信息化教学手段在可编程序控制器(PLC)技术教学中的应用

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摘要：可编程控制器（以下简称plc）技术是一门在工业控制领域应用广泛且实践性很强的课程，针对该课程内容抽象的特点以及目前中职教学中存在的问题，本文以“《用PLC控制的混料罐多种液体自动混合装置》教学单元的信息化教学设计”为案例详细阐述了信息化教学手段在PLC技术教学中的应用。教学实践应用表明，信息化教学优化了教学过程，使得抽象的问题直观化、复杂的问题简单化、动态过程可视化，有效地突出了教学重点、解决了教学难点，提高了学生的学习兴趣和自主学习能力。

关键词：PLC技术 信息化教学 创客教育

PLC技术是中职电气运行与控制、机电技术应用等专业的一门实践性很强的专业核心课程，具有知识覆盖范围广、实践性非常强、逻辑性严密和更新发展快的特点。因此需要学生有很好的逻辑思维能力和实践应用能力。

一、教学设计理念

传统教学大多侧重于理论教学，忽视了实际应用，导致学生没有实际动手能力，完全纸上谈兵，无益于以后的实际应用。面对传统教学的弊端，如何才能唤起学生自主学习的欲望，激发学生的学习兴趣，提高实践应用能力，是做好教学设计、提高课程教学质量的关键。

二、采用信息化教学手段的优势

笔者在PLC技术的教学实践中发现，采用信息化教学手段有很多优势能激发学生的学习动力，培养学生的实践和创新能力，可以取得良好的教学效果。主要表现在以下方面。

第一，呈现手段生动直观。信息化教学能够将抽象的教学内容如PLC的工作原理、软元件与电气继电器的功能区别等，用信息技术手段生动直观地表现出来，完成知识的轻松建构。

第二，学材丰富。通过多媒体教学课件、网络资源、仿真教学软件、数字影像技术、教学资源库等多种形式提供更加丰富的教学资源，学生可以从多个渠道获取丰富的学习资源。

第三，师生角色转换。学生学习变“被动”为“自主”采用信息化教学手段后，能够实现由“教师一言堂”到“以学生为主体”的教学方式的根本改变，教师是引导者与支持者，师生共同探讨获取知识。

第四，提高学生自主解决问题和创新的能力。通过QQ群、校园网、手机智能化功能、数字化实训室等创客教育空间，学生在学习过程中可以相互交流、分享学习经验。

三、教学案例解析

以下笔者将以“《用PLC控制的多种液体自动混合装置》教学单元的信息化教学设计”为案例阐述信息化教学手段在PLC技术教学中的应用。

1.教材学情分析

教学对象为二年级机电技术应用专业的W生，具备以下三个特征：即将步入顶岗实习阶段，需要我们营造一个与工作环境相贴近的学习环境；自我学习和自我监督能力差，需要老师引领和指导；面对枯燥乏味的工业设计时对抽象的程序编制缺乏兴趣，视为庞大障碍。

2.教学策略及信息化手段应用分析

（1）教学策略。首先，团队协作和良好的6S32作习惯的养成将会贯穿整个课堂。其次，采用双线并行的、以能力为本位的项目教学法来设计训练项目，训练学生可迁移的综合能力。结合项目任务报告书，监督和检查学生的学习效果。老师带领学生在课堂上完成两种液体自动混合控制的端口安排、主体程序、电路连接和调试等内容的项目A，之后安排学生参照项目A做出加入正常停止和急停设计的项目B，锻炼学生从项目A中的学习，来完成项目B的能力。知识和能力得到了迁移。用具体的工作来训练了一般的能力。再次，运用“资讯-计划-决策-实施-检查-评估”六步法，充分体现以学生为主体的教学。最后，通过“四阶梯”的知识要点引导，即详细的控制要求分析、顺序控制中功能图的互动设计、步进程序的分段给出和程序修改训练，让学生轻松逾越障碍。

（2）教学方法及信息化手段应用分析。以上运用了兴趣引导法来引出课题，用小组学习法使得团队协作一起完成教学任务，用探究式学习法来使得学生完成控制要求的分析和归纳、控制端口的列出、控制要求改变后的分析和研究，用以能力为本位的双线并行的项目式教学法设计项目A、B，训练学生可迁移的综合能力。

而视频、图片、多媒体教学课件、编程软件等多种信息化教学手段的使用，有效地利用信息化技术辅助了教学。特别是通过运用仿真教学软件进行PLC步进指令程序的编制、调试和改进，使得课堂教学突出了重点，也让学生先在仿真环境下模拟调试，减少了后续调试设备的故障率。并且学生通过校园网机电技术应用专业教学资源库平台进行资料下载、学员交流、学习效果评价，查找相关知识和讨论编程思路，协作式地突破课堂的难点――步进功能图的设计以及编程思路的构成，最后还能够信息化地评价学习效果。

在过去未进行这四种教学方法和信息化教学手段相结合的情况下，该内容需要4个课时（180分钟）才能讲授和训练完毕，现在可缩短为3个课时（135分钟）完成，理论与实践一体化教学，信息化教学资源形象直观，且“趁热打铁”利于学生及时地掌握和消化知识。

3.教学过程中信息化技术的运用

笔者在教学中八个地方采用了信息化技术辅助教学。

第一，课题引入部分采用情境导入法，通过播放可口可乐公司产品生产的视频和混料罐图片，回忆生产线参观过程。

第二，是通过微课视频观看用PLC控制的多种液体自动混合装置（实验室模拟装置）的运行过程，并由各学生小组根据视频讨论和归纳出控制要求。

第三，各小组根据控制要求，列出I/O分配图和画出硬件接线图，教师通过多媒体教学课件引导学生按“PLC程序设计员”岗位技能标准设计步进功能图。

第四，教师利用多媒体广播软件和PLC的编程软件进行程序输入演示。

第五，各小组利用PLC的编程软件和教学资源库平台中的仿真教学软件进行编程、调试和模拟运行的训练。

第六，教师通过现场录播软件进行现场演示接线和线路测试的广播，并引导学生在教学资源库平台中查找硬件接线的微课视频以备接线过程中反复参考。

第七，教师在教学资源库平台中设置评价表，供学生小组对学习任务进行自评、互评等效果评价，并通过效果评价和小组总结了解学生学习的反馈。

第八，在课外教师通过微信群和QQ群对学生进行答疑解惑，提高了学生学习兴趣，也拉近了师生关系。

四、教学反思

以上教学单元的信息化教学设计与实施是以“先进的信息化教育技术手段”优化了教学过程。整个课堂实践将多媒体技术、网络技术、编程软件技术等现代教育技术手段融入教学过程中，使得抽象的问题直观化、复杂的问题简单化、动态过程可视化，有效地解决了教学中的重难点，提高了学生的学习兴趣。五、小结

通过应用实例，我们不难看出，这样的教学模式体现了“以学生为中心”的“做中学、学中做”理念，也体现了数字化技术的创客教育在现代职业教育中逐步得到应用，在信息化时代中与时俱进。

当然，信息化教学手段不能乱用，如何合理且适度地使用它，是完善这一新型教学模式的关键。而信息化教学的教学内容选题、信息化手段运用的适度、信息化教学环境的建设等则是信息化手段运用的关键要素。信息技术辅助教学不是增强教学效果的唯一途径，教学中不能为了信息技术而去使用信息技术。

只有积极探索职业教育发展规律和学生成长的规律，结合信息化教学先进手段，结合各种培养学生综合素质能力为主的教学方法，完善教学设计，营造良好的师生“乐教、爱学、互助”的教与学氛围，才能创造最佳的教学效果。