巧用微課，讓PLC教學更高效

錢三波

摘要：隨著工業設備自動化程度的提高，PLC應用與編程人才短缺已成為制約我國自動控制領域發展的瓶頸，然而PLC課程所涉知識面廣，對中職學生而言，學習存在一定的困難。而微課是以視頻為載體，記錄教師圍繞某個知識點開展的簡短完整的教學活動，其視頻形式能夠突破時空限制。巧妙運用微課，讓學生的學習在課前、課中、課后都能發生，實現以學生為主體、個性化學習的教學方式，能讓PLC教學更高效。

關鍵詞：PLC課程；微課；教學設計

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

PLC是一種在工業中被廣泛應用的自動控制元件。隨著我國工業設備自動化程度的提高，越來越多的工廠設備采用PLC人機界面等自動化元器件來控制。對于機電專業的中職學生來說，學好PLC應用與編程是很有必要的。當前，很多中職學校都開發或引進了PLC實訓教學平臺，但因條件限制，學生只能在有限的課堂上學習，課后無法消化鞏固課上所學的知識，學習效果并不明顯。因此，無論是在課前、課堂還是課后，如何讓學習真正發生，如何使PLC課程教學更高效，讓學生盡快掌握這門實用型技術，就成了專業課老師探索研究的課題。

不同于傳統課堂教學方式，微課是以視頻為主要載體，記錄教師圍繞某個知識點或技能點開展的簡短、完整的教學活動。其主題明確、內容精短，能詳細展示重、難點，最重要的是其視頻形式具有讓學生課后自助學習、反復學習的優勢。本文以“啟保停控制程序的編寫”為例談談在中職PLC課程中運用微課進行教學的幾點探索與思考。

一、教學設計與實施堅持以學生為中心

國家教育部在《教育信息化十年發展規劃（2011—2020年）》中明確提出了“以優質教育資源和信息化學習環境建設為基礎，以學習方式和教育模式創新為核心”的指導思想。當今互聯網e+時代，教學環境在不斷改變，教學資源不段推陳出新，網絡學習資源也層出不窮，多數學生無法甄別有用信息，教師在學生的學習過程中不僅是知識的傳授者，更應是學習方法的指導者。隨著微時代的到來。微課及基于微課的翻轉課堂教學模式的探索和應用、信息化資源的建設與共享，正推進著教育信息化的發展，實現“以教為中心”逐漸向“以學為中心”的轉變。

PLC作為自動化控制的核心技術，其實踐性很強，涉及的知識面廣，同時要求學生邏輯思維強，學生剛看到教材時，多少有點信心不足。同時在學習過程中，由于缺少學習所需的硬件環境，導致理論脫離實際，學習周期長，學習效果不明顯。課后也缺乏引導，學習中遇到的問題得不到及時討論和解決，學習興趣逐漸散失。而微課作為數字化學習資源是可以永久保存的，適合學生進行個性化的深度學習，學生有了更多的時間和機會去發現適合自己的學習方式和技巧。對未掌握該知識的學生，課后可以通過微課繼續學習；對已經掌握的學生，課后通過微課可以進行知識鞏固；學生還可以通過互聯網，去學習其他優秀微課、共享優質教學資源。因此，微課作為一種新的課程呈現方式和知識交付方式，可以很好地彌補上述PLC傳統教學的不足。

進行微課教學設計時要牢牢記住“以學生為中心”，針對“學生的學”進行設計。教師在備課的過程中就要考慮到“學生要學什么，你的課程是否有吸引力，這樣的表達是否準確……”，這些都要求教師在課前就做好充分研究。教學設計時要先進行充分的前端分析，針對學習者的特點和教學內容，確立教學目標。教學內容明晰，或針對重點教學，或針對難點突破，或針對課前導入，或針對拓展延伸，視具體情況設計教學。

教學語言要簡明扼要，邏輯性強，易于理解。講解過程要流暢緊湊，準確地把握教學節奏，快慢適當，吃透教材。教師還要熟練地掌握現代信息技術，因為微課的核心組成內容是教學視頻，通過視頻組成一個融教學設計、多媒體素材、課件為一體的主題資源包。

如：《S7-200控制系統設計》是《可編程序控制器技術應用》中的一個子項目，相關知識包括電氣控制原理圖及分析、I/O地址分配、PLC控制系統的I/O接線圖、工藝流程圖、用STEP7-Micro/WIN編程軟件編寫程序、進行通信設置及程序下載調試等內容。根據對學生的學習情況分析，筆者對這一部分的學習內容精心準備了預習案，指導學生自主學習，明確學習目標，生成本課學習的重難點。預習案內容包括：（1）電氣控制原理圖的知識不是本次學習重點，它已經在其他課程中學過，所以安排在課前預習案中，要求學生先自主學習，將電氣控制原理圖弄懂。不會的內容通過學習小組討論解決；（2）使用編程軟件設計控制程序是PLC的核心內容，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，最好學生能在課后利用自己的電腦進行編程練習，所以在預習案中要求學生嘗試安裝編程軟件。為方便他們學會安裝軟件，筆者精心錄制了《S7-200編程軟件及仿真軟件的安裝與使用》的微視頻供學生反復觀看。通過班級討論群下發預習作業，讓學生提前閱讀預習內容，調動已有的相關學科的知識，先期探究預習案里設置的問題。學生觀看微視頻后，自己嘗試安裝軟件，安裝過程可能不會一帆風順，但學生可邊看視頻邊學習安裝，或班級群里提問，老師或其他同學可提供幫助。（3）學習“啟保停控制程序的編寫與運行”微課視頻。在預習過程中能調用自已所學到的知識，遇到不懂的地方，組織好問題到討論群中發表提問。教師在討論群中答疑解惑，對各種問題進行組織整理，有針對性地開發教學設計和課堂學習內容，同時監督學生的學習過程。通過這樣的安排，調動了學生的學習積極性，使得學生的學習在課前就已經發生。同時，師生的積極互動也增強了情感聯絡，讓學習不再局限于課堂，使學生習慣于探究問題、尋找答案，養成隨時學習的習慣。同時也加深了教師對教材知識內容的進一步理解，提高教師知識講解與總結的能力。

二、教學設計與實施堅持有用易懂原則

根據中職學生人才培養方案，教學設計與實施要堅持有用易懂的原則，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生。在PLC教學中要求老師注重教學方法，對所授的知識應有所取舍側重，保證教學效果。教學設計與實施立足于學生“嘗試探索著學”，注重體現學習主體的回歸。教學設計中所運用的教學策略和所開展的活動要能體現對學生經驗、前期知識、困難、需要以及學習風格的關注。

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，適合初學者使用。而啟保停控制程序是PLC基本控制程序，很多復雜的控制要求都可以通過對啟保停程序增加控制元件進行修改來實現。為了激發學生興趣和學習欲望，筆者選取學生熟悉的三相電動機起/停控制作為“啟保停控制程序設計”的教學切入點，并下載到PLC的機器里運行，讓學生體會編程成功的喜悅，增強學習信心。

為方便不同層次的學生掌握電動機正反轉控制的啟保停程序設計，筆者將“程序設計過程及如何下載到PLC進行程序調試”錄制了微視頻，以方便他們課后能反復學習。

三、教學設計與實施要注意三個關鍵

（一）教學策略選擇

教學策略是指在教學過程中，為完成特定的目標，依據教學的主客觀條件，特別是學生的實際，對所選用的教學順序、教學活動程序、教學組織形式、教學方法和教學媒體等的總體考慮。離開教學活動程序、教學方法、教學組織形式、教學媒體這些載體，也談不上教學策略。有效的教學需要制定不同的教學策略，完成不同的教學目標。專業課教學常用的教學策略有主導式、自學式、情境式、探究式、拋描式、合作學習式等等，教學策略的選擇要符合教學內容，PLC課程的大部分項目都采用啟發式、探究式、合作式等方法的理實一體化教學。

（二）教學過程設計

教學過程的設計遵循由淺入深、學做合一原則。

在電動機正反轉控制的微課設計中，筆者先從電動機單向啟動—保持—停止的控制要求進行程序編寫，再由淺入深過渡到電動機的正反轉控制的程序設計。學生邊學習邊自己練習編程和仿真運行，體現了“在學中做”。而在編程中或程序運行中遇到問題，可以反復學習視頻，或小組討論，或向老師求助，體現了“做中學”。為了能讓學生課后的學習延續，更好地達成知識的遷移和內化，在微課中布置了拓展延伸型任務“走廊燈控制程序設計”，可以個人或小組合作完成，并在班級討論群中展示成果。

因為有了前期預習準備，在課堂學習中先展示交流預習模塊的學習成果，適時進行知識的遷移運用和對感悟進行提煉提升。在課堂教學中，師生互動，學生提出質疑并相互協作共同回答質疑或者解決問題。教師要注重“讓學”，讓出話語權，讓出探究權，使學生有較大的學習活動空間。教師可采用蘇格拉底的教學方法聆聽對話，參與到有需要的學生個人或小組中去，引導學生學習，使得學生在課堂上的學習能真正發生。

（三）教與學的評價

在課程教學中，需要憑借對學生學習過程和結果的評價來判斷教學的實際效果，從而調整教學設計，改進教學策略。將微課作為傳統教學方式的補充，其評價方式要側重多元化評價以及面向學習過程的形成性評價，主要對教師及學生在學習過程中表現出的學習態度、學習興趣、參與程度、任務完成情況等方面進行評價，適時而變。

微課以視頻為主要載體，在信息化時代里，學生學習起來更為輕松，不必擔心會遺漏知識點。在學習中遇到的問題，還可以通過在線交流工具與教師或學生交流互動。師生雙方如何知道教與學已經達到目標呢？學生的學習是否真的發生，是否完成了學習任務？教師可以通過課前預習案中預設的問題來了解學生的完成情況，此為教學前的準備性評價；通過課堂中的小練習及學生學習表現情況、課后學習任務完成情況等信息的反饋，對教學做出評價與調整，此為教學進行中的形成性評價；根據知識點，設計一些可以供學生檢測的題目，并且在網上搜索相關的擴展資源，來鞏固和復習所學的知識，此為教學結束后的總結性評價。

引入微課的課程教學已經不再局限于課堂之中，借助網絡，教師精心制作的微課可以廣泛使用和共享，使得學生的學習在課前、課中、課后都能真正地發生，有利于學生自學能力的培養和創新思維的發展，同時還提供教師自我提升的機會，最終達到高效課堂和教學相長的目標。

責任編輯：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