“翻轉式課堂”在“PLC控制技術”課程的應用

曹 弋

(南京師范大學 電氣與自動化工程學院， 江蘇 南京 210042)

“翻轉式課堂”在“PLC控制技術”課程的應用

曹 弋

(南京師范大學 電氣與自動化工程學院， 江蘇 南京 210042)

本文通過在“PLC控制技術”專業課程的教學中運用“翻轉式課堂”進行教學改革，介紹了“翻轉式課堂”的重點要素和案例，并分析了這種教學方式的教學效果。通過在大學課程中進行“翻轉式課堂”的探索，為現代教學手段的發展打下基礎。

翻轉式課堂；PLC控制技術；教學改革

0 引言

“翻轉式課堂”是繼共享資源課程、微課和MOOC等現代教學方法之后出現的新教學方法。采用“翻轉式課堂”教學方法的主要目的是改變以往教師以教為主導的方式改變成學生自主型的以學為主導的方式，以此拓展學生學科知識的學習深度和廣度，另外使用“翻轉式”教學的優點還在于鍛煉了學生的知識組織能力和表述能力[1]。

“PLC控制技術”課程是工業電氣自動化專業的主干課程，該課程主要內容是介紹PLC的工作原理、外圍設備、指令系統和編程應用，課程內容與工業控制企業的就業需求聯系十分緊密[4]。通過該課程的學習使學生能夠掌握PLC的編程并具有實際設計能力，要求學生具有較強的動手操作能力。因此，要學好該課程需要學生能夠投入較多的時間進行動手操作和編程訓練，自主學習提高獨立的研究開發能力。由于該課程具有一定的彈性和靈活性，因此，非常適合“翻轉式”課堂的教學方法。

1 “翻轉式課堂”教學的要素

以往，大部分學生在上課前對所學知識是沒有預習的，因此在上課時沒有時間自主思考，只是順著教師的思路學習。而“翻轉式課堂”是反過來的，學生課前對所學內容已經有所了解，對難點和自己需要深入的內容也有了輪廓，因此，在課堂上開展討論便有了基礎[1]。進行“翻轉式”課堂教學的要素，如圖1所示。

1.1視頻課程材料

完備的視頻教學資料是進行“翻轉式課堂”教學的必要條件，它可以是完整的課堂視頻，也可以是微課形式的重要知識點視頻資料?！癙LC控制技術”課程在我校的共享資源課程建設中已經制作了授課的全部視頻，并在學校的網絡課程畢博平臺上可以觀看(http://bb.njnu.edu.cn/)。

圖1 “智能控制”相關課程之間的關系

1.2重點和難點的提出

在學生觀看視頻之前，教師先將重點和難點提出，以便學生有的放矢地予習。

1.3提出問題

在觀看視頻之前，教師先提出幾個問題，讓學生在自主學習時帶著問題去觀看。

1.4提前收集學生問題

學生觀看視頻預習后，可將產生的疑惑或問題通過網絡上傳，教師收集后將這些疑惑或問題進行排序和分類，針對其列出課堂上重點討論和解答的問題，在“翻轉式課堂”討論之前先備課。

1.5課堂討論和講授

對于需要討論的問題，教師在課堂上組織學生分組發言討論，教師則適當地點撥和引導使學生獲得知識的延伸，最后總結并對重點和難點知識進行深入講解和拓展。

1.6課后報告

進行“翻轉式課堂”教學后，學生要完成學習報告，將課堂討論的結果進行梳理和總結，形成書面的完整報告并通過上傳到網上提供給全班同學分享，報告也作為重要的平時成績考量依據。

2 應用“翻轉式課堂”教學實例

“PLC控制技術”課程經過多年的教學積累，已成為我校的共享資源課程，因此有完整的課程視頻，為“翻轉式課堂”提供了有利條件。但并不是所有的內容都適合“翻轉式課堂”教學。下面根據課程中的兩個典型案例來介紹“翻轉式課堂”的教學實踐。

2.1PLC的概述

“PLC概述”的內容包括PLC的產生發展、應用范圍、基本結構和工作原理等。由于在實際應用中，學生需要了解PLC的生產廠家和配套產品，也需要掌握PLC與其他工業控制設備的區別，因此這個單元的內容需要在廣度和深度上進行擴展。

在觀看視頻課程之前，教師提出兩個重點，分別是PLC與單片機和工控機的區別以及PLC的工作原理。在學生觀看視頻后，教師收集到學生的意見，匯合成五個專題問題，如表1所示[2]。

表1 課堂討論主題

按照這五個專題分組討論，采用學生主動介紹，通過調節課堂氣氛使學生積極參與，然后教師進行總結，最后課后作業學生寫出專題報告PPT，各專題報告通過上傳到網絡課程平臺，可以給全班同學下載分享。

考核評價的方式采取學生講解內容(40%)+PPT制作(30%)+回答問題(30%)，形成綜合總成績。

2.2基本指令的典型環節設計

在學習過PLC基本指令后，就需要運用基本指令進行典型的設計。以前這一環節的教學是教師通過幾個實例講解來進行的。采用“翻轉式課堂”教學就可以讓學生開動腦筋，自己拿出設計方案并在課堂上進行演示[3]。

在觀看視頻課程之前，教師提出設計方波、脈沖和分頻信號的難點，讓學生重點關注；在觀看完視頻后，教師對各組提出不同方案的設計要求并開展設計思路討論，而后學生借助三菱PLC的學習軟件FX-TRN-BEG-C進行仿真運行，演示設計程序的運行結果，教師通過評判和總結來引導學生掌握正確的設計方法。最后，每組完成設計思想、梯形圖設計、仿真波形和運行結果分析的完整報告。

這部分考核成績包括課堂測試成績(10%)+程序仿真演示(40%)+講解(20%)+設計報告(30%)，作為這節翻轉課堂的總成績，能夠真實反映出學生理論和實踐的綜合能力。

這部分內容具有很大的靈活性，因此學生講解和演示，可以啟發和開拓思路，也能帶動其他同學主動思考。

3 “翻轉式課堂”的教學效果

“翻轉式課堂”的主要目的是將學習的主體變成學生，改變填鴨式的單向教學方式，從而激發學生的學習潛能[4]。

從“PLC控制技術”課程的“翻轉式課堂”教學的效果看，學生參與是積極的，通過課后的問卷調查，85%的學生認為針對幾部分內容采用這種教學方式效果很好。

根據與以往的教學方式進行對比，“翻轉式課堂”有明顯的如下效果：

(1)對知識的深度和廣度的掌握有所拓展。

(2)帶著問題去看視頻，提高了學生的自學能力。

(3)通過交流學習促進了學生學習的積極主動性。

(4)通過討論和報告整理提高了學生的語言組織能力。

但是，“翻轉式課堂”對學生的配合度要求較高，不同水平的學生活躍程度相差很大，分組討論使知識掌握差的學生發言機會減少。

4 結語

傳統教學和“翻轉式課堂”教學方法各有其優缺點，需要根據教學內容和課程要求選擇不同的教學方法結合使用。在“PLC控制技術”課程中部分內容采用“翻轉式課堂”教學，能夠提高學生學習的主動性和學習興趣，從而提高學生分析問題和解決問題的能力，本文所述可作為“翻轉式課堂”教學手段的一種探索提供參考。

[1] 王詩云等.“數學模型”課程中實行“翻轉式課堂”的探索[J].哈爾濱.高教學刊,2015,10,44-45

[2] 馬剛等.“新能源與節能技術”課程改革與實踐 [J].南京.電氣電子教學學報,2015,37,35-37

[3] 楊輝等.基于PLC控制的教學型回轉式多工位加工工作臺的設計[J].廣州.機床與液壓,2013,22,24-26

[4] 朱鴻鵬.翻轉式課堂在C語言教學中的應用探究[J].濟南.山東工業技術,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,主要從事工業電氣自動化方面的教學和科研工作,E-mail:caoyi@njnu.edu.cn

G421

A

1008-0686(2017)05-0012-03