基于《可編程控制技術》的翻轉課堂教學研究

趙君君+郭洋

摘 要：針對高職高專學生有一定專業基礎知識但理論專業知識不扎實以及對其學習缺乏興趣的學情，對實驗內容部分進行教學設計增強知識的連接與延展，以三相異步電動機的正反轉連鎖控制為實驗案例，從教學內容，教學方法等方面闡述翻轉課堂教學模式在可編程控制技術教學過程中。通過翻轉課堂教學模式使學生從實踐中升華理論知識，通過自身探索與實踐將各個學科專業知識進行聯系與貫穿從而鞏固理論知識，培養出學生分析問題解決問題的能力，從而達到培養使用創新型人才的目的。

關鍵詞：翻轉課堂；可編程控制技術；三相異步電動機正反轉；教學設計

一、引言

科技的不斷進步為各行業帶來了全面發展與創新，而新科技與教學相融合已日益加深，與之相匹配的課堂教學模式也逐漸形成。翻轉課堂（Flipped-over classroom）作為目前高校進行課堂教學改革的一種新方法，已成為研究與探討的核心，但就現階段而言，翻轉課堂教學模式多用作進行學科拓展與微課制作，缺少不同學科之間的知識融合。可編程控制技術（PLC）是高職院校電子技術專業、自動化專業及相關專業一門專業核心課程，具有理論與實踐相結合以及應用范圍廣的特點，因此文章以三相異步電動機的正反轉聯鎖控制為案例，將三相異步電動機主電路與控制電路部分與PLC軟件編程部分的實現教學相融合，著重突出項目實施過程中的作用，通過翻轉課堂教學模式通過學科融合驅動學生進入學習情境，使學生更好的理解與掌握基于可編程控制技術的三相異步電動機正反轉聯鎖控制，為后續課程中PLC的實際應用打下基礎。

二、翻轉課堂

翻轉課堂也叫作顛倒課堂，其核心是顛倒傳統教學模式，與傳統課堂教師在教室的講臺講課，學生坐在座位上聽講，回家進行課后練習不同，翻轉課堂采用不拘泥于傳統課堂環境的在線上課形式學習知識，將作業，練習與研討部分延伸到學校課堂進行，給予學生充分的知識接納，查找，探討及反思的時間，使每個學生可以按照自己的學習進度進行學習，實現一位老師多位助教的社會化學習。實施翻轉課堂需要教師采用先進的科學技術，為學生設計微課與教學活動，使學生在課堂之外進行自主學習，在課堂上參與學生討論幫助學生進行知識體系的構建，形成學生自學教師幫助，任務驅動興趣調動的學習狀態。

三、翻轉課堂應用于可編程控制技術

可編程控制技術作為高職學生的一門專業課就有很強的實踐性與應用型，掌握本門技術能夠增強學生的職業能力，翻轉課堂的支撐點為信息化教學資源與一體化教學環境，可編程控制技術在實際教學中多采用任務驅動型的一體化教學模式，高職學生對實踐具有著強烈的學習興趣，但PLC作為工業生產控制技術與實際學生生活練習較少，不直觀。因此在將翻轉課堂引入到可編程控制技術教學中，通過課前學習使學生了解不同控制任務的任務來源與實際應用以及增強知識間的相互融合，從而使學生知其然，知其所以然，打破之前的教師前面講解，學生下面照做的傳統，增強學生的學習興趣與課堂的互動性，下面以三相異步電動機的正反轉聯鎖控制為案例，將翻轉課堂應用于可編程控制技術的教學之中。

在電工電子基礎，電力系統拖動以及工廠電氣控制理論課與實踐課的基礎上，學生們已經對電機控制有了初步的認知，為了幫助學生復習與更深入的了解三相異步電動機PLC控制任務的來源，將工廠電氣控制中基本電氣控制線路知識的穿插與融合，以微課形式把工廠電氣中電動機的正反轉控制以及由實際的主電路與控制電路功能引出的應用PLC進行軟件實現教給學生進行課前的自主學習，在課堂的教學過程中針對采用PLC對電機正反轉聯鎖控制原理以及梯形圖編寫方式以小組討論與教師引導的方式進行授課，課下為學生提供S7-200PLC實驗平臺，針對學生提出的不同方案讓學生自己動手實踐，在做中學，學中做，通過不斷地修改與完善程序實現由硬件到采用PLC軟件編程的過渡。

四、教學設計與過程

電動機雙重聯鎖正反轉控制任務要求如下：

第一，電動機只能處于正轉，反轉與停止三種運動狀態中的一種。

第二，按下正轉按鈕電機正向運行，按下反轉按鈕電機反向運行，按下停止按鈕電機停止運行。

第三，電機過載時，熱繼電器動作實現過載保護功能。

根據《工廠電氣控制技術》中三相異步電動機的正反轉控制線路知識，應當對下面知識點采用微課形式進行系統復習，使學生掌握內容如下：

一是線路的設計思想；

二是主電路與控制電路中各控制電器的功能；

三是自鎖控制；

四是互鎖控制；

五是停止控制；

六是線路工作原理；

將三相異步電動機連鎖正反轉控制采用PLC軟件編程的形式進行實現，其實現步驟如圖1所示。

根據任務要求，采用S7-200西門子系列PLC完成控制要求，其中電動機正反運行狀態互斥且獨立，因此可利用所學的典型的“自鎖”和“互鎖”控制電路，SB1、SB2、SB3與FR作為四個開關信號接入到PLC的四個輸入端，交流接觸器KM1與KM2接PLC的兩個輸出端，主電機采用繼電接觸器構成起停控制，而不需要PLC控制，故選用一臺西門子公司CPU222（14點：8入，6出）的PLC，即可滿足本系統的簡單控制要求。

通過實驗平臺進行調試檢修，直至系統能夠正常工作。小組討論電機雙重聯鎖PLC控制與傳統自鎖電路與互鎖電路的聯系與區別，最后得出結論。

五、教學反思

在實際教學過程中理論與實踐相結合，項目式教學能更好的培養學生的專業素質與職業素質，由于學生是大二的學生已經有了一定的理論基礎知識以及自學能力，因此采用該方式進行實際教學效果顯著。

參考文獻：

[1]李振安.工廠電氣控制技術.重慶大學出版社[M].2016.7（16）.

[2]李言武.可編程控制技術.北京郵電大學出版社[M].2016.7（2）.endprint