文/佛山市順德區(qū)陳村職業(yè)技術(shù)學校 蔡凌云

機電一體化專業(yè)最實用的設(shè)備是YL-235A型教學設(shè)備，在這套設(shè)備中，氣動機械手由機械裝置、傳感器裝置、氣動裝置和電氣控制線路幾部分組成。機械手的PLC控制用傳統(tǒng)教學法分三大步進行：第一步，氣路的檢測與連接；第二步，電路的檢測與連接；第三步，程序的編寫與調(diào)試。在每執(zhí)行一步的時候，教師都要分析講解，教會學生如何操作，學生再動手操作。學生操作的過程中，教師也要不停地巡回指導，即使是30人的小班教學，學生的問題也會應(yīng)接不暇，焦頭爛額的感覺時常困擾著教師，且教學效果一般。

而信息化教學手段的運用則可以將這個項目的教學變得輕松、自如，效率高，效果好。下面筆者就以機械手的PLC控制為例，從四個方面介紹如何使用信息化教學手段助力機電一體化項目教學。

一、用信息化教學手段助力機電一體化項目教學，功在課前準備

信息化教學手段的利用，需要各種教學資源的承載，因此教師課前對各種教學資源的準備是工作的重點，也是工作的難點。教師要對即將進行的教學進行全面考慮。

(一)備教材

氣動機械手的PLC控制將《傳感器應(yīng)用》《液壓與氣動傳動》和《PLC編程》有機結(jié)合，對機電一體化專業(yè)學生核心技能的形成起重要作用。這部分內(nèi)容選自江蘇教育出版社徐輝、張艷主編的《PLC編程與應(yīng)用(三菱FX2N)》一書的項目三任務(wù)二。因機械手的PLC控制用單流程法設(shè)計簡單、直觀、容易實現(xiàn)，因此將本任務(wù)調(diào)整到項目二PLC基本指令的應(yīng)用并作為任務(wù)五進行。

(二)備學生

授課對象是中職三年級機電一體化專業(yè)的學生。他們活潑好動，愛表現(xiàn)，有合作能力，具備了一定的讀圖、安裝和查閱資料的能力，能編寫簡單的PLC程序。他們是信息時代的原住民，電腦和網(wǎng)絡(luò)是他們生活的必須品，但對理論教學容易產(chǎn)生厭倦。

(三)備教學目標、重難點

根據(jù)教材、學情和機電一體化人才培養(yǎng)方案，筆者確定了以下的教學目標和教學重難點。

知識目標：掌握使用PLC順控指令進行編程的方法。

能力目標：能正確安裝相關(guān)的氣路、電路，并能順利完成系統(tǒng)調(diào)試。

情感目標：注重團隊協(xié)作，培養(yǎng)精益求精的工匠精神。

教學重點：順控指令編程的方法、思路。

教學難點：氣動機械手的安裝、調(diào)試。

(四)備教法學法

根據(jù)學情和教學目標，筆者采取項目教學法進行教學，用項目任務(wù)引領(lǐng)學生自主探究。同時借助網(wǎng)絡(luò)教學平臺、UMU互動學習等信息化手段和虛擬仿真系統(tǒng)，先讓學生在仿真軟件中模擬仿真，再讓學生以小組為單位，到實訓平臺，共同協(xié)作，動手完成機械手的編程、連線和綜合調(diào)試。

(五)備教學資源

首先，學生賬號導入。課前將學生的賬號導入職教高地，學生利用自己的手機關(guān)注職教高地公眾號，用自己的賬號登錄，即可查看到教師上傳的所有學習資源。

其次，教學資源準備。①準備導學方案。②準備各種微課、視頻。這些資源主要包括：機械手動作動畫；《單流程設(shè)計法》的微課；《PLC控制一個氣缸動作》的仿真微課；氣路連接、電路連接、綜合調(diào)試的模擬仿真微課；氣路連接、電路連接、綜合調(diào)試安裝的調(diào)試視頻和課后拓展任務(wù)的機械手動作視頻。③準備項目評價表。項目評價內(nèi)容包括理論知識、實操技能、學習態(tài)度、安全文明生產(chǎn)四個部分，項目評價分自評、他評、師評三個部分。

二、用信息化教學手段助力機電一體化項目教學，重在課中應(yīng)用

以《機械手的PLC控制》為例，筆者將教學過程分成課前、課中、課后三部分。

首先，課前探索，初步認識。利用網(wǎng)絡(luò)學習平臺發(fā)布導學方案和學習資源。導學方案，引導學生課前學什么，課中怎么做，課后完成什么樣的任務(wù)等。學習資源包括符合任務(wù)要求的機械手動作動畫，《步進順控指令設(shè)計法》的微課和《PLC控制一個氣缸動作》的仿真微課。通過學習，學生完成I/O分配表，設(shè)計出功能圖，轉(zhuǎn)化成梯形圖，并上傳到學習平臺。

課端，反饋討論，確定設(shè)計。學生以四人一組進行分配，分組討論課前設(shè)計的功能圖。本任務(wù)的PLC編程使用單流程法完成。因其方法簡單，編程容易，學生只要會設(shè)計功能圖，就能順利畫出梯形圖。程序設(shè)計，是本次課的教學重點，但非教學難點，因此使用微課教學、小組討論、分析、對比等方法，學生即可掌握這一學習重點。

除此之外，本環(huán)節(jié)還要求學生通過小組討論，設(shè)計出各元器件在仿真系統(tǒng)中位置的擺放，為后續(xù)的模擬仿真做好準備。

接著，進入模擬仿真，解決重點階段。本階段主要培養(yǎng)學生自主探究解決問題的能力。

在課前學習資源庫中已經(jīng)提供了《PLC控制一個氣缸動作》的學習微課，本階段，再提供與本任務(wù)相關(guān)的電路連接、氣路連接和綜合調(diào)試的微課資源。這些微課只提供了每個環(huán)節(jié)的部分操作過程，既為學生的學習提供參考，又為學生的自由發(fā)揮留有余地，也為解決本次課的教學難點埋下伏筆。在這個階段，學生還可以通過微信群或面對面形式，進行師生交流，生生互動，及時解決在繪圖和仿真時遇到的問題。

仿真調(diào)試成功后，學生通過拍照將自己的繪圖結(jié)果上傳到UMU互動學習平臺，然后再以小組為單位，匯報展示，談自己或小組在仿真過程中遇到的問題及解決方法。學生間互相拍磚、點贊，選出設(shè)計最佳的一組，并頒發(fā)最佳設(shè)計獎。

最后，教師對模擬仿真階段進行點評，講解仿真時的重難點、易錯點。

本階段學生在學中做，做中學，互相討論，在虛擬仿真中掌握了教學重點，明確了學習難點。

之后，進入動手操作，突破難點階段。本階段采取小組競賽形式，通過動手操作，解決教學難點，鍛煉學生動手操作能力，培養(yǎng)嚴謹?shù)墓そ尘瘛?/p>

起始階段，重新分組，兩人一小組，分工協(xié)作，共同完成PLC控制的氣動機械手的安裝和調(diào)試。同時明確評價規(guī)則，安裝的速度快慢和成敗都將決定競賽成績的好壞。

為了突破教學難點，本環(huán)節(jié)，再為學生提供競賽同學的安裝調(diào)試視頻。視頻分氣路安裝、電路安裝和綜合調(diào)試三個部分。因此本環(huán)節(jié)也要求學生分三步走。第一，先完成氣路的安裝調(diào)試；第二，再完成電路的連線；第三，綜合調(diào)試。當學生在操作過程中出現(xiàn)問題，自己解決不了的時候，可以通過查看視頻找出解決問題的辦法。但為了提高安裝效率，小組成員只有真正地掌握了PLC的I/O口分配，看懂了電路的原理圖和氣路圖才能快速高效地完成本次安裝調(diào)試任務(wù)。

在整個安裝調(diào)試過程中，小組的兩位學生，團結(jié)協(xié)作，互相討論，互相提高，一步步動手操作的過程，就是解決本次課教學難點的過程。

課尾，分享交流，總結(jié)評價。教師和小組長分別對每個小組的調(diào)試結(jié)果進行評分，教師再根據(jù)小組完成的先后順序及過程表現(xiàn)，選出效果最佳的兩組，并頒發(fā)“最佳拍檔”獎。

課后，繼續(xù)進行鞏固提升，拓展延伸。但為了進一步鞏固學生的學習情況， 教師通過網(wǎng)絡(luò)學習平臺發(fā)布拓展任務(wù)，提供機械手動作視頻。要求每個學生在仿真軟件中獨立完成電路仿真接線圖與模擬調(diào)試，并將最后的電路仿真接線圖上傳到學習平臺。通過任務(wù)拓展，學生所學的知識再次得到鞏固提高。

三、用信息化教學手段助力機電一體化項目教學，好在課堂效果

在《機械手的PLC控制》這次教學活動中，應(yīng)用信息技術(shù)和模擬仿真軟件有效地解決了氣動機械手的電路和氣路安裝復雜、調(diào)試困難的問題。

在教學過程中，教師利用網(wǎng)絡(luò)平臺，共享學習資源，達到了延伸課堂的目的。微信群和UMU互動軟件的使用，為學生交流提供平臺，激發(fā)學生學習興趣，提高學生參與度。

在仿真軟件中進行電路模擬接線，教師不用再擔心因電路或氣路的錯誤連線而損壞實驗設(shè)備，有效地節(jié)約了教學資源，提高了教學效率；同時還將教師解放出來，回歸主導地位。學生先仿真再操作的學習方法，切實高效地將理論知識轉(zhuǎn)化為實操能力。

因為有了信息化教學手段輔助教學，整個教學過程真正做到了將課堂還給了學生，真正實現(xiàn)了以學生為主體，教師為指導的教學理念；學生在學中做，做中學，大大提升了學生的學習興趣，減少了設(shè)備的損壞，提高了學習效率，增強了學習效果。

四、用信息化教學手段助力機電一體化項目教學，利在未來發(fā)展

第一，為學生未來就業(yè)打下基礎(chǔ)。在整個教學過程中，教師用項目引導學生，用任務(wù)驅(qū)動學生。學生通過自己的努力，動手操作，學會了分析問題、解決問題的方法和技巧，既積累了理論知識，又提升了操作技能；同時還有成就感和職業(yè)素養(yǎng)的提升。而良好的職業(yè)素養(yǎng)就是未來就業(yè)的基礎(chǔ)。

第二，有利于教學資源的積累。為了成功地完成這樣一次教學，教師要全面考慮教學的全過程，要充分準備教學素材，制作各種教學資源。僅一個《機械手的PLC控制》項目，教師要準備十幾項的教學素材，若每個教學項目，教師都能如此堅持，日積月累，教學資源終將出現(xiàn)積沙成塔，集腋成裘的壯舉。教學資源的積累，也將為日后的教學提供方便。

第三，有利于教師教學能力的提升?！敖o學生一杯水，自己必須要有一桶水”。教師在利用信息化教學手段進行教學的時候，首先自己要熟練各種信息化手段，要不斷提高自己的信息化水平，要強迫自己不斷地去學習去提升。在使用網(wǎng)絡(luò)平臺提供教學資源時，教師也常會思考，教學資源使用得是否合理，教學過程設(shè)計得是否恰當……當工作在一線的教師靜下心來學習和思考的時候，也是教師教學能力提升的時候。

信息時代的教學，離不開信息化教學手段。作為一線教學的教師要“善假于物”，不斷改進和提升自我。