利用信息化推动中职PLC原理及应用教学探索

【摘 要】在机电设备安装与维修专业中，PLC原理及应用是一门理论性和实践性都较强的主干专业课。为促进学生的信息技术素养及学习能力的提高，使学生在信息社会里更具竞争力，在教学中应用信息技术尤为重要。本文就信息化对PLC 原理及应用教学的推动作用进行了研究和探索。

【关键词】信息化 PLC 原理及应用 教学 推动作用

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2014）09B-0113-03

近年来，教育部把信息化程度作为学校内涵建设的重要指标，大力推动职业教育信息化的发展，取得显著成效。为适应国家信息化与工业化融合发展要求，对职业院校提出“大规模培养掌握信息技术的高素质技能型人才”的要求，对在校学生信息素养、岗位信息技术能力和就业、创业技能的培养，成为各职业院校的紧迫任务。如何使信息技术与课程深度融合，转变学习方式和教学模式，使学生具备更好的信息技术素养及能力，发展兴趣特长，提高学习的质量，在学习、工作以及以后的生活中更有竞争力是广大职教工作者值得研究的课题。

可编程序控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是一种以微处理器为基础，集自动化技术、计算机技术和通信技术等为一体的新型工业自动控制装置。具有高性能和高可靠性的优点。随着自动控制技术的快速发展，我国工业生产也正由半自动化向自动化快速发展，但能够综合掌握电气智能控制技术的人才却十分短缺。PLC原理及应用正是针对市场需求而开设的，它是机电设备与维修专业一门理论性和实践性都较强的主干专业课。职业学校学生入学时文化基础比较差，缺乏信心和勇气。如何让这些充满失败感的学生，通过三年的中职教育，成为企业、单位欢迎的从业人员，是我们职业教育的根本意义所在。但在实际教学中，PLC课程教学在许多方面仍存在诸如理论知识陈旧、抽象、案例不生动，综合性、典型性、实用性都不够强等诸多问题，学生有畏难情绪，学习效率低下，独立思考能力、动手能力、创造力均得不到很好的培养。因此，笔者对如何将信息化融合到PLC原理及应用的课程教学中，合理利用现代信息技术创设学习情境、仿真教学、丰富学习资源、拓宽师生互动途径、多元化评价等五个方面进行研究，探索信息技术对教学的推动作用。

一、利用信息化创设学习情境，激发学习兴趣

“教育必须从使学生产生学习愿望着手，这是进行教育不可逾越的第一步。”这是美国教育学家罗恩・哈伯特说过的一句话。要想从一开始就能激发学生的学习愿望，上好第一堂课是关键。PLC原理及应用逻辑性很强，有许多的技术名词和元件符号，如，梯形图（LD）、功能模块图（FBD）、定时器、计数器、接触器、自锁等，这些图形和名词远离学生实际生活，如果没有生动的视听冲击，学习起来非常困难，因此，需要在课程开始利用学生的新鲜感和求知欲，强化学习决心。利用丰富的信息技术和信息资源创设“学习情境”，设置疑问，将课堂教学与真实事件相联系，通过多媒体手段来提高问题的感染力和冲击力，将学习者引入一种与问题有关的情境中，从而激发学生的学习兴趣。如，在学习 “传感器”的知识时，先呈现一组视频 （位于南宁市中心某先进的立体车库、央视科教频道“我爱发明”中自动分鱼系统的视频资料） ，然后让学生根据画面内容自由讨论。如提出这样的问题：这么高的立体车库，为什么车子会自动入库？这么多大大小小的海鱼，自动分鱼机的发明者是怎样研发出了一个人战胜二十个熟练工人的自动化分鱼机器？这种分鱼器的原理是什么呢？它的设计相思是从哪里来呢？然后一一地向学生简要讲解大致的原理，告诉学生，这些自动化程度高的设备都是利用了PLC技术。以唤睡学生的主体意识，刺激学生的求知欲望，使学生的被动学习转变为主动学习。让学生借助熟识和喜爱的网络，查找PLC在工业、农业、交通运输及日常生活中的各种应用实例和真实的图片资料，如，交通信号灯、电梯，还有汽车生产流水线、学校的机加工中心、知识竞赛抢答器、机械手等，这些与大家日常生产、生活息息相关的应用实例。通过网络，学生们获取了第一手资料，切身感受到PLC的强大功能与广泛应用，从而产生了极大的学习兴趣和欲望。“PLC的个头这么小，为什么它那么厉害？”好奇心打开了求知的大门，引导学生进行下一步的探索。

二、利用信息化提供高质量教学资源，引导学生研究性学习

据调查，我国学生上网主要是玩游戏、娱乐、聊天，而美国学生用网络主要是获取信息以及做创造性工作，对比之下，情况令人担忧。引导学生学会正确处理学习和游戏、聊天之间的关系不能只停留在口头上，而是要适应网络社会的特点，提供高质量课程资源来吸引学生，让学生利用网络接受教育、自主学习。企业技术在不断更新，环境、岗位都会发生变化，学生迟早会面临转岗问题。从培养可持续人才的角度来讲，不能把学生简单地培养成生产线的操作者，“白天像机器人，晚上像木头人”。他们在校时间有限，我们要借助现代信息技术，扬其长，避其短，引导其学会研究性学习，从而在今后变化的社会上找到适合自己的位置。再者，PLC教材种类繁多，但大同小异，内容陈旧。如交通灯、小车自动往返……虽然这些实验学生容易完成，但由于此种方式与真实项目差距大，遇到实际情况后，学生往往会感到无从下手。而以网络和计算机为载体的信息技术可以使教师最大程度地向学生提供丰富先进的课程资源。利用这些丰富的教学资源，在课堂教学时，让学生可以时而由平面到空间，时而由空间到平面，突破书本知识陈旧的框架，体现前沿热点，优化生成新的丰富多彩的教学资源环境，让学生开阔思维，提高兴趣。利用建设好的标准化数字化校园网资源，开发空间教学平台，如课程标准、教案、课件、教学录像、试题库、动画仿真库、案例库、虚拟实验室等。利用多媒体教室、数字化实验室、远程协作教室等信息化环境，把产业文化和优秀企业文化引进校园，让学生感受现代企业文化及其产业发展形势。学生可利用网络查阅往届试卷和答案、收集信息，做习题，上交作业，在网上实验室做实验，下载课件和相关教学软件、进入国家优秀课程以及国际名校精品课程的网址链接。本校机电系正在和南宁市高新技术产业开发区内的劲频机电有限公司、鼎光电子有限公司等多家企业合作，借助网络平台，密切校企信息融合。按照建设方案，未来企业的一些工程介绍、技改方案、技术手册，只要适合教学应用的，均可供师生通过网络平台共享。

三、利用信息化开展仿真教学，提高学习效率

心理学研究表明，伴有生动情境的学习活动，可以调动学习者积极的情绪。利用信息技术开发的仿真教学，可以集感知理解、巩固运用于一体，在较短时间内使学生能够从多层次、多角度获取知识。例如在十字路通信号灯控制项目中，教师首先通过信息化平台播放相关视频资料创设情境，学生分组在信息化平台查找相关资料。学生抽象思维弱，刚开始时，极难理解PLC工作过程和原理，利用仿真，可以将工作过程生动地表现出来：接通电源后，卡通动物1开始检查CPU、存储器等是否正常，OK！ ->进入卡通动物2，开始检查程序编写是否正确……这些程序启动完毕后，将结果输送到输出寄存器。PLC的工作过程和原理，都由生动形象的卡通动物来模拟，直观简单，从而使学生更有兴趣和信心去学习PLC课程。

学生还可以用电脑做自测题检验所学情况，如有的测试题设计成老虎拔牙闯关游戏来进行测验，这充分地调动了学生学习积极性，学习效果显著提高。信息化教学改革以来，学校电类专业学生的获证率显著提高，2011年维修电工中级获证率为85%，2012年中级工获证率为 90%，2013年中级工获证率为97%。在2011，2012，2013年广西中职学校机电一体化技能竞赛中，均获得优良成绩。

四、利用信息化拓宽师生互动途径，优化教学组织

要取得良好的教育效果，需要有良好的师生互动途径和教学组织。现阶段的中职教育，师生的交流性处于低发展状态。课前，师生接触少，对学生情况不了解；课中，当学生面对疑难时，老师难以兼顾全面；课后，教师下班辅导时，很少有学生提问，教学组织效果受到极大的限制。信息技术为师生、生生互动提供了广阔的途径和平台。在新学期开始时，教师可把本学期的教学课件和学生用书上传至校园网，要求学生将其打印作为课堂笔记，要求学生每次课都及时完成其中的笔记和作业，及时对教学情况进行评价，以便教师及时了解情况，并有针对性地调整教学内容和手段。教师还可以在课前通过班级微信、QQ群等提供新课的相关知识、最新市场动态等，方便学生预习。在这期间，学生可以自由表达自己的想法。例如，在准备讲到传感器的应用时，教师可通过班级微信向学生在市中心刚落成的大型立体车库用到的各种传感器。学生对它们的价格、安装位置方面提问，并希望能实地参观，这样，在课前教师就对学生有了更充分的了解，因此，教学设计更有针对性。

建构主义认为，学习者学习和发展的动力来源于学习者与环境的相互作用，在课堂上教师利用现代信息技术，许多动作程序都可在模拟环境中演练，大大节省了授课时间，使师生有更多时间互动。如，在“交通信号灯控制”设计梯形图过程中， 不少学生觉得对解决黄灯闪烁这一问题很困难，有的学生采用特殊辅助继电器来实现，有的学生采用计数器与定时器配合来实现。教师通过教师机观看学生学习情况，及时发现问题。当学生向老师请教一个问题时，教师可以不直接回答他这个问题，而是从网上下载一份文档让他阅读，然后再回答。学生也可以通过网络讨论。最后让学生上传学习成果，教师展示优秀成果供全体学生借鉴学习。课后，教师也可组织学生进行自主性学习活动，例如，可将作业和预习内容到网上，学生对不懂的问题，除了向教师请教还可以通过网上QQ群，与有相同爱好的人员交流，与遇到相同困难的同学互相鼓励，向专家、学者咨询，还可以随时在教室或者寝室进入虚拟仿真实训平台进行操作。笔者认为，随着学生不断接触到丰富的网络资源，他们的认知范围将大大拓宽，并学会通过多种途径寻找答案，自我解决难题，从而实现原本难以实现的教学目标。值得注意的是，提供相关网站信息并明确要求学生阅读相关内容的行为还没有引起广大教师足够的重视，我们不仅要把网络看作为提供信息的源泉，而且要把它看作为“教学组织”的工具，使大量教育、教学实践功能网络化。教师不仅要对课堂上的教学内容进行合理设计，还更需要利用网络多种交流工具，对学习者的协作学习过程进行规划设计，引导学习者在自主学习基础上，通过讨论、协商等，进一步深化对所学课题意义的建构，使教学组织在时间和空间上都得到优化。

五、利用信息化支持多元化评价机制

PLC原理及应用这门课程理论和实践结合非常紧密，应采用多元化的评价机制对学习者的自主学习能力、创新能力及实践能力实行全程监控和考核。例如在交通信号灯程序编写过程中，教师可根据网络监控学生查找相关资料、小组讨论、程序编写进程等，全面掌握学生的表现。当学生完成程序编写后，教师随机抽查，让学生通过网络广播说明编写思路和遇到的问题，（下转第116页）（上接第114页）再让学生互相批改，最后教师对典型性的问题进行全班点评。这种评价方式一方面由于每个学生的学习情况都在教师的终端显示出来，而且每人都有可能被抽查，学生的注意力高度集中起来；另一方面学生的编程能力和协作能力都得到提高。由于全班同学现场参与评价，作业展现在众人面前，使得学生不敢轻易抄袭愉懒。改变了传统的方式，不仅及时解决学生遇到的问题，而且还减轻了教师批改作业的压力。通过现场的点评批改，学生可以在第一时间知道自己存在的问题，发现各种不同的编程方法，由此碰撞出思想的火花，体会到了探究合作学习的乐趣。教师要营造轻松愉快的学习氛围，发现有创新点及时给予肯定，并通过网络向全体同学展示，让学生尝试到成功的快乐，真正实现职业教育的培养目标。

笔者认为，如何利用学生爱玩游戏的特点，将网络游戏中提取出来的幻想、挑战、竞争等“游戏精神”融人到信息化多元化评价设计中，根据学习者的年龄和心理特征，制订兼具知识性和游戏性的评价指标，应成为我们进行多元化评价研究的新课题。目前学校的机电系正在进行这方面的积极尝试：在校园网上注册后选择相关课程，可进行游戏闯关测试，或做自测题，学生的访问次数，测验成绩都会被记录下来，作为期评成绩的组成部分。除此之处，为了更好地实现与“企业零距离”对接目的，引入企业评价，在校园网上可访问到合作企业网站，将企业的操作规范和6S管理融入进来，形成自评、互评、师评、企业评价“四位一体”的过程评价机制，体现公平、合理、鼓励创新的原则。

在PLC原理及应用的课程教学中应用信息化，创新了职业教学的教学模式、丰富了教学资源、优化了教学组织、拓宽师生互动途径、使教学评价更具有科学性，学生的信息素养和自主学习能力、创新能力及实践能力能都得到了明显提高。近几年对企业的回访显示，学校的机电设备安装与维修专业毕业生动手能力、学习能力都有了长足的进步，企业对毕业生各方面满意度大幅提高，给后继的毕业生就业提供了更多的机会。如今，我国的社会经济情况在不断在变化，如何培养掌握信息技术的高素质技能型人才，是一项需要经过长期实践探索才能不断完善的重要课题。

【参考文献】

[1]刘卓瑛，李云鹤.高职外贸函电教学中信息技术的应用[J].职教论坛，2013（5）

[2]宋玉璞.浅论信息化对职业教学的推动作用[J].职教论坛，2012（5）

[3]黄杰.对信息化教学设计的几点思考[J].教育信息技术，2007（6）

【资金项目】2013年度广西中等职业教育教学改革立项项目（23）

（责编 卢建龙）