“可編程序控制器”課程信息化教學的應用與探索

朱山川

關鍵詞 可編程序控制器 PLC 信息化

中圖分類號：G424 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2019.09.050

Abstract This paper takes the course of Programmable Logic Controller （PLC） of mechanical and electrical integration specialty of Chuzhou Vocational Technology College as an example， and introduces the practice and exploration of teaching reform by combining information technology in teaching， focusing on the teaching mode of full integration of online and offline. Through the implementation of teaching， after the information-based teaching reform of the course， the teaching effect is better， and the students' comprehensive vocational ability， literacy， innovation consciousness and so on have been significantly improved.

Keywords Programmable Logic Controller; PLC; informationization

0 引言

在國務院印發的《加快推進教育現代化實施方案（2018-2022）》中指出，要大力推動教育信息化，促進信息技術與教育教學深度融合，支持學校充分利用信息技術開展人才培養模式和教學方法改革，逐步實現信息化教與學應用師生全覆蓋。在教學實踐中，如何結合信息化技術對具體的課程教學過程進行改革時目前高職院校教學急需開展的工作。本文以滁州職業技術學院機電一體化專業專業核心課程“可編程序控制器”為例，對該課程的信息化教學設計與實施進行了實踐與探索。

1 “可編程序控制器原理與應用”課程情況介紹

“可編程序控制器原理與應用”時我校機電一體化專業的崗位專項能力課程之一，其教學核心內容可編程序控制器（PLC）的原理和應用，PLC作為自動化領域的主導產品，應用非常廣泛，在自動控制領域具有不可撼動的地位。[1]通過該課程的學習，希望學生可以掌握可編程控制器相關的共性知識（如分類、特性、結構和工作原理）、掌握某種類型可編程控制器相關的個性知識（如指令系統和具體應用）;可以學會使用、維護和維修可編程控制器控制系統，能夠從事可編程控制器控制系統的設計工作。

2 “可編程序控制器原理”課程信息化教學改革內容

2.1 學情分析和教學策略制定

該課程本門課程開設在大二的第二學期，學生已學習過“電路理論基礎”、“電子技術”、“工廠電氣控制技術”等課程，為本門課程的學習奠定了重要的理論基礎，授課對象為我校機電一體化專業學生，在學習該門課程前已掌握電路基礎理論、電子技術、電氣控制技術等電氣類基礎知識和基本技能。通過在超星學習通學習平臺上開展問卷調查，可通過數據總結除學生的學習特點主要體現在3個方面：（1）樂于學習，但團隊合作精神欠缺;（2）善于模仿，但創新意識有待提高;（3）思維活躍，但思考深度不足。

基于該班級學情，采取的主要教學策略如下：（1）充分利用學習平臺，在課前、課中、課后發送學習資料等學習資源，并開展討論等環節，及時追蹤學生的學習任務完成情況;利用學習平臺APP端進行簽到考勤，激發學生學習積極性;（2）利用動畫、視頻等較直觀的信息化教學資源，輔助學生學習，提高學生的學習興趣;（3）充分考慮學生來源的不同，基礎知識掌握情況的不同，將學生進行分組，并隨著教學活動的開展，根據學生的表現情況，適時調整分組情況，以達到讓更多的學生彼此之間可以形成互幫互助、互相協作、互相學習的良好生生交流氛圍。

2.2 教學過程設計

傳統的教學方法以教師、課堂、教材為中心，學生被動地接受知識，從而缺乏目標與動力，對知識理解不透徹，導致教學效果不理想。[2]改變以往傳統教學中把教學活動全部集中在課堂上由教師主導完成的方式，現在結合信息化教學平臺采用線上線下混合教學方式進行教學，線上線下混合式教學，是將在線教學和傳統教學的優勢結合起來的一種“線上”+“線下”的教學。[3]將具體教學過程分為課前、課中、課后三個階段。三個階段均以學生為主體開展各項教學活動，教師扮演引導者和組織者的角色。

（1）課前項目發布、任務布置階段。在教學平臺上發布項目描述書并上傳課前學習資料、視頻資料、技術資料等課程資源，要求學生登陸學習平臺，接收課程項目資料并自主學習課件、視頻資料、技術資料等相關學習資源，以小組為單位制定項目的初步設計方案。教師與學生可在學習平臺討論區互動，教師評價學生對任務的分析和設計，參與互動討論，擴展學生思路。

（2）課中學習和訓練階段。課中學習和訓練階段可以分為析、練、仿、踐4個步驟完成。“析”是指教師結合動畫播放等信息化手段，帶領學生分析任務，并安排學生小組代表上臺分析自己小組課前討論的設計思路和PLC程序，將不同小組的編程思路進行對比，組織學生進行組間互評，發起討論，引導學生比較不同的PLC設計思路。“練”是指教師引導學生以小組為單位進行組內合作練習進行設計I/O分配表、硬件接線圖、梯形圖等。“仿”是指安排學生以小組為單位將編寫好的程序錄入軟件系統中，利用S7-300仿真軟件PLCSIM進行仿真，引導學生在仿真結果出現不符合任務要求時，分析程序問題所在，對程序進行修改。“踐”是指安排學生以小組為單位到各個工作臺進行實操訓練，操作內容包括電路、氣路、PLC編程等，教師巡視指導，對各小組表現做好記錄，并根據現場實訓情況組織階段性總結活動。

（3）課后拓展階段。通過教學平臺發送拓展任務，并接收學生在課后完成的任務設計方案，邀請企業專家參與評價，給出評價意見。學生根據課堂上所學知識和技能，完成拓展任務，完成后將資料上傳至學習平臺并根據老師和企業專家的評價，自我總結，提升技能。

3 小結

通過教學實踐，采用信息化教學手段進行教學改革后，使課程具有如下特點：

（1）講練結合項目引導，層層遞進任務驅動，體驗工作過程，培養了學生的工匠精神。以實際工業控制現場情景導入項目，并且在任務設置上采用層層遞進，難度遞增的方式進行教學，將教學重點和難點分散在各個任務中，每一個任務又是前一個任務的深化，學生在任務驅動下由淺入深、循序漸進完成各個任務的設計和實施，加生了對各個知識點和技能點的掌握，并且在任務完成過程中體驗了工作過程，，培養了學生認真細致的工匠精神。

（2）充分運用學習平臺，提高教學延展性。通過學習平臺的PC端和手機APP，實現了課前、課中、課后師生、生生之間全方位的交流互動、資源傳送、學情分析。培養了學生自主學習的主觀能動性，拓展了教學的時間和空間，提高了教學效率和延展性。

（3）充分利用動畫視頻等信息化資源，對抽象問題進行形象化處理。對于課程中較抽象、教枯燥的任務分析和程序設計，充分運用動畫、視頻、輕松愉快的短片來輔助學生進行形象化理解，有利于提高教學質量。

（4）多元評價，綜合考核學習效果。克服了傳統教學單一性的考核方式，將過程評價和結果評價相結合，綜合課前、課中、課后各個環節形成過程評價，項目任務的最終成績形成結果評價，匯總后得到總成績，多元化評價體系能夠科學合理的考核學生學習效果。

綜合所述，采用信息化教學手段進行教學改革，可以極大的促進學生的自主學習積極性，提高了教學效果。

基金項目：滁州職業技術學院大規模在線開放課程（MOOC）《可編程序控制器》（項目編號：2018mooc012）

參考文獻

[1] 王梅.宋述林.信息化技術在PLC課程中的融合與推廣[J].無線互聯科技，2018（9）：78-79.

[2] 趙亞琴.《可編程控制器原理》課程信息化教學設計[J].中國教育信息化，2015（6）：43-45.

[3] 陳貴南.線上線下混合式教學模式在計算機課程中的應用與實施[J].電腦與電信，2015（12）：99-101.