基于混合式教学方法的可编程控制器课程教学改革探索

崔少晨

基于混合式教学方法的可编程控制器课程教学改革探索

崔少晨

（西安铁路职业技术学院 机电工程学院，陕西 西安 710026）

为了提升可编程控制器课程教学效果，针对既往教学模式中存在的理论与实践分离、考核方式固化等问题，提出了基于混合式教学方法的可编程控制器课程教学新模式。该教学模式利用在线课堂管理平台等信息化手段，在实验室同步完成理论授课和实践教学，并改良了考核方式，使得课程更加符合实践需求。该教学模式能够实现对学生理论学习能力、实践能力和综合运用知识能力的培养，提高学生就业竞争力，并为高校机械类专业相关课程改革提供了借鉴。

可编程控制器；课程安排；教学改革；MPS

可编程控制器，简称PLC，是专为工业环境下运行而设计的一种数字运算的电子装置。PLC相关课程是大专院校机电一体化专业的专业实践性较强的必修课，要培养学生设计、应用和调试以PLC为核心的控制系统的能力[1-2]。根据多数高校的课程安排，学生在学习PLC课程前已经完成了电工基础、电机与电气控制、传感器等专业基础课程的理论学习和实训，在后期则要学习以PLC相关知识为基础的触摸屏与变频器应用技术、MPS、电梯及控制技术等课程。同时，学生在就业后作为机电一体化专业技术应用型人才，掌握可编程控制器的相关知识和技能是一项必然要求[3]。因此，探索新的教学方法、提升PLC教学效果，将会在很大程度上提高学生的学业水平、实践能力及就业竞争力。

1 现有教学模式及存在问题

目前，PLC课程的教学普遍采取先理论课、后实验课的教学模式，会导致学生在课堂难以理解一些抽象理论，在上实验课时已经忘记理论课所学的知识[4]。以西安铁路职业技术学院的人才培养方案为例，PLC课程总学时为64学时，其中理论教学48学时，实践教学16学时，实训26学时。教师首先在课堂上对相关的理论知识进行讲解，然后带领学生到实验室进行实践操作。期末考试采用笔试的形式检测学生的学习情况。

在这种教学模式下，存在以下4点问题：①理论教学与实践教学完全分开，学生对理论知识难以理解，学习兴趣比较低；②学生在课堂上编写的程序，无法即时验证，成就感不高；③学生在实验课上忘记前面所讲的理论知识，并且部分学生实验时不认真投入，实验效果较差；④纯笔试的期末考试，考核方法过于片面。

2 PLC课程教学改革的现状

针对PLC课程的教学改革，已有部分学者和教师进行了探索。齐蓉等[5]提出了特色鲜明的创新型实验教学模式，以编制、设计多层次、创新型、研究型、设计型的实验项目，形成针对可编程控制器系统的典型化、通用化的创新实验项目资源库为着重点，从而实现提高学生综合素质、充分挖掘学生综合运用知识潜能的目标；也有教师[6]从改进教学 大纲、教学方式、实验实习方案和考核方式等方面进行了探索，着重于对实验教学环节的改革，并将实验课程按照学 习难度分为一般验证性实验、综合应用性实验和设计创新性实验三个阶段，并引入了工厂生产现场实习环节，有利于培养和提高学生的动手能力及创新能力；韩青[2]则通过对GXDeveloper 8.52编程软件和GX Simulator7.16仿真软件的联合使用，可以使学生在编程后立即模拟真实场景进行实验验证。该模式通过仿真验证可以对PLC程序设计的正确性进行检验，并能及时帮助学生完善和改进其控制程序，方便各种外部信号的校验和系统故障的排除，对提高教学质量具有重要意义。

然而，需要注意的是目前的PLC教学模式的改革在理念上仍然没有突破理论课与实验课之间的“时空”屏障，未能解决理论与实践分离的难题，削弱了教学模式改革的实际效果。

3 基于混合式教学方法改革教学模式

针对现有教学模式的问题及此前教学改革探索中的经验积累，笔者引入信息化技术等新型教学手段，采用融合信息化技术的混合式教学方法进行PLC课程教学模式的改革探索，如图1所示，并概括为以下几点。

3.1 课前准备

以任务驱动为载体，教师在上课前将本节课的任务单、幻灯片、视频等学习资料发送至在线课堂管理平台。学生根据教师发布的任务，以小组为单位进行讨论，提前对所学内容进行预习，与教师在线交流预习中遇到的问题。教师通过和学生的互动了解预习情况，从而确定讲课过程中需要重点解析的知识点。

图1 基于混合式教学方法的PLC教学流程图

3.2 课上实施

教师根据学生课前学习情况，对需要讲解的难点进行重点讲解。学生观看知识点微课视频，相互讨论，使用仿真软件对自己编写的程序进行调试。确认程序无误后，将程序下载至PLC，根据接线图进行相关接线，在实验台上观看最终结果。教师可提前将接线视频上传平台，学生可以观看视频进行学习。学生需要将接线过程录制上传至平台，以方便互相交流学习，发生错误时可和教师共同分析错误原因，并能够吸取经验。

3.3 课后拓展

教师在课后将作业发送至在线课堂管理平台，学生通过完成作业，巩固学习内容，同时为学习能力较强的同学布置拓展作业，提升学生的学习能力。

3.4 改进考核方式

为了检验学习目标是否完成，以判断学习任务完成的效果，需要根据现有教学模式的改变，调整课程考核方式。教师根据在线课堂管理平台上学生的课前预习、课上学习、课后拓展的具体情况和相关数据，增大平时成绩所占的比例，突出学习过程考核和实践考核的重要性。

4 结语

根据现有教学方法和考核方法存在的问题，使用混合式教学方法，利用在线课堂管理平台等信息化手段，以任务驱动为载体，突出学生主体地位，增强学生学习兴趣。上课地点由传统的教室+实验室模式改为全部在实验室进行理论课和实验课的教学。上课过程中使用仿真软件和实验设备调试编写程序，使抽象的程序形象化、直观化、生动化，有利于学生调试出正确程序。学生记录学习过程并将学习成果上传至平台，与其他学生分享学习经验，学习成就感较强。该教学模式可丰富学生的知识储备，提高实践能力，为提高教学效果和学生的专业素质、就业竞争力提供帮助。

［1］李新秀.可编程控制器应用技术教学方法改革研究［J］.科技经济导刊，2017（27）：134.

［2］韩青.基于仿真教学法的“可编程控制器原理及应用”课程改革研究［J］.科技经济导刊，2019，27（21）：149.

［3］卞博钧，王文娟，徐黎峰，等.“可编程控制器应用技术”教学与企业需求接轨的路径研究［J］.职业教育研究，2015，（09）：44-48.

［4］胡兵.新工科背景下地方应用型本科电气控制与PLC课程教学改革与探索［J］.教育现代化，2018，5（6）：70-72，81.

［5］齐蓉，林辉，刘卫国.“可编程控制器”创新型、设计型实验教学改革与实践［J］.电气电子教学学报，2008（Suppl 1）：31-33.

［6］职燕.“可编程控制器原理与应用”课程教学改革的研究与实践［J］.中国电力教育，2012（8）：74，80.

TP273

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.23.020

2095－6835（2019）23－0051－02

崔少晨（1990—），女，陕西澄城人，硕士，助教，研究方向为机电一体化技术与机电控制。

〔编辑：张思楠〕