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                信息化条件下中职PLC项目教学法的应用研究

                作者:www.bitpakkit.com 更新时间:2019/2/5 17:42:09

                PLC全称为可编程控制器,是一种专为了在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统,用于执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数等操作,以控制各类型机械设备或生产过程。随着现代社会对自动化控制的要求越来越高,应用领域越来越广,PLC作为专用计算机已成为自动化控制的首选之器,而从日常生活中的交通信号灯的控制,到一般工业生产流程控制,再到“黑灯工厂”的发展,自动化领域对PLC使用者的应用水平要求在不断提高。相比之下,目前中职学生的PLC应用水平与企业相关岗位要求间存在明显的差距。

                 

                 

                一、项目教学法在中职PLC课堂教学中的应用现状

                 

                 

                在中职电气类专业课程中,PLC作为专业核心课程受到了越来越多的重视,但由于PLC学科知识理论较为抽象和枯燥,多为控制指令的识读与编写,加上指令符号较多且编号无明显记忆标识,学生难以理解指令动作的含义,如果遇上控制要求复杂,程序行数较多的程序,学生难以准确理解程序控制逻辑,容易产生厌学情绪。

                 

                 

                目前,PLC课程教学以采用项目教学法较为普遍。项目教学法,是指学生在教师的引导下,通过小组合作学习,为完成整个项目而开展的教学活动的方法。在项目的实践过程中,学生不仅学习到了课程相关的知识和技能,还培养了他们发现问题、分析问题和解决问题的思维和方法,体验成功的艰辛与乐趣。结合PLC学科特点和操作指令功能特点,学生通过完成教师设定的项目,在做中学,达到学习理论知识和掌握技能的目标。但是具体实施情况往往是,学生只满足于做,对学的要求不高、标准不严,并且在做的过程中对操作要求一知半解,部分学生接完线看到控制效果就“蒙混过关”,养成不良操作习惯并存在安全隐患。

                 

                 

                二、信息化条件下PLC项目教学的理论依据与内涵

                 

                 

                (一)信息化条件下PLC项目教学的理论依据

                 

                 

                建构主义认为,学习是一个积极主动的建构过程,它强调学习的积极主动性、目标指引性、任务真实性、不断反思性和互动合作性。学生是学习过程的主体,通过不断的积极实践,建构自己的新的知识和经验,而不是被动地接受知识。因此要帮助学生投身到与他们将来需要有关的,各种有一定难度的真实任务或解决难题的社会活动中去。为了帮助学生在主动学习的过程中解决问题和遇到的困难,可运用多种信息化技术作为辅助工具,让学生主动选择所需要的信息化技术完成知识的学习和技能的掌握。

                 

                 

                (二)信息化条件下PLC项目教学的内涵

                 

                 

                根据教学现状,在信息化条件下运用项目教学法对课堂教学进行改革。信息化是以现代通信、网络、数据库技术为基础,对所研究对象各要素汇总至数据库,供特定人群生活、工作、学习、辅助决策等和人类息息相关的各种行为相结合的一种技术。使用该技术后,可以极大地提高各种行为的效率,为推动人类社会进步提供极大的技术支持。

                 

                 

                信息化教学就是在信息化环境中,教育者与学习者借助现代教育媒体、教育信息资源和教育技术方法进行的双边教学活动。通过运用多种信息化技术引起学生学习积极性,及时解决学生在完成项目过程中产生的疑问,增加学生分享学习成果的乐趣,解决教学现状中存在的难题,提高了学生学习效率,减轻了教师课堂教学的压力。

                 

                 

                三、信息化条件下PLC项目教学的特点

                 

                 

                信息化条件下PLC项目教学具有以下几个特点。

                 

                 

                (一)项目教学法为载体,信息化技术为辅助

                 

                 

                在PLC教学过程中坚持以项目教学法为载体,将教学内容重构,以项目的形式呈现给学生,充分利用项目教学法的优点,针对项目教学法实施过程中存在的“重做弱学”等问题以信息化技术作辅助解决。

                 

                 

                (二)立足学生学习兴趣,将学习内容多样化

                 

                 

                针对学生喜欢使用手机学习的特点,将学习内容以微课、动画、游戏、问卷等形式呈现给学生,让学生利用网络在课前、课中、课后完成相应的学习内容,提高学生的学习积极性。

                 

                 

                (三)提高课堂教学效率,培养良好学习习惯

                 

                 

                通过课前用手机观看微课、完成学习任务书的方式延伸课堂,改变传统的教学模式,减少了新课导入的时间,让学生带着问题进课堂,将重点难点问题留在课堂上集中解决,提高课堂教学效率,创设条件让学生“好学、乐学”,培养良好的学习习惯。

                 

                 

                四、信息化条件下PLC项目教学的应用

                 

                 

                下面以PLC教材中项目6分段传送带运输机的PLC控制为例,说明具体的实施过程。

                 

                 

                (一)教学准备

                 

                 

                1整合教材内容,任务驱动学习

                 

                 

                该项目的主要内容是定时器的运用,是PLC技术应用的重点内容。教材中的控制对象是分段传送带运输机,离学生日常生活脱节,增加了理解的难度,导致学生学习动机不足,学习兴趣不高。因此,对教材内容进行整合处理,结合典型的工作任务确定学习任务,选择学生熟悉且感兴趣的流水灯,以工作任务的形式呈现学习内容,结合生产过程特点和职业素养的培养要求,让学生合作完成程序设计及接线调试等全工作过程。

                 

                 

                2创建教学资源,引起学习兴趣

                 

                 

                信息化条件下的项目教学需要为学生提供一个全学习流程的信息化环境,配备稳定的信息化软件、设备,让学生能够在信息化环境中顺利、方便地获取学习内容。

                 

                 

                (1)选用手机学习软件。学生统一安装手机学习软件,教师创建班级并让学生加入,学生在平台上可浏览教师存放的微课、动画、课件、学习任务书等学习资源,并且可以存放上课时的文档、图片、视频等作为作业上交,供学生课后复习,同时教师可批阅检查学生的学习情况。

                 

                 

                (2)创设微课资源库。教师根据PLC项目内容要求制作微课,并创设微课资源库。在本项目中,根据具体内容可制作成三个微课,分别是单相流水灯的PLC控制微课、PLC程序输入的微课和PLC外部接线与调试的微课。其中,单相流水灯的PLC控制微课供学生在课前观看,了解项目主要学习内容供工作任务,并引起学生学习兴趣;PLC程序输入的微课和PLC外部接线与调试的微课则是在课堂的任务实施过程中,学生遇到相应问题时提供给学生解决的两个辅助型微课,让学生在程序输入和外部接线与调试过程中培养团队学习、团队研究、团队解决问题的学习习惯,进一步提高课堂学习效率。

                 

                 

                (二)教学过程

                 

                 

                1明确任务

                 

                 

                创设情境:播放某热门节目视频片段,引导学生观察炫酷的流水灯效果,引出岗位要求:你能胜任灯光设计师的工作吗?提出任务要求:请设计一个控制程序,依次点亮4个LED灯,并形成流水灯的效果,要求按下SB1,4个灯以3秒为间隔依次点亮,按下SB2,程序停止。请列出I/O分配表,画出外部接线图,并使用“天塔之光”?橥瓿捎布酉吆偷魇。

                 

                 

                第一阶段的主要目的是通过多媒体展示动画,创设情境,让学生理解项目学习的知识与生活紧密相关,引发学生对本项目内容的好奇,激发兴趣,同时,任务的设置需要与工作任务相结合,突出项目特点,让学生融入真实的工作情境中,引导学生积极参与到下一步的学习中。

                 

                 

                使用到的信息化技术:多媒体课件、动画。

                 

                 

                2分析任务

                 

                 

                (1)引出定时器:控制一个灯隔一段时间的亮和灭,要用到PLC中的软元件定时器;(2)设置抢答:根据任务书的要求,请问你认为程序中要有多少个输入和输出?一共有多少次计时?要用多少个时间继电器?(3)得出控制实质:引导学生说出单向流水灯的原理:控制单个灯先亮后灭,相邻的灯同时动作,亮灯方向相同;(4)控制程序片段设计与讲解:逐条分解任务程序,引导学生思考控制1个灯亮灭程序设计,控制2个灯流水效果控制,以及循环控制的方法,组织学生上台完成程序设计并讲解原理;(5)角色扮演明确各小成员任务,每小组由组长负责,程序员操作软件,设计师画图并设计程序,画出PLC外部接线图,接线员完成外部接线;(6)明确实施步骤I/O分配表—外部接线图&mdash;设计程序—输入程序——完成接线—检查调试;(7)工具检查检查电脑是否正常运行,实训台设备通电情况等。

                 

                 

                在这一阶段中,主要是通过问题引导学生小组合作分析任务,找出关键知识点。在程序设计方面,中职学生普遍对编程有畏难情绪,在多媒体课件使用上可在程序设计的环节中采用逐条分解任务程序,让学生从较易逐步过渡到较难的知识点。

                 

                 

                使用到的信息化技术:多媒体课件、动画。

                 

                 

                3实施任务

                 

                 

                (1)列出I/O分配表:引导学生以小组为单位,讨论列出I/O分配表,巡查列表情况;(2)画出PLC外部接线图:引导学生以实训台的“天塔之光?”的L6~L9为控制对象,作出外部接线图,强调LED的正反向连接;(3)设计控制程序:小组共同探讨,设计师设计控制程序,教师及时点评指正,引导学生质疑、提问;(4)输入控制程序:引导学生将设计的程序输入到软件中,提醒软件操作步骤,达到正常监视效果,教师鼓励组间相互交流,相互帮助,加深软件操作步骤理解;(5)接线与调试回路巡视学生操作过程,观察最终控制效果,及时指出不足之处,注意安全检查。

                 

                 

                在这一阶段中学生可以利用微课和网络实训平台帮助学生解决实训过程中存在的问题,让学生上传实训成果,组内检查、组间互查应,并强调小组按计划合作完成任务,提醒学生在规范操作基础下,提升作图、设计程序、安装与调试回路等技能,培养核心职业素养。

                 

                 

                使用到的信息化技术:多媒体课件、微课、网络平台。

                 

                 

                4检查展示

                 

                 

                (1)组间检查:引导各小组派代表到其他小组检查完成情况,相互提问、相互学习,指出不足之处,把检查成果反馈到自己组内,对比差异,发现问题、共同进

                 

                 

                步。(2)成果展示:组织学生代表,讲解工作过程,教师及时点评指正,引导学生质疑、提问。

                 

                 

                在这一阶段中学生需要与其他小组完成情况对比检查,促进学生自我调整、自我提高。学生通过拍照、视频分享自己的学习成果,在网络平台上积累的成果供课后学习,也可给教师作业提供方便。

                 

                 

                使用到的信息化技术:多媒体课件、微课、网络平台、拍照、拍视频

                 

                 

                5评价总结

                 

                 

                (1)课堂总结:根据学生学习和工作情况进行总结,师生共同归纳所学知识;(2)学习评价:组织学生完成评价表,学生从自评、互评、师评三维度进行评价;(3)选出优秀小组:根据巡视和调试的情况,进行总结点评。选出优秀小组,表扬和纠错。

                 

                 

                这一阶段主要目的是回顾和总结项目学习内容,树立优秀典型,增强学生自信心,教师也可以实时地、针对性地掌握学生的学习情况。

                 

                 

                使用到的信息化技术:多媒体课件、网络平台。

                 

                 

                五、结语

                 

                 

                在项目教学法的基础上结合信息化技术的运用,能够较大程度地利用项目教学法本身的优点,让学生在“中学”,调动学生的学习积极性,帮助学生掌握技能,同时,运用多种信息化教学手段,让学生利用网络自学,方便学生课堂上获取资源解决难题,让学生“做前学、学中做”,对调整中职学生过于重技能而轻知识的定向思维有明显成效,也是进一步提高理实一体化课堂教学的有效尝试。

                 

                 

                [本文是广州市教育科学规划(Guangzhoueducationscientificresearchproject)2017年度课题“信息化条件下中职项目教学法的应用研究——以机电专业教学为例(1201731204)”的研究成果。]

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