崗位情境化在PLC技術課程中的運用與創新

葉芊芊

（浙江商業職業技術學院應用工程系 浙江杭州 310053）

崗位情境化在PLC技術課程中的運用與創新

葉芊芊

（浙江商業職業技術學院應用工程系 浙江杭州 310053）

引入企業PLC控制應用實例，設計出濃縮崗位典型工作任務的系列實訓內容，是筆者對三菱自動化技術實驗室功能進行深度開發的研究成果。本文介紹了 PLC技術類課程——“三菱產品應用”中PLC工業應用6大主題板塊的開發思路和教學心得，并以柔性生產線MPS系統為例說明教學情境的開發過程。

PLC技術應用；崗位型教學情境；過程評價考核

一、引言

近年來，PLC控制技術在機械制造、汽車生產、交通運輸等行業得到了日益廣泛的應用，技術的飛速發展和應用領域的日趨擴大給相關課程的教學提出了新的問題：如何使課程的教學內容與技術發展的要求相適應？怎樣使培養的學生能快速、熟悉地掌握相關崗位的PLC控制技術？若按照傳統的模式組織教學，雖然對PLC指令的應用介紹得較為詳盡，但卻很難使學生經過課程學習后，掌握各類PLC控制系統的編程、維護和處置各種故障的能力。此外，變頻器、伺服系統、觸摸屏等PLC相關新技術在現有的教學中都涉及較少或根本沒有介紹。近一年來，筆者將上述內容列入教改課題作了深入的研究，結合新落成的三菱自動化技術實驗室的各款PLC控制的工業設備，開發出 “三菱產品應用”課程系列實訓項目。這些內容均選自企業典型的PLC控制案例，是基于崗位技能要求、根據教學特點而經過設計、提煉而成。一年來的教學實踐證明，新的實踐課程內容詳實、學做一體易掌握、與實際應用有較好的吻合度，取得了較高的教學功效。

二、工作任務與教學情境的設計思路

對于“三菱產品應用”這樣一門具有很強崗位特征的技能教學型課程而言，只有將“與教學設備匹配的生產型工作任務”、“全真與仿真相結合的教學情境”、“項目化的學習及考核形式”三大要素，貫穿課程教學設計的整個過程，方能使PLC控制的“技術”落在了具體的設備“應用”上。筆者率項目組通過對典型的工業控制設備設計多樣化的生產型工作任務，營造相應的教學情境，作為“PLC技術深入”的“三菱產品應用”課程教學取得了較為滿意的效果。

“項目化模塊式” 教學設計的要素包含“教學組織”、“教學評價”、“資源配置”幾個方面，工作任務的選取與設計除要求教師須透徹了解PLC控制的設計全過程之外，子任務的細化及銜接也是關系到學生能否漸進性獨立完成工作任務的要點之一。以“收放卷控制裝置”為例，其引入工作任務的技能教學內容涵蓋“三菱可編程控制器FX3U系列編程、10.4英寸人機界面編程、L700系列變頻器應用、張力控制器設置與調試以及PLC的PID功能測試。其中的PLC編程部分又可分為SFC圖的設計、單次收放卷功能編程、循環收放卷功能編程等”。各項子任務之間都存在“承上啟下”的功能，在考核細則中更要清晰地標出階段性考核的規程。

“六大板塊”的每一工作任務都源于企業生產中的一項設備操作要領，教學情境須配合相應的工作任務而設計。一個技能學習板塊由若干個場景所組成，教師由學習內容引入到對應的工作場景，下達工作任務。學生模擬相應的上崗角色從跟“師傅”學技術。過渡到“頂崗工作”。期間按照教學設計的子項目完成相應的工序任務。以“立體車庫”為例，該訓練板塊包括“車輛出庫入庫設備操作”、“車輛入庫與出庫基本功能編程”、“IC卡及讀卡器編程”、“人機界面編程”4組教學情境，對學生進行針對性訓練。每組學習情境由若干任務構成，每一個情境的實施都是一個完整的工作過程，參照學習情境開展教學，將學習領域轉化為行動領域，讓學生經歷完整的工作過程，在完成典型的具有綜合性的工作任務過程中獲取知識。

三、生產崗位型教學情境的創設及實踐

1.崗位型教學情境設計

三菱PLC工業應用6大主題板塊包括“收放卷控制裝置”、“高精度直流伺服系統”、“立體車庫”、“群控電梯”、“柔性生產線MPS系統”以及“工業機器人平臺”。教學情境、目標崗位及工作任務如表1所示：

表1 三菱PLC工業應用6大主題板塊教學情境設計

2.工作任務的布置與安排

下面以主題板塊——“柔性生產線MPS系統”為例具體說明教學情境的設計與工作任務的布置安排。

自動化生產線廣泛應用于現代企業生產，是集PLC、傳感檢測、機械控制、變頻調速技術于一體的綜合應用案例。MPS柔性制造系統生產線作為自動化生產線的技術濃縮版，由供料傳輸單元、機械手單元、加工單元、搬運單元、裝配單元、檢測分揀單元組成，其中供料傳輸單元為主站，其余單元為從站，通過CC-Link 總線進行通訊，可完成物料的傳輸、加工、裝配以及分揀等功能。對其目標崗位進行分析，確定為生產線安裝、調試人員，PLC編程人員以及設備維護人員。提煉自動化生產線生產過程涉及的知識與技能點，進而創設教學情境，設計出工作任務。如圖1所示。

圖1 基于工作過程的柔性生產線MPS系統學習情境設計流程圖

3.教學過程的指導與監控

課程采用項目小組的形式開展，3-5個學生為一組，將基礎好、動手能力強的學生與專業較弱的學生混合搭配。這樣，既能保證項目活動按時完成，又有利于學生間互相交流，有助于專業較差學生的水平得到提高。項目要以學生為主體，教師在整個教學行動過程中扮演組織者、協調者的角色，合理安排項目進度，設置若干時間點進行考核。以機械手搬運單元設計與調試為例：該工作任務安排課時為12課時，其中2課時為傳感器、電磁閥檢測、PLCI/O接線，4課時為機械手控制程序的編寫，4課時為程序調試，2課時為項目總結匯報，每一階段結束進行過程性評分。在項目實施過程中，不斷地用“任務”來引導學生自學， 讓學生根據“任務”的需求來學習， 變被動地接受知識為主動地尋求知識，由“學會”到“會學”。

四、課程教學考評體系的改革

項目化教學中的重要一環——教學考評體系不僅要在原先實訓教學的基礎上“動大手術”，而且作為一門技能提升性崗位學習課程，必須采用“基于能力本位”的考評體系，使考評的要求和內容與相應崗位能力的培養目標相對應。具體地說，就是對每一項子任務的完成情況應從“知識點”、“技能評分”“綜合能力”多層面進行細化性測評，采取動態的過程評價與項目完成結果評價的綜合考評方式。以MPS柔性制造系統生產線為例，考核評價內容：

表2 MPS柔性制造系統生產線考評體系

上表中，課程的考核主要由過程性考核與最后的終結性考核兩大塊組成，本著“重在考核技能實踐應用過程”的考核思路，可將過程性評價的比例提升至55%以上，而將終結性考核的比例減至45%以下。綜合評分為兩者相加值。

五、結語

教學實踐證明，以工作任務為中心組織教學內容，以工作過程為線索設計教學情境，很大程度上調動了學生學習的積極性與主動性。而更全面、基于能力本位的考評體系，更是對如何全面、有效提升學生PLC技術工程應用能力發揮了正確的引導、促進作用。誠然，每一課程的教學設計及改革須根據其本身的性質和特點而進行“量體裁衣”，然而筆者確信，“三菱產品應用”等技能型課程改革的思路和經驗也必將對課程體系中的其它專業課程發揮重要的、建設性的作用和影響。

[1]戴士弘.職業教育課程教學改革[M].北京:清華大學出版社,2007:35-37.

[2]姜大源,吳全全.德國職業教育學習領域的課程方案研究[J].中國職業技術教育,2007(02):65-70.

[3]武昌俊.”PLC控制技術”課程的任務驅動的項目化教學模式改革[J].安慶師范學院學報,2011(02):97-100.

[4]郭利霞.任務驅動教學法在高職PLC課程教學中的應用[J].中國職業技術教育,2007(06):36-43.

[5]姚慶文,丁輝. PLC 課程的項目教學設計與實踐[J].常州輕工職業技術學院學報,2009(02):18-23.

[6]吳衛榮,丁慎平,王壽斌. 基于工作過程的項目化課程教學設計與實踐——以《自動化生產線應用技術》課程為例[J].職業技術教育,2012(33):26-28.

[7]高林,鮑潔,王莉方.基于工作過程的課程設計方法及實施條件分析[J].職業技術教育,2008(13):35-39.

Application and innovation of the post situation in PLC technology course

Ye Qian-qian

(Applied Engineering Department of Zhejiang Commercial and Vocational College, Hangzhou Zhejiang,310053, China)

In this paper, with the PLC enterprise application cases were introduced, we designed teaching programs which based on typical work task. We obtained research results after the function of Mitsubishi Automation Laboratory had been developed deeply. This article introduced the design methods and teaching experience of six parts of PLC industry application for the course which called “The Application of Mitsubishi products”. It also described the development process of teaching situations with flexible production line which called MPS.

The Application of PLC Technology；Teaching Situations Which based on Posts；Process Assessment and Examination

G712

A

1000-9795（2014）01-0208-02

［責任編輯：劉麗杰］

2013-11-21

葉芊芊（1980-），女，浙江杭州人，講師，從事工業控制技術方向的研究。