小車往復運動 PLC 控制信息化教學設計

小車往復運動PLC控制信息化教學設計〔〕:

摘要：信息化技術為教學提供了豐富的教學資源支持，目前在高職教育領域中得到大力地推廣。文章以小車往復運動PLC控制為例，描繪了信息化教學設計的過程。在教學中，微課、課程網絡學習平臺和仿真軟件等信息化教學手段的使用，不僅進步了教學的效率，學生的學習積極性也得到了很好的激發(fā)。

關鍵詞：信息化；教學設計；PLC；網絡學習平臺

本文引用格式：吳凡.小車往復運動PLC控制信息化教學設計[J].教育現代化,2022,6(18):130-132.

一引言

信息化技術的迅猛開展不僅改變了人們的生活方式，也改變了學生的學習方式，進而影響著教師的教學方式?！?】隨著校園網絡建立和多媒體教學設備地不斷完善，引領信息技術手段走進課堂，積極探究課程教學改革的新思路、新方法，成為當前教學改革的必然趨勢。

PLC作為現代工業(yè)自動化三大支柱之一，是一種應用于工業(yè)領域的微型計算機，具有可靠性高、抗干擾性強、安裝維護方便等優(yōu)點，早已被廣泛應用于各種領域，許多高校都選擇開設該門課程。【2】PLC課程的特點是理論性很強，學生需要通過不斷反復地訓練，能根據不同的控制要求編寫相關程序并進展調試，才能真正地掌握PLC技術。在PLC的傳統(tǒng)教學中，學生需要在教室、實驗室等教學場所，方能學習到PLC知識點。這種傳統(tǒng)的以知識傳授為主的教學形式已逐漸與學生脫軌，在PLC教學中采用信息化教學手段，向以學為主的課堂理論轉向，學生可隨時隨地進入課程網絡平臺，免費享受全新的課程體驗，【3】成為PLC課程教學改革的重點。本文討論的是PLC控制小車往復運動信息化教學設計的過程。

二教學過程

本課程?PLC技術應用?主要采用工程式教學，通過合理改革教材，將傳統(tǒng)的以知識點為主線的編排方式改革為以不同工程為主線的編排方式，將各知識點融于各工程中，合理采用信息化教學手段，精心設計教學。【4】

課程授課對象均為二年級的高職學生，在前導課程?電機與電氣控制技術?的學習中，已具備根本的電氣控制系統(tǒng)操作根底，而通過本門課程的前期學習中，已學習過采用梯形圖程序設計法來解決工程實際問題。高職學生普遍存在的特點是：理論根底相對薄弱、程序設計才能和系統(tǒng)調試才能較差，但是對理論動手、使用智能終端和信息化學習比擬感興趣。

本工程的目的是采用順序控制設計法來解決工程實際問題。針對學生學情，根據PLC工程師崗位技能要求和課程標準，制定本工程教學目的，確定教學重點為：單序列順序功能圖程序的編寫與調試、系統(tǒng)設計、安裝和調試。教學難點為：程序的正確編寫、軟硬件結合調試。

在教學策略上，堅持以學生為中心，以任務驅動為主線，以仿真軟件為依托進展工程化教學。過程中貫穿小組協(xié)作，自主探究，從而實現"做中學，學中做";。靈敏運用仿真軟件、編程軟件、微課、動畫演示等教學手段，全方位進展信息化教學，寓教于樂，打破重點難點，提升學生的學習興趣。借助課程網絡平臺，跨越時間和空間的限制，實現課程的教學、學習、評價和交流功能，進步教學效果。

〔一〕課前準備

根據所要教授的知識，教師需要首先明確任務目的，在?PLC技術應用?課程網絡學習平臺上發(fā)布任務單，并有針對性地提供與所學知識相關的視頻、微課等，讓學生復習繼電器控制小車往復運動的工作原理，預習工程新的知識點PLC順序控制設計法的應用過程。學生可以在智能、電腦等多種環(huán)境下登錄，查閱任務單，明確需要完成的任務，索引相關的資料，完成課前知識點的在線測試。學生在考慮后也可在課程網絡學習平臺上闡發(fā)個人體會和考慮結果等。

教師在課程網絡學習平臺上查看學生課前知識點的測試情況，閱讀學生的留言，理解學生知識的薄弱點，教師進展針對性備課。

〔二〕課堂過程

根據學生的認知規(guī)律，將課堂中的過程分為問題反響、任務分析、新知喂養(yǎng)、虛擬實訓、虛實一體和課堂考核。

1.問題反響

從學生課前在線測試結果分析發(fā)現，學生對PLC特殊輔助繼電器、置位復位指令的理解等內容還有所欠缺，教師對該局部內容進展針對性講解。

2.任務分析

在任務分析階段，首先觀看往復運動的視頻，理解可以利用PLC作為控制器實現往復運動的使用場合。接著請學生們帶著"一個工作周期包含多少個工作狀態(tài)";等問題觀看小車自動往復運動的工作視頻。通過觀看小車的運動動畫視頻，可以直觀觀察到小車控制系統(tǒng)的組成、"一個工作流程由7個工作狀態(tài)組成";等信息。

3.新知喂養(yǎng)

在新知喂養(yǎng)階段，借助多媒體課件進展PLC順序控制設計法知識點的講解。在重點內容"單序列順序功能圖程序的編寫";中，以流水燈控制為例講解了順序功能圖程序的設計過程，并對其中涉及的知識點進展比照講解，加深學生的理解和掌握。在重難點內容"順序功能圖在PLC編程軟件中編輯及調試";的教學過程中，主要借助PLC編程軟件。教師詳細演示PLC編程軟件編輯流水燈程序的過程，以及利用軟件在線監(jiān)視功能，模擬調試出正確程序的過程。在此之間，學生跟隨教師進展操作。

4.虛擬實訓

為了活潑課堂氣氛，開展了虛擬仿真軟件操作比賽，通過比賽，學生的學習積極性得到很好的激發(fā)。如圖1所示，在虛擬仿真軟件的操作中，首先根據小車往復運動控制要求，選擇正確適宜的元器件，放入到仿真工作區(qū)，接著用導線連接各種電路元器件，在軟件中編制PLC程序并導入虛擬PLC中，最后，系統(tǒng)將搭建好的電路以及編輯好的PLC程序進展軟硬件聯調。仔細觀察小車運行狀態(tài)，是否滿足控制要求。假設存在錯誤，學生可通過萬用表等工具，根據排故流程，不斷縮小故障范圍，確定是硬件問題還是軟件問題，最終實現故障的解決。

該仿真軟件的操作流程是一個完好的PLC控制系統(tǒng)設計、安裝與調試過程。學生在仿真中身臨其境，不僅加深了小車控制原理的理解，還降低了后期理論動手硬件制作的損耗。

5.虛實一體

在實訓室環(huán)節(jié)中進展的實操環(huán)節(jié)采用的強電控制，因此在之前仿真軟件中進展了虛擬操作，有了之前的根底，學生進入實物接線與軟硬件調試，同時考慮有學生的差異性，安排了多種任務要求。學生選擇不同的任務，從而滿足不同的學習需要。

6.考核總結

學生調試完畢后進展演示，教師根據學生課堂表現出的職業(yè)素養(yǎng)和最終的理論操作演示，給予技能操作局部的評分。邀請學生中表現比擬典型的小組分享心得體會、任務成果、經歷教訓，教師針對本工程的知識點及常見問題進展歸納總結。

7.課堂拓展

最后進展課堂內容的拓展，如在小車往復運動中要求進展自動手動方式的選擇等，以進步學生采用順序控制設計法進展程序設計的才能。學有余力的同學可以課后在仿真軟件上進展模擬操作，教師對完成的同學在理論工程考核上給予加分。

〔三〕課后延續(xù)

課后的學習是對課堂知識的橫向延續(xù)，是對知識的進一步的運用。該局部主要以作業(yè)的形式來完成。學生需繼續(xù)完善任務單內容并上交，進展任務單局部考核。同時還需登錄?PLC技術應用?課程網絡學習平臺，完成小車往復運動控制的理論知識點的測試。

(四〕考核評價

小車往復運動控制工程的最終考核由課前知識點考核、課堂技能考核、課后理論知識點考核組成。最終形成課前、課中、課后多元化、信息化客觀的學習評價。該考核方式更符合現代教育的理念，真正實現了學習資源數字化、學習工具智能化、學習評價多元化。

(五)教學效果

通過采用信息化的教學設計，學生自主學習才能顯著進步，學習興趣得到了很好的激發(fā)。在課堂上能積極主動考慮答復以下問題，考慮各種設計方案，課后參與拓展進步工程、主動查閱專業(yè)資料的人數也越來越多。

三結語

在整個教學的設計中，信息化運用是關鍵。信息化教學使得教學不在停留在課堂實驗室中，學生可在網絡環(huán)境下隨時隨地登錄課程學習平臺，學習課程知識，與同學教師交流互動；【5】在虛擬仿真軟件中，反復進展操作練習，滿足了學生課后的學習需求條件。【6】這種打破傳統(tǒng)的教學形式，激發(fā)學生自主學習興趣和才能，適應社會開展的需求。

參考文獻

【1】夏玉紅.基于電氣控制與PLC課程的信息化有效性教學設計討論[J].無線互聯科技,2022(21):92-94.

【2】周桔蓉,孫旭日.淺談全方位信息化教學手段的應用PLC控制電動機星形三角形實訓教學[J].科技資訊,2022,13(27):169+171.

【3】康淑敏.信息化背景下的教學方式變革研究[J].教育研究,2022,36(06):96-102.

【4】高慧.信息化背