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多媒體案例教學法在PLC課程中的應用初探
多媒體案例教學法在PLC課程中的應用初探作者簡介：冮明穎（1976-），女，滿族，遼寧黑山人，講師，碩士研究生，主要從事電力系統及自動化研究。
冮明穎，魯寶春，姜丕杰
(遼寧工業大學 電氣工程學院，遼寧 錦州 121001)
摘要：PLC技術及應用課程作為高校電氣及自動化專業的公共基礎課,知識點多、理論性和靈活性均較強,對實踐環節也有較高的要求, 單靠傳統的教學方法,只會事倍功半，這給PLC教學工作帶了很大的挑戰,如何提高教學質量是教師關注的焦點問題。結合該課程的特點及作者的教學實踐, 對PLC課程在教學模式上進行了實踐與探討。實踐證明：采用多媒體課件和案例教學的授課方式極大地提高了學生的學習興趣與自主探究學習能力，取得了較好的教學效果。
關鍵詞：PLC；多媒體；案例教學
中圖分類號：G64文獻標識碼：A文章編號：1674-5884（2013）04-0087-02
PLC技術及應用是電氣工程及其自動化專業的技術基礎課，它是在繼電器控制基礎上以微處理器為核心，集計算機技術、電氣控制技術和網絡通信技術于一體的理論與實際相結合的綜合性學科［1］。它應用性很強，知識點多，課程內容涉及面廣。PLC（Programmable Logic Controller）即可編程控制器，它是一門比較抽象的學科，需要學生有很好的邏輯思維能力。如何來教好這門課程，使學生對該課程產生濃厚的學習興趣，一直以來是高校教學改革的立足點。該課程以往一直采用傳統的授課模式（板書），先按照教材講完書中的基本指令和功能指令，等到指令全部講授完后，然后再進入應用和實踐環節，這時所學過的指令基本忘了一大半，大大打擊了學生的學習熱情，教師與學生之間完全是“授—受”關系，學生處于被動狀態，缺乏自主學習與思考的熱情［2］。在教學過程中，經常會出現教師充滿激情的講授知識，而學生卻心不在焉的聽課，學生學習氛圍不濃，對知識點的理解不夠透徹，教學效果不理想。這種傳統的授課方式并不適用PLC的教學，那么，如何才能喚起學生自主學習的欲望，激發學生的學習興趣，提高課程的教學質量？這是一個必須要面對和解決的問題。近年來，筆者采用了多媒體課件和案例教學的授課方式，極大地提高了學生的學習興趣和自主學習能力，取得了較好的教學成績和效果。現就電氣專業在PLC技術及應用課程中所實施的教學方法與大家一起探討。
一教學模式改革方法的探討
（一）采用多媒體教學手段
傳統的授課方式嚴重地影響了上課質量，PLC課程中有很多原理圖和接線圖，如果在黑板上一一畫出這些圖形后再做講解，那么畫圖就要占用課堂的一半時間，大大降低了課堂的教學效率；對于課程中一些較復雜的知識點，僅借助于傳統的教學手段是很難使學生深入理解的。而采用多媒體教學手段，可以解決這些問題。多媒體技術是指采用計算機交互式綜合處理文本、圖像、圖形、動畫和聲音等多媒體信息的一種新技術。在教學中利用多媒體教學手段，可以將圖形、文字、聲音、動畫等融為一體，使抽象的圖形、概念具體化，使復雜的問題、繁瑣的步驟簡單化，使實際問題形象化［3］。
運用多媒體創設教學情境，可以突破傳統教學模式的局限，這種圖文并茂、視聽結合的方式可以促進學生大腦思維的展開，活躍了課堂氣氛，激發了學習興趣，大大提高了課堂教學的生動性。例如：在介紹可編程控制器PLC的產品時，教師可以在網上搜集些相關圖片，通過幻燈片的放映，學生就可以親眼看到不同PLC廠家生產的各種系列產品的實物圖，既增強了學生的感官認識，又減少了課堂學習的單調及枯燥氣氛。利用多媒體教學可以使教學突出重點、淡化難點，提高教學質量。對于剛剛接觸該課程的學生來說， 可編程控制器PLC完全是一個全新的、陌生的概念，教材中給出了國際電工委員會（IEC）做出的定義，一大段的文字、專業術語對于初學的學生而言是很難理解的。那么如何來引出PLC的定義呢？可以采用多媒體動畫的方法來加以講解，傳統的電氣控制系統是由繼電接觸器實現的，PLC就是在該基礎上逐步發展演變而來的，利用多媒體通過簡單的動畫把電機的啟動-自鎖-停止的整個過程依次地演示出來。通過對比分析可以發現二者實現控制功能所具有的特點：傳統的繼電接觸器控制系統是純硬件的控制，容易出現絕緣老化等問題，在進行線路維修和改造時需要的工作量也很大，而PLC是用程序來實現控制功能的軟硬件相結合的工業控制計算機，它的可靠性高，功能強，維修量小，編程方法簡單易學。通過簡單的對比分析，使學生對PLC有了直觀而又神秘的最初印記，并對其產生一種濃厚的學習興趣和求知欲望，使學生進入一種生動活潑、輕松的學習氛圍。
利用多媒體授課方式，增大了教學容量，提高了教學效率。PLC的生產廠家很多，不同廠家的PLC，它們的編程語言是不統一的，由于課堂時間有限，所學的教材也只能講解一種廠家的PLC，這樣學生對其他類型的PLC編程語言就是完全陌生的，如果教師在黑板上將各種編程語言一一寫出來，必將浪費很多有限的課堂時間。而利用多媒體授課方式就可以解決這一問題，教師可以將不同PLC廠家的不同編程語言做成幻燈片的形式，學生通過觀看就可以十分清楚地了解到各種編程語言的不同之處。利用多媒體授課方式還可以將所講授知識的重點、要點、難點、習題、答案等等都在大屏幕上一一展現出來，這樣將用于板書的時間節省下來可以講授更多的知識。
（二）案例教學方式的運用
PLC技術及應用是一門理論與實踐相結合的課程。如果只是一味的老師講、學生聽，在一定程度上阻礙了學生學習的主動性與積極性，采用多媒體教學手段雖然能提高學生的學習熱情，但學生的自主能力并沒有得到提高。而案例教學要求學生必須經過獨立、縝密的思考，最終提出解決問題的方案，它是一種動態的、準實踐的教學方式，讓學生當主角，教師在教學中扮演著設計者和激勵者的角色，鼓勵學生積極參與討論［4］。將此兩種教學模式結合起來應用到PLC課程中，必定會達到一個十分滿意的教學效果。
PLC當中運用的案例教學是指教師根據教學目的和教學內容的需要，選擇典型合適的案例，引導學生共同參與、討論、表達的教學方式，讓學生在具體的情境中積極主動地去思考問題，分析問題，解決問題，以提高學生的主觀能動性。案例教學應該結合工程實際挑選出具有實用性、代表性、綜合性的典型實例。由于案例來源于實際，所以通過對典型案例的分析，可以使學生掌握解決實際問題的思路和方法。
案例教學可以分成三個步驟來開展，例如“水塔水位的模擬控制”這是人們日常生活中比較熟悉的一個實例，它的綜合性和實踐性都很強，選用它作為教學案例。第一步，首先由老師借助多媒體課件講解水塔水位控制的要求，并布置具體設計任務，學生通過觀看幻燈片中水塔自動供水控制過程的演示，可以清晰、直觀地發現水塔水位的控制系統主要由水塔、水池、電磁閥、水泵等幾部分構成，各個環節之間的相互關系也一目了然；第二步，將學生分成幾個小組，先進行組內討論，由學生自己制定工作計劃，確定設計步驟，編制符合控制要求程序，然后每個小組都拿出一套自己的設計方案，相互間進行交流和探討，從中找出各自的優點與不足；第三步，教師通過比較各組的設計方案，給出評價，最后作出總結。通過對此案例的分析思考，可以把所學過的知識點有機地結合起來，學生在教師的啟發下，自覺地進入到角色當中，積極思考，鼓勵學生可以從不同的角度去分析問題，用不同的方法來實現。學生在分析案例的過程中，將各個獨立的知識點融合到一起，既加深了對知識的理解，又提高了運用理論知識解決實際問題的能力。PLC的設計方法很多，只要能滿足控制要求就是合理的設計，課程從而給學生提供了很多的想象與創作空間，使學生的思維能力有很大提高。通過對案例設計過程的具體分析及實踐，使學生初步掌握解決實際問題的大致思路及設計步驟。
案例教學中,教師的工作是引導學生,是把獲取與處理知識的能力教給學生。學生通過對案例的閱讀與分析以及群組討論, 促使學生進入特定的情境，建立真實的環境感受，并尋求解決問題的方案［5］。案例教學法理論聯系實際,有利于激發學生的求知欲,拓寬他們的視野,啟發他們的思維,幫助學生掌握一些思考問題的方法,培養他們解決實際問題的能力。
二結語
在實踐性較強的PLC教學過程中，始終把學生作為教學的主體，采用多媒體教學手段，以案例為主線，把書本上的理論知識變成現實的實際應用，這種教學模式較好地解決了教與學的矛盾。經過幾年的教學實踐證明：PLC技術及應用課程采用多媒體課件和案例教學的授課方式大大增強了學生的學習興趣及主動性，提高了課程的教學質量，取得了良好的教學效果。
參考文獻：
［1］ 廖常初.PLC編程及應用(第二版)［M］.北京：機械工業出版社,2005.
［2］ 余日東.PLC課程教學改革的探索與實踐［J］.職業教育研究，2007（5）.
［3］ 鄧朝陽.互動式教學在可編程控制器教學中的應用［J］.職業教育研究，2006（1）.
［4］ 張新平.案例教學的內涵［J］.課程教材教法,2002(10).
［5］ 王霏.PLC教學改革初探［J］.華章，2009（13）.
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