信息化教學手段在可編程序控制器（PLC）技術教學中的應用

莫慧

摘要：可編程控制器（以下簡稱PLC）技術是一門在工業控制領域應用廣泛且實踐性很強的課程，針對該課程內容抽象的特點以及目前中職教學中存在的問題，本文以“《用PLC控制的混料罐多種液體自動混合裝置》教學單元的信息化教學設計”為案例詳細闡述了信息化教學手段在PLC技術教學中的應用。教學實踐應用表明，信息化教學優化了教學過程，使得抽象的問題直觀化、復雜的問題簡單化、動態過程可視化，有效地突出了教學重點、解決了教學難點，提高了學生的學習興趣和自主學習能力。

關鍵詞：PLC技術 信息化教學 創客教育

PLC技術是中職電氣運行與控制、機電技術應用等專業的一門實踐性很強的專業核心課程，具有知識覆蓋范圍廣、實踐性非常強、邏輯性嚴密和更新發展快的特點。因此需要學生有很好的邏輯思維能力和實踐應用能力。

一、教學設計理念

傳統教學大多側重于理論教學，忽視了實際應用，導致學生沒有實際動手能力，完全紙上談兵，無益于以后的實際應用。面對傳統教學的弊端，如何才能喚起學生自主學習的欲望，激發學生的學習興趣，提高實踐應用能力，是做好教學設計、提高課程教學質量的關鍵。

二、采用信息化教學手段的優勢

筆者在PLC技術的教學實踐中發現，采用信息化教學手段有很多優勢能激發學生的學習動力，培養學生的實踐和創新能力，可以取得良好的教學效果。主要表現在以下方面。

第一，呈現手段生動直觀。信息化教學能夠將抽象的教學內容如PLC的工作原理、軟元件與電氣繼電器的功能區別等，用信息技術手段生動直觀地表現出來，完成知識的輕松建構。

第二，學材豐富。通過多媒體教學課件、網絡資源、仿真教學軟件、數字影像技術、教學資源庫等多種形式提供更加豐富的教學資源，學生可以從多個渠道獲取豐富的學習資源。

第三，師生角色轉換。學生學習變“被動”為“自主”采用信息化教學手段后，能夠實現由“教師一言堂”到“以學生為主體”的教學方式的根本改變，教師是引導者與支持者，師生共同探討獲取知識。

第四，提高學生自主解決問題和創新的能力。通過QQ群、校園網、手機智能化功能、數字化實訓室等創客教育空間，學生在學習過程中可以相互交流、分享學習經驗。

三、教學案例解析

以下筆者將以“《用PLC控制的多種液體自動混合裝置》教學單元的信息化教學設計”為案例闡述信息化教學手段在PLC技術教學中的應用。

1.教材學情分析

教學對象為二年級機電技術應用專業的學生，具備以下三個特征：即將步入頂崗實習階段，需要我們營造一個與工作環境相貼近的學習環境；自我學習和自我監督能力差，需要老師引領和指導；面對枯燥乏味的工業設計時對抽象的程序編制缺乏興趣，視為龐大障礙。

2.教學策略及信息化手段應用分析

（1）教學策略。首先，團隊協作和良好的6S32作習慣的養成將會貫穿整個課堂。其次，采用雙線并行的、以能力為本位的項目教學法來設計訓練項目，訓練學生可遷移的綜合能力。結合項目任務報告書，監督和檢查學生的學習效果。老師帶領學生在課堂上完成兩種液體自動混合控制的端口安排、主體程序、電路連接和調試等內容的項目A，之后安排學生參照項目A做出加入正常停止和急停設計的項目B，鍛煉學生從項目A中的學習，來完成項目B的能力。知識和能力得到了遷移。用具體的工作來訓練了一般的能力。再次，運用“資訊-計劃-決策-實施-檢查-評估”六步法，充分體現以學生為主體的教學。最后，通過“四階梯”的知識要點引導，即詳細的控制要求分析、順序控制中功能圖的互動設計、步進程序的分段給出和程序修改訓練，讓學生輕松逾越障礙。

（2）教學方法及信息化手段應用分析。以上運用了興趣引導法來引出課題，用小組學習法使得團隊協作一起完成教學任務，用探究式學習法來使得學生完成控制要求的分析和歸納、控制端口的列出、控制要求改變后的分析和研究，用以能力為本位的雙線并行的項目式教學法設計項目A、B，訓練學生可遷移的綜合能力。

而視頻、圖片、多媒體教學課件、編程軟件等多種信息化教學手段的使用，有效地利用信息化技術輔助了教學。特別是通過運用仿真教學軟件進行PLC步進指令程序的編制、調試和改進，使得課堂教學突出了重點，也讓學生先在仿真環境下模擬調試，減少了后續調試設備的故障率。并且學生通過校園網機電技術應用專業教學資源庫平臺進行資料下載、學員交流、學習效果評價，查找相關知識和討論編程思路，協作式地突破課堂的難點——步進功能圖的設計以及編程思路的構成，最后還能夠信息化地評價學習效果。

在過去未進行這四種教學方法和信息化教學手段相結合的情況下，該內容需要4個課時（180分鐘）才能講授和訓練完畢，現在可縮短為3個課時（135分鐘）完成，理論與實踐一體化教學，信息化教學資源形象直觀，且“趁熱打鐵”利于學生及時地掌握和消化知識。

3.教學過程中信息化技術的運用

筆者在教學中八個地方采用了信息化技術輔助教學。

第一，課題引入部分采用情境導入法，通過播放可口可樂公司產品生產的視頻和混料罐圖片，回憶生產線參觀過程。

第二，是通過微課視頻觀看用PLC控制的多種液體自動混合裝置（實驗室模擬裝置）的運行過程，并由各學生小組根據視頻討論和歸納出控制要求。

第三，各小組根據控制要求，列出I/O分配圖和畫出硬件接線圖，教師通過多媒體教學課件引導學生按“PLC程序設計員”崗位技能標準設計步進功能圖。

第四，教師利用多媒體廣播軟件和PLC的編程軟件進行程序輸入演示。

第五，各小組利用PLC的編程軟件和教學資源庫平臺中的仿真教學軟件進行編程、調試和模擬運行的訓練。

第六，教師通過現場錄播軟件進行現場演示接線和線路測試的廣播，并引導學生在教學資源庫平臺中查找硬件接線的微課視頻以備接線過程中反復參考。

第七，教師在教學資源庫平臺中設置評價表，供學生小組對學習任務進行自評、互評等效果評價，并通過效果評價和小組總結了解學生學習的反饋。

第八，在課外教師通過微信群和QQ群對學生進行答疑解惑，提高了學生學習興趣，也拉近了師生關系。

四、教學反思

以上教學單元的信息化教學設計與實施是以“先進的信息化教育技術手段”優化了教學過程。整個課堂實踐將多媒體技術、網絡技術、編程軟件技術等現代教育技術手段融入教學過程中，使得抽象的問題直觀化、復雜的問題簡單化、動態過程可視化，有效地解決了教學中的重難點，提高了學生的學習興趣。五、小結

通過應用實例，我們不難看出，這樣的教學模式體現了“以學生為中心”的“做中學、學中做”理念，也體現了數字化技術的創客教育在現代職業教育中逐步得到應用，在信息化時代中與時俱進。

當然，信息化教學手段不能亂用，如何合理且適度地使用它，是完善這一新型教學模式的關鍵。而信息化教學的教學內容選題、信息化手段運用的適度、信息化教學環境的建設等則是信息化手段運用的關鍵要素。信息技術輔助教學不是增強教學效果的唯一途徑，教學中不能為了信息技術而去使用信息技術。

只有積極探索職業教育發展規律和學生成長的規律，結合信息化教學先進手段，結合各種培養學生綜合素質能力為主的教學方法，完善教學設計，營造良好的師生“樂教、愛學、互助”的教與學氛圍，才能創造最佳的教學效果。