基于翻轉課堂的“三相異步電機啟停的PLC控制”信息化教學設計

趙玲

[摘 要] 以“PLC控制系統編程與實現”課程中的“三相異步電機啟停的PLC控制”項目為例，分別從教學分析、教學設計、教學過程和教學反思四個方面綜合應用信息化資源并進行教學設計，借助翻轉課堂的理念探索一種有效合理的信息化教學方式。

[關 鍵 詞] 翻轉課堂；信息化教學設計； PLC

[中圖分類號] G642 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）27-0108-02

“PLC控制系統編程與實現”是高職院校電氣自動化專業的核心課程，具有實踐性強、應用范圍廣的特點，主要培養學生在生產一線應用PLC技術的能力。“三相異步電機啟停的PLC控制”項目是課程的第一個綜合實踐項目，對整個課程的學習起著承上啟下的作用。下面以“三相異步電機啟停的PLC控制”項目為例將信息化手段與資源應用于課程教學中，采用翻轉課堂的教學理念，以任務驅動帶學生進入學習情境，充分利用課程資源庫的信息化資源從教學分析、教學設計、教學過程和教學反思四個方面進行信息化教學設計。

一、翻轉課堂

翻轉課堂是目前流行的一種教學組織形式，其本質是借助于互聯網資源將傳統的學習時間和場所進行翻轉，強調的是學生在課前利用互聯網資源等多種途徑有針對性地進行自主學習，減弱了課堂教學對學生學習的影響，讓學生的學習由被動變為主動，學習途徑由單一變為多元化。翻轉課堂的實現需要兩個支撐條件：軟件（信息化學習資源）和硬件（一體化教學環境）。

“PLC控制系統編程與實現”是一門強調動手實踐的課程，多采用任務驅動的一體化教學方式，任務完成的前提條件是學生對所學的知識有深刻理解并熟悉實踐操作步驟。為了充分有效地利用課堂時間，提高教學效果，一體化教學設計的教學環節往往安排的非常緊湊，學做交替，在教學中有的學生只是模仿地完成了任務，并沒有理解上一個環節的內容就已經進入了下一個環節，知識得不到及時消化，問題得不到及時解決。翻轉課堂的教學組織形式是把課堂知識和操作學習放在課前，讓學生按照各小組的學習任務利用信息化資源，如教學視頻、虛擬軟件等，有選擇性地反復學習直到掌握，把課堂中更多時間用來互相學習交流，完成實踐操作，深化對知識的理解，課后由老師通過多個環節進行評分，彌補一體化教學的不足，滿足不同基礎學生的需要。

二、教學分析

（一）學情分析

通過前期的學習，高職大二學生已經具備電工電子的相關知識，能夠熟練正確地使用常用電工工具，并具備基本的電氣讀識圖能力；熟悉S7-200系列PLC的基本結構和工作原理、系統配置和編程軟件的使用，這為本項目的學習起到了鋪墊作用。另外，通過多年的教學發現，信息化教學方式更能吸引學生的注意力，激起學生的學習興趣。

（二）教學目標

根據專業培養計劃、課程教學大綱、課程標準等教學要求和學生學情將“三相異步電機啟停的PLC控制”的教學目標分為知識目標、技能目標和素養目標，在完成這些目標的過程中達到一種能力的培養和提升，具體內容如圖1所示，學時為4課時。

根據上述教學目標可以確定教學重點是根據機電控制原理圖編寫梯形圖，教學難點是PLC控制系統的調試與排故。

（三）教學資源

本課程的教學資源包括硬件資源和信息化資源兩個部分。硬件資源：PLC控制一體化實訓室。軟件資源：我校的“PLC控制系統編程與實現”資源庫，該資源庫集成了配套的視頻公開課、網絡課程、動畫、虛擬實訓平臺、STEP跟我學/跟我做等資源，同時在教學過程中還借助于微信、QQ等軟件工具。

三、教學設計

以我校的“PLC控制系統編程與實現”資源庫為依托進行教學設計，采用翻轉課堂的教學理念，將課堂分成課前、課中和課后三個部分，以任務驅動帶動學生進入學習情境；充分利用資源庫中配套的視頻公開課、虛擬實訓平臺等信息化資源，幫助學生做到課前自主學習；利用微信公眾平臺增進師生溝通；通過動畫演示加深課堂知識的理解；虛擬實訓環節的演練為實操打下基礎；整個環節注重團隊合作意識的培養，以小組分工的形式進行集體思考、團隊學習，培養了學生的社會協作能力。設計思路見圖2。

四、教學過程

（一）課前

教師將本次課程的學習內容分解成一個個小的學習任務通過QQ群、微信群或者凌波教學軟件等分別下發給每組學生，學生登錄資源庫根據自己的工作任務和教師提供的相關信息化學習資源，觀看視頻、網絡PPT、動手做一做等，進行自主學習，做好相關的記錄和筆記，為課中的展示做準備。

（二）課中

以學生的學習展示、討論和實踐為主體，教師負責督促、引導、答疑和評價。課堂由以下幾個環節組成：

1.抽查學生的自主學習情況。教師通過多媒體教學軟件以小組為單位收取學生的學習筆記，了解任務完成情況，隨機挑選幾名學生的學習筆記及任務完成情況進行檢查和點評。

2.學生展示風采，小組討論，教師點評。教師通過播放機電控制系統中“三相異步電動機啟停控制”動畫，導入本次學習任務，引導學生分析問題，并按照任務實施步驟的先后順序鼓勵學生上臺展示、分享自己的學習成果，每組學生講完后，進行小組討論，教師進行點評、補充和總結。

3.強化重點，解決難點。通過對前面環節的觀察，教師利用PPT、Flash動畫和虛擬實訓平臺等信息化手段進行模擬調試運行演示，針對教學重點和學生的難點詳細進行講解。

4.虛擬實訓練習。學生在計算機上通過虛擬實訓平臺用仿真軟件完成“三相異步電機啟停的PLC控制”的設計、I/O點分配、接線、編程和調試任務，觀察實訓現象，為后續的實操打下基礎。教師通過凌波多媒體教學軟件監視學生的實時操作動態，指導和答疑。

5.實操練習。學生進行實操練習，教師講解接線注意事項、系統調試及故障查找和排除方法，考核評分。

（三）課后

教師對學生的課前學習、課上表現、小組討論、虛擬實訓、實操練習、課后作業進行評分，最后按各個考核環節的不同權重給出總成績；通過微信或網絡課程中的在線答疑、交流討論，架起師生之間的實時溝通的橋梁。

五、教學反思

本次教學設計將翻轉課堂的理念與信息化資源相結合，將課堂分為課前、課中和課后三個階段，課前充分利用信息資源庫的優勢讓學生自主學習課堂內容，由被動學習變為主動學習；課中通過任務引領的方式將枯燥的理論知識融入具體任務，讓學生在做中學、學中做；課后充分利用信息化工具和平臺與學生溝通。信息化資源的利用貫穿于整個課堂，為學生提供了多種學習方式和靈活的學習時間，也改變了傳統的教學方式，更加注重學生自主學習和技能應用能力的培養。

教育信息化是高職院校培養高素質勞動者和技能型人才的重要支撐，也是高職教育未來的發展趨勢，如何將信息化資源合理有效地引入教學中是每一位高職教師必須思考和解決的問題。利用與教材相配套的網絡信息化教學資源，從視覺、聽覺、觸覺等多個方面給學生提供不同感受的學習途徑，通過多個教學環節的評價可以看出，信息化資源的利用不僅提高了課堂效率，而且培養了學生主動學習的習慣，增強了學生學習的積極性，提升了學生的學習能力和職業能力。

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