信息化教学在利用PLC实现闪烁电路教学中的应用研究

徐彩

摘 要：PLC是现代工业生产自动化的三大支柱之一，也是机电和电气专业的核心课程。随着现代信息技术的发展，在PLC课堂中融入信息技术是不可避免的一种趋势。本文以“闪烁电路的设计与调试”为案例，将信息化教学手段融入教学中，详细阐述了泛雅平台、无线投屏技术在教学中的应用。教学实践表明，信息化教学能充分调动学生的多种感官，培养和加强学生的耐心、专注力和理解力，从而提高学生分析问题、解决问题的能力。

关键词：PLC；信息化教学；泛雅平台；无线投屏

1 目前PLC课程教学中存在的问题与困惑

“可编程逻辑控制器”（Programmable LogicController，PLC）课程是机电一体化、电气自动化专业的核心课程，这门课程注重理论与实践的结合。在实际教学中融入信息化手段，可以使一些抽象的内容变得直观生动，有利于激发学生学习的兴趣。

传统的信息技术只是局限于教师在课堂上播放PPT课件，学生通过学习听讲来掌握知识，是灌输式的，无法体现学习的自主性，信息化的发展使得时代赋予了其新的意义。微课、仿真软件、网络教学平台、教學资源库，乃至VR，AR技术的应用，这些都给信息化教学的课堂注入了新的活力。有位专家说过，信息化教学设计并不是信息技术的简单堆砌，而是将相关资源进行整合、再处理，适合的才是最好的。我们不得不思考，在现有的教学设施环境下，打造合适的信息化课堂的方式。

在PLC课程教学中，笔者发现一个很大的问题。学生在编程当中一旦遇到问题，首先想到的是询问老师，很少有学生能主动思考去解决问题，这就使课堂上老师的工作强度比较大。而且，同一个课题的话，经常会出现相似的状况，教师在解释的时候，面对全班40多名学生，很难做到全面把控。PLC程序是可以通过广播软件将错误的程序广播给同学进行讲解，但故障现象学生就难以亲身体验到，如果能实时将实验现象投屏，让全班同学都能观察到更方便。

带着这样的问题，本文通过教学案例“闪烁电路的设计与调试”，详细阐述了信息化教学手段在PLC教学中的应用。

2 教学案例“闪烁电路的设计与调试”解析

闪烁电路的应用十分广泛，它既是定时器指令的一个典型应用，又是后续学习的基础。为了激发学生学习的兴趣，课前教师抛出问题：日常生活中哪些地方用到了闪烁电路。让学生自己上网搜索相关的图片和视频并上传到学习平台的讨论区。学生自行查阅资料，完成课前小测验，上泛雅平台学习微课视频，并提出问题进行讨论，体现了学习的自主性。泛雅平台上的测验都有自动批阅功能，如图1所示，上面可以一目了然地查看学生的完成情况，教师课前查阅对学生学情有更充分的了解，便于预设，从而对教学的侧重点有一个较好的把控。

课堂上，教师首先通过展示泡沫荧光棒、星星形状的装饰小彩灯来导入周期和占空比的概念，进而引入课题：用定时器设计输出脉冲周期和占空比可调的振荡电路。这个课题比较抽象，因此笔者将其分解为两个小任务。（1）用开关控制一盏灯，使它实现3s亮、2s灭的循环闪烁功能。（2）用按钮控制一盏灯，实现与任务一相同的功能（3s亮、2s灭的循环闪烁）。每个任务都通过“四阶梯”的知识要点进行引导，即详细的控制要求分析、输入/输出地址分配、梯形图程序的分段设计、程序修改训练，让学生逐步深入，突破难点。

在完成任务的过程中，学生普遍遇到的瓶颈是程序不会编。这时，老师可以通过提问的方式逐步引导。比如：闪烁的程序不会编，那么你可以让小灯延时点亮吗？在延时点亮程序的基础上，我们能不能尝试增添一个定时器？然后鼓励学生大胆编程、尝试运行，直到摸索到正确的程序。

在实际操作过程中，会遇到这样那样的问题。为了使其他学生更直观地观察到故障现象，充分利用现有的投影设备和无线同屏技术，用平板电脑将学生操作过程中出现的问题进行实时展示，引导学生发现故障现象、分析故障原因、寻找出故障点、排除故障，这样用信息化的手段让学生突破难点，使学生真正学有所获。

任务一完成后，小组讨论：若要实现输出脉冲周期为10 s，占空比为0.7的闪烁电路，该如何修改程序？然后以填空的形式总结得出结论：改变定时器T38的设定值，即可改变Q0.0输出的接通时间，改变定时器T37的设定值，即可改变Q0.0输出的周期和占空比。

任务二和任务一的主要区别是操作键由开关变为按钮，教师可以引导学生回忆电工实习中开关与按钮的区别，然后让学生自主修改程序，学生发挥自己的主观能动性，鼓励他们用不同的指令、不同的方法解决问题。率先完成的同学可以用平板电脑拍摄操作视频上传至平台，教师及时作出点评。

为了培养学生严谨的学习态度和缜密的思维，设计了两道纠错题。一个是两定时器的预设值颠倒了顺序，使得实现的功能改变了；另一个是灯一直不亮，引导学生小组讨论分析，可以通过观察监控发现一定时器的当前值一直为0，进而发现该定时器输入端的常闭触点变成了常开触点。学生5人为1小组，—人接线，一人输入程序，一人观察实验现象并记录，一人写故障分析报告，组长负责汇总并发布至学习平台上。学生通过分组讨论、探究错误的程序，深入学习闪烁电路的结构，小组学习法也给他们提供了一个相互学习、相互协作的平台。纠错完成后，组间进行交流，分享心得，小组选成员谈收获。教师略作点评，并评选出优秀小组、优秀学员，竞争意识更有利于激发学生学习的热情。

接下来通过小知识引入知识拓展环节：特殊存储器位SM0.5的常开触点提供周期为1 s，占空比为0.5的脉冲信号，可以用它来驱动需要闪烁的指示灯。拓展环节有两个小任务：（1）如果有几盏灯需要同时闪烁，应如何修改程序？（2）利用所学知识设计实验箱上的“天塔之光”电路，使红灯、黄灯、绿灯按照一定规律点亮和闪烁。比一比，看一看，准设计的效果更漂亮，同样效果谁设计的程序最精炼。这两个小任务难度由小到大，依次递进。第二个任务没有给出具体的任务要求，是一个开放性的试题，它更有利于培养学生的审美能力、独特的见解和不同的思路。

最后，由学生总结出几种闪烁电路的设计思路和方法，教师稍作补充。并布置下一个任务：顺序启停电路，让同学们上泛雅平台学习观看微课。

3 结语

有人说，信息技术是一把双刃剑，它给课堂教学带来便利的同时，也会产生一些副作用。比如，学生的注意力都集中在动画、视频上，会忽略掉一些重要的知识点、概念，从而本末倒置。再比如，学生会更加依赖智能手机，教师在课堂上对手机的合理运用和把控是个问题。笔者认为，只要合理利用好资源，严格管控好手机使用的场合和时间，不为信息化而信息化，在课堂中融入信息化无疑是利大于弊。

通过这个案例，我们不难看出，这样的教学模式充分体现了“以能力为本位、以学生为主体”的教学理念。在本次信息化教学的尝试中，主要利用泛雅教学平台发布相关的学习内容。课前有微课、作业，课中有练习、讨论，课后有小结、评价。内容充实，选材合理，层层递进，符合学生的认知规律。在教学的难点内容——故障分析这部分，运用了无线投屏技术将故障现象和操作过程实时投屏，方便观测，学生更易理解掌握。同时，利用多媒体广播软件进行现场演示接线和线路测试的广播，并引导学生在泛雅教学平台上查找硬件接线的微课视频，以便在接线过程中反复参考。在平台的讨论区，教师和学生可以相互探讨，在网络上答疑解惑，充分体现了碎片化学习的优势。

路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。在信息技术日益发展的当代，作为一名专业课教师，只有积极探索职业教育的发展规，及时了解学生的学习动态，结合先进的技术手段，不断总结和反思，才能营造良好的教学氛围，提升教学成效。

[参考文献]

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