信息化在《PLC应用技术》教学中的应用

李迅

【摘 要】信息化教学作为传统教学的突破口，已经被广大教师熟悉并应用。针对信息技术的发展，论述了微课、网络信息平台和动态仿真软件等信息化要素在《PLC应用技术》教学中的应用，并以具体的教学案例论述了教学策略。

【关键词】PLC；信息化；微课

【Abstract】As a breach of traditional teaching，e-teaching is familiar and applied by many teachers.Along with information technology，we discussed the application of informatization element such as micro class，network information platform and dynamic simulation software in“PLC Technology”teaching. And we discussed instructional strategy by teaching case.

【Key words】PLC；Informatization；Micro class

互联网+铺天盖地而来，互联网+制造业=工业4.0，互联网+商贸=电子商务，那么互联网+教学=？互联网+用在教育行业，就是信息化教学。学生毕业以后无论在企业工作，还是日常生活，都处在互联网、信息化的大环境中，那么在学校我们有什么理由还要固守传统教学方式而不进行革新呢？

1 树立信息化教学的理念

作为职业教育的执行者，我们要走在时代的前列，充分认识了解信息化教学，树立信息化教学的理念。信息化教学，是以现代教学理念为指导，以信息技术为支持，将观念、内容、模式、评价、环境等一系列因素信息化。该教学模式明确以学生为主体，应用各种现代教学方法，包括真实的教学情境、各种丰富的教学信息资源、虚拟仿真技术、师生互动、学生自发自觉学习、团结协作、科学的教学评价等基本要素。教师只有充分认识到信息化教学模式的特点，树立信息化教学的理念，才能自觉克服伴随新的教学模式产生的短暂的不适，充分发挥主观能动性和创新能力，更好地将信息技术应用到我们的课堂中。

《PLC应用技术》的开设是为了使学生系统地理解PLC基本知识，掌握其编程指令的应用和编程方法，具备一定的软硬件综合调试能力，从而在工作中能够分析、解决PLC控制中的基本问题，承担PLC控制系统设计、安装调试、维护维修等相关工作岗位，是生产线安装调试、过程控制和机器人技术的铺垫课程，也是高等教育机电类专业的一门综合性极强的重要必修课程。

虽然该课程涉及计算机技术、传感器技术、电机控制、工厂电气控制设备、气动技术等多项技术，但由于目前各个院校的实训条件限制，该课程的教学主要偏重于PLC的软件编程和调试，而忽视了PLC控制系统的硬件设计、维修和软硬件综合调试环节。信息化技术中虚拟仿真软件的应用、微课的制作、网络丰富教学资源的开发、翻转课堂等理念的推广，使该课程的教学突破了传统教学的瓶颈，弥补了目前各院校硬件实训条件的不足，为学生提供了更多更好的学习资源和动手机会，激发了学生的专业学习兴趣。

2 微课开发

信息化教学的基本要素是教学内容的信息化，微课开发是教学重点、难点信息化的最有效手段。微课不同于以往教师授课的视频拍摄，是围绕某个知识点或技能等单一教学任务进行教学的一种教学方式，具有针对性强、趣味性和教学时间短的特点，更适合高职学生的认知规律。微课表现形式也多种多样，根据条件和经费，可以选用动画演示、教师讲解、虚拟现实软件仿真、PPT录制、师生互动、情景剧、真人实操、学生分组讨论等等，为了增强教学效果，最好综合选用多种方式。

微课是为课程服务的，为了防止微课过于零散和重复开发，我们将计划开发的微课资源按照项目进行组织。通过对本课程的教学目标、教学方法、重难点、学生学习现状和问题进行了分析，我们选取了趣味性、真实感比较强的十个典型项目，有PLC应用、系统构成、编程软件使用、电动机控制、交通灯控制、密码锁控制、抢答器、彩灯控制、抢答器控制、多种液体混合控制、电梯控制，形成了与课程标准配套的半结构化、主题式的微课资源体系。

微课也是课，一般控制在十分钟左右，所以我们要设计好教学知识点，做到“小而精”。知识点不能太大，否则讲不清，没意义；也不能太小，内容要丰满充实。围绕选定的项目，我们每个项目基本都设计了实训效果的演示、基本指令的讲解、硬件电路连接、软件编程、软硬件综合调试等环节。在表现形式上，为了让学生更深入的了解PLC技术在企业中的应用，我们的实训效果演示、硬件电路连接以及软硬件综合调试尽量多的采用企业真实场景拍摄；如果拍摄教师实操，也可以增加师生互动、讨论、答疑等环节，或者根据企业生产现状加入一定的情节编成情景剧，更能吸引学生的眼球；基本指令讲解和软件编程主要采用屏幕录制的方法，为了增强趣味性和吸引力，我们在实训效果演示中也可以大量穿插动画设计和虚拟软件仿真。

在实际拍摄之前，教师要充分熟悉教学内容，克服面对镜头的紧张心理。至于拍摄设备和人员，如果经费许可，建议聘请专业人员，他们除了有更全面更精良的设备之外，对于教师的仪态动作指导、讲授和实操等不同教学内容的拍摄方法、视频的剪辑和字幕等后期处理都有相当丰富的经验，可以大大减少教师的工作量，并开发出质量更高的微课作品。如果是非专业的拍摄团队，在拍摄背景的选取、拍摄环境光影的布置、拍摄设备的选取和操作技巧、视频的剪辑、屏幕录制等方面就要多加注意。至于视频的剪辑、片头片尾的制作可以采用会声会影软件，录屏可以采用超级录屏软件。

3 网络信息平台的应用

互联网时代呼唤新的学习方式，我们充分利用学院的网络平台和微信公众平台，建设了丰富的课程资源包，并上传到平台，资源内容包括课程标准等常规资料、教师教案、多媒体课件、实训指导书和实训工单、校本教材、课程视频库、课程图片库（元器件库）、教学动画、学生作品库、考核试题库、课程整体设计、课程单元设计、虚拟仿真资源、合作企业及其产品、学生在企业实习就业资料、职业技能鉴定资料、职业技能竞赛资料、技能社团资料、相关工具软件、职业标准（岗位标准）以及其他资料。这些课程资源为学生的线下学习提供了更多的选择和便利，激发学生自主自发的进行专业学习。通过平台学生还可以随时与教师交流互动，上传实训结果，便于教师积累资料和对学生学习情况的评价。

但很多学校面临这样一个尴尬的问题，就是教师辛辛苦苦开发的微课等网络资源，访问的学生却寥寥无几，这样不仅是学校人力物力财力资源的浪费，也大大打击了教师的工作积极性。如何解决这一问题呢，我们可以从翻转课堂开始。

翻转课堂也是信息化教学模式的要素之一，是指重新调配课上课下的学习时间，课上不在是老师的“一言堂”，而是翻转为师生一起研究式学习、讨论互动、个别指导。其中，课前学习阶段是课堂能否成功翻转的关键。教师要提前发布学习内容，利用微信群、QQ群等多种渠道发布链接或者二维码，要求学生访问微课等网络课程资源，通过手机或电脑观看实训效果演示，对课上的实训内容做到心中有数，并学习指令的使用。学生根据自己的学习情况，课下灵活自主安排学习时间，就节约了课上教师对简单内容的讲解时间，留出了更多的时间对学生进行有针对性的指导。同时为了更好的督促学生课前学习，在平台上要增加对学生课前学习的考核，并将该成绩作为过程性考核的重要依据，实现学生评价的信息化。

4 虚拟现实软件的动态仿真

环境信息化也是信息化教学的基本要素。PLC实训操作必须有PLC设备的支持，学生课下离开实训室无法进行程序的调试，这就给学生的学习带来很大的不便。我们可以利用计算机模拟PLC，进行仿真操作。仿真软件的发展趋势是利用虚拟现实技术由二维发展到三维。虚拟现实技术是利用计算机技术生成具有真实感的仿真系统，通过触觉、听觉、视觉等多源信息的融合，实现交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，使用户产生身临其境的感觉，主要技术包括模拟环境的开发、感知的融合、自然技能的响应和传感设备开发等方面。

宇龙机电控制仿真软件是应用于机电控制及相关专业实验室实训的教学仿真软件，软件是由一个开放式的元器件库、控制对象和可视化的机电控制仿真平台构成。其中元器件库中含有电路、液压、气压中常用到的部件，控制对象如传送带、机械手、售货机等。通过该软件自带的各种功能部件，我们可以在计算机上自由搭建所需要的电、液、气的自动控制系统，并进行动态仿真，很好的弥补了硬件实训设备数量少、种类单一的缺点，也降低了实训成本。同时该软件利用比较简单的虚拟现实技术，搭建了企业真实场景的三维立体逼真图像和3D控制对象，包括水塔、混料罐、传送带等，在PLC程序控制下，可以实时动态仿真，浸入感较强。使用该软件，学生就可以不受时间和实训室条件限制，在校园内随时登录仿真软件服务器，进行实训操作的仿真，大大延长了课下学习的时间。

5 典型案例

为了更好的说明信息技术在PLC课程中的应用，我们选取电机正反转作为典型案例说明我们如何在课程中利用网络信息平台和仿真软件。该案例比较简单，但它是学生接触的第一个完整的项目，如果该项目学生能够真正理解和顺利完成，对学生是一个很大的激励作用。

1）我们将课前的复习和预习内容，发到学生的微信平台，该内容比较简短，大多数学生的手机都能够进行浏览。预习效果可以在平台上在线测试，这样有利于教学资料的积累和学生课程评价的信息化。

2）在课上利用仿真软件，我们演示PLC的电机控制系统原理，如图1所示，该电路包括电机控制主电路和PLC输入输出控制电路。我们从元件库中选取电源、接触器、热继电器、接线端子排、电机、PLC、按钮等设备，用不同颜色和粗细的“导线”把相应的触点按照电气原理图进行连接，之后在PLC中进行程序编辑和下载，最后软硬件综合调试。接通电源，PLC指示灯亮，鼠标按下正转按钮，电机正转，按下电机反转按钮，电机反转。通过该项目的演示，学生对PLC整个控制系统有了全面直观的了解，如果进一步和继电器控制方式做对比，那么PLC控制的优越性就一目了然了。而且，对比以往用发光二极管模拟继电器的动作，该实验效果更加真实，使学生把PLC、工厂电气控制设备、电气拖动、工厂供电几门课的内容都可以融会贯通。

3）通过学生课前的自学和仿真软件的演示，学生对本节课的实训效果和用到的指令和实训操作步骤有了基本的了解。我们之后可以在大屏幕上重复播放之前开发的微课视频，同时学生就可以根据自己的学习情况进行项目准备或者实训操作。此时教师就可以在教室巡视，给学生答疑解惑，或者检查硬件接线情况，或者指导学生编程。通过信息技术的应用，把老师从重复性的授课中解放出来，教师可以对学生进行更加有针对性的指导，帮助学生发现问题—分析问题—解决问题，实现课堂的翻转，激发学生的创新型，使学生体验到学习的成就感。

6 结语重复

信息技术正在构造一个网络化、数字化和智能化有机结合的教育环境，作为教师，我们应该不断学习，提高驾驭信息技术的能力，将信息技术与课程改革结合起来，改变传统的教学模式和方法，达到培养学生创新精神、实践能力的要求。

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[责任编辑：田吉捷]