信息化條件下中職PLC項目教學法的應用研究

湯偉杰

PLC全稱為可編程控制器，是一種專為了在工業環境下應用而設計的數字運算操作電子系統，用于執行邏輯運算、順序控制、定時、計數等操作，以控制各類型機械設備或生產過程。隨著現代社會對自動化控制的要求越來越高，應用領域越來越廣，PLC作為專用計算機已成為自動化控制的首選之器，而從日常生活中的交通信號燈的控制，到一般工業生產流程控制，再到“黑燈工廠”的發展，自動化領域對PLC使用者的應用水平要求在不斷提高。相比之下，目前中職學生的PLC應用水平與企業相關崗位要求間存在明顯的差距。

一、項目教學法在中職PLC課堂教學中的應用現狀

在中職電氣類專業課程中，PLC作為專業核心課程受到了越來越多的重視，但由于PLC學科知識理論較為抽象和枯燥，多為控制指令的識讀與編寫，加上指令符號較多且編號無明顯記憶標識，學生難以理解指令動作的含義，如果遇上控制要求復雜，程序行數較多的程序，學生難以準確理解程序控制邏輯，容易產生厭學情緒。

目前，PLC課程教學以采用項目教學法較為普遍。項目教學法，是指學生在教師的引導下，通過小組合作學習，為完成整個項目而開展的教學活動的方法。在項目的實踐過程中，學生不僅學習到了課程相關的知識和技能，還培養了他們發現問題、分析問題和解決問題的思維和方法，體驗成功的艱辛與樂趣。結合PLC學科特點和操作指令功能特點，學生通過完成教師設定的項目，在做中學，達到學習理論知識和掌握技能的目標。但是具體實施情況往往是，學生只滿足于做，對學的要求不高、標準不嚴，并且在做的過程中對操作要求一知半解，部分學生接完線看到控制效果就“蒙混過關”，養成不良操作習慣并存在安全隱患。

二、信息化條件下PLC項目教學的理論依據與內涵

（一）信息化條件下PLC項目教學的理論依據

建構主義認為，學習是一個積極主動的建構過程，它強調學習的積極主動性、目標指引性、任務真實性、不斷反思性和互動合作性。學生是學習過程的主體，通過不斷的積極實踐，建構自己的新的知識和經驗，而不是被動地接受知識。因此要幫助學生投身到與他們將來需要有關的，各種有一定難度的真實任務或解決難題的社會活動中去。為了幫助學生在主動學習的過程中解決問題和遇到的困難，可運用多種信息化技術作為輔助工具，讓學生主動選擇所需要的信息化技術完成知識的學習和技能的掌握。

（二）信息化條件下PLC項目教學的內涵

根據教學現狀，在信息化條件下運用項目教學法對課堂教學進行改革。信息化是以現代通信、網絡、數據庫技術為基礎，對所研究對象各要素匯總至數據庫，供特定人群生活、工作、學習、輔助決策等和人類息息相關的各種行為相結合的一種技術。使用該技術后，可以極大地提高各種行為的效率，為推動人類社會進步提供極大的技術支持。

信息化教學就是在信息化環境中，教育者與學習者借助現代教育媒體、教育信息資源和教育技術方法進行的雙邊教學活動。通過運用多種信息化技術引起學生學習積極性，及時解決學生在完成項目過程中產生的疑問，增加學生分享學習成果的樂趣，解決教學現狀中存在的難題，提高了學生學習效率，減輕了教師課堂教學的壓力。

三、信息化條件下PLC項目教學的特點

信息化條件下PLC項目教學具有以下幾個特點。

（一）項目教學法為載體，信息化技術為輔助

在PLC教學過程中堅持以項目教學法為載體，將教學內容重構，以項目的形式呈現給學生，充分利用項目教學法的優點，針對項目教學法實施過程中存在的“重做弱學”等問題以信息化技術作輔助解決。

（二）立足學生學習興趣，將學習內容多樣化

針對學生喜歡使用手機學習的特點，將學習內容以微課、動畫、游戲、問卷等形式呈現給學生，讓學生利用網絡在課前、課中、課后完成相應的學習內容，提高學生的學習積極性。

（三）提高課堂教學效率，培養良好學習習慣

通過課前用手機觀看微課、完成學習任務書的方式延伸課堂，改變傳統的教學模式，減少了新課導入的時間，讓學生帶著問題進課堂，將重點難點問題留在課堂上集中解決，提高課堂教學效率，創設條件讓學生“好學、樂學”，培養良好的學習習慣。

四、信息化條件下PLC項目教學的應用

下面以PLC教材中項目6分段傳送帶運輸機的PLC控制為例，說明具體的實施過程。

（一）教學準備

1.整合教材內容，任務驅動學習

該項目的主要內容是定時器的運用，是PLC技術應用的重點內容。教材中的控制對象是分段傳送帶運輸機，離學生日常生活脫節，增加了理解的難度，導致學生學習動機不足，學習興趣不高。因此，對教材內容進行整合處理，結合典型的工作任務確定學習任務，選擇學生熟悉且感興趣的流水燈，以工作任務的形式呈現學習內容，結合生產過程特點和職業素養的培養要求，讓學生合作完成程序設計及接線調試等全工作過程。

2.創建教學資源，引起學習興趣

信息化條件下的項目教學需要為學生提供一個全學習流程的信息化環境，配備穩定的信息化軟件、設備，讓學生能夠在信息化環境中順利、方便地獲取學習內容。

（1）選用手機學習軟件。學生統一安裝手機學習軟件，教師創建班級并讓學生加入，學生在平臺上可瀏覽教師存放的微課、動畫、課件、學習任務書等學習資源，并且可以存放上課時的文檔、圖片、視頻等作為作業上交，供學生課后復習，同時教師可批閱檢查學生的學習情況。

（2）創設微課資源庫。教師根據PLC項目內容要求制作微課，并創設微課資源庫。在本項目中，根據具體內容可制作成三個微課，分別是單相流水燈的PLC控制微課、PLC程序輸入的微課和PLC外部接線與調試的微課。其中，單相流水燈的PLC控制微課供學生在課前觀看，了解項目主要學習內容供工作任務，并引起學生學習興趣;PLC程序輸入的微課和PLC外部接線與調試的微課則是在課堂的任務實施過程中，學生遇到相應問題時提供給學生解決的兩個輔助型微課，讓學生在程序輸入和外部接線與調試過程中培養團隊學習、團隊研究、團隊解決問題的學習習慣，進一步提高課堂學習效率。

（二）教學過程

1.明確任務

創設情境：播放某熱門節目視頻片段，引導學生觀察炫酷的流水燈效果，引出崗位要求：你能勝任燈光設計師的工作嗎？提出任務要求：請設計一個控制程序，依次點亮4個LED燈，并形成流水燈的效果，要求按下SB1，4個燈以3秒為間隔依次點亮，按下SB2，程序停止。請列出I/O分配表，畫出外部接線圖，并使用“天塔之光”模塊完成硬件接線和調試。

第一階段的主要目的是通過多媒體展示動畫，創設情境，讓學生理解項目學習的知識與生活緊密相關，引發學生對本項目內容的好奇，激發興趣，同時，任務的設置需要與工作任務相結合，突出項目特點，讓學生融入真實的工作情境中，引導學生積極參與到下一步的學習中。

使用到的信息化技術：多媒體課件、動畫。

2.分析任務

（1）引出定時器：控制一個燈隔一段時間的亮和滅，要用到PLC中的軟元件定時器;（2）設置搶答：根據任務書的要求，請問你認為程序中要有多少個輸入和輸出？一共有多少次計時？要用多少個時間繼電器？（3）得出控制實質：引導學生說出單向流水燈的原理：控制單個燈先亮后滅，相鄰的燈同時動作，亮燈方向相同;（4）控制程序片段設計與講解：逐條分解任務程序，引導學生思考控制1個燈亮滅程序設計，控制2個燈流水效果控制，以及循環控制的方法，組織學生上臺完成程序設計并講解原理;（5）角色扮演明確各小成員任務，每小組由組長負責，程序員操作軟件，設計師畫圖并設計程序，畫出PLC外部接線圖，接線員完成外部接線;（6）明確實施步驟 I/O分配表—外部接線圖—設計程序—輸入程序——完成接線—檢查調試;（7）工具檢查檢查電腦是否正常運行，實訓臺設備通電情況等。

在這一階段中，主要是通過問題引導學生小組合作分析任務，找出關鍵知識點。在程序設計方面，中職學生普遍對編程有畏難情緒，在多媒體課件使用上可在程序設計的環節中采用逐條分解任務程序，讓學生從較易逐步過渡到較難的知識點。

使用到的信息化技術：多媒體課件、動畫。

3.實施任務

（1）列出I/O分配表：引導學生以小組為單位，討論列出I/O分配表，巡查列表情況;（2）畫出PLC外部接線圖：引導學生以實訓臺的“天塔之光模塊”的L6～L9為控制對象，作出外部接線圖，強調LED的正反向連接;（3）設計控制程序：小組共同探討，設計師設計控制程序，教師及時點評指正，引導學生質疑、提問;（4）輸入控制程序：引導學生將設計的程序輸入到軟件中，提醒軟件操作步驟，達到正常監視效果，教師鼓勵組間相互交流，相互幫助，加深軟件操作步驟理解;（5）接線與調試回路巡視學生操作過程，觀察最終控制效果，及時指出不足之處，注意安全檢查。

在這一階段中學生可以利用微課和網絡實訓平臺幫助學生解決實訓過程中存在的問題，讓學生上傳實訓成果，組內檢查、組間互查應，并強調小組按計劃合作完成任務，提醒學生在規范操作基礎下，提升作圖、設計程序、安裝與調試回路等技能，培養核心職業素養。

使用到的信息化技術：多媒體課件、微課、網絡平臺。

4.檢查展示

（1）組間檢查：引導各小組派代表到其他小組檢查完成情況，相互提問、相互學習，指出不足之處，把檢查成果反饋到自己組內，對比差異，發現問題、共同進步。（2）成果展示：組織學生代表，講解工作過程，教師及時點評指正，引導學生質疑、提問。

在這一階段中學生需要與其他小組完成情況對比檢查，促進學生自我調整、自我提高。學生通過拍照、拍視頻分享自己的學習成果，在網絡平臺上積累的成果供課后學習，也可給教師作業提供方便。

使用到的信息化技術：多媒體課件、微課、網絡平臺、拍照、拍視頻

5.評價總結

（1）課堂總結：根據學生學習和工作情況進行總結，師生共同歸納所學知識;（2）學習評價：組織學生完成評價表，學生從自評、互評、師評三維度進行評價;（3）選出優秀小組：根據巡視和調試的情況，進行總結點評。選出優秀小組，表揚和糾錯。

這一階段主要目的是回顧和總結項目學習內容，樹立優秀典型，增強學生自信心，教師也可以實時地、針對性地掌握學生的學習情況。

使用到的信息化技術：多媒體課件、網絡平臺。

五、結語

在項目教學法的基礎上結合信息化技術的運用，能夠較大程度地利用項目教學法本身的優點，讓學生在“做中學”，調動學生的學習積極性，幫助學生掌握技能，同時，運用多種信息化教學手段，讓學生利用網絡自學，方便學生課堂上獲取資源解決難題，讓學生“做前學、學中做”，對調整中職學生過于重技能而輕知識的定向思維有明顯成效，也是進一步提高理實一體化課堂教學的有效嘗試。