“电气控制与PLC”微课设计及应用

刘长青+席巍+张东波

摘 要 微课资源短小精悍，不仅可提升教学效果，更有助于学生课后自主学习。本文针对专升本“电气控制与PLC”这门专业课程，分析课程内容，归纳独立知识点，设计微视频或微动画等微课资源。制作微课资源所采用的软件包括Camtasia Studio 8.0和Macromedia Flash 8.0等，同时也借助于摄像头、手机及麦克风等多媒体硬件，完成微课资源的制作。所制作的微课资源短小简洁，使用便利，应用这些微课资源，大大提高了学生的学习自主性和学习效率。

关键词 微课 电气控制 PLC 教学

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2017.11.058

Abstract Micro learning resources are short and refined. They can not only improve the teaching effect， but also help students to learn autonomously after class. For the "electrical control and PLC" courses， the independent knowledge points are summed up and the micro learning resources are designed. These application software which are used to make the micro learning resources include Camtasia Studio 8， PowerPoint 2013， Macromedia Flash 8， and so on. The multimedia hardware devices are also used， such as the camera， the mobile phone and the microphone. The micro learning resources are simple， short， and flexible to use. After these micro learning resources are applied， the learning autonomy of students has been enhanced and the learning efficiency has been improved greatly.

Keywords micro learning resource， electric control， PLC， teaching

0 引言

近年来，随着信息技术及网络技术的飞速发展，各种教育资源及分享平台日益丰富。在众多教育资源形式中，微课作为一种相对独立的、主题集中的微型学习资源，具有“短、小、精、趣”的特点，可在计算机或手持移动终端运行，满足学习者利用碎片化时间进行学习的需求，从而在国内外教育领域中得到快速发展。[1][2]

“微课”概念在国内于2011年被首次提出以来。[3]由于这种教学方式灵活应用各种教学媒体，且随时存在于网络，使学生能够更形象更便利地自主学习，从而得到国内外教育界的一致重视。目前，微课发展速度非常快，覆盖面也非常广，综合了多个学科的知识。[4]

国外最具影响力的微课资源网站是可汗学院（Khan Academy）及TED-Ed。可汗学院是由美国萨尔曼 可汗（SalmanKhan）于2006年创建的一个非盈利教育组织；TED-Ed是TED（Technology Entertainment Design）大会于2011 年在其官方网站上开辟的专门针对教育者的频道。这两个机构所提供的微课资源均发布于YouTube平台，赢得了全球众多学习者的青睐。2012年，美国顶尖大学陆续设立网络学习平臺，在网上提供免费课程，给更多学生提供了系统学习的可能。

在国内，最先发展的是中小学微课资源网站。微课虽兴起于中小学，但很快得到了高等院校和教育机构的积极响应。[5]随着教育部全国高校教师网络培训中心主办的“全国高校微课教学比赛”等赛事活动的强力推动，微课在高等教育领域也迅速得到发展，涉及思政、语言、计算机和各种实践为主的课程等。[6-9]

目前，大学生几乎人手一部智能手机。在如今互联网的迅速发展形势下，将智能手机“请入”课堂，使之成为学生课堂学习的主要工具，通过互联网在手机上查找资料、观看微视频、做练习、讨论等，成为课堂教学改革的一种新趋势。[10]

对于北京联合大学机械工程及自动化专业专升本的本科学生来说，“电气控制与PLC”课程只有32学时，要完成教学大纲的要求，不仅需要课堂教学，还需要学生课后复习和预习。但是，由于复习资源单调等原因，能完成课后复习和预习的学生寥寥无几。针对该现状，本文提出对“电气控制与PLC”课程进行微课资源设计，不仅提升课堂教学效果，更方便学生课后自主复习和知识深化。

1 微课设计

国内关于微课有“微型课程”、“微课程”、“微课”等不同的提法，[11-14]但主旨相同。总体来说，微课的特点就是教学时间短、教学内容较少，但是主题突出、内容独立具体。因此，要对“电气控制与PLC”课程进行微课设计，需要根据教学内容及教学大纲要求，对该课程的内容进行分析，按照一定条理分离出相对独立的知识点，再围绕这些知识点，完成符合教学大纲要求的微课资源。

1.1 明确课程内容及教学大纲要求

“电气控制与PLC”课程内容主要包括两个部分：继电接触器控制和可编程控制器（PLC）。其中继电接触器控制部分包含常用的低压电器和传统继电接触器的控制电路。该课程教学大纲要求掌握常用低压电器的工作原理及使用，熟悉继电器、接触器控制线路设计的原则和方法，学会可编程序控制器的结构、工作原理、指令系统和编程方法等基础知识，掌握可编程序控制器的控制技术。endprint

1.2 微课选题

依据教学大纲，“电气控制与PLC”课程相对独立的知识点包括各种低压电器的工作原理、图文符号、功能及应用，三相交流异步电动机点动、直接启停、正反转等控制的线路搭建及电路原理图，PLC的概念、应用及品牌，PLC结构组成，PLC输入/输出设备，PLC硬件接线，PLC工作原理，S7-200PLC简介，S7-200PLC数据类型，S7-200PLCS7-200PLC编程软件使用简介，S7-200PLC位逻辑指令，S7-200PLC定时器指令，S7-200PLC计数器指令，S7-200PLC功能指令，S7-200PLC程序调用及模块化编程，PLC随机逻辑编程方法，顺序控制流程图法，PLC控制系统设计流程及注意事项。另外，针对“电气控制与PLC”课程实验及实践环节，还包括实验设备简介和实验实例演示等。

1.3 微课的制作

完成“电气控制与PLC”课程的微课选题环节之后，需要针对每一个微课题目进行构思，并选择相应的微课制作手段以适当的呈现形式进行微课制作。

国外微课内容的呈现形式多样，如卡通动画、电子黑板、真人演讲等，配有对应的字幕；而国内微课内容的呈现形式主要以结合PPT 等多媒体的教师讲授或课堂实录片段这两种形式呈现。[15]“电气控制与PLC”课程中不仅含理论知识，更涉及许多电器元件及实际操作，故采用以PPT、录屏、视频、动画等多种呈现形式。

微课制作的手段主要有三种。第一种是使用摄像设备（如DV、摄像机、手机等）录制教学过程的教学视频，这种方式适合通过黑板（也可以是白纸）教学或实物操作演示等教学过程；第二种是使用录屏软件（如Camtasia Studio和屏幕录像专家等）对PPT演示、计算机操作过程或应用计算机软件进行教学的过程进行录屏，这种方式适合PPT教学或在电脑上演示教学。第三种是应用专用软件中视频转化的功能生成视频，如Macromedia Flash等。当然，还可以同时使用以上多种手段进行微课制作。

本文对于“电气控制与PLC”课程中的理论部分，应用Powerpoint 2010软件制作PPT；针对低压电器工作原理和继电接触器控制线路设计使用Macromedia Flash、Focusky和电路仿真软件制作动画，并生成微课视频；针对S7-200PLC编程软件的使用、S7-200PLC指令及应用、PLC编程实例演示等使用Camtasia Studio录屏软件、STEP7 MicroWin编程软件及S7-200PLC仿真软件进行微课制作。对于实验设备简介和实验实例演示则以摄像设备录制为主，计算机录屏为辅，设计相应微课。

2 微课资源的应用

我国微课的发展划分为三个主要阶段：关注微课资源构成阶段、关注微课教学活动阶段、关注微型网络课程（微型视频课程）建设阶段。[16]由于手机已成为大学生的随身用品，有条件的同学还拥有自己的电脑，同时学校提供了机房及校园网络等条件，故本文所设计的“电气控制与PLC”课程的微课资源可以很方便地应用于教学活动阶段。

目前，“电气控制与PLC”课程的微课资源已成功应用于北京联合大学机电学院机械工程及自动化专业的本科生的教学。将《电气控制与PLC》课程的微课资源通过网络传递给学生，学生在课外时间利用微课资源按个人实际情况进行自主学习，还可以通过网络随时与同学讨论，或者查阅需要的资料；老师也可以非常方便地与学生进行交流。这样，在课堂内有限时间，教师不再占用课堂的时间来讲授知识，而是与学生共同研究解决微课学习过程中遇到的问题，指导学生直接进行针对PLC控制任务进行项目设计与实践，从而有效提高学生的学习效率和工程实践能力。将微课资源应用于教学活动之前，上课不认真听讲，作业和实验抄袭，针对刚讲过的内容仍反复询问的学生大有人在；尤其是在实验或实践环节，指导老师经常被学生所遇到的简单问题忙得团团转。应用了微课资源进行教学后，学生的主动性大大提高，利用微课资源，可以随时重温课程内容，指导老师不再为学生所遇到的简单问题而花费较多时间，有足够的精力为学生所遇到的深层次问题进行答疑解惑，对学生的实验或实践环节可以轻松指导，并针对不同层次的学生给予不同程度的引导，大大提高了学生的工程实践能力和创新能力。

3 结束语

“电气控制与PLC”课程的微课资源设计，是在平均拥有十几年教龄的教师团队共同努力下，围绕教学大纲所涉及的课程内容，认真分析和总结微课资源的选题，针对每一个微课资源选题进行微课资源设计，做到每一个微课资源独立、简洁、生动、易懂、灵活，方便学生课后进行自主有效的学习；同时充分利用课堂时间进行答疑解惑和实践操作，使学生能快速将理论应用于实际，深化理解课程知识，并实现灵活应用。

“电气控制与PLC”课程的微课资源的实施，符合学生学习规律，帮助学生及时巩固提升课程内容，因此，受到了广大学生的支持，大大改善了传统教学的学习效果。同时，这种教学方式，也将教师从传统的教学中解脱出来，从而具有足够的精力和动力提升自身的专业修养，培养更多的适应时代要求的应用型人才。

参考文献

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