巧用微課，讓PLC教學(xué)更高效

錢三波

摘要：隨著工業(yè)設(shè)備自動(dòng)化程度的提高，PLC應(yīng)用與編程人才短缺已成為制約我國自動(dòng)控制領(lǐng)域發(fā)展的瓶頸，然而PLC課程所涉知識面廣，對中職學(xué)生而言，學(xué)習(xí)存在一定的困難。而微課是以視頻為載體，記錄教師圍繞某個(gè)知識點(diǎn)開展的簡短完整的教學(xué)活動(dòng)，其視頻形式能夠突破時(shí)空限制。巧妙運(yùn)用微課，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)在課前、課中、課后都能發(fā)生，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體、個(gè)性化學(xué)習(xí)的教學(xué)方式，能讓PLC教學(xué)更高效。

關(guān)鍵詞：PLC課程；微課；教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-9094-（2017）05C-0025-03

PLC是一種在工業(yè)中被廣泛應(yīng)用的自動(dòng)控制元件。隨著我國工業(yè)設(shè)備自動(dòng)化程度的提高，越來越多的工廠設(shè)備采用PLC人機(jī)界面等自動(dòng)化元器件來控制。對于機(jī)電專業(yè)的中職學(xué)生來說，學(xué)好PLC應(yīng)用與編程是很有必要的。當(dāng)前，很多中職學(xué)校都開發(fā)或引進(jìn)了PLC實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺，但因條件限制，學(xué)生只能在有限的課堂上學(xué)習(xí)，課后無法消化鞏固課上所學(xué)的知識，學(xué)習(xí)效果并不明顯。因此，無論是在課前、課堂還是課后，如何讓學(xué)習(xí)真正發(fā)生，如何使PLC課程教學(xué)更高效，讓學(xué)生盡快掌握這門實(shí)用型技術(shù)，就成了專業(yè)課老師探索研究的課題。

不同于傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式，微課是以視頻為主要載體，記錄教師圍繞某個(gè)知識點(diǎn)或技能點(diǎn)開展的簡短、完整的教學(xué)活動(dòng)。其主題明確、內(nèi)容精短，能詳細(xì)展示重、難點(diǎn)，最重要的是其視頻形式具有讓學(xué)生課后自助學(xué)習(xí)、反復(fù)學(xué)習(xí)的優(yōu)勢。本文以“啟保停控制程序的編寫”為例談?wù)勗谥新歅LC課程中運(yùn)用微課進(jìn)行教學(xué)的幾點(diǎn)探索與思考。

一、教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施堅(jiān)持以學(xué)生為中心

國家教育部在《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》中明確提出了“以優(yōu)質(zhì)教育資源和信息化學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)為基礎(chǔ)，以學(xué)習(xí)方式和教育模式創(chuàng)新為核心”的指導(dǎo)思想。當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)e+時(shí)代，教學(xué)環(huán)境在不斷改變，教學(xué)資源不段推陳出新，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源也層出不窮，多數(shù)學(xué)生無法甄別有用信息，教師在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中不僅是知識的傳授者，更應(yīng)是學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)者。隨著微時(shí)代的到來。微課及基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的探索和應(yīng)用、信息化資源的建設(shè)與共享，正推進(jìn)著教育信息化的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)“以教為中心”逐漸向“以學(xué)為中心”的轉(zhuǎn)變。

PLC作為自動(dòng)化控制的核心技術(shù)，其實(shí)踐性很強(qiáng)，涉及的知識面廣，同時(shí)要求學(xué)生邏輯思維強(qiáng)，學(xué)生剛看到教材時(shí)，多少有點(diǎn)信心不足。同時(shí)在學(xué)習(xí)過程中，由于缺少學(xué)習(xí)所需的硬件環(huán)境，導(dǎo)致理論脫離實(shí)際，學(xué)習(xí)周期長，學(xué)習(xí)效果不明顯。課后也缺乏引導(dǎo)，學(xué)習(xí)中遇到的問題得不到及時(shí)討論和解決，學(xué)習(xí)興趣逐漸散失。而微課作為數(shù)字化學(xué)習(xí)資源是可以永久保存的，適合學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化的深度學(xué)習(xí)，學(xué)生有了更多的時(shí)間和機(jī)會去發(fā)現(xiàn)適合自己的學(xué)習(xí)方式和技巧。對未掌握該知識的學(xué)生，課后可以通過微課繼續(xù)學(xué)習(xí)；對已經(jīng)掌握的學(xué)生，課后通過微課可以進(jìn)行知識鞏固；學(xué)生還可以通過互聯(lián)網(wǎng)，去學(xué)習(xí)其他優(yōu)秀微課、共享優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源。因此，微課作為一種新的課程呈現(xiàn)方式和知識交付方式，可以很好地彌補(bǔ)上述PLC傳統(tǒng)教學(xué)的不足。

進(jìn)行微課教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)要牢牢記住“以學(xué)生為中心”，針對“學(xué)生的學(xué)”進(jìn)行設(shè)計(jì)。教師在備課的過程中就要考慮到“學(xué)生要學(xué)什么，你的課程是否有吸引力，這樣的表達(dá)是否準(zhǔn)確……”，這些都要求教師在課前就做好充分研究。教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)要先進(jìn)行充分的前端分析，針對學(xué)習(xí)者的特點(diǎn)和教學(xué)內(nèi)容，確立教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)內(nèi)容明晰，或針對重點(diǎn)教學(xué)，或針對難點(diǎn)突破，或針對課前導(dǎo)入，或針對拓展延伸，視具體情況設(shè)計(jì)教學(xué)。

教學(xué)語言要簡明扼要，邏輯性強(qiáng)，易于理解。講解過程要流暢緊湊，準(zhǔn)確地把握教學(xué)節(jié)奏，快慢適當(dāng)，吃透教材。教師還要熟練地掌握現(xiàn)代信息技術(shù)，因?yàn)槲⒄n的核心組成內(nèi)容是教學(xué)視頻，通過視頻組成一個(gè)融教學(xué)設(shè)計(jì)、多媒體素材、課件為一體的主題資源包。

如：《S7-200控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》是《可編程序控制器技術(shù)應(yīng)用》中的一個(gè)子項(xiàng)目，相關(guān)知識包括電氣控制原理圖及分析、I/O地址分配、PLC控制系統(tǒng)的I/O接線圖、工藝流程圖、用STEP7-Micro/WIN編程軟件編寫程序、進(jìn)行通信設(shè)置及程序下載調(diào)試等內(nèi)容。根據(jù)對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況分析，筆者對這一部分的學(xué)習(xí)內(nèi)容精心準(zhǔn)備了預(yù)習(xí)案，指導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，生成本課學(xué)習(xí)的重難點(diǎn)。預(yù)習(xí)案內(nèi)容包括：（1）電氣控制原理圖的知識不是本次學(xué)習(xí)重點(diǎn)，它已經(jīng)在其他課程中學(xué)過，所以安排在課前預(yù)習(xí)案中，要求學(xué)生先自主學(xué)習(xí)，將電氣控制原理圖弄懂。不會的內(nèi)容通過學(xué)習(xí)小組討論解決；（2）使用編程軟件設(shè)計(jì)控制程序是PLC的核心內(nèi)容，不僅是在課堂上需要使用編程軟件，為更快更好地掌握編程技術(shù)，最好學(xué)生能在課后利用自己的電腦進(jìn)行編程練習(xí)，所以在預(yù)習(xí)案中要求學(xué)生嘗試安裝編程軟件。為方便他們學(xué)會安裝軟件，筆者精心錄制了《S7-200編程軟件及仿真軟件的安裝與使用》的微視頻供學(xué)生反復(fù)觀看。通過班級討論群下發(fā)預(yù)習(xí)作業(yè)，讓學(xué)生提前閱讀預(yù)習(xí)內(nèi)容，調(diào)動(dòng)已有的相關(guān)學(xué)科的知識，先期探究預(yù)習(xí)案里設(shè)置的問題。學(xué)生觀看微視頻后，自己嘗試安裝軟件，安裝過程可能不會一帆風(fēng)順，但學(xué)生可邊看視頻邊學(xué)習(xí)安裝，或班級群里提問，老師或其他同學(xué)可提供幫助。（3）學(xué)習(xí)“啟保停控制程序的編寫與運(yùn)行”微課視頻。在預(yù)習(xí)過程中能調(diào)用自已所學(xué)到的知識，遇到不懂的地方，組織好問題到討論群中發(fā)表提問。教師在討論群中答疑解惑，對各種問題進(jìn)行組織整理，有針對性地開發(fā)教學(xué)設(shè)計(jì)和課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容，同時(shí)監(jiān)督學(xué)生的學(xué)習(xí)過程。通過這樣的安排，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)在課前就已經(jīng)發(fā)生。同時(shí)，師生的積極互動(dòng)也增強(qiáng)了情感聯(lián)絡(luò)，讓學(xué)習(xí)不再局限于課堂，使學(xué)生習(xí)慣于探究問題、尋找答案，養(yǎng)成隨時(shí)學(xué)習(xí)的習(xí)慣。同時(shí)也加深了教師對教材知識內(nèi)容的進(jìn)一步理解，提高教師知識講解與總結(jié)的能力。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施堅(jiān)持有用易懂原則

根據(jù)中職學(xué)生人才培養(yǎng)方案，教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施要堅(jiān)持有用易懂的原則，將晦澀難懂又必須掌握的知識以簡單易懂的方式傳授給學(xué)生。在PLC教學(xué)中要求老師注重教學(xué)方法，對所授的知識應(yīng)有所取舍側(cè)重，保證教學(xué)效果。教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施立足于學(xué)生“嘗試探索著學(xué)”，注重體現(xiàn)學(xué)習(xí)主體的回歸。教學(xué)設(shè)計(jì)中所運(yùn)用的教學(xué)策略和所開展的活動(dòng)要能體現(xiàn)對學(xué)生經(jīng)驗(yàn)、前期知識、困難、需要以及學(xué)習(xí)風(fēng)格的關(guān)注。

PLC最常用的編程語言是梯形圖語言和指令語句表語言，其中梯形圖語言因直觀易懂，類似于繼電器控制電路方式，適合初學(xué)者使用。而啟保停控制程序是PLC基本控制程序，很多復(fù)雜的控制要求都可以通過對啟保停程序增加控制元件進(jìn)行修改來實(shí)現(xiàn)。為了激發(fā)學(xué)生興趣和學(xué)習(xí)欲望，筆者選取學(xué)生熟悉的三相電動(dòng)機(jī)起/停控制作為“啟保停控制程序設(shè)計(jì)”的教學(xué)切入點(diǎn)，并下載到PLC的機(jī)器里運(yùn)行，讓學(xué)生體會編程成功的喜悅，增強(qiáng)學(xué)習(xí)信心。

為方便不同層次的學(xué)生掌握電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的啟保停程序設(shè)計(jì)，筆者將“程序設(shè)計(jì)過程及如何下載到PLC進(jìn)行程序調(diào)試”錄制了微視頻，以方便他們課后能反復(fù)學(xué)習(xí)。

三、教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施要注意三個(gè)關(guān)鍵

（一）教學(xué)策略選擇

教學(xué)策略是指在教學(xué)過程中，為完成特定的目標(biāo)，依據(jù)教學(xué)的主客觀條件，特別是學(xué)生的實(shí)際，對所選用的教學(xué)順序、教學(xué)活動(dòng)程序、教學(xué)組織形式、教學(xué)方法和教學(xué)媒體等的總體考慮。離開教學(xué)活動(dòng)程序、教學(xué)方法、教學(xué)組織形式、教學(xué)媒體這些載體，也談不上教學(xué)策略。有效的教學(xué)需要制定不同的教學(xué)策略，完成不同的教學(xué)目標(biāo)。專業(yè)課教學(xué)常用的教學(xué)策略有主導(dǎo)式、自學(xué)式、情境式、探究式、拋描式、合作學(xué)習(xí)式等等，教學(xué)策略的選擇要符合教學(xué)內(nèi)容，PLC課程的大部分項(xiàng)目都采用啟發(fā)式、探究式、合作式等方法的理實(shí)一體化教學(xué)。

（二）教學(xué)過程設(shè)計(jì)

教學(xué)過程的設(shè)計(jì)遵循由淺入深、學(xué)做合一原則。

在電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的微課設(shè)計(jì)中，筆者先從電動(dòng)機(jī)單向啟動(dòng)—保持—停止的控制要求進(jìn)行程序編寫，再由淺入深過渡到電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制的程序設(shè)計(jì)。學(xué)生邊學(xué)習(xí)邊自己練習(xí)編程和仿真運(yùn)行，體現(xiàn)了“在學(xué)中做”。而在編程中或程序運(yùn)行中遇到問題，可以反復(fù)學(xué)習(xí)視頻，或小組討論，或向老師求助，體現(xiàn)了“做中學(xué)”。為了能讓學(xué)生課后的學(xué)習(xí)延續(xù)，更好地達(dá)成知識的遷移和內(nèi)化，在微課中布置了拓展延伸型任務(wù)“走廊燈控制程序設(shè)計(jì)”，可以個(gè)人或小組合作完成，并在班級討論群中展示成果。

因?yàn)橛辛饲捌陬A(yù)習(xí)準(zhǔn)備，在課堂學(xué)習(xí)中先展示交流預(yù)習(xí)模塊的學(xué)習(xí)成果，適時(shí)進(jìn)行知識的遷移運(yùn)用和對感悟進(jìn)行提煉提升。在課堂教學(xué)中，師生互動(dòng)，學(xué)生提出質(zhì)疑并相互協(xié)作共同回答質(zhì)疑或者解決問題。教師要注重“讓學(xué)”，讓出話語權(quán)，讓出探究權(quán)，使學(xué)生有較大的學(xué)習(xí)活動(dòng)空間。教師可采用蘇格拉底的教學(xué)方法聆聽對話，參與到有需要的學(xué)生個(gè)人或小組中去，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，使得學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)能真正發(fā)生。

（三）教與學(xué)的評價(jià)

在課程教學(xué)中，需要憑借對學(xué)生學(xué)習(xí)過程和結(jié)果的評價(jià)來判斷教學(xué)的實(shí)際效果，從而調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)，改進(jìn)教學(xué)策略。將微課作為傳統(tǒng)教學(xué)方式的補(bǔ)充，其評價(jià)方式要側(cè)重多元化評價(jià)以及面向?qū)W習(xí)過程的形成性評價(jià)，主要對教師及學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)出的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)興趣、參與程度、任務(wù)完成情況等方面進(jìn)行評價(jià)，適時(shí)而變。

微課以視頻為主要載體，在信息化時(shí)代里，學(xué)生學(xué)習(xí)起來更為輕松，不必?fù)?dān)心會遺漏知識點(diǎn)。在學(xué)習(xí)中遇到的問題，還可以通過在線交流工具與教師或?qū)W生交流互動(dòng)。師生雙方如何知道教與學(xué)已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)呢？學(xué)生的學(xué)習(xí)是否真的發(fā)生，是否完成了學(xué)習(xí)任務(wù)？教師可以通過課前預(yù)習(xí)案中預(yù)設(shè)的問題來了解學(xué)生的完成情況，此為教學(xué)前的準(zhǔn)備性評價(jià)；通過課堂中的小練習(xí)及學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)情況、課后學(xué)習(xí)任務(wù)完成情況等信息的反饋，對教學(xué)做出評價(jià)與調(diào)整，此為教學(xué)進(jìn)行中的形成性評價(jià)；根據(jù)知識點(diǎn)，設(shè)計(jì)一些可以供學(xué)生檢測的題目，并且在網(wǎng)上搜索相關(guān)的擴(kuò)展資源，來鞏固和復(fù)習(xí)所學(xué)的知識，此為教學(xué)結(jié)束后的總結(jié)性評價(jià)。

引入微課的課程教學(xué)已經(jīng)不再局限于課堂之中，借助網(wǎng)絡(luò)，教師精心制作的微課可以廣泛使用和共享，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)在課前、課中、課后都能真正地發(fā)生，有利于學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)和創(chuàng)新思維的發(fā)展，同時(shí)還提供教師自我提升的機(jī)會，最終達(dá)到高效課堂和教學(xué)相長的目標(biāo)。

責(zé)任編輯：馮志軍

Abstract： With the improvement of industrial equipment automation， the lack of PLC application and programming talents has become the bottleneck in the field of automatic control. Due to the wide range of knowledge involved in the PLC course， it is difficult for secondary vocational students to learn. The micro-lectures， however， take the video as the carrier and record the short but complete teaching activity around a certain knowledge point， which can break the limitation of time and space. The clever use of micro-lectures can let the students learn before class， in class and after class， realize the student-centered and individualized teaching method， and make PLC teaching more effective.

Key words： PLC course； micro-lecture； teaching design