基于任務驅動型一體化教學的PLC應用技術課程教學設計

楊永忠

摘 要：應用任務驅動型一體化教學法對PLC應用技術課程中的二臺電動機順序啟動的電路內容進行教學設計，旨在改革傳統的教學方式，以學生為主體，讓學生在學中做、做中學，調動學生的學習積極性，培養學生獨立分析與解決問題的能力、協作能力和實際操作技能。

關鍵詞：教學設計 任務驅動PLC

PLC應用技術是技工學校電氣自動化設備安裝與維修專業一門技術性、實踐性很強的核心專業課程。該課程以機電設備的自動控制為基礎，要求學生掌握可編程控制器（PLC）的基本知識和基本技能，為學生學習后續課程及畢業后從事相關技術工作奠定必需的基礎。在課程教學中，筆者嘗試以項目為載體，對課程內容進行整合，應用任務驅動型一體化教學方法開展教學，收到了較為理想的教學效果。本文以二臺電動機順序啟動的電路教學內容為例，探討任務驅動型一體化教學設計與實踐。

一、教材分析

1.教材處理

二臺電動機順序啟動的電路是國家級職業教育規劃教材《PLC應用技術（三菱）》（主編瞿彩萍，中國勞動社會保障出版社）的內容。教材以任務驅動為導向，具有職業教育的特色，但在內容的編排上完成任務所需的知識與項目分離，在教學過程中，需把大任務分解為若干子任務，將知識點分散穿插在各教學環節和子任務中，讓學生通過完成子任務，最終完成實際的工作項目，實現教、學、做緊密結合，調動學生的學習積極性，培養學生能力的目的。

2.教學目標

根據課程標準，結合技校學生的學習特點，確定該次課的知識目標為掌握定時器的編程格式及應用，能力目標為能熟練運用定時器實現二臺電動機順序啟動控制，情感目標為培養學生勤于動腦、善于動手、團結協作、嚴謹仔細、安全文明生產的職業習慣。

3.重點難點

為了實現教學目標，依據教材內容和學生現有的知識技能水平，確立教學重點為定時器的編程格式及基本編程方法，要求學生能用經驗法編制二臺電動機順序啟動控制電路的梯形圖，教學難點為定時器的使用及基本編程方法。

二、學情分析

該課程的學習對象是技校電氣自動化設備安裝與維修專業二年級的學生，在學習該次課之前，學生已經學習部分基本指令，能用經驗法編制三相異步電動機連續運行控制電路、正反轉控制電路的梯形圖，已初步具有一定的編程能力和程序調試能力。但由于部分學生基礎較差，學習興趣不高，故在教學過程中，要因材施教，加強學習興趣的培養，增強學生的成就感，拓展學生的技能。

三、教學設計思路

在課程教學中，以實際工作項目為載體，任務驅動教學為主線，輔以提問、講授、啟發式、演示等教學方法進行教學。在教學設計過程中，以建構主義的教學理論為指導，將實際的工作項目，分解成由淺入深，彼此關聯的教學環節和子任務，根據教學過程的需要將各知識點分散穿插在各教學環節和子任務中，讓課本知識為項目服務，降低學習難度，克服技工學校學生對理論學習不感興趣，學習注意力不夠的缺點。

四、教學過程設計

課程教學在PLC實訓室進行，共有31套實訓裝置，以4名學生組成一個學習小組。

1.項目導入（5分鐘）

通過工作情境導入項目。在實際工作中，很多工業設備上裝有多臺電動機，各電動機工作時序往往要求不一樣。如通用機床一般要求主軸電動機啟動后，進給電動機再啟動，帶有液壓系統的機床一般需要先啟動液壓泵電動機后，才能啟動其他的電動機。在可編程序控制技術中怎樣實現時序控制，需用到什么元器件？這是該次課需要解決的問題。

項目：用PLC實現兩臺電動機順序啟動電路的控制，電路如教材的圖3-24所示?？刂埔螅喊聪聠影粹oSB1后，第一臺電動機M1啟動，5s后第二臺電動機M2啟動，完成相關工作后，按下停止按鈕SB2，兩臺電動機同時停止。教師引導學生復習舊知，導入項目和分析任務要求。學生解讀項目情境及控制要求，明確學習任務及目標要求。

2.新知學習（15分鐘）

任務1：設計一個燈控系統?？刂埔螅寒旈_關S閉合時，燈延時100s才亮，當開關S斷開時，燈馬上熄滅。教師引導學生分析控制要求，確定輸入和輸出，畫出PLC接線圖，編程、連接電路、運行程序，讓學生分別觀察定時器的兩種不同工作情況：開關S閉合，當定時器當前值達到設定值時，觸點動作，燈亮;當開關S斷開時，定時器復位，燈熄滅。開關S閉合，觀察定時器的當前值，當未達到設定值時，斷開開關S，可看到定時器復位，當前值變為0。通過比較定時器的兩種工作情況，學生能夠理解通用定時器的特點，初步認識定時器。在此基礎上，教師講解定時器編程格式、工作時間設定的方法，使學生能夠掌握和使用。

3.知識應用（10分鐘）

任務2：設計一個燈控系統?？刂埔螅寒旈_關S閉合時，燈延時20s亮;當開關S斷開時，燈馬上熄滅。各小組確定輸入和輸出、畫PLC接線圖、編程、連接電路、運行程序和調試程序，同時請1名學生到教師機編程、連接、調試電路和程序。教師巡回指導，對各小組完成情況和問題進行點評、總結。

4.探索鞏固（15分鐘）

任務3：設計一個燈控系統?？刂埔笫牵寒旈_關S閉合時，燈馬上亮;當開關S斷開時，燈延時10s才熄滅。學生分組完成任務，選擇一至二組不同程序的小組到教師機上編程、投影、演示。教師巡回檢查各組完成情況及記錄存在問題，評價小組完成情況，對問題進行點評、總結。

5.新知學習（10分鐘）

任務4：用積算定時器設計一個燈控系統。控制要求：當開關S1閉合時，燈延時100s才亮，當開關S2斷開時，燈馬上熄滅。教師引導完成編程，演示積算定時器的兩種工作情況：當開關S1閉合，定時器達到設定值時觸點動作， 開關S2閉合時，定時器復位，當前值變為0，觸點復位;當開關S1閉合，定時器未達到設定值時，斷開S1，觀察定時器當前值，經過時間t后再閉合S1，可看到定時器從原來保留的當前值開始繼續累積，當前值達到設定值時觸點動作，開關S2閉合時，定時器復位，當前值變為0，觸點復位。學生通過與學習任務一的現象比較，理解積算定時器工作特點，掌握通用定時器和積算定時器的異同。

6.綜合應用（25分鐘）

學生運用已學知識和經驗完成兩臺電動機順序啟動電路梯形圖設計。學生分組在機上自行完成任務，教師巡查、指導學生編程，記錄問題。

7.總結布置作業（10分鐘）

各組組長匯報小組完成情況、存在問題及解決問題的方法。教師評價各小組完成情況、問題，梳理、總結定時器的基本編程方法和技巧，布置作業。

五、教學收獲

該次課以實際工作項目為載體，將實際的工作項目分解為由淺入深、彼此關聯的教學環節和子任務，將知識點分散穿插在各教學環節和子任務中，降低了學習難度，提高了學生的學習興趣。該次課達到了課堂教學的目的，收到了較好的教學效果較好。實踐表明，任務驅動型一體化教學，實現了教、學、做的緊密結合，體現出了以學生為主體、教師為主導教學理念，讓學生在學中做、做中學，充分調動學生的學習積極性，能有效地培養和提高了學生的發現問題和解決問題能力、協作能力和實際操作技能。

（作者單位：廣西玉林高級技工學校）