教育信息化2.0背景下 PLC編程與應用課程的“7學”課堂教學模式探究

【摘要】本文分析PLC編程與應用課程教學改革的必要性，闡述教育信息化2.0背景下“7學”課堂教學模式的內涵，以子任務“PLC控制點亮一盞燈的編程設計和實踐”教學為例分享“7學”課堂教學模式的實施途徑。

【關鍵詞】PLC編程與應用 教學模式 教學改革 教育信息化2.0

【中圖分類號】G63 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2022）08-0086-03

北部灣職業技術學校開設的PLC編程與應用課程是機電專業的核心專業課程之一，主要介紹了PLC的工作原理，軟、硬件結構，指令操作和梯形圖編程語言的使用方法，是以生活、生產實例作為任務的一門課，內容系統化但知識量過大。目前該課程授課模式較為單一，教師大多采用“先理論教學后實踐操作”的模式進行授課，學生沒有獲得針對性的訓練和系統性的強化，導致在學習上存在不少困難。因此，創新PLC編程與應用課堂教學迫在眉睫。

一、PLC編程與應用課程教學改革的必要性

（一）教育信息化2.0建設對中職專業課提出新的改革要求

《職業教育提質培優行動計劃（2020—2023年）》提出實施職業教育信息化2.0建設行動，以“信息技術+”升級傳統專業，大力推進“互聯網+”“智能+”教育新形態，推動教育教學變革創新。此外，《欽州市中小學教師信息技術應用能力提升工程2.0實施方案》提出，要進一步推動教師主動適應信息化、人工智能等新技術變革，全面提升信息素養，積極有效開展教育教學，基本實現“三提升一全面”的總體發展目標，全面促進信息技術與教育教學融合創新發展。因此，在教育信息化2.0背景下深入研究中職專業課的課堂教學改革具有一定的意義。

（二）學生新的學習需求

在“互聯網+”“智能+”背景下，學生對新知識以及新學習方式的需求更強烈。而PLC編程與應用的課堂教學主要采用講授法和練習法，教師講授，學生聽課、互動，然后學生實訓、完成實訓報告，教師評價學生完成的質量。這樣的課堂氛圍較為沉悶，學生在課堂上趴桌子睡覺、玩手機、發呆等情況屢見不鮮，學生的學習興趣欠缺，學習效果差。這樣的學習現狀亟須改進。

在教育信息化2.0背景下，教師可以結合現階段的教學模式，充分利用線上和線下教學的優勢改進傳統專業課教學，將信息技術與中職專業課教學深度融合，以達到有效改變大部分學生的學習方式，提高學習效率等目的。

二、教育信息化2.0背景下PLC編程與應用課程“7學”課堂教學模式

“7學”課堂教學指的是：預學、練學、組學、課學、測學、拓學以及評學等，在開展過程中共分為4個階段。

（一）第一階段：基于線上平臺的學習

第一階段主要是開展預學與練學。教師在“職教云”等平臺發布課程學習任務，提前推送給對應班級的學生;學生先自行看書，利用手機等工具學習相關的知識，這是預學。在學生學習的過程中，教師精選一些基礎概念題目，讓學生能夠一邊學習一邊練習，生成對本課內容的初步認知，這是練學。第一階段的預學與練學是信息化的初端，具有重要的引導意義。

（二）第二階段：學生自主學習的課堂

在實現預學、練學階段反饋的基礎上，教師便可以開展生生之間的組學和課學，這是第二階段開展的主要活動。組學即教師利用課堂講授時間，讓學生進行自由分組、合作學習;課學指教師針對學生在組學以及練學中提出的難點問題進行詳細的講解。第二階段的組學和課學活動能夠打造學生主動學習的課堂，激發學生在學習過程中的積極性與主動性。

（三）第三階段：學習者成果展示

第三階段主要是進行測學活動。測學就是檢測學習成果。在學生系統地進行了組學和課學之后，為了了解學生是否已經掌握本節課的相關知識，教師需要精心準備強化練習，讓學生再次利用線上平臺進行作業訓練，從而分析學生的學習情況，有針對性地設計下一階段的學習任務。

（四）第四階段：線上學習資源設計

本階段主要開展拓學與評學活動。為了提高學生的自主學習能力和探究能力，筆者在學生主動進行上述“5學”的基礎上，要求學生在課后自主開展依托互聯網的拓學。拓學的內容不僅與此次學習的內容相關，也與下次要學習的內容具有一定的關聯，還要能夠滿足不同層次學生的學習需求。在最后的評學活動中，學生需對本次課的內容進行自我反思、總結和進行多維度、多元化的評價;教師根據學生的自評、互評、組評和作業等形成階段性評價。

“7學”課堂教學模式如圖1所示。

三、在PLC編程與應用課程中實施“7學”課堂教學模式的實踐

根據中職機電專業實訓課程特點和教學實際，結合學生的學習需求，筆者試圖構建“信息技術+”“智能+”環境下專業實訓課教學模式的改革方案，建立線上線下平臺，破除傳統教學的“教師中心論”“教材中心論”等，轉變現有的傳統教學模式，創建一個具有開放性、探究性、民主性、互動性的課堂;通過細化課堂教學的步驟，改變自身教學手段，拓寬講、授、練的教學渠道和教學空間，打造高效、適用、深度融合的課堂;此外，創新優化評價內容和形式，實施科學的、多維度的學業評價，融合并創新評價機制。下面筆者結合課本中子任務“PLC控制點亮一盞燈的編程設計和實踐”教學設計，具體闡述“7學”課堂在PLC編程與應用教學中的實施路徑。

（一）分析學生心理，融入預學和練學

針對學生上課無精打采、課后熱衷玩手機的現象，筆者認為可以有效利用學生喜歡玩手機的心理，運用“職教云”等學習平臺開展預學和練學活動，分散學生課后打游戲、刷短視頻的精力。

首先，教師提前3天左右在“職教云”平臺上傳本次授課的學習目標和學習任務，包括一些與概念相關的問答題、選擇題，要求學生認真觀看、學習PPT的內容，并完成練學的作業。教師利用學習平臺后臺監控學生的學習進度是否達到100%、是否每個人都提交了作業，及時督促沒有完成學習任務的學生。在課堂教學中，學生對要學習的內容有了初步認識與心理準備，能夠緊緊跟著教師教學的節奏，教學效果大大增強。

學生在利用手機觀看教師發布的學習資源、利用手機完成預習作業的過程中，無形中克服了學習惰性，激發了探究學習內容的興趣，鍛煉了自主學習能力，收獲了學習成就感。教師可以通過學習平臺后臺查看學生的自學成果，明確學生對本課教學內容的掌握程度和存在疑惑，及時調整教學策略，在此基礎上因材施教，提高教學質量。

（二）在組學和課學中融入教學內容

本課的任務是“PLC控制點亮一盞燈的編程設計和實踐”，它是PLC課程的基礎操作之一，具有奠定基礎的作用，體現了該課程學習的結構性、步驟性與完整性。筆者根據預學和練學的情況，在教學中開展“7學”中的組學和課學。

首先，教師讓學生以宿舍為進行分組或者自由組合，結成4個學習小組。接著，教師把教學目標中對應的教學內容拆解成多個子任務并分別分配給每個小組，讓每個小組達成自身的目標的同時，與其他小組合作，共同完成本次的實訓授課內容的整體目標。具體設計如下。

第一小組的學習內容是輸入和輸出繼電器。這個小組的目標是學習PLC編程元件，重點掌握輸入和輸出繼電器用什么字母表示，同時分析本次任務有多少個輸入與輸出，在課學活動中把學習成果分享給其他三組的同學，畫出輸入和輸出分配表。

第二小組的學習內容是進行任務的控制要求以及分析畫出電路原理圖。學生結合教師上傳的課件，總結和嘗試寫出本次任務的控制要求，并根據要求畫出電路原理圖。

第三小組的學習內容是根據前面兩個小組的成果，進行梯形圖的設計和編程。本組的學習內容包括PLC編程語言、PLC編程軟件，重點掌握梯形圖的概念和組成，了解編程軟件的主要功能和運行原理。

第四小組的學習內容是根據前面3組的學習成果以及原理圖進行布線和接線，并在編程軟件中導入程序，進行通電測試。

教師收集學生在組學中遇到的問題，當4個小組完成學習內容之后進行歸納總結與評價，同時把4個小組的學習內容和學習成果進行細致的講解，分析學生在學習過程遇到的問題，再次把學習內容進行整合，構建知識框架，讓學生鞏固和吸收。這樣既可以讓學生溫故而知新，又可以讓學生無形中形成自己的學習思維。

這個環節是在預學和練學活動之后，利用課堂開展的師生、生生之間的組學和課學活動，營造了輕松、合作、主動的學習氛圍，可以充分調動每一名學生主動學習，讓學生在課堂上有事可做、有話可說。

（三）測學與學習任務的設計

為了進一步鼓勵學生自主學習，牢固掌握本次課的相關內容，我們在組學和課學的基礎上，要求學生在課堂上自主完成線上的測學。在測學環節中，教師針對重點內容設計學習任務單，任務單要簡潔明了，任務難度適中，題量適當（如表1所示）。

（四）拓學內容設計

拓學活動主要面向學有余力的學生。教師設計的拓展內容應緊緊圍繞學生在前一階段所學過的重點概念、知識點或者流程結構，同時，為了更好地設計下一次課的內容，教師設計的拓學內容還要具有承上啟下的作用。具體設計如下。

1.教師上傳5—8分鐘的微課視頻。利用微課歸納性強、針對性強等特點，讓學生有效地學習。

2.微課中引出本次拓學的兩個問題。

（1）如何使用兩個開關分別控制兩盞燈的亮滅，請同學們寫出輸入、輸出分配表，畫出原理圖、梯形圖。

（2）如何使用一個開關控制一盞燈亮，手松開的時候，燈始終保持亮，請同學們寫出輸入、輸出分配表，畫出原理圖、梯形圖。

3.關注學生的疑問，教師和學生進行適當的討論，點撥學生。

拓學部分的設計，是對本課知識的升華，能夠引發學生進行深入的探討，符合因材施教的教育理念，同時，也可以讓學生的理念和教師的觀點碰撞出不同的火花。

（五）多元化評學

評學是“7學”的最后環節，這個環節采用學生自評、互評，小組互評以及線上學習情況、線下學習情況等多種評價方式，在評價的內容上，根據知識與技能、過程與方法、情感態度和價值觀等三維目標去評價學生。

以本次任務“PLC控制點亮一盞燈的編程設計和實踐”為例。在預學和練學活動中，學生利用線上平臺進行自主學習和練習，系統平臺記錄學生的學習足跡，筆者將這個部分的評分占比設定為20%;組學和課學為學生的課堂活動，教師需根據組員互評以及小組之間的評價給學生綜合打分，這部分的評分占比設定為30%;測學活動是對學生學習掌握情況的二次評價，可通過系統測評得出最終結果，筆者將評分占比設定為20%;拓學是學生的自主學習，這部分是學生的加分項，可用于激勵學生，評分占比設定為10%;剩下的20%是教師針對學生在學習過程中的行為進行的評價，該評價結合學生線上和線下的表現，以及學生的認知、情感等各方面的因素進行打分，最終得出學生的總分。

信息技術手段輔助下的PLC編程與應用課程“7學”課堂教學模式，符合該課程的特點，整合教材內容，設計實踐活動，關注學生綜合素質的提高，將課堂還給學生，以學生為主體開展課堂教學。教師根據學生學習給予階段性指導，適當地點撥學生，給予學生中肯、積極的評價，使學生自主完成學習任務，發展團隊意識，提高自主學習能力。

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注：本文系2021年度廣西職業教育教學改革研究項目“信息化2.0背景下‘PLC編程與應用’的‘7學’課堂教學改革研究和實踐”（GXZZJG2021B011）的研究成果。

作者簡介：王鎮林（1991— ），講師，研究方向為中職機電專業課程教學。

（責編 劉小瑗）