摘 要：本文在闡述自動(dòng)升降機(jī)原理課程自身特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，分析了采用多媒體技術(shù)教學(xué)的必要性，進(jìn)而針對多媒體技術(shù)在實(shí)際理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)兩個(gè)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用進(jìn)行闡述，揭示了多媒體技術(shù)在教學(xué)效果和學(xué)生能力的提升中的積極作用。

關(guān)鍵詞：多媒體技術(shù)；升降機(jī)；PLC

中圖分類號(hào)：G434

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，多媒體技術(shù)的應(yīng)用遍及國民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)生活的各個(gè)角落，針對人類的生產(chǎn)方式、工作方式乃至生活方式帶來巨大的變革。這種變革的深刻影響將會(huì)改變教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)方法，最終導(dǎo)致整個(gè)教育思想、教學(xué)理論甚至教育體制的根本改革。

1 自動(dòng)升降機(jī)原理課程的特點(diǎn)

自動(dòng)升降機(jī)原理課程是數(shù)控專業(yè)的核心課程，與其他課程的相關(guān)程度較大，而自動(dòng)升降機(jī)作為大型機(jī)電一體化產(chǎn)品涉及的復(fù)雜技術(shù)專業(yè)性強(qiáng)，系統(tǒng)自身結(jié)構(gòu)龐大而又分散，在使用過程中，結(jié)構(gòu)封閉，從外部很難了解整個(gè)升降機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。因此，在教學(xué)中采用多媒體技術(shù)展示自動(dòng)升降機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程，以及總體模型和控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理是非常必要的。

自動(dòng)升降機(jī)因反映的內(nèi)容和方式不同可以將其模型分成兩類：一類是靜態(tài)模型，用以描繪自動(dòng)升降機(jī)結(jié)構(gòu)組成的，將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行抽象，反映各部分之間的關(guān)系；另外一類是動(dòng)態(tài)模型，即動(dòng)態(tài)的模擬過程，采用發(fā)光二極管等模擬顯示元件描述自動(dòng)升降機(jī)的啟動(dòng)、加速、穩(wěn)速運(yùn)行、減速制動(dòng)、平層?？康冗^程。教學(xué)過程中通過以上兩種模型使學(xué)生對升降機(jī)的結(jié)構(gòu)組成和工作原理有了較為形象的認(rèn)知過程。

2 多媒體技術(shù)在自動(dòng)升降機(jī)原理教學(xué)的應(yīng)用的必要性

運(yùn)用多媒體技術(shù)的自動(dòng)升降機(jī)原理的教學(xué)，是以自動(dòng)升降機(jī)的相關(guān)理論知識(shí)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理和控制方法為授課對象，采用現(xiàn)代多媒體技術(shù)，通過系統(tǒng)的、科學(xué)方法，遵循教學(xué)目標(biāo)和授課對象的特點(diǎn)，完成課程內(nèi)容與媒體方式的有機(jī)結(jié)合，形成優(yōu)化的教學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)的、展現(xiàn)特定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的教學(xué)媒體，是按照呈現(xiàn)信息、具體實(shí)驗(yàn)操作、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果的教學(xué)思路來完成教學(xué)任務(wù)的。呈現(xiàn)信息主要是呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的教學(xué)信息，對學(xué)生進(jìn)行感知。具體實(shí)驗(yàn)操作主要是是對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和演示說明，加強(qiáng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容理解和在虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境下培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力。得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果是對所作實(shí)驗(yàn)內(nèi)容歸納與總結(jié)，以便讓學(xué)生對所作的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容從感性上升為理性認(rèn)識(shí)。

在自動(dòng)升降機(jī)原理教學(xué)過程中，輸入波形、自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)電路和輸出波形之間的關(guān)系采用傳統(tǒng)的黑板教學(xué)方式很難闡述清楚，學(xué)生很難理解，久而久之學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣；在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，教師通過演示教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生在自己動(dòng)手操作時(shí)根據(jù)輸入信號(hào)和變化點(diǎn)找出輸出信號(hào)的對應(yīng)點(diǎn)以及信號(hào)頻率、幅值變化的物理意義和影響因素，將先前所學(xué)的抽象概念更好地理解，做到理論與時(shí)間在具體操作中難以緊密結(jié)合，根據(jù)課程的自身特點(diǎn)，采用多媒體技術(shù)教學(xué)可真正做到化腐朽為神奇，比如：在電路的特點(diǎn)、信號(hào)的物理性質(zhì)很多同學(xué)都是通過死記硬背的方式學(xué)習(xí)，機(jī)械地記憶，并沒有消化吸收，但是，如果進(jìn)行高度概括將電路圖用實(shí)物部件取代，電路信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槁曇艋蚩呻S輸入信號(hào)變化的動(dòng)態(tài)波形。一方面以一種簡易的方式展現(xiàn)了眾多理論知識(shí)的，縮短了理解時(shí)間；另一方面增強(qiáng)了演示教學(xué)的感染力，吸引學(xué)生的注意力，調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)的積極性，同時(shí)，激發(fā)學(xué)生探索知識(shí)的熱情和深入的鉆研精神。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，教學(xué)中采用的多媒體應(yīng)用軟件很多，如：PPT、Director、3DS Max、ToolBook等為實(shí)現(xiàn)多媒體演示教學(xué)提供了有效途徑。

3 多媒體技術(shù)在自動(dòng)升降機(jī)原理教學(xué)中的應(yīng)用

多媒體技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用可以分成兩部分，一部分是利用多媒體技術(shù)展示教學(xué)；一部分是利用軟件的演示教學(xué)。

3.1 利用多媒體技術(shù)的展示教學(xué)。在教學(xué)當(dāng)中利用PPT展示教學(xué)是最為常見的，可以將各種媒體文件如：文字、圖片、動(dòng)畫、音頻、視頻等格式。教學(xué)中所用素材可以通過專業(yè)軟件自行設(shè)計(jì)，也可以從網(wǎng)上搜索下載，比如從某部影視作品中截取一段來展現(xiàn)課程的中心思想或書本中的所學(xué)理論在實(shí)際中的運(yùn)用，然后利用PPT多媒體制作工具將文本的輸入、編輯、排版和修飾能力將文字、生效和動(dòng)畫效果編排成一個(gè)整體。不僅提供了大量生動(dòng)、形象、直觀的信息，還能夠生動(dòng)地展現(xiàn)事物的動(dòng)態(tài)的發(fā)展過程。對學(xué)生來學(xué)更容易理解和接受。

3.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)利用多媒體技術(shù)的模擬設(shè)計(jì)。在教師利用多媒體進(jìn)行詳細(xì)、逼真的課件講解之后，幫助學(xué)生將理論與實(shí)踐密切結(jié)合在一起，首先利用Visio軟件對升降機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如下圖1所示：

畫出以上系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖之后就可以利用PLC進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程中力求做到以下幾點(diǎn)：（1）呼叫信號(hào)控制。在高層建筑施工中，若施工樓體層數(shù)多，以樓體30層為例，主體高度近百米。如果采用傳統(tǒng)方式對上下呼叫按鈕獨(dú)立布線，則信號(hào)線就需要60根，而采用二進(jìn)制數(shù)字編碼技術(shù)，即26=64，則只需要6根信號(hào)線，再加上兩根電源線就可以滿足要求，信號(hào)線的減少，大大降低了成本。另外由于樓體每層的高度基本相同，將信號(hào)線可制作成標(biāo)準(zhǔn)長度，呼叫按鈕可拆卸，隨著施工樓體的變化，只需增減或減少標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)線的段數(shù)就可以了，組裝、拆卸也比較方便。呼叫信號(hào)控制器采用MCS-51單片機(jī)組成的控制系統(tǒng)，控制器將為所有呼層信號(hào)經(jīng)過信號(hào)處理后通過無線通信的方式將呼層信號(hào)傳送到吊籠主控制系統(tǒng)。（2）自動(dòng)選層及平層。由于施工升降機(jī)為齒輪、齒條傳動(dòng)，運(yùn)行位置十分準(zhǔn)確，在施工升降機(jī)吊籠內(nèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)蝸桿軸端部同軸安裝一個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器，隨著軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)編碼器提供一組與樓層高度成正比的脈沖數(shù)，通過對脈沖的計(jì)數(shù)，可以準(zhǔn)確地反映出吊籠的運(yùn)行位置，系統(tǒng)從而能夠進(jìn)行可靠的平層控制。（3）系統(tǒng)存儲(chǔ)器。施工過程中隨著工程的進(jìn)行對應(yīng)的層高和樓高脈沖計(jì)數(shù)不同，系統(tǒng)選用現(xiàn)場對方便的EEPROM作為系統(tǒng)的RAM和ROM，因此，可將程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)器中。新工程開始時(shí)，設(shè)定初始值，隨著施工進(jìn)行樓高也在不斷升高，需要將施工最高層數(shù)不斷修正并存儲(chǔ)防止丟失。（4）Watchdog看門狗電路?？撮T狗電路從硬件的角度保證系統(tǒng)在施工現(xiàn)場環(huán)境惡劣，對系統(tǒng)的干擾因素多的情況下能夠的正常運(yùn)行。（5）LED顯示。系統(tǒng)設(shè)計(jì)8位LED顯示器，分別顯示吊籠的重量（前四位），呼叫樓層（中間兩位）和吊籠實(shí)際位置（后兩位）。學(xué)生在分塊設(shè)計(jì)過程中發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)改進(jìn)，利用專業(yè)所學(xué)有針對性地應(yīng)用于實(shí)際，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)了自主學(xué)習(xí)的積極性，為以后的學(xué)習(xí)和工作奠定了豐厚的基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語

利用多媒體技術(shù)的自動(dòng)升降機(jī)原理教學(xué)過程中，能夠在課堂中將自動(dòng)升降機(jī)的結(jié)構(gòu)和功能真實(shí)地展現(xiàn)出來，呈現(xiàn)效果直觀富含信息量大。在設(shè)計(jì)好的模型中采用PLC控制對真實(shí)的升降控制進(jìn)行了仿真教學(xué)，運(yùn)行在不同的方式下，實(shí)現(xiàn)諸多操縱方式的模擬，實(shí)現(xiàn)了在脫離現(xiàn)場環(huán)境，有針對性地進(jìn)行軟件編程，提高了實(shí)際調(diào)試的成功率，克服了教學(xué)模型功能單一，僅以演示為目的的局限性，因此提升了教學(xué)效果，提高了學(xué)生的實(shí)踐能力。

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作者簡介：趙洪濤（1964.11-），男，吉林遼源人，講師，學(xué)士，研究方向：電氣自動(dòng)化。

作者單位：遼源技師學(xué)院，吉林遼源 136200