

[摘 要] 以“PLC控制系統(tǒng)編程與實(shí)現(xiàn)”課程中的“三相異步電機(jī)啟停的PLC控制”項(xiàng)目為例，分別從教學(xué)分析、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)過(guò)程和教學(xué)反思四個(gè)方面綜合應(yīng)用信息化資源并進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，借助翻轉(zhuǎn)課堂的理念探索一種有效合理的信息化教學(xué)方式。

[關(guān) 鍵 詞] 翻轉(zhuǎn)課堂；信息化教學(xué)設(shè)計(jì)； PLC

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2016）27-0108-02

“PLC控制系統(tǒng)編程與實(shí)現(xiàn)”是高職院校電氣自動(dòng)化專業(yè)的核心課程，具有實(shí)踐性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣的特點(diǎn)，主要培養(yǎng)學(xué)生在生產(chǎn)一線應(yīng)用PLC技術(shù)的能力。“三相異步電機(jī)啟停的PLC控制”項(xiàng)目是課程的第一個(gè)綜合實(shí)踐項(xiàng)目，對(duì)整個(gè)課程的學(xué)習(xí)起著承上啟下的作用。下面以“三相異步電機(jī)啟停的PLC控制”項(xiàng)目為例將信息化手段與資源應(yīng)用于課程教學(xué)中，采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)理念，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)帶學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)情境，充分利用課程資源庫(kù)的信息化資源從教學(xué)分析、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)過(guò)程和教學(xué)反思四個(gè)方面進(jìn)行信息化教學(xué)設(shè)計(jì)。

一、翻轉(zhuǎn)課堂

翻轉(zhuǎn)課堂是目前流行的一種教學(xué)組織形式，其本質(zhì)是借助于互聯(lián)網(wǎng)資源將傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)時(shí)間和場(chǎng)所進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生在課前利用互聯(lián)網(wǎng)資源等多種途徑有針對(duì)性地進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，減弱了課堂教學(xué)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的影響，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，學(xué)習(xí)途徑由單一變?yōu)槎嘣７D(zhuǎn)課堂的實(shí)現(xiàn)需要兩個(gè)支撐條件：軟件（信息化學(xué)習(xí)資源）和硬件（一體化教學(xué)環(huán)境）。

“PLC控制系統(tǒng)編程與實(shí)現(xiàn)”是一門強(qiáng)調(diào)動(dòng)手實(shí)踐的課程，多采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的一體化教學(xué)方式，任務(wù)完成的前提條件是學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)有深刻理解并熟悉實(shí)踐操作步驟。為了充分有效地利用課堂時(shí)間，提高教學(xué)效果，一體化教學(xué)設(shè)計(jì)的教學(xué)環(huán)節(jié)往往安排的非常緊湊，學(xué)做交替，在教學(xué)中有的學(xué)生只是模仿地完成了任務(wù)，并沒(méi)有理解上一個(gè)環(huán)節(jié)的內(nèi)容就已經(jīng)進(jìn)入了下一個(gè)環(huán)節(jié)，知識(shí)得不到及時(shí)消化，問(wèn)題得不到及時(shí)解決。翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)組織形式是把課堂知識(shí)和操作學(xué)習(xí)放在課前，讓學(xué)生按照各小組的學(xué)習(xí)任務(wù)利用信息化資源，如教學(xué)視頻、虛擬軟件等，有選擇性地反復(fù)學(xué)習(xí)直到掌握，把課堂中更多時(shí)間用來(lái)互相學(xué)習(xí)交流，完成實(shí)踐操作，深化對(duì)知識(shí)的理解，課后由老師通過(guò)多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行評(píng)分，彌補(bǔ)一體化教學(xué)的不足，滿足不同基礎(chǔ)學(xué)生的需要。

二、教學(xué)分析

（一）學(xué)情分析

通過(guò)前期的學(xué)習(xí)，高職大二學(xué)生已經(jīng)具備電工電子的相關(guān)知識(shí)，能夠熟練正確地使用常用電工工具，并具備基本的電氣讀識(shí)圖能力；熟悉S7-200系列PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理、系統(tǒng)配置和編程軟件的使用，這為本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)起到了鋪墊作用。另外，通過(guò)多年的教學(xué)發(fā)現(xiàn)，信息化教學(xué)方式更能吸引學(xué)生的注意力，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（二）教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃、課程教學(xué)大綱、課程標(biāo)準(zhǔn)等教學(xué)要求和學(xué)生學(xué)情將“三相異步電機(jī)啟停的PLC控制”的教學(xué)目標(biāo)分為知識(shí)目標(biāo)、技能目標(biāo)和素養(yǎng)目標(biāo)，在完成這些目標(biāo)的過(guò)程中達(dá)到一種能力的培養(yǎng)和提升，具體內(nèi)容如圖1所示，學(xué)時(shí)為4課時(shí)。

根據(jù)上述教學(xué)目標(biāo)可以確定教學(xué)重點(diǎn)是根據(jù)機(jī)電控制原理圖編寫(xiě)梯形圖，教學(xué)難點(diǎn)是PLC控制系統(tǒng)的調(diào)試與排故。

（三）教學(xué)資源

本課程的教學(xué)資源包括硬件資源和信息化資源兩個(gè)部分。硬件資源：PLC控制一體化實(shí)訓(xùn)室。軟件資源：我校的“PLC控制系統(tǒng)編程與實(shí)現(xiàn)”資源庫(kù)，該資源庫(kù)集成了配套的視頻公開(kāi)課、網(wǎng)絡(luò)課程、動(dòng)畫(huà)、虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、STEP跟我學(xué)/跟我做等資源，同時(shí)在教學(xué)過(guò)程中還借助于微信、QQ等軟件工具。

三、教學(xué)設(shè)計(jì)

以我校的“PLC控制系統(tǒng)編程與實(shí)現(xiàn)”資源庫(kù)為依托進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)理念，將課堂分成課前、課中和課后三個(gè)部分，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)情境；充分利用資源庫(kù)中配套的視頻公開(kāi)課、虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)等信息化資源，幫助學(xué)生做到課前自主學(xué)習(xí)；利用微信公眾平臺(tái)增進(jìn)師生溝通；通過(guò)動(dòng)畫(huà)演示加深課堂知識(shí)的理解；虛擬實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的演練為實(shí)操打下基礎(chǔ)；整個(gè)環(huán)節(jié)注重團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)的培養(yǎng)，以小組分工的形式進(jìn)行集體思考、團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了學(xué)生的社會(huì)協(xié)作能力。設(shè)計(jì)思路見(jiàn)圖2。

四、教學(xué)過(guò)程

（一）課前

教師將本次課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容分解成一個(gè)個(gè)小的學(xué)習(xí)任務(wù)通過(guò)QQ群、微信群或者凌波教學(xué)軟件等分別下發(fā)給每組學(xué)生，學(xué)生登錄資源庫(kù)根據(jù)自己的工作任務(wù)和教師提供的相關(guān)信息化學(xué)習(xí)資源，觀看視頻、網(wǎng)絡(luò)PPT、動(dòng)手做一做等，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，做好相關(guān)的記錄和筆記，為課中的展示做準(zhǔn)備。

（二）課中

以學(xué)生的學(xué)習(xí)展示、討論和實(shí)踐為主體，教師負(fù)責(zé)督促、引導(dǎo)、答疑和評(píng)價(jià)。課堂由以下幾個(gè)環(huán)節(jié)組成：

1.抽查學(xué)生的自主學(xué)習(xí)情況。教師通過(guò)多媒體教學(xué)軟件以小組為單位收取學(xué)生的學(xué)習(xí)筆記，了解任務(wù)完成情況，隨機(jī)挑選幾名學(xué)生的學(xué)習(xí)筆記及任務(wù)完成情況進(jìn)行檢查和點(diǎn)評(píng)。

2.學(xué)生展示風(fēng)采，小組討論，教師點(diǎn)評(píng)。教師通過(guò)播放機(jī)電控制系統(tǒng)中“三相異步電動(dòng)機(jī)啟停控制”動(dòng)畫(huà)，導(dǎo)入本次學(xué)習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題，并按照任務(wù)實(shí)施步驟的先后順序鼓勵(lì)學(xué)生上臺(tái)展示、分享自己的學(xué)習(xí)成果，每組學(xué)生講完后，進(jìn)行小組討論，教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、補(bǔ)充和總結(jié)。

3.強(qiáng)化重點(diǎn)，解決難點(diǎn)。通過(guò)對(duì)前面環(huán)節(jié)的觀察，教師利用PPT、Flash動(dòng)畫(huà)和虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)等信息化手段進(jìn)行模擬調(diào)試運(yùn)行演示，針對(duì)教學(xué)重點(diǎn)和學(xué)生的難點(diǎn)詳細(xì)進(jìn)行講解。

4.虛擬實(shí)訓(xùn)練習(xí)。學(xué)生在計(jì)算機(jī)上通過(guò)虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)用仿真軟件完成“三相異步電機(jī)啟停的PLC控制”的設(shè)計(jì)、I/O點(diǎn)分配、接線、編程和調(diào)試任務(wù)，觀察實(shí)訓(xùn)現(xiàn)象，為后續(xù)的實(shí)操打下基礎(chǔ)。教師通過(guò)凌波多媒體教學(xué)軟件監(jiān)視學(xué)生的實(shí)時(shí)操作動(dòng)態(tài)，指導(dǎo)和答疑。

5.實(shí)操練習(xí)。學(xué)生進(jìn)行實(shí)操練習(xí)，教師講解接線注意事項(xiàng)、系統(tǒng)調(diào)試及故障查找和排除方法，考核評(píng)分。

（三）課后

教師對(duì)學(xué)生的課前學(xué)習(xí)、課上表現(xiàn)、小組討論、虛擬實(shí)訓(xùn)、實(shí)操練習(xí)、課后作業(yè)進(jìn)行評(píng)分，最后按各個(gè)考核環(huán)節(jié)的不同權(quán)重給出總成績(jī)；通過(guò)微信或網(wǎng)絡(luò)課程中的在線答疑、交流討論，架起師生之間的實(shí)時(shí)溝通的橋梁。

五、教學(xué)反思

本次教學(xué)設(shè)計(jì)將翻轉(zhuǎn)課堂的理念與信息化資源相結(jié)合，將課堂分為課前、課中和課后三個(gè)階段，課前充分利用信息資源庫(kù)的優(yōu)勢(shì)讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)課堂內(nèi)容，由被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)；課中通過(guò)任務(wù)引領(lǐng)的方式將枯燥的理論知識(shí)融入具體任務(wù)，讓學(xué)生在做中學(xué)、學(xué)中做；課后充分利用信息化工具和平臺(tái)與學(xué)生溝通。信息化資源的利用貫穿于整個(gè)課堂，為學(xué)生提供了多種學(xué)習(xí)方式和靈活的學(xué)習(xí)時(shí)間，也改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，更加注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)和技能應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

教育信息化是高職院校培養(yǎng)高素質(zhì)勞動(dòng)者和技能型人才的重要支撐，也是高職教育未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，如何將信息化資源合理有效地引入教學(xué)中是每一位高職教師必須思考和解決的問(wèn)題。利用與教材相配套的網(wǎng)絡(luò)信息化教學(xué)資源，從視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等多個(gè)方面給學(xué)生提供不同感受的學(xué)習(xí)途徑，通過(guò)多個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià)可以看出，信息化資源的利用不僅提高了課堂效率，而且培養(yǎng)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的習(xí)慣，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和職業(yè)能力。

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