李迅

【摘 要】信息化教學(xué)作為傳統(tǒng)教學(xué)的突破口，已經(jīng)被廣大教師熟悉并應(yīng)用。針對(duì)信息技術(shù)的發(fā)展，論述了微課、網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)和動(dòng)態(tài)仿真軟件等信息化要素在《PLC應(yīng)用技術(shù)》教學(xué)中的應(yīng)用，并以具體的教學(xué)案例論述了教學(xué)策略。

【關(guān)鍵詞】PLC；信息化；微課

【Abstract】As a breach of traditional teaching，e-teaching is familiar and applied by many teachers.Along with information technology，we discussed the application of informatization element such as micro class，network information platform and dynamic simulation software in“PLC Technology”teaching. And we discussed instructional strategy by teaching case.

【Key words】PLC；Informatization；Micro class

互聯(lián)網(wǎng)+鋪天蓋地而來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)=工業(yè)4.0，互聯(lián)網(wǎng)+商貿(mào)=電子商務(wù)，那么互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)=？互聯(lián)網(wǎng)+用在教育行業(yè)，就是信息化教學(xué)。學(xué)生畢業(yè)以后無(wú)論在企業(yè)工作，還是日常生活，都處在互聯(lián)網(wǎng)、信息化的大環(huán)境中，那么在學(xué)校我們有什么理由還要固守傳統(tǒng)教學(xué)方式而不進(jìn)行革新呢？

1 樹立信息化教學(xué)的理念

作為職業(yè)教育的執(zhí)行者，我們要走在時(shí)代的前列，充分認(rèn)識(shí)了解信息化教學(xué)，樹立信息化教學(xué)的理念。信息化教學(xué)，是以現(xiàn)代教學(xué)理念為指導(dǎo)，以信息技術(shù)為支持，將觀念、內(nèi)容、模式、評(píng)價(jià)、環(huán)境等一系列因素信息化。該教學(xué)模式明確以學(xué)生為主體，應(yīng)用各種現(xiàn)代教學(xué)方法，包括真實(shí)的教學(xué)情境、各種豐富的教學(xué)信息資源、虛擬仿真技術(shù)、師生互動(dòng)、學(xué)生自發(fā)自覺(jué)學(xué)習(xí)、團(tuán)結(jié)協(xié)作、科學(xué)的教學(xué)評(píng)價(jià)等基本要素。教師只有充分認(rèn)識(shí)到信息化教學(xué)模式的特點(diǎn)，樹立信息化教學(xué)的理念，才能自覺(jué)克服伴隨新的教學(xué)模式產(chǎn)生的短暫的不適，充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新能力，更好地將信息技術(shù)應(yīng)用到我們的課堂中。

《PLC應(yīng)用技術(shù)》的開設(shè)是為了使學(xué)生系統(tǒng)地理解PLC基本知識(shí)，掌握其編程指令的應(yīng)用和編程方法，具備一定的軟硬件綜合調(diào)試能力，從而在工作中能夠分析、解決PLC控制中的基本問(wèn)題，承擔(dān)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試、維護(hù)維修等相關(guān)工作崗位，是生產(chǎn)線安裝調(diào)試、過(guò)程控制和機(jī)器人技術(shù)的鋪墊課程，也是高等教育機(jī)電類專業(yè)的一門綜合性極強(qiáng)的重要必修課程。

雖然該課程涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、電機(jī)控制、工廠電氣控制設(shè)備、氣動(dòng)技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)，但由于目前各個(gè)院校的實(shí)訓(xùn)條件限制，該課程的教學(xué)主要偏重于PLC的軟件編程和調(diào)試，而忽視了PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)、維修和軟硬件綜合調(diào)試環(huán)節(jié)。信息化技術(shù)中虛擬仿真軟件的應(yīng)用、微課的制作、網(wǎng)絡(luò)豐富教學(xué)資源的開發(fā)、翻轉(zhuǎn)課堂等理念的推廣，使該課程的教學(xué)突破了傳統(tǒng)教學(xué)的瓶頸，彌補(bǔ)了目前各院校硬件實(shí)訓(xùn)條件的不足，為學(xué)生提供了更多更好的學(xué)習(xí)資源和動(dòng)手機(jī)會(huì)，激發(fā)了學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣。

2 微課開發(fā)

信息化教學(xué)的基本要素是教學(xué)內(nèi)容的信息化，微課開發(fā)是教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)信息化的最有效手段。微課不同于以往教師授課的視頻拍攝，是圍繞某個(gè)知識(shí)點(diǎn)或技能等單一教學(xué)任務(wù)進(jìn)行教學(xué)的一種教學(xué)方式，具有針對(duì)性強(qiáng)、趣味性和教學(xué)時(shí)間短的特點(diǎn)，更適合高職學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。微課表現(xiàn)形式也多種多樣，根據(jù)條件和經(jīng)費(fèi)，可以選用動(dòng)畫演示、教師講解、虛擬現(xiàn)實(shí)軟件仿真、PPT錄制、師生互動(dòng)、情景劇、真人實(shí)操、學(xué)生分組討論等等，為了增強(qiáng)教學(xué)效果，最好綜合選用多種方式。

微課是為課程服務(wù)的，為了防止微課過(guò)于零散和重復(fù)開發(fā)，我們將計(jì)劃開發(fā)的微課資源按照項(xiàng)目進(jìn)行組織。通過(guò)對(duì)本課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法、重難點(diǎn)、學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀和問(wèn)題進(jìn)行了分析，我們選取了趣味性、真實(shí)感比較強(qiáng)的十個(gè)典型項(xiàng)目，有PLC應(yīng)用、系統(tǒng)構(gòu)成、編程軟件使用、電動(dòng)機(jī)控制、交通燈控制、密碼鎖控制、搶答器、彩燈控制、搶答器控制、多種液體混合控制、電梯控制，形成了與課程標(biāo)準(zhǔn)配套的半結(jié)構(gòu)化、主題式的微課資源體系。

微課也是課，一般控制在十分鐘左右，所以我們要設(shè)計(jì)好教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，做到“小而精”。知識(shí)點(diǎn)不能太大，否則講不清，沒(méi)意義；也不能太小，內(nèi)容要豐滿充實(shí)。圍繞選定的項(xiàng)目，我們每個(gè)項(xiàng)目基本都設(shè)計(jì)了實(shí)訓(xùn)效果的演示、基本指令的講解、硬件電路連接、軟件編程、軟硬件綜合調(diào)試等環(huán)節(jié)。在表現(xiàn)形式上，為了讓學(xué)生更深入的了解PLC技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用，我們的實(shí)訓(xùn)效果演示、硬件電路連接以及軟硬件綜合調(diào)試盡量多的采用企業(yè)真實(shí)場(chǎng)景拍攝；如果拍攝教師實(shí)操，也可以增加師生互動(dòng)、討論、答疑等環(huán)節(jié)，或者根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀加入一定的情節(jié)編成情景劇，更能吸引學(xué)生的眼球；基本指令講解和軟件編程主要采用屏幕錄制的方法，為了增強(qiáng)趣味性和吸引力，我們?cè)趯?shí)訓(xùn)效果演示中也可以大量穿插動(dòng)畫設(shè)計(jì)和虛擬軟件仿真。

在實(shí)際拍攝之前，教師要充分熟悉教學(xué)內(nèi)容，克服面對(duì)鏡頭的緊張心理。至于拍攝設(shè)備和人員，如果經(jīng)費(fèi)許可，建議聘請(qǐng)專業(yè)人員，他們除了有更全面更精良的設(shè)備之外，對(duì)于教師的儀態(tài)動(dòng)作指導(dǎo)、講授和實(shí)操等不同教學(xué)內(nèi)容的拍攝方法、視頻的剪輯和字幕等后期處理都有相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn)，可以大大減少教師的工作量，并開發(fā)出質(zhì)量更高的微課作品。如果是非專業(yè)的拍攝團(tuán)隊(duì)，在拍攝背景的選取、拍攝環(huán)境光影的布置、拍攝設(shè)備的選取和操作技巧、視頻的剪輯、屏幕錄制等方面就要多加注意。至于視頻的剪輯、片頭片尾的制作可以采用會(huì)聲會(huì)影軟件，錄屏可以采用超級(jí)錄屏軟件。

3 網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)的應(yīng)用

互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代呼喚新的學(xué)習(xí)方式，我們充分利用學(xué)院的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和微信公眾平臺(tái)，建設(shè)了豐富的課程資源包，并上傳到平臺(tái)，資源內(nèi)容包括課程標(biāo)準(zhǔn)等常規(guī)資料、教師教案、多媒體課件、實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書和實(shí)訓(xùn)工單、校本教材、課程視頻庫(kù)、課程圖片庫(kù)（元器件庫(kù)）、教學(xué)動(dòng)畫、學(xué)生作品庫(kù)、考核試題庫(kù)、課程整體設(shè)計(jì)、課程單元設(shè)計(jì)、虛擬仿真資源、合作企業(yè)及其產(chǎn)品、學(xué)生在企業(yè)實(shí)習(xí)就業(yè)資料、職業(yè)技能鑒定資料、職業(yè)技能競(jìng)賽資料、技能社團(tuán)資料、相關(guān)工具軟件、職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（崗位標(biāo)準(zhǔn)）以及其他資料。這些課程資源為學(xué)生的線下學(xué)習(xí)提供了更多的選擇和便利，激發(fā)學(xué)生自主自發(fā)的進(jìn)行專業(yè)學(xué)習(xí)。通過(guò)平臺(tái)學(xué)生還可以隨時(shí)與教師交流互動(dòng)，上傳實(shí)訓(xùn)結(jié)果，便于教師積累資料和對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的評(píng)價(jià)。

但很多學(xué)校面臨這樣一個(gè)尷尬的問(wèn)題，就是教師辛辛苦苦開發(fā)的微課等網(wǎng)絡(luò)資源，訪問(wèn)的學(xué)生卻寥寥無(wú)幾，這樣不僅是學(xué)校人力物力財(cái)力資源的浪費(fèi)，也大大打擊了教師的工作積極性。如何解決這一問(wèn)題呢，我們可以從翻轉(zhuǎn)課堂開始。

翻轉(zhuǎn)課堂也是信息化教學(xué)模式的要素之一，是指重新調(diào)配課上課下的學(xué)習(xí)時(shí)間，課上不在是老師的“一言堂”，而是翻轉(zhuǎn)為師生一起研究式學(xué)習(xí)、討論互動(dòng)、個(gè)別指導(dǎo)。其中，課前學(xué)習(xí)階段是課堂能否成功翻轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。教師要提前發(fā)布學(xué)習(xí)內(nèi)容，利用微信群、QQ群等多種渠道發(fā)布鏈接或者二維碼，要求學(xué)生訪問(wèn)微課等網(wǎng)絡(luò)課程資源，通過(guò)手機(jī)或電腦觀看實(shí)訓(xùn)效果演示，對(duì)課上的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容做到心中有數(shù)，并學(xué)習(xí)指令的使用。學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況，課下靈活自主安排學(xué)習(xí)時(shí)間，就節(jié)約了課上教師對(duì)簡(jiǎn)單內(nèi)容的講解時(shí)間，留出了更多的時(shí)間對(duì)學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性的指導(dǎo)。同時(shí)為了更好的督促學(xué)生課前學(xué)習(xí)，在平臺(tái)上要增加對(duì)學(xué)生課前學(xué)習(xí)的考核，并將該成績(jī)作為過(guò)程性考核的重要依據(jù)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生評(píng)價(jià)的信息化。

4 虛擬現(xiàn)實(shí)軟件的動(dòng)態(tài)仿真

環(huán)境信息化也是信息化教學(xué)的基本要素。PLC實(shí)訓(xùn)操作必須有PLC設(shè)備的支持，學(xué)生課下離開實(shí)訓(xùn)室無(wú)法進(jìn)行程序的調(diào)試，這就給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來(lái)很大的不便。我們可以利用計(jì)算機(jī)模擬PLC，進(jìn)行仿真操作。仿真軟件的發(fā)展趨勢(shì)是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)由二維發(fā)展到三維。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)生成具有真實(shí)感的仿真系統(tǒng)，通過(guò)觸覺(jué)、聽覺(jué)、視覺(jué)等多源信息的融合，實(shí)現(xiàn)交互式的三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真，使用戶產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)，主要技術(shù)包括模擬環(huán)境的開發(fā)、感知的融合、自然技能的響應(yīng)和傳感設(shè)備開發(fā)等方面。

宇龍機(jī)電控制仿真軟件是應(yīng)用于機(jī)電控制及相關(guān)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室實(shí)訓(xùn)的教學(xué)仿真軟件，軟件是由一個(gè)開放式的元器件庫(kù)、控制對(duì)象和可視化的機(jī)電控制仿真平臺(tái)構(gòu)成。其中元器件庫(kù)中含有電路、液壓、氣壓中常用到的部件，控制對(duì)象如傳送帶、機(jī)械手、售貨機(jī)等。通過(guò)該軟件自帶的各種功能部件，我們可以在計(jì)算機(jī)上自由搭建所需要的電、液、氣的自動(dòng)控制系統(tǒng)，并進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，很好的彌補(bǔ)了硬件實(shí)訓(xùn)設(shè)備數(shù)量少、種類單一的缺點(diǎn)，也降低了實(shí)訓(xùn)成本。同時(shí)該軟件利用比較簡(jiǎn)單的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，搭建了企業(yè)真實(shí)場(chǎng)景的三維立體逼真圖像和3D控制對(duì)象，包括水塔、混料罐、傳送帶等，在PLC程序控制下，可以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)仿真，浸入感較強(qiáng)。使用該軟件，學(xué)生就可以不受時(shí)間和實(shí)訓(xùn)室條件限制，在校園內(nèi)隨時(shí)登錄仿真軟件服務(wù)器，進(jìn)行實(shí)訓(xùn)操作的仿真，大大延長(zhǎng)了課下學(xué)習(xí)的時(shí)間。

5 典型案例

為了更好的說(shuō)明信息技術(shù)在PLC課程中的應(yīng)用，我們選取電機(jī)正反轉(zhuǎn)作為典型案例說(shuō)明我們?nèi)绾卧谡n程中利用網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)和仿真軟件。該案例比較簡(jiǎn)單，但它是學(xué)生接觸的第一個(gè)完整的項(xiàng)目，如果該項(xiàng)目學(xué)生能夠真正理解和順利完成，對(duì)學(xué)生是一個(gè)很大的激勵(lì)作用。

1）我們將課前的復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)內(nèi)容，發(fā)到學(xué)生的微信平臺(tái)，該內(nèi)容比較簡(jiǎn)短，大多數(shù)學(xué)生的手機(jī)都能夠進(jìn)行瀏覽。預(yù)習(xí)效果可以在平臺(tái)上在線測(cè)試，這樣有利于教學(xué)資料的積累和學(xué)生課程評(píng)價(jià)的信息化。

2）在課上利用仿真軟件，我們演示PLC的電機(jī)控制系統(tǒng)原理，如圖1所示，該電路包括電機(jī)控制主電路和PLC輸入輸出控制電路。我們從元件庫(kù)中選取電源、接觸器、熱繼電器、接線端子排、電機(jī)、PLC、按鈕等設(shè)備，用不同顏色和粗細(xì)的“導(dǎo)線”把相應(yīng)的觸點(diǎn)按照電氣原理圖進(jìn)行連接，之后在PLC中進(jìn)行程序編輯和下載，最后軟硬件綜合調(diào)試。接通電源，PLC指示燈亮，鼠標(biāo)按下正轉(zhuǎn)按鈕，電機(jī)正轉(zhuǎn)，按下電機(jī)反轉(zhuǎn)按鈕，電機(jī)反轉(zhuǎn)。通過(guò)該項(xiàng)目的演示，學(xué)生對(duì)PLC整個(gè)控制系統(tǒng)有了全面直觀的了解，如果進(jìn)一步和繼電器控制方式做對(duì)比，那么PLC控制的優(yōu)越性就一目了然了。而且，對(duì)比以往用發(fā)光二極管模擬繼電器的動(dòng)作，該實(shí)驗(yàn)效果更加真實(shí)，使學(xué)生把PLC、工廠電氣控制設(shè)備、電氣拖動(dòng)、工廠供電幾門課的內(nèi)容都可以融會(huì)貫通。

3）通過(guò)學(xué)生課前的自學(xué)和仿真軟件的演示，學(xué)生對(duì)本節(jié)課的實(shí)訓(xùn)效果和用到的指令和實(shí)訓(xùn)操作步驟有了基本的了解。我們之后可以在大屏幕上重復(fù)播放之前開發(fā)的微課視頻，同時(shí)學(xué)生就可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行項(xiàng)目準(zhǔn)備或者實(shí)訓(xùn)操作。此時(shí)教師就可以在教室巡視，給學(xué)生答疑解惑，或者檢查硬件接線情況，或者指導(dǎo)學(xué)生編程。通過(guò)信息技術(shù)的應(yīng)用，把老師從重復(fù)性的授課中解放出來(lái)，教師可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行更加有針對(duì)性的指導(dǎo)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題—分析問(wèn)題—解決問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)課堂的翻轉(zhuǎn)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新型，使學(xué)生體驗(yàn)到學(xué)習(xí)的成就感。

6 結(jié)語(yǔ)重復(fù)

信息技術(shù)正在構(gòu)造一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和智能化有機(jī)結(jié)合的教育環(huán)境，作為教師，我們應(yīng)該不斷學(xué)習(xí)，提高駕馭信息技術(shù)的能力，將信息技術(shù)與課程改革結(jié)合起來(lái)，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式和方法，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力的要求。

【參考文獻(xiàn)】

[1]謝錫鋒.微課在PLC技術(shù)應(yīng)用課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].廣西教育，2016（5）.

[2]焦寶聰.微課設(shè)計(jì)制作中的問(wèn)題與解決建議[J].中國(guó)教育信息化，2015（1）.

[3]夏玉紅.基于電氣控制與PLC課堂的翻轉(zhuǎn)課堂研究[J].電子制作，2014（19）.

[4]周天沛，代洪.虛擬PLC仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的研究[J].工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置，2016（2）.

[5]陳堯.對(duì)信息化教學(xué)的探索[J].考試周刊，2016（29）.

[責(zé)任編輯：田吉捷]