基于混合式教學方法的可編程控制器課程教學改革探索

崔少晨

基于混合式教學方法的可編程控制器課程教學改革探索

崔少晨

（西安鐵路職業技術學院 機電工程學院，陜西 西安 710026）

為了提升可編程控制器課程教學效果，針對既往教學模式中存在的理論與實踐分離、考核方式固化等問題，提出了基于混合式教學方法的可編程控制器課程教學新模式。該教學模式利用在線課堂管理平臺等信息化手段，在實驗室同步完成理論授課和實踐教學，并改良了考核方式，使得課程更加符合實踐需求。該教學模式能夠實現對學生理論學習能力、實踐能力和綜合運用知識能力的培養，提高學生就業競爭力，并為高校機械類專業相關課程改革提供了借鑒。

可編程控制器；課程安排；教學改革；MPS

可編程控制器，簡稱PLC，是專為工業環境下運行而設計的一種數字運算的電子裝置。PLC相關課程是大專院校機電一體化專業的專業實踐性較強的必修課，要培養學生設計、應用和調試以PLC為核心的控制系統的能力[1-2]。根據多數高校的課程安排，學生在學習PLC課程前已經完成了電工基礎、電機與電氣控制、傳感器等專業基礎課程的理論學習和實訓，在后期則要學習以PLC相關知識為基礎的觸摸屏與變頻器應用技術、MPS、電梯及控制技術等課程。同時，學生在就業后作為機電一體化專業技術應用型人才，掌握可編程控制器的相關知識和技能是一項必然要求[3]。因此，探索新的教學方法、提升PLC教學效果，將會在很大程度上提高學生的學業水平、實踐能力及就業競爭力。

1 現有教學模式及存在問題

目前，PLC課程的教學普遍采取先理論課、后實驗課的教學模式，會導致學生在課堂難以理解一些抽象理論，在上實驗課時已經忘記理論課所學的知識[4]。以西安鐵路職業技術學院的人才培養方案為例，PLC課程總學時為64學時，其中理論教學48學時，實踐教學16學時，實訓26學時。教師首先在課堂上對相關的理論知識進行講解，然后帶領學生到實驗室進行實踐操作。期末考試采用筆試的形式檢測學生的學習情況。

在這種教學模式下，存在以下4點問題：①理論教學與實踐教學完全分開，學生對理論知識難以理解，學習興趣比較低；②學生在課堂上編寫的程序，無法即時驗證，成就感不高；③學生在實驗課上忘記前面所講的理論知識，并且部分學生實驗時不認真投入，實驗效果較差；④純筆試的期末考試，考核方法過于片面。

2 PLC課程教學改革的現狀

針對PLC課程的教學改革，已有部分學者和教師進行了探索。齊蓉等[5]提出了特色鮮明的創新型實驗教學模式，以編制、設計多層次、創新型、研究型、設計型的實驗項目，形成針對可編程控制器系統的典型化、通用化的創新實驗項目資源庫為著重點，從而實現提高學生綜合素質、充分挖掘學生綜合運用知識潛能的目標；也有教師[6]從改進教學 大綱、教學方式、實驗實習方案和考核方式等方面進行了探索，著重于對實驗教學環節的改革，并將實驗課程按照學 習難度分為一般驗證性實驗、綜合應用性實驗和設計創新性實驗三個階段，并引入了工廠生產現場實習環節，有利于培養和提高學生的動手能力及創新能力；韓青[2]則通過對GXDeveloper 8.52編程軟件和GX Simulator7.16仿真軟件的聯合使用，可以使學生在編程后立即模擬真實場景進行實驗驗證。該模式通過仿真驗證可以對PLC程序設計的正確性進行檢驗，并能及時幫助學生完善和改進其控制程序，方便各種外部信號的校驗和系統故障的排除，對提高教學質量具有重要意義。

然而，需要注意的是目前的PLC教學模式的改革在理念上仍然沒有突破理論課與實驗課之間的“時空”屏障，未能解決理論與實踐分離的難題，削弱了教學模式改革的實際效果。

3 基于混合式教學方法改革教學模式

針對現有教學模式的問題及此前教學改革探索中的經驗積累，筆者引入信息化技術等新型教學手段，采用融合信息化技術的混合式教學方法進行PLC課程教學模式的改革探索，如圖1所示，并概括為以下幾點。

3.1 課前準備

以任務驅動為載體，教師在上課前將本節課的任務單、幻燈片、視頻等學習資料發送至在線課堂管理平臺。學生根據教師發布的任務，以小組為單位進行討論，提前對所學內容進行預習，與教師在線交流預習中遇到的問題。教師通過和學生的互動了解預習情況，從而確定講課過程中需要重點解析的知識點。

圖1 基于混合式教學方法的PLC教學流程圖

3.2 課上實施

教師根據學生課前學習情況，對需要講解的難點進行重點講解。學生觀看知識點微課視頻，相互討論，使用仿真軟件對自己編寫的程序進行調試。確認程序無誤后，將程序下載至PLC，根據接線圖進行相關接線，在實驗臺上觀看最終結果。教師可提前將接線視頻上傳平臺，學生可以觀看視頻進行學習。學生需要將接線過程錄制上傳至平臺，以方便互相交流學習，發生錯誤時可和教師共同分析錯誤原因，并能夠吸取經驗。

3.3 課后拓展

教師在課后將作業發送至在線課堂管理平臺，學生通過完成作業，鞏固學習內容，同時為學習能力較強的同學布置拓展作業，提升學生的學習能力。

3.4 改進考核方式

為了檢驗學習目標是否完成，以判斷學習任務完成的效果，需要根據現有教學模式的改變，調整課程考核方式。教師根據在線課堂管理平臺上學生的課前預習、課上學習、課后拓展的具體情況和相關數據，增大平時成績所占的比例，突出學習過程考核和實踐考核的重要性。

4 結語

根據現有教學方法和考核方法存在的問題，使用混合式教學方法，利用在線課堂管理平臺等信息化手段，以任務驅動為載體，突出學生主體地位，增強學生學習興趣。上課地點由傳統的教室+實驗室模式改為全部在實驗室進行理論課和實驗課的教學。上課過程中使用仿真軟件和實驗設備調試編寫程序，使抽象的程序形象化、直觀化、生動化，有利于學生調試出正確程序。學生記錄學習過程并將學習成果上傳至平臺，與其他學生分享學習經驗，學習成就感較強。該教學模式可豐富學生的知識儲備，提高實踐能力，為提高教學效果和學生的專業素質、就業競爭力提供幫助。

［1］李新秀.可編程控制器應用技術教學方法改革研究［J］.科技經濟導刊，2017（27）：134.

［2］韓青.基于仿真教學法的“可編程控制器原理及應用”課程改革研究［J］.科技經濟導刊，2019，27（21）：149.

［3］卞博鈞，王文娟，徐黎峰，等.“可編程控制器應用技術”教學與企業需求接軌的路徑研究［J］.職業教育研究，2015，（09）：44-48.

［4］胡兵.新工科背景下地方應用型本科電氣控制與PLC課程教學改革與探索［J］.教育現代化，2018，5（6）：70-72，81.

［5］齊蓉，林輝，劉衛國.“可編程控制器”創新型、設計型實驗教學改革與實踐［J］.電氣電子教學學報，2008（Suppl 1）：31-33.

［6］職燕.“可編程控制器原理與應用”課程教學改革的研究與實踐［J］.中國電力教育，2012（8）：74，80.

TP273

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.23.020

2095－6835（2019）23－0051－02

崔少晨（1990—），女，陜西澄城人，碩士，助教，研究方向為機電一體化技術與機電控制。

〔編輯：張思楠〕