王乾
摘 要:可編程控制器(以下簡稱PLC)在工業控制中有著非常重要的地位。PLC教學有著很強的實踐性,但課程內容非常抽象和靈活,針對這一特點,本文以“定時器”為案例詳細地闡述了“學生資源包”在PLC教學中的運用。教學實踐表明,“學生資源包”的運用使抽象的問題直觀化、復雜的問題簡單化、動態的過程可視化,提高了學生的學習興趣和自主學習能力。
關鍵詞:PLC教育 學生資源包 微視頻
可編程控制器(以下簡稱PLC)技術是中職電氣專業的一門核心課程。具有知識覆蓋范圍廣、實踐性強、邏輯要求高、更新換代快的特點。因此需要學生有扎實的基礎、很好的邏輯思維能力和操作實踐能力。PLC在實際教學過程中教學效果不理想,往往到了后半學期學生就不愛動手。而“學生資源包”的運用能很好地解決這個問題,激發學生的積極性,讓學習更容易,讓動手更簡單。
一、中職PLC教學的現狀
1.學生理論基礎差,編程操作難度高
中職的學生普遍文化課基礎較差,在講授基礎知識的時候掌握不夠好。而PLC課程在實際編程的時候靈活度大、要求高。學生在操作時經常是按部就班,依樣畫葫蘆,很難真正理解,做到舉一反三。
2.教學實習場地大,管理操控難度大
PLC實習場所一般較大,很多學校受到自身條件的限制,只能由1位教師授課,在面對40甚至50名學生時教師有一種心有余而力不足的無奈。面對學生的提問根本答復不過來,在最后打分的環節往往時間不夠,只能草草結束。課堂紀律的管理也有一定的難度,這些都直接導致了課堂效率的低下。
3.教材契合程度低,教學創新難度大
當前很多中職學校都引進了PLC實訓平臺,但實際效果并不好,因為很多項目可操作性低。同時由于教材和實訓平臺并不匹配,導致學生在完成項目時難度增大。所以雖然目前已經基本實現了一體化教學,但教學效果并不是很理想。
二、PLC教學的“學生資源包”三化路徑
所謂的“學生資源包”其實就是一個電腦上的壓縮包。原則上每個實訓項目對應一個壓縮包,里面包含了預習作業、導學稿、導入的微視頻、重難點突破的微視頻和課后作業等。很多時候預習作業、課后作業等都是包含在導學稿中。資源包的內容并不是完全固定的,可以根據具體的項目進行調節。
1.抽象問題直觀化——以學生為中心的個性教育
國家教育部在《教育信息化十年發展規劃(2011-2020年)》中明確提出“以優質教育資源和信息化學習環境建設為基礎,以學習方式和教育模式創新為核心”的指導思想。現在,隨著互聯網和移動網絡的發展,教學環境在不斷發生著變化,教學資源也異常的豐富, 而隨著微時代的到來,微課及基于微課的翻轉課堂教學模式的探索和應用、信息化資源的建設和共享,正推進著教育信息化的發展,逐漸實現“以教為中心”向“以學為中心”的轉變。
“學生資源包”在教學中的運用,使師生的身份發生了變化,教師從一個講授者變成了引導者,而學生也從參與者變成了主導者。“學生資源包”通過導學稿、微視頻等手段更多的是去引導學生,而不是直接給出答案。讓學生的思維發散,培養獨立自主的能力。通過項目的完成去學習編程的方法,真正做到授之以漁。
2.復雜問題簡單化——學生響應積極的興趣激活
在“學生資源包”中,包含了教師提前將項目現象拍攝成的導入視頻。學生在預習后不但對項目有了基本了解,同時產生了濃厚的興趣,為接下來的學習奠定了良好的基礎。如“天塔之光”項目,LED燈按照要求有規律的閃動,非常漂亮。學生在預習后非常震撼,學習積極性很高,都希望能夠自己實現這個目標。
筆者在學期中間對于任教的兩個班級進行了一次問卷調查,91.89%的同學認為“學生資源包”對于PLC的課堂教學有一定的幫助,贊成在教學中使用。調查情況詳見下表。
表 班級學生對于“學生資源包”使用意見情況統計表
班級 人數 贊成 不贊成
電氣1501 33 31 2
電氣1551 41 37 4
3.動態過程可視化——動手簡單直觀的視頻解析
信息化手段的加入,能夠將抽象的教學內容如PLC 的工作原理、電氣繼電器和編程軟元件的功能區別等內容生動直觀地表現出來,完成知識的輕松構建。對于項目中的重難點通常會錄制一個微視頻,視頻注重任務的分解和引導,幫助學生發散思維和完成項目,也會包含一種解決方法,以便基礎較差的學生能夠順利完成。學生可以反復觀看視頻教學內容,從而降低任務難度,讓學習更容易,讓動手更簡單。
三、PLC教學的“學生資源包”三化案例解析
以下以“定時器”項目為例,闡述“學生資源包”在PLC教學中的具體運用。
1.基于“學生資源包”的學情分析
教學對象為二年級電氣專業的學生二年級電氣專業學生他們有以下三個特征:一是即將進入定崗實習的階段,需要一個與工作環境相貼近的學習環境;二是自我學習和自我監督的能力差,遇到困難很少主動去克服;三是面對復雜項目時容易煩躁,出現課堂上睡覺,放棄學習等現象。
2.“學生資源包”三化路徑的策略
首先,小組合作和3Q7S的工作要求會貫穿整個教學過程;其次,通過以能力為本位的項目教學設計來實現訓練項目,訓練學生可遷移的綜合能力。結合“學生資源包”監督和檢查學生的學習效果。
首先教師帶領學生了解和學習定時器的工作特性,然后和學生在課堂上一起完成一盞燈的延時控制(項目A),包括I\O地址分配、外圍接線圖和梯形圖的編寫;之后在項目A的基礎上更改控制要求,實現亮3s,滅2s的要求(項目B)。鍛煉學生從項目A的學習,來完成項目B的能力,使其所學的知識和能力得到了有效的遷移,培養學生自主解決問題的習慣;最后為項目評價,先讓小組間進行自我評價,加上教師點評,充分體現以學生為主體的教學思想。
3.“學生資源包”三化路徑的實施
(1)課前環節。首先教師根據教學策略和“定時器”項目的特點,認真詳細地準備“學生資源包”。在上課前一天,把“學生資源包”通過網絡平臺整體打包發送給每個學生。學生回家后,需要完成預習的作業和觀看導入的視頻并針對視頻的內容查閱相關的資料。
“定時器”這個項目的預習作業為相關指令的復習,學生需要在導學稿上完成填空。PLC這門課程的指令繁多,有些指令的用法又比較相近,學生非常容易忘記和混淆,所以要通過練習加強鞏固。導入視頻為項目B的效果,既一盞燈亮3秒滅2秒,循環閃爍。學生在學習后需要查閱相關內容和資料。
(2)課堂環節。首先是對預習作業的校對和提問。通過分析星三角降壓啟動電路里時間繼電器的工作原理,引出軟元件定時器。根據預習情況補充定時器的工作原理及其用法。之后和學生在課堂上一起完成項目(A),包括I\O地址分配,外圍接線圖和梯形圖的編寫。
最后是完成項目(B),這個環節為教學重點和難點。要求學生通過小組合作自主獨立完成。由于班級內各組的學習情況不盡相同,且PLC編程靈活性較大,要實現項目(B)的要求,可以有很多種方法。采用“學生資源包”后可以很好地引導學生探索多種方法實現。
通過導學稿課堂部分,把任務分解成了5個部分,降低了編程的難度,符合編程邏輯思維的發展。同時并沒有把學生發散的思維堵死,反而給學生留出了很大的發揮空間。另外還設計了過程記錄,通過這一環節能很好地規范學生的編程習慣,給學生一個與工作環境相貼近的學習環境,為后期的實習工作奠定了良好的基礎。
“學生資源包”里另外一個重要內容就是重難點的微視頻。教師通過錄屏軟件和手機等工具,把項目B的重難點提前錄制好。上課時學生可以利用實訓臺上的電腦直接觀看。這個視頻主要是針對基礎相對比較薄弱的學生,在訓練的過程中如果遇到困難,可以立即進行學習,也可以反復觀看,相當于給每個人都配備一個教師。這樣不但可以解決教師巡視不及時的問題,同時通過視頻的呈現有時比教師用嘴講解更直觀、有效。如果仍不能解決所有問題,教師再針對學生的問題進行指導,讓學生的動手更簡單。
3.課后環節
課后環節主要指作業和課后評價,首先作業包含在導學稿中,在批閱訂正后,即為完整的復習資料,在期末將所有項目進行整理后形成一套系統的資料。
評價是非常重要的一環,也是特別容易忽視的一環。由于包含在導學稿中,所以會和作業一起上交,教師在批閱完后,及時調整,注重時效性和針對性。
四、不足與展望
通過實例分析,不難看出“學生資源包”是貫穿整個教學過程的。通過導學稿里各環節和內容的設置,讓學生的學習更加簡單和規范,并且方便資料的保存和整理。而微視頻的運用不但可激發學生的學習興趣,也照顧了不同層次的學生。體現了以學生為中心的“做中學,學中做”理念,使學生的學習在課前、課中、課后都能真正實現,有利于學生自學能力的培養和創新思維的發展。
當然,在實際操作過程中也有很多需要繼續完善的地方,比如環節的設置可以更加巧妙,微視頻的制作可以更加精致。
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(作者單位:浙江省平湖高級技工學校)