多媒体案例教学法在PLC课程中的应用初探
时间：2020-03-11 07:53:49 来源：天一资源网 本文已影响 人 
多媒体案例教学法在PLC课程中的应用初探
作者简介：冮明颖（1976-），女，满族，辽宁黑山人，讲师，硕士研究生，主要从事电力系统及自动化研究。
冮明颖，鲁宝春，姜丕杰
(辽宁工业大学 电气工程学院，辽宁 锦州 121001)
摘要：PLC技术及应用课程作为高校电气及自动化专业的公共基础课,知识点多、理论性和灵活性均较强,对实践环节也有较高的要求, 单靠传统的教学方法,只会事倍功半，这给PLC教学工作带了很大的挑战,如何提高教学质量是教师关注的焦点问题。结合该课程的特点及作者的教学实践, 对PLC课程在教学模式上进行了实践与探讨。实践证明：采用多媒体课件和案例教学的授课方式极大地提高了学生的学习兴趣与自主探究学习能力，取得了较好的教学效果。
关键词：PLC；多媒体；案例教学
中图分类号：G64文献标识码：A文章编号：1674-5884（2013）04-0087-02
PLC技术及应用是电气工程及其自动化专业的技术基础课，它是在继电器控制基础上以微处理器为核心，集计算机技术、电气控制技术和网络通信技术于一体的理论与实际相结合的综合性学科［1］。它应用性很强，知识点多，课程内容涉及面广。PLC（Programmable Logic Controller）即可编程控制器，它是一门比较抽象的学科，需要学生有很好的逻辑思维能力。如何来教好这门课程，使学生对该课程产生浓厚的学习兴趣，一直以来是高校教学改革的立足点。该课程以往一直采用传统的授课模式（板书），先按照教材讲完书中的基本指令和功能指令，等到指令全部讲授完后，然后再进入应用和实践环节，这时所学过的指令基本忘了一大半，大大打击了学生的学习热情，教师与学生之间完全是“授—受”关系，学生处于被动状态，缺乏自主学习与思考的热情［2］。在教学过程中，经常会出现教师充满激情的讲授知识，而学生却心不在焉的听课，学生学习氛围不浓，对知识点的理解不够透彻，教学效果不理想。这种传统的授课方式并不适用PLC的教学，那么，如何才能唤起学生自主学习的欲望，激发学生的学习兴趣，提高课程的教学质量？这是一个必须要面对和解决的问题。近年来，笔者采用了多媒体课件和案例教学的授课方式，极大地提高了学生的学习兴趣和自主学习能力，取得了较好的教学成绩和效果。现就电气专业在PLC技术及应用课程中所实施的教学方法与大家一起探讨。
一教学模式改革方法的探讨
（一）采用多媒体教学手段
传统的授课方式严重地影响了上课质量，PLC课程中有很多原理图和接线图，如果在黑板上一一画出这些图形后再做讲解，那么画图就要占用课堂的一半时间，大大降低了课堂的教学效率；对于课程中一些较复杂的知识点，仅借助于传统的教学手段是很难使学生深入理解的。而采用多媒体教学手段，可以解决这些问题。多媒体技术是指采用计算机交互式综合处理文本、图像、图形、动画和声音等多媒体信息的一种新技术。在教学中利用多媒体教学手段，可以将图形、文字、声音、动画等融为一体，使抽象的图形、概念具体化，使复杂的问题、繁琐的步骤简单化，使实际问题形象化［3］。
运用多媒体创设教学情境，可以突破传统教学模式的局限，这种图文并茂、视听结合的方式可以促进学生大脑思维的展开，活跃了课堂气氛，激发了学习兴趣，大大提高了课堂教学的生动性。例如：在介绍可编程控制器PLC的产品时，教师可以在网上搜集些相关图片，通过幻灯片的放映，学生就可以亲眼看到不同PLC厂家生产的各种系列产品的实物图，既增强了学生的感官认识，又减少了课堂学习的单调及枯燥气氛。利用多媒体教学可以使教学突出重点、淡化难点，提高教学质量。对于刚刚接触该课程的学生来说， 可编程控制器PLC完全是一个全新的、陌生的概念，教材中给出了国际电工委员会（IEC）做出的定义，一大段的文字、专业术语对于初学的学生而言是很难理解的。那么如何来引出PLC的定义呢？可以采用多媒体动画的方法来加以讲解，传统的电气控制系统是由继电接触器实现的，PLC就是在该基础上逐步发展演变而来的，利用多媒体通过简单的动画把电机的启动-自锁-停止的整个过程依次地演示出来。通过对比分析可以发现二者实现控制功能所具有的特点：传统的继电接触器控制系统是纯硬件的控制，容易出现绝缘老化等问题，在进行线路维修和改造时需要的工作量也很大，而PLC是用程序来实现控制功能的软硬件相结合的工业控制计算机，它的可靠性高，功能强，维修量小，编程方法简单易学。通过简单的对比分析，使学生对PLC有了直观而又神秘的最初印记，并对其产生一种浓厚的学习兴趣和求知欲望，使学生进入一种生动活泼、轻松的学习氛围。
利用多媒体授课方式，增大了教学容量，提高了教学效率。PLC的生产厂家很多，不同厂家的PLC，它们的编程语言是不统一的，由于课堂时间有限，所学的教材也只能讲解一种厂家的PLC，这样学生对其他类型的PLC编程语言就是完全陌生的，如果教师在黑板上将各种编程语言一一写出来，必将浪费很多有限的课堂时间。而利用多媒体授课方式就可以解决这一问题，教师可以将不同PLC厂家的不同编程语言做成幻灯片的形式，学生通过观看就可以十分清楚地了解到各种编程语言的不同之处。利用多媒体授课方式还可以将所讲授知识的重点、要点、难点、习题、答案等等都在大屏幕上一一展现出来，这样将用于板书的时间节省下来可以讲授更多的知识。
（二）案例教学方式的运用
PLC技术及应用是一门理论与实践相结合的课程。如果只是一味的老师讲、学生听，在一定程度上阻碍了学生学习的主动性与积极性，采用多媒体教学手段虽然能提高学生的学习热情，但学生的自主能力并没有得到提高。而案例教学要求学生必须经过独立、缜密的思考，最终提出解决问题的方案，它是一种动态的、准实践的教学方式，让学生当主角，教师在教学中扮演着设计者和激励者的角色，鼓励学生积极参与讨论［4］。将此两种教学模式结合起来应用到PLC课程中，必定会达到一个十分满意的教学效果。
PLC当中运用的案例教学是指教师根据教学目的和教学内容的需要，选择典型合适的案例，引导学生共同参与、讨论、表达的教学方式，让学生在具体的情境中积极主动地去思考问题，分析问题，解决问题，以提高学生的主观能动性。案例教学应该结合工程实际挑选出具有实用性、代表性、综合性的典型实例。由于案例来源于实际，所以通过对典型案例的分析，可以使学生掌握解决实际问题的思路和方法。
案例教学可以分成三个步骤来开展，例如“水塔水位的模拟控制”这是人们日常生活中比较熟悉的一个实例，它的综合性和实践性都很强，选用它作为教学案例。第一步，首先由老师借助多媒体课件讲解水塔水位控制的要求，并布置具体设计任务，学生通过观看幻灯片中水塔自动供水控制过程的演示，可以清晰、直观地发现水塔水位的控制系统主要由水塔、水池、电磁阀、水泵等几部分构成，各个环节之间的相互关系也一目了然；第二步，将学生分成几个小组，先进行组内讨论，由学生自己制定工作计划，确定设计步骤，编制符合控制要求程序，然后每个小组都拿出一套自己的设计方案，相互间进行交流和探讨，从中找出各自的优点与不足；第三步，教师通过比较各组的设计方案，给出评价，最后作出总结。通过对此案例的分析思考，可以把所学过的知识点有机地结合起来，学生在教师的启发下，自觉地进入到角色当中，积极思考，鼓励学生可以从不同的角度去分析问题，用不同的方法来实现。学生在分析案例的过程中，将各个独立的知识点融合到一起，既加深了对知识的理解，又提高了运用理论知识解决实际问题的能力。PLC的设计方法很多，只要能满足控制要求就是合理的设计，课程从而给学生提供了很多的想象与创作空间，使学生的思维能力有很大提高。通过对案例设计过程的具体分析及实践，使学生初步掌握解决实际问题的大致思路及设计步骤。
案例教学中,教师的工作是引导学生,是把获取与处理知识的能力教给学生。学生通过对案例的阅读与分析以及群组讨论, 促使学生进入特定的情境，建立真实的环境感受，并寻求解决问题的方案［5］。案例教学法理论联系实际,有利于激发学生的求知欲,拓宽他们的视野,启发他们的思维,帮助学生掌握一些思考问题的方法,培养他们解决实际问题的能力。
二结语
在实践性较强的PLC教学过程中，始终把学生作为教学的主体，采用多媒体教学手段，以案例为主线，把书本上的理论知识变成现实的实际应用，这种教学模式较好地解决了教与学的矛盾。经过几年的教学实践证明：PLC技术及应用课程采用多媒体课件和案例教学的授课方式大大增强了学生的学习兴趣及主动性，提高了课程的教学质量，取得了良好的教学效果。
参考文献：
［1］ 廖常初.PLC编程及应用(第二版)［M］.北京：机械工业出版社,2005.
［2］ 余日东.PLC课程教学改革的探索与实践［J］.职业教育研究，2007（5）.
［3］ 邓朝阳.互动式教学在可编程控制器教学中的应用［J］.职业教育研究，2006（1）.
［4］ 张新平.案例教学的内涵［J］.课程教材教法,2002(10).
［5］ 王霏.PLC教学改革初探［J］.华章，2009（13）. 相关关键词： 多媒体案例教学法在PLC课程中的应用初探
作者简介：冮明颖（1976-），女，满族，辽宁黑山人，讲师，硕士研究生，主要从事电力系统及自动化研究。
冮明颖，鲁宝春，姜丕杰
(辽宁工业大学 电气工程学院，辽宁 锦州 121001)
摘要：PLC技术及应用课程作为高校电气及自动化专业的公共基础课,知识点多、理论性和灵活性均较强,对实践环节也有较高的要求, 单靠传统的教学方法,只会事倍功半，这给PLC教学工作带了很大的挑战,如何提高教学质量是教师关注的焦点问题。结合该课程的特点及作者的教学实践, 对PLC课程在教学模式上进行了实践与探讨。实践证明：采用多媒体课件和案例教学的授课方式极大地提高了学生的学习兴趣与自主探究学习能力，取得了较好的教学效果。
关键词：PLC；多媒体；案例教学
中图分类号：G64文献标识码：A文章编号：1674-5884（2013）04-0087-02
PLC技术及应用是电气工程及其自动化专业的技术基础课，它是在继电器控制基础上以微处理器为核心，集计算机技术、电气控制技术和网络通信技术于一体的理论与实际相结合的综合性学科［1］。它应用性很强，知识点多，课程内容涉及面广。PLC（Programmable Logic Controller）即可编程控制器，它是一门比较抽象的学科，需要学生有很好的逻辑思维能力。如何来教好这门课程，使学生对该课程产生浓厚的学习兴趣，一直以来是高校教学改革的立足点。该课程以往一直采用传统的授课模式（板书），先按照教材讲完书中的基本指令和功能指令，等到指令全部讲授完后，然后再进入应用和实践环节，这时所学过的指令基本忘了一大半，大大打击了学生的学习热情，教师与学生之间完全是“授—受”关系，学生处于被动状态，缺乏自主学习与思考的热情［2］。在教学过程中，经常会出现教师充满激情的讲授知识，而学生却心不在焉的听课，学生学习氛围不浓，对知识点的理解不够透彻，教学效果不理想。这种传统的授课方式并不适用PLC的教学，那么，如何才能唤起学生自主学习的欲望，激发学生的学习兴趣，提高课程的教学质量？这是一个必须要面对和解决的问题。近年来，笔者采用了多媒体课件和案例教学的授课方式，极大地提高了学生的学习兴趣和自主学习能力，取得了较好的教学成绩和效果。现就电气专业在PLC技术及应用课程中所实施的教学方法与大家一起探讨。
一教学模式改革方法的探讨
（一）采用多媒体教学手段
传统的授课方式严重地影响了上课质量，PLC课程中有很多原理图和接线图，如果在黑板上一一画出这些图形后再做讲解，那么画图就要占用课堂的一半时间，大大降低了课堂的教学效率；对于课程中一些较复杂的知识点，仅借助于传统的教学手段是很难使学生深入理解的。而采用多媒体教学手段，可以解决这些问题。多媒体技术是指采用计算机交互式综合处理文本、图像、图形、动画和声音等多媒体信息的一种新技术。在教学中利用多媒体教学手段，可以将图形、文字、声音、动画等融为一体，使抽象的图形、概念具体化，使复杂的问题、繁琐的步骤简单化，使实际问题形象化［3］。
运用多媒体创设教学情境，可以突破传统教学模式的局限，这种图文并茂、视听结合的方式可以促进学生大脑思维的展开，活跃了课堂气氛，激发了学习兴趣，大大提高了课堂教学的生动性。例如：在介绍可编程控制器PLC的产品时，教师可以在网上搜集些相关图片，通过幻灯片的放映，学生就可以亲眼看到不同PLC厂家生产的各种系列产品的实物图，既增强了学生的感官认识，又减少了课堂学习的单调及枯燥气氛。利用多媒体教学可以使教学突出重点、淡化难点，提高教学质量。对于刚刚接触该课程的学生来说， 可编程控制器PLC完全是一个全新的、陌生的概念，教材中给出了国际电工委员会（IEC）做出的定义，一大段的文字、专业术语对于初学的学生而言是很难理解的。那么如何来引出PLC的定义呢？可以采用多媒体动画的方法来加以讲解，传统的电气控制系统是由继电接触器实现的，PLC就是在该基础上逐步发展演变而来的，利用多媒体通过简单的动画把电机的启动-自锁-停止的整个过程依次地演示出来。通过对比分析可以发现二者实现控制功能所具有的特点：传统的继电接触器控制系统是纯硬件的控制，容易出现绝缘老化等问题，在进行线路维修和改造时需要的工作量也很大，而PLC是用程序来实现控制功能的软硬件相结合的工业控制计算机，它的可靠性高，功能强，维修量小，编程方法简单易学。通过简单的对比分析，使学生对PLC有了直观而又神秘的最初印记，并对其产生一种浓厚的学习兴趣和求知欲望，使学生进入一种生动活泼、轻松的学习氛围。
利用多媒体授课方式，增大了教学容量，提高了教学效率。PLC的生产厂家很多，不同厂家的PLC，它们的编程语言是不统一的，由于课堂时间有限，所学的教材也只能讲解一种厂家的PLC，这样学生对其他类型的PLC编程语言就是完全陌生的，如果教师在黑板上将各种编程语言一一写出来，必将浪费很多有限的课堂时间。而利用多媒体授课方式就可以解决这一问题，教师可以将不同PLC厂家的不同编程语言做成幻灯片的形式，学生通过观看就可以十分清楚地了解到各种编程语言的不同之处。利用多媒体授课方式还可以将所讲授知识的重点、要点、难点、习题、答案等等都在大屏幕上一一展现出来，这样将用于板书的时间节省下来可以讲授更多的知识。
（二）案例教学方式的运用
PLC技术及应用是一门理论与实践相结合的课程。如果只是一味的老师讲、学生听，在一定程度上阻碍了学生学习的主动性与积极性，采用多媒体教学手段虽然能提高学生的学习热情，但学生的自主能力并没有得到提高。而案例教学要求学生必须经过独立、缜密的思考，最终提出解决问题的方案，它是一种动态的、准实践的教学方式，让学生当主角，教师在教学中扮演着设计者和激励者的角色，鼓励学生积极参与讨论［4］。将此两种教学模式结合起来应用到PLC课程中，必定会达到一个十分满意的教学效果。
PLC当中运用的案例教学是指教师根据教学目的和教学内容的需要，选择典型合适的案例，引导学生共同参与、讨论、表达的教学方式，让学生在具体的情境中积极主动地去思考问题，分析问题，解决问题，以提高学生的主观能动性。案例教学应该结合工程实际挑选出具有实用性、代表性、综合性的典型实例。由于案例来源于实际，所以通过对典型案例的分析，可以使学生掌握解决实际问题的思路和方法。
案例教学可以分成三个步骤来开展，例如“水塔水位的模拟控制”这是人们日常生活中比较熟悉的一个实例，它的综合性和实践性都很强，选用它作为教学案例。第一步，首先由老师借助多媒体课件讲解水塔水位控制的要求，并布置具体设计任务，学生通过观看幻灯片中水塔自动供水控制过程的演示，可以清晰、直观地发现水塔水位的控制系统主要由水塔、水池、电磁阀、水泵等几部分构成，各个环节之间的相互关系也一目了然；第二步，将学生分成几个小组，先进行组内讨论，由学生自己制定工作计划，确定设计步骤，编制符合控制要求程序，然后每个小组都拿出一套自己的设计方案，相互间进行交流和探讨，从中找出各自的优点与不足；第三步，教师通过比较各组的设计方案，给出评价，最后作出总结。通过对此案例的分析思考，可以把所学过的知识点有机地结合起来，学生在教师的启发下，自觉地进入到角色当中，积极思考，鼓励学生可以从不同的角度去分析问题，用不同的方法来实现。学生在分析案例的过程中，将各个独立的知识点融合到一起，既加深了对知识的理解，又提高了运用理论知识解决实际问题的能力。PLC的设计方法很多，只要能满足控制要求就是合理的设计，课程从而给学生提供了很多的想象与创作空间，使学生的思维能力有很大提高。通过对案例设计过程的具体分析及实践，使学生初步掌握解决实际问题的大致思路及设计步骤。
案例教学中,教师的工作是引导学生,是把获取与处理知识的能力教给学生。学生通过对案例的阅读与分析以及群组讨论, 促使学生进入特定的情境，建立真实的环境感受，并寻求解决问题的方案［5］。案例教学法理论联系实际,有利于激发学生的求知欲,拓宽他们的视野,启发他们的思维,帮助学生掌握一些思考问题的方法,培养他们解决实际问题的能力。
二结语
在实践性较强的PLC教学过程中，始终把学生作为教学的主体，采用多媒体教学手段，以案例为主线，把书本上的理论知识变成现实的实际应用，这种教学模式较好地解决了教与学的矛盾。经过几年的教学实践证明：PLC技术及应用课程采用多媒体课件和案例教学的授课方式大大增强了学生的学习兴趣及主动性，提高了课程的教学质量，取得了良好的教学效果。
参考文献：
［1］ 廖常初.PLC编程及应用(第二版)［M］.北京：机械工业出版社,2005.
［2］ 余日东.PLC课程教学改革的探索与实践［J］.职业教育研究，2007（5）.
［3］ 邓朝阳.互动式教学在可编程控制器教学中的应用［J］.职业教育研究，2006（1）.
［4］ 张新平.案例教学的内涵［J］.课程教材教法,2002(10).
［5］ 王霏.PLC教学改革初探［J］.华章，2009（13）. 相关关键词： 多媒体案例教学法在PLC课程中的应用初探
