“翻转式课堂”在“PLC控制技术”课程的应用

曹 弋

(南京师范大学 电气与自动化工程学院， 江苏 南京 210042)

“翻转式课堂”在“PLC控制技术”课程的应用

曹 弋

(南京师范大学 电气与自动化工程学院， 江苏 南京 210042)

本文通过在“PLC控制技术”专业课程的教学中运用“翻转式课堂”进行教学改革，介绍了“翻转式课堂”的重点要素和案例，并分析了这种教学方式的教学效果。通过在大学课程中进行“翻转式课堂”的探索，为现代教学手段的发展打下基础。

翻转式课堂；PLC控制技术；教学改革

0 引言

“翻转式课堂”是继共享资源课程、微课和MOOC等现代教学方法之后出现的新教学方法。采用“翻转式课堂”教学方法的主要目的是改变以往教师以教为主导的方式改变成学生自主型的以学为主导的方式，以此拓展学生学科知识的学习深度和广度，另外使用“翻转式”教学的优点还在于锻炼了学生的知识组织能力和表述能力[1]。

“PLC控制技术”课程是工业电气自动化专业的主干课程，该课程主要内容是介绍PLC的工作原理、外围设备、指令系统和编程应用，课程内容与工业控制企业的就业需求联系十分紧密[4]。通过该课程的学习使学生能够掌握PLC的编程并具有实际设计能力，要求学生具有较强的动手操作能力。因此，要学好该课程需要学生能够投入较多的时间进行动手操作和编程训练，自主学习提高独立的研究开发能力。由于该课程具有一定的弹性和灵活性，因此，非常适合“翻转式”课堂的教学方法。

1 “翻转式课堂”教学的要素

以往，大部分学生在上课前对所学知识是没有预习的，因此在上课时没有时间自主思考，只是顺着教师的思路学习。而“翻转式课堂”是反过来的，学生课前对所学内容已经有所了解，对难点和自己需要深入的内容也有了轮廓，因此，在课堂上开展讨论便有了基础[1]。进行“翻转式”课堂教学的要素，如图1所示。

1.1视频课程材料

完备的视频教学资料是进行“翻转式课堂”教学的必要条件，它可以是完整的课堂视频，也可以是微课形式的重要知识点视频资料。“PLC控制技术”课程在我校的共享资源课程建设中已经制作了授课的全部视频，并在学校的网络课程毕博平台上可以观看(http://bb.njnu.edu.cn/)。

图1 “智能控制”相关课程之间的关系

1.2重点和难点的提出

在学生观看视频之前，教师先将重点和难点提出，以便学生有的放矢地予习。

1.3提出问题

在观看视频之前，教师先提出几个问题，让学生在自主学习时带着问题去观看。

1.4提前收集学生问题

学生观看视频预习后，可将产生的疑惑或问题通过网络上传，教师收集后将这些疑惑或问题进行排序和分类，针对其列出课堂上重点讨论和解答的问题，在“翻转式课堂”讨论之前先备课。

1.5课堂讨论和讲授

对于需要讨论的问题，教师在课堂上组织学生分组发言讨论，教师则适当地点拨和引导使学生获得知识的延伸，最后总结并对重点和难点知识进行深入讲解和拓展。

1.6课后报告

进行“翻转式课堂”教学后，学生要完成学习报告，将课堂讨论的结果进行梳理和总结，形成书面的完整报告并通过上传到网上提供给全班同学分享，报告也作为重要的平时成绩考量依据。

2 应用“翻转式课堂”教学实例

“PLC控制技术”课程经过多年的教学积累，已成为我校的共享资源课程，因此有完整的课程视频，为“翻转式课堂”提供了有利条件。但并不是所有的内容都适合“翻转式课堂”教学。下面根据课程中的两个典型案例来介绍“翻转式课堂”的教学实践。

2.1PLC的概述

“PLC概述”的内容包括PLC的产生发展、应用范围、基本结构和工作原理等。由于在实际应用中，学生需要了解PLC的生产厂家和配套产品，也需要掌握PLC与其他工业控制设备的区别，因此这个单元的内容需要在广度和深度上进行扩展。

在观看视频课程之前，教师提出两个重点，分别是PLC与单片机和工控机的区别以及PLC的工作原理。在学生观看视频后，教师收集到学生的意见，汇合成五个专题问题，如表1所示[2]。

表1 课堂讨论主题

按照这五个专题分组讨论，采用学生主动介绍，通过调节课堂气氛使学生积极参与，然后教师进行总结，最后课后作业学生写出专题报告PPT，各专题报告通过上传到网络课程平台，可以给全班同学下载分享。

考核评价的方式采取学生讲解内容(40%)+PPT制作(30%)+回答问题(30%)，形成综合总成绩。

2.2基本指令的典型环节设计

在学习过PLC基本指令后，就需要运用基本指令进行典型的设计。以前这一环节的教学是教师通过几个实例讲解来进行的。采用“翻转式课堂”教学就可以让学生开动脑筋，自己拿出设计方案并在课堂上进行演示[3]。

在观看视频课程之前，教师提出设计方波、脉冲和分频信号的难点，让学生重点关注；在观看完视频后，教师对各组提出不同方案的设计要求并开展设计思路讨论，而后学生借助三菱PLC的学习软件FX-TRN-BEG-C进行仿真运行，演示设计程序的运行结果，教师通过评判和总结来引导学生掌握正确的设计方法。最后，每组完成设计思想、梯形图设计、仿真波形和运行结果分析的完整报告。

这部分考核成绩包括课堂测试成绩(10%)+程序仿真演示(40%)+讲解(20%)+设计报告(30%)，作为这节翻转课堂的总成绩，能够真实反映出学生理论和实践的综合能力。

这部分内容具有很大的灵活性，因此学生讲解和演示，可以启发和开拓思路，也能带动其他同学主动思考。

3 “翻转式课堂”的教学效果

“翻转式课堂”的主要目的是将学习的主体变成学生，改变填鸭式的单向教学方式，从而激发学生的学习潜能[4]。

从“PLC控制技术”课程的“翻转式课堂”教学的效果看，学生参与是积极的，通过课后的问卷调查，85%的学生认为针对几部分内容采用这种教学方式效果很好。

根据与以往的教学方式进行对比，“翻转式课堂”有明显的如下效果：

(1)对知识的深度和广度的掌握有所拓展。

(2)带着问题去看视频，提高了学生的自学能力。

(3)通过交流学习促进了学生学习的积极主动性。

(4)通过讨论和报告整理提高了学生的语言组织能力。

但是，“翻转式课堂”对学生的配合度要求较高，不同水平的学生活跃程度相差很大，分组讨论使知识掌握差的学生发言机会减少。

4 结语

传统教学和“翻转式课堂”教学方法各有其优缺点，需要根据教学内容和课程要求选择不同的教学方法结合使用。在“PLC控制技术”课程中部分内容采用“翻转式课堂”教学，能够提高学生学习的主动性和学习兴趣，从而提高学生分析问题和解决问题的能力，本文所述可作为“翻转式课堂”教学手段的一种探索提供参考。

[1] 王诗云等.“数学模型”课程中实行“翻转式课堂”的探索[J].哈尔滨.高教学刊,2015,10,44-45

[2] 马刚等.“新能源与节能技术”课程改革与实践 [J].南京.电气电子教学学报,2015,37,35-37

[3] 杨辉等.基于PLC控制的教学型回转式多工位加工工作台的设计[J].广州.机床与液压,2013,22,24-26

[4] 朱鸿鹏.翻转式课堂在C语言教学中的应用探究[J].济南.山东工业技术,2015,18,294-295

FlippedclassroomOnTeachingofPLCControlTechnology

CAOYi

(SchoolofElectric&AutomationEngineering,NanjingNormalUniversity,Nanjing210042,China)

This paper first introduces the main factors and some examples in flipped classroom teaching, then analyses the effect of the flipped classroom in teaching of PLC Control Technology course. By exploring how to use flipped classroom in college, it will lay a foundation for modern teaching methods.

flipped classroom; PLC control technology; teaching reform

2016-09-20;

2017-02-09

曹 弋(1971-)女,副教授,主要从事工业电气自动化方面的教学和科研工作,E-mail:caoyi@njnu.edu.cn

G421

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1008-0686(2017)05-0012-03