巧用微课，让PLC教学更高效

钱三波

摘要：随着工业设备自动化程度的提高，PLC应用与编程人才短缺已成为制约我国自动控制领域发展的瓶颈，然而PLC课程所涉知识面广，对中职学生而言，学习存在一定的困难。而微课是以视频为载体，记录教师围绕某个知识点开展的简短完整的教学活动，其视频形式能够突破时空限制。巧妙运用微课，让学生的学习在课前、课中、课后都能发生，实现以学生为主体、个性化学习的教学方式，能让PLC教学更高效。

关键词：PLC课程；微课；教学设计

中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1673-9094-（2017）05C-0025-03

PLC是一种在工业中被广泛应用的自动控制元件。随着我国工业设备自动化程度的提高，越来越多的工厂设备采用PLC人机界面等自动化元器件来控制。对于机电专业的中职学生来说，学好PLC应用与编程是很有必要的。当前，很多中职学校都开发或引进了PLC实训教学平台，但因条件限制，学生只能在有限的课堂上学习，课后无法消化巩固课上所学的知识，学习效果并不明显。因此，无论是在课前、课堂还是课后，如何让学习真正发生，如何使PLC课程教学更高效，让学生尽快掌握这门实用型技术，就成了专业课老师探索研究的课题。

不同于传统课堂教学方式，微课是以视频为主要载体，记录教师围绕某个知识点或技能点开展的简短、完整的教学活动。其主题明确、内容精短，能详细展示重、难点，最重要的是其视频形式具有让学生课后自助学习、反复学习的优势。本文以“启保停控制程序的编写”为例谈谈在中职PLC课程中运用微课进行教学的几点探索与思考。

一、教学设计与实施坚持以学生为中心

国家教育部在《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》中明确提出了“以优质教育资源和信息化学习环境建设为基础，以学习方式和教育模式创新为核心”的指导思想。当今互联网e+时代，教学环境在不断改变，教学资源不段推陈出新，网络学习资源也层出不穷，多数学生无法甄别有用信息，教师在学生的学习过程中不仅是知识的传授者，更应是学习方法的指导者。随着微时代的到来。微课及基于微课的翻转课堂教学模式的探索和应用、信息化资源的建设与共享，正推进着教育信息化的发展，实现“以教为中心”逐渐向“以学为中心”的转变。

PLC作为自动化控制的核心技术，其实践性很强，涉及的知识面广，同时要求学生逻辑思维强，学生刚看到教材时，多少有点信心不足。同时在学习过程中，由于缺少学习所需的硬件环境，导致理论脱离实际，学习周期长，学习效果不明显。课后也缺乏引导，学习中遇到的问题得不到及时讨论和解决，学习兴趣逐渐散失。而微课作为数字化学习资源是可以永久保存的，适合学生进行个性化的深度学习，学生有了更多的时间和机会去发现适合自己的学习方式和技巧。对未掌握该知识的学生，课后可以通过微课继续学习；对已经掌握的学生，课后通过微课可以进行知识巩固；学生还可以通过互联网，去学习其他优秀微课、共享优质教学资源。因此，微课作为一种新的课程呈现方式和知识交付方式，可以很好地弥补上述PLC传统教学的不足。

进行微课教学设计时要牢牢记住“以学生为中心”，针对“学生的学”进行设计。教师在备课的过程中就要考虑到“学生要学什么，你的课程是否有吸引力，这样的表达是否准确……”，这些都要求教师在课前就做好充分研究。教学设计时要先进行充分的前端分析，针对学习者的特点和教学内容，确立教学目标。教学内容明晰，或针对重点教学，或针对难点突破，或针对课前导入，或针对拓展延伸，视具体情况设计教学。

教学语言要简明扼要，逻辑性强，易于理解。讲解过程要流畅紧凑，准确地把握教学节奏，快慢适当，吃透教材。教师还要熟练地掌握现代信息技术，因为微课的核心组成内容是教学视频，通过视频组成一个融教学设计、多媒体素材、课件为一体的主题资源包。

如：《S7-200控制系统设计》是《可编程序控制器技术应用》中的一个子项目，相关知识包括电气控制原理图及分析、I/O地址分配、PLC控制系统的I/O接线图、工艺流程图、用STEP7-Micro/WIN编程软件编写程序、进行通信设置及程序下载调试等内容。根据对学生的学习情况分析，笔者对这一部分的学习内容精心准备了预习案，指导学生自主学习，明确学习目标，生成本课学习的重难点。预习案内容包括：（1）电气控制原理图的知识不是本次学习重点，它已经在其他课程中学过，所以安排在课前预习案中，要求学生先自主学习，将电气控制原理图弄懂。不会的内容通过学习小组讨论解决；（2）使用编程软件设计控制程序是PLC的核心内容，不仅是在课堂上需要使用编程软件，为更快更好地掌握编程技术，最好学生能在课后利用自己的电脑进行编程练习，所以在预习案中要求学生尝试安装编程软件。为方便他们学会安装软件，笔者精心录制了《S7-200编程软件及仿真软件的安装与使用》的微视频供学生反复观看。通过班级讨论群下发预习作业，让学生提前阅读预习内容，调动已有的相关学科的知识，先期探究预习案里设置的问题。学生观看微视频后，自己尝试安装软件，安装过程可能不会一帆风顺，但学生可边看视频边学习安装，或班级群里提问，老师或其他同学可提供帮助。（3）学习“启保停控制程序的编写与运行”微课视频。在预习过程中能调用自已所学到的知识，遇到不懂的地方，组织好问题到讨论群中发表提问。教师在讨论群中答疑解惑，对各种问题进行组织整理，有针对性地开发教学设计和课堂学习内容，同时监督学生的学习过程。通过这样的安排，调动了学生的学习积极性，使得学生的学习在课前就已经发生。同时，师生的积极互动也增强了情感联络，让学习不再局限于课堂，使學生习惯于探究问题、寻找答案，养成随时学习的习惯。同时也加深了教师对教材知识内容的进一步理解，提高教师知识讲解与总结的能力。

二、教学设计与实施坚持有用易懂原则

根据中职学生人才培养方案，教学设计与实施要坚持有用易懂的原则，将晦涩难懂又必须掌握的知识以简单易懂的方式传授给学生。在PLC教学中要求老师注重教学方法，对所授的知识应有所取舍侧重，保证教学效果。教学设计与实施立足于学生“尝试探索着学”，注重体现学习主体的回归。教学设计中所运用的教学策略和所开展的活动要能体现对学生经验、前期知识、困难、需要以及学习风格的关注。

PLC最常用的編程语言是梯形图语言和指令语句表语言，其中梯形图语言因直观易懂，类似于继电器控制电路方式，适合初学者使用。而启保停控制程序是PLC基本控制程序，很多复杂的控制要求都可以通过对启保停程序增加控制元件进行修改来实现。为了激发学生兴趣和学习欲望，笔者选取学生熟悉的三相电动机起/停控制作为“启保停控制程序设计”的教学切入点，并下载到PLC的机器里运行，让学生体会编程成功的喜悦，增强学习信心。

为方便不同层次的学生掌握电动机正反转控制的启保停程序设计，笔者将“程序设计过程及如何下载到PLC进行程序调试”录制了微视频，以方便他们课后能反复学习。

三、教学设计与实施要注意三个关键

（一）教学策略选择

教学策略是指在教学过程中，为完成特定的目标，依据教学的主客观条件，特别是学生的实际，对所选用的教学顺序、教学活动程序、教学组织形式、教学方法和教学媒体等的总体考虑。离开教学活动程序、教学方法、教学组织形式、教学媒体这些载体，也谈不上教学策略。有效的教学需要制定不同的教学策略，完成不同的教学目标。专业课教学常用的教学策略有主导式、自学式、情境式、探究式、抛描式、合作学习式等等，教学策略的选择要符合教学内容，PLC课程的大部分项目都采用启发式、探究式、合作式等方法的理实一体化教学。

（二）教学过程设计

教学过程的设计遵循由浅入深、学做合一原则。

在电动机正反转控制的微课设计中，笔者先从电动机单向启动—保持—停止的控制要求进行程序编写，再由浅入深过渡到电动机的正反转控制的程序设计。学生边学习边自己练习编程和仿真运行，体现了“在学中做”。而在编程中或程序运行中遇到问题，可以反复学习视频，或小组讨论，或向老师求助，体现了“做中学”。为了能让学生课后的学习延续，更好地达成知识的迁移和内化，在微课中布置了拓展延伸型任务“走廊灯控制程序设计”，可以个人或小组合作完成，并在班级讨论群中展示成果。

因为有了前期预习准备，在课堂学习中先展示交流预习模块的学习成果，适时进行知识的迁移运用和对感悟进行提炼提升。在课堂教学中，师生互动，学生提出质疑并相互协作共同回答质疑或者解决问题。教师要注重“让学”，让出话语权，让出探究权，使学生有较大的学习活动空间。教师可采用苏格拉底的教学方法聆听对话，参与到有需要的学生个人或小组中去，引导学生学习，使得学生在课堂上的学习能真正发生。

（三）教与学的评价

在课程教学中，需要凭借对学生学习过程和结果的评价来判断教学的实际效果，从而调整教学设计，改进教学策略。将微课作为传统教学方式的补充，其评价方式要侧重多元化评价以及面向学习过程的形成性评价，主要对教师及学生在学习过程中表现出的学习态度、学习兴趣、参与程度、任务完成情况等方面进行评价，适时而变。

微课以视频为主要载体，在信息化时代里，学生学习起来更为轻松，不必担心会遗漏知识点。在学习中遇到的问题，还可以通过在线交流工具与教师或学生交流互动。师生双方如何知道教与学已经达到目标呢？学生的学习是否真的发生，是否完成了学习任务？教师可以通过课前预习案中预设的问题来了解学生的完成情况，此为教学前的准备性评价；通过课堂中的小练习及学生学习表现情况、课后学习任务完成情况等信息的反馈，对教学做出评价与调整，此为教学进行中的形成性评价；根据知识点，设计一些可以供学生检测的题目，并且在网上搜索相关的扩展资源，来巩固和复习所学的知识，此为教学结束后的总结性评价。

引入微课的课程教学已经不再局限于课堂之中，借助网络，教师精心制作的微课可以广泛使用和共享，使得学生的学习在课前、课中、课后都能真正地发生，有利于学生自学能力的培养和创新思维的发展，同时还提供教师自我提升的机会，最终达到高效课堂和教学相长的目标。

责任编辑：冯志军

Abstract： With the improvement of industrial equipment automation， the lack of PLC application and programming talents has become the bottleneck in the field of automatic control. Due to the wide range of knowledge involved in the PLC course， it is difficult for secondary vocational students to learn. The micro-lectures， however， take the video as the carrier and record the short but complete teaching activity around a certain knowledge point， which can break the limitation of time and space. The clever use of micro-lectures can let the students learn before class， in class and after class， realize the student-centered and individualized teaching method， and make PLC teaching more effective.

Key words： PLC course； micro-lecture； teaching design