资源简介

《十字路口交通灯的PLC控制》教学设计方案
基本分析及教学策略
授课内容 十字路口交通灯的PLC控制 授课学时 3 学时
课程名称 PLC应用技术（三菱） 授课班级
授课地点 PLC 实训室 授课形式 理实一体化、混合式教学
内容简介 本次课是机电技术应用专业课程《PLC 应用技术》中的一个学习任务。根据本校“机电技术应用专业人才培养方案”和“课程标准”，本课程针对机电设备 PLC 维护、调试工作岗位，培养学生对机电设备的组装、维护、联机调试能力。“十字路口交通灯的 PLC 控制”是对之前所学知识的综合应用。
教学目标 知识目标 熟练交通灯闪烁控制程序编写 掌握时间控制程序的编写
技能目标 形成举一反三的编程思维能力 能完成PLC 接线联机调试
素养目标 1.具有遵守规范、安全等职业素养 2.具有以德为先、爱岗敬业的工作作风，强化社会责任心 具有团结协作的团队意识
学情分析 授课对象为：机电技术二年级学生，已有基础及学生特点下： 知识基础：已具备电工电子、电力拖动等基础知识；已完成基本指令、单向红绿灯（无闪烁）控制等项目内容。 能力基础：能根据 I/0 分配表完成接线；能使用相关工具对设备进行电气检修，解决调试问题的能力有待提高。 个性特点：表象性思维较强，好奇心强，但思维分析能力弱，对编程有畏惧心理。
教学重点 交通灯闪烁控制程序编写
教学难点 时间控制程序的编写 PLC 安装接线的联机调试
教材选择 教材 “十二五”职业教育国家规划教材，刘克军主编，高等教育出版社出版，2015
教材处理 结合学校实际，将教材整合分解成两大模块九个项目，此次内容为项目七：“十字路口交通的 PLC 控制”
参考资料 1.《三菱 FX2N 系列 PLC 编程及应用》，王传艳，某师 范大学出版集团，2015 2.学校实训设备《实训指导书》
教学策略 本次教学设计体现以学生为主体的教学理念，通过任务驱动、混合式教学模式，激发学生的学习动机。通过设计两个带梯度的教学任务，层层递进地使学生掌握十字路口交通灯的 PLC 控制的相关编程知识，提高学生联机调试的技能。 用任务一虚拟仿真软件完成单向交通灯的闪烁控制帮助学生解决教学重点。学生分组使用虚拟仿真软件完成单向交通灯的闪烁控制程序编写和虚拟仿真调试运行，从而熟练掌握M8013在对交通灯闪烁控制编程中的运用。 用任务二在实训平台完成十字路口交通灯PLC控制的全过程帮助学生攻克教学难点。学生分组在实训平台用编程软件完成任务的程序编写，接线、调试及运行，从而让学生掌握时间控制程序的编写，而每组学生在调试本组的控制系统及对其他组控制系统纠错的过程中提高联机调试的能力。 运用多种信息化手段在课前、课中、课后辅助教学，帮助教学目标达成。
课前要求 1.学生根据教师发放的导学案，完成课中汇报 PPT 2.学生完成课前学习任务，提交测试题，教师获得任务反馈
课后拓展 1.知识拓展：完成课后拓展测试题；参与智能交通灯话题讨论 2.编程思维拓展：预习拓展项目内容，画出“十字路口交通灯的PLC 控制”顺序功能图
技术手段教学资源 技术手段/资源 内容简介 具体运用 发挥作用
在线教学平台 将制作的课件、微课视频、与课程学习有关的教学资料等资源上传至在线教学平台，预置课前学习任务、备好课中各教学环节的课堂活动、布置课后任务 贯 穿 课 前、课中、课后 基于在线教学平台向学生发布任务和相关学习资料，信息技术的引入使课前准备阶段顺利开展
学习通 APP 利用学习通 APP，教师可实时查看学生学习情况，掌握学生学情；学生可查看平台资源，参与活动 贯 穿 课 前、课中、课后 移动端 APP 打破空间、时间限制，完成教学活动和学习活动
自制微课 资源平台上的微课，包含上课内容各个知识点，方便学生移动端学习 课前：预 习； 课中：参 考； 课后：回顾复习 1.学习进度个性化
2.针对现场教学学生不能反复观看的问题，学生可根据自己学习情况调整学习节奏，提高课堂效率
技术手段教学资源 仿真动画 仿真动画直观展现十字路口交通灯运行动作步骤 课前：预 习课中：分析任务 枯燥的原理生动化
虚拟仿真系统 学生完成单向交通灯的闪烁控制编程及虚拟调试过程 课中：任务一的完成 学生实训操作的预练，解决教学重点
希沃传屏 放大教师在巡回操作过程中拍摄到的学生编的程序图片、视频、接线等。 课中 解决教师一人演示学生多人围观听不清、看不见的的情况
实训平台 学生完成任务二 “十字路口交通灯的 PLC 控制”全过程，并完成联机调试 课中实训操作 学生体验真实的操作实践
教学方法 任务驱动教学法、混合式教学法：采用线上线下混合式教学，设计两个带有梯度的任务，层层递进地帮助学生完成十字路口交通灯的PLC项目学习。 小组合作学习法、自主探究学习法：分组完成汇报 PPT、讨论、分析、实训等学习活动，在宽松的氛围下，既学习了知识，又培养了学生与他人沟通的团队合作能力；同时每个学生又可以在向线上进行自主探究的学习。
本项目内容涉及资源二维码 各知识点的微课二维码
教学过程思维导图
教学过程
教学环节 教学内容 活动 信息技术手段/教学资源 设计意图
教师 学生
课前自学 1.通知学生登录移动学习APP，并查看课程群聊里布置的课前作业，领取任务书。 1.教师在班群发布课 前 作业，登录平台上传任务书 1.学生登录 APP，查看课前作业通知，领取任务书 超星资源平台、学习通移动学习APP、微课视频 制 作 软件、PPT 课件、网络资源 1.培养学生自主探究的学习能力 2.教师掌握学生预习情况，进而调整教学策略
2.安排学生通过网页或移动学习APP完成十字路口交通灯的 PLC 控制微课、电子书等的学习 2.教师将本次课程学习资源、课前测试题上传至在线教学平台 2.学生登录 APP 完成各知识点的自学
3.导学案要求学生按照固定分组进行小组讨论，协同完成汇报 PPT ，独自完成课前测试 3.教师查看各小组上传的汇报 PPT，并以平台自动批阅和教师手动批阅结合的方式对学生提交的测试题进行 核查、统计分析与评价，根据测验反馈的结果进行教学策略的调整 3．学生完成自学任务后、按小组进行讨论并制作汇报 PPT、、参与课前测试
创设 4.贯彻 PLC 维护、调试员的服务作风 4.教 师 将PLC维护、调试岗位的服务作风进行渗透教育 4.学生起立喊口号 PPT 课件 3.培养学生岗位意识
课中导学 情境 （5 分钟） 5.播放无交通灯十字路口交通状况视频，组织学生讨论 5.教师播放视频，引导学生观看，组织学生 讨论，从而导入任务 5.学生观看视频，讨论合理设置十字路口交通灯的重要性 微视频、智能式交互平板 4.通过创设情境导入任务，激发学生的学习兴趣和动机
任务一 （30 分钟） 6进行.M8013 原理及其应用于闪烁控制的实例讲解 。 6.教师用编程软件的仿真功能演示 M8013 原理及其案例应用程序 6.学生掌握 M8013 的原理及其编程应用 PPT 课件、智能式交互平板、编程软件 5.编程案例帮助培养学生编程思维
7.将备课备好的显示测试发放给学生，让学生参与限时测试 7.教师在教学平台发布限时测试内容 7.学生使用移动学习APP 完成限时测试 超星资源平台、学习通 APP 6.考核学生重点理论知识掌握情况，获取数据与课前对比
8．安排学生以小组为单位使用虚拟仿真软件完成单向交通灯的闪烁控制 8．教师巡回指导，个性答疑，最后点评总结 8.学生分组用虚拟仿真软件完成单向交通灯的闪烁控制。 虚拟仿真软件 7.学生应用所学知识进行简单编程、仿真调试、为后面任务二打好基础
任务二 （75 钟） 任务二 （75 钟） 9.安排学生汇报 PPT 展示、发起投票评选优胜小组 9.教师展示学生课前上传的汇报 PPT，在教学平台发布投票活动 9.学生对各组 PPT 进行投票评选，优胜小组上台展示 超星资源平台、学习通 APP、PPT 课件 8.学生投票、学生汇报、小组讨论等活动鼓励学生自主学习，充分体现学生主体地位
10.播放动画演示十字路口交通灯动作步骤、讲解时序图的画法、分析两种不同的时间控制方案的原理及程序编写，同时引导学生对典型程序知识拾遗。 10.教师对难点知识进行分析讲解 10.明确十字路交通灯的动作步骤、掌握两种不同时间控制方案的程序编写 仿真动画、 PPT 课件、智能交互式平板 9.加深学生对难点知识理解，为后面实训打好理论基础
课中导学
11.进行安全教育，强调安全的重要性 11.教师对学生进行安全、规范操作的教育 11.学生学习安全、规范操作的知识 PPT 课件、智能交互平板 10.培养学生规范操作的安全意识
12.此环节是本节课的重点，帮助将已学知识进行灵活运用——学生分组实训： 1）学生分组讨论修改设计方案，在教师引导下修改程序； 2）展示设计方案稿； 3）上机编程、接线、联机调试； 4）小组交叉考核、评分、纠错； 5）大屏同步共性解析 1）教师巡回指导，查看、询问各小组讨论情况，并进行适当指导； 2）引导学生展示设计方案； 3）巡回指导学生编程、接线、调试； 4）引导各小组进行交叉考 核、评分、纠错； 5）大屏幕对巡回指导发现的共性问题进 行 解析，点评各小组任务二完成情况 1）掌握任务设计方案流程； 2）掌握两种时间控制方案的程 序 编写； 3）能够进行联机调试； 4）评分纠错，提升技能 实训平台、编程软件、智能交互式平板、希沃传屏 APP 1.培养学生举一反三的编程思维； 2.展示方案提升学生自豪感，增强自信心； 3.纠错过程培养学生精益求精的工匠精神； 4.大屏解析帮助学生理清编程思维、梳理排故思路
课中导学 总结评价 （25分 钟） 12.总结本课内容，布置课后作业 12.总结本次知识点，评价学生表现，同时进行知识迁移——从生活中的红绿灯到人生的红绿灯，进行思想教育渗透 12.展示效果，分享经验，在教师引导下，总结梳理知识点，掌握重点难点 PPT 课件 11.培养学生总结、归纳、梳理知识的能力；教育好学生走好人生红绿灯
先进评选 评选优胜团队、技能标兵 共享成功喜悦 学习通 APP 提升学生成功体验
问卷调查 发放问卷调查 学生完成问卷调查 学习通 APP 即时反馈教学评价，以便后续教学诊改
整理实训室 让学生按要求整理实训室 完成实训室整理 培养学生职业素养，增强岗前培训
课后拓展 1.评选优秀任务实施情况报告； 2.课后测试； 3.话题讨论； 4.进阶任务。 1.对学生上交的任务实施情况报告进行批阅，问 题 汇总，为教学诊改提供依据； 2.资源平台发布课后 测 试题、话题讨论、进阶任务。 上交任务实施情况报告； 完成课后 测 试题、参与话 题 讨论、完成进 阶 任务。 资源平台、学习通 APP 全面考核学生知识掌握情况；进一步培养学生举一反三编程思维。
教学反思
本次课通过理实一体化的教学模式，有效利用信息化手段，以学生为中心、以任务为驱动，将虚拟仿真和实践操作相结合，充分调动学生学习的积极性和主动性，完成“十字路口交通灯的项目教学”。 一、教学效果 1.学生课堂参与率、满意度、课后测试正确率、任务完成率明显提高，达到预期教学目标。 2.以学生为中心的小组合作学习贯穿整个课堂，学生团队协作意识明显增强；小组间的互评、纠错，将学生带到真实的工作岗位情景中，培养了学生精益求精的工匠精神。 二、特色创新 1.多种信息化合力使用，优化教学进程，帮助破解教学重难点。 2.任务多选性，实现学生差异化教学。 3.多元化的考核评价体系，考核全面合理。 三、反思诊改 1.哪些问题仅需在课程平台解答，哪些问题需在课堂集中讨论。 2.如何更好地安排各小组的展示内容。 3.创造条件，让学生有机会深入企业，对接岗位要求体验学习。
附件1：任务书
任务名称(A)：十字路口交通灯（带闪烁）控制
任务提出部门 任务布置人
任务控制要求： PLC 上电，按下启动按钮，东西方向绿灯亮，并维持 15S，同时南北方向红灯亮，并维持 20S。等 15S 到后，东西绿灯闪亮，，闪亮 3S 后熄灭，在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持 2S。到 2S 时东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮，东西红灯亮，维持 15S，南北绿灯维持 10S，然后闪亮 3S 后熄灭。同时南北黄灯亮，维持 2S 后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮，周而复始。 具体实施： 掌握定时器循环控制电路的应用；掌握应用 M8013 实现交通灯闪烁控制。 编写程序，正确连接外部线路； 运行系统，完成控制功能调试，并进行监控实时调试。
任务总体要求： 任务硬件要求：三菱 FX PLC；十字路口交通灯控制模块若干套； 学生专业能力要求：掌握简单的 PLC 编程和外部线路连接、掌握定时器应用的基本知识；掌握 M8013 辅助继电器的应用； 学生职业素养要求：具有团队协作、交流、学习意识，具有一定的道德素养。 任务实施要求： 组长进行任务分工，制定实施计划； 设计程序，完成外部接线； 按要求实现十字路口交通灯各种运行功能。
任务名称(B)：十字路口交通灯（无闪烁）控制
任务提出部门 任务布置人
任务控制要求： PLC 上电，按下启动按钮，东西方向绿灯亮，并维持 15S，同时南北方向红灯亮，并维持 17S。等 15S 到后，在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持 2S。到 2S 时东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮，东西红灯亮，维持 12S，南北绿灯维持 10S，然后熄灭。同时南北黄灯亮，维持 2S 后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮，周而复始。 具体实施： 掌握定时器循环控制电路的应用； 编写程序，正确连接外部线路； 运行系统，完成控制功能调试，并进行监控实时调试。
任务总体要求： 任务硬件要求：三菱 FX PLC；十字路口交通灯控制模块若干套； 学生专业能力要求：掌握简单的 PLC 编程和外部线路连接、掌握定时器应用的基本知识； 学生职业素养要求：具有团队协作、交流、学习意识，具有一定的道德素养。 任务实施要求： 组长进行任务分工，制定实施计划； 设计程序，完成外部接线； 按要求实现十字路口交通灯各种运行功能。
附件2：任务实施情况表
任务实施情况表
任务名称 日期
小组号 组长
小组成员
任务设计方案
任务设计说明（设计的步骤和内容） 小组分工（按实施步骤）
任务实施具体内容（展示资料）
附页展示
任务实施完成情况
完成情况 存在问题 解决方法
完成
未完成
协助完成
附件3：项目设计方案表
项目设计方案表
设计小组： 设计时间： 年 月 日
所需设备：
控制要求分析：
输入输出口分配表： 时序图：
PLC程序：
问题及解决措施：
备注：
附件 4： 实训考核表小组实训考表
序号 考核内容 考核要求 配分 考核标准 得分 备注
1 讨论确定实施方案 I/O 分配合理 10 I/O 分配不合理扣 5 分
时序图是否正确 时序图不正确每处扣 5 分
2 方案实施过程 梯形图设计正确 50 梯形图设计不正确扣 5 分
指令表程序 指令表一处不正确扣 5 分
接线正确 接线一处不正确扣 5 分
调试方法正确 调试方法不正确扣 5 分
3 案例完成效果评价 调试是否成功 30 每缺少一项功能扣 10 分
方案的合理性、可靠性 一处不合理扣 5 分
4 安全文明生产 按照职业安全及实训室有关 规定考核 10 违反一次扣2分 总扣分不超过 10 分
附件 5：评价表
小组合作学习组员评价量规（组长评组员）
第 组 组员 活动内容 日 期： 年 月 日
评价项目 评价标准 分值 得分
4 3 2 1
参与 该组员能参与到自己的项目中 总是 基本上 有时 很少
倾听 该组员在项目实施过程中听取老师或其他同学的观点 总是 基本上 有时 很少
帮助 该组员在项目实施过程中乐于助人 总是 基本上 有时 很少
问题 该组员同学在小组内进行交流、讨论提出自己的观点 总是 基本上 有时 很少
反思 该组员在小组内交流，对自己的观点提出辩护并对自己的观点进行反思 总是 基本上 有时 很少
尊重 该组员在项目进行中能尊重他人的观点和努力，并乐于交流新发现 总是 基本上 有时 很少
及时完成任务 操作步骤正确、及时完成，工具摆放整齐 总是 基本上 有时 很少
合计
排名

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