基于PLC技術應用課程的一體化教學實踐研究

程艷

摘 要：本文以PLC技術應用課程中機械手搬運工件這一課題為例，從學情分析、任務提出、教學設計、教學實踐等幾個方面具體闡述中職院校PLC一體化教學的實施方案及實施效果。

關鍵詞：PLC技術應用 一體化教學 機械手搬運

隨著我國科學技術的發展和社會對高素質勞動者的需求，職業教育取得了突破性進展，現代職業教育肩負著培養大批高素質技能型人才的重任。技能型人才是我國從工業大國發展成為工業強國的重要人才資源，職業院校是培養高素質技能型人才的重要基地之一，因此如何教學，使學生更好地勝任集知識性、技能性、職業性于一體的高素質人才是一個值得研究的課題。

本文研究的一體化教學，是職業教育的一種教學方法，是一種把學生在學校所學與就業所需的職業能力銜接較好的一種教學方法。

一、學情分析

本文選用PLC控制機械手搬運工件這個課題作為研究內容，是因其知識點基礎且豐富、適用廣泛等特點，可以推廣應用到其他的課題。適用于中等職業院校，有一定機電專業基礎的二年級學生或者高技班（具有高中基礎的或同等學力的學生組成的班級）的學生，這部分學生年齡大多集中在18—19歲，絕大多數具有的主要心理和行為特點是：第一，對在實訓室進行操作學習比較熱衷，不喜歡在教室上理論課。第二，有自我實現需求，但自主學習意識欠佳。第三，早期各種經歷，以致學習和生活習慣欠佳;中職生大多數在學校寄宿學習，吃、住、行、學習都在學校，學習時間占據中職生的大部分時間，這就要求在教學的過程中，教師要創造條件鼓勵學生積極思考，引導學生高效地查閱資料，搜集信息解決問題，同時在實際操作中養成良好的學習習慣和職業習慣。

二、任務引入

工業機器人的出現是人類利用機械進行社會生產的一座里程碑，對于在工廠中那些操作枯燥、時間長、危險的步驟，可以通過機器人完成。機械手作為機器人的一部分，對其搬運控制的掌握具有重要意義。在用機械手進行工件搬運的過程中，示意圖如下，機械原點設在可動部分左上方，即按下左限位開關和上限位開關，并且工作前處于放松狀態;按下啟動按鈕，工作指示燈亮，機械手工作循環如下圖所示：按下停止按鈕，機械手返回原點后停止，按下急停按鈕，所有動作都停止。再次按下啟動按鈕，機械手不能正常工作，只有按下復位按鈕，才能正常啟動，這樣可以防止意外情況發生。下圖是機械手順序運動示意圖，其中機械手運動控制的左限位開關為SQ1，右限位開關為SQ4，上限位開關為SQ3，下限位開關為SQ2。

三、教學設計與過程

根據中職生大部分不愿意自主思考的特點，在教學過程中引導學生主動思考，讓學生帶著問題積極探索，提高自主學習的能力。同時養成對器材和工具的整理、維護和保養，在學習中形成良好的職業素養。

1.問題思考

（1）什么是機械手？（明確學習的目的和意義）

（2）該機械手實現的功能是什么？（引導學生把握目標，確保理解要求）

（3）實現機械手搬運的輸入輸出有哪些？（引導學生自己確定硬件和軟件需求）

這些問題需要學生自主查閱資料進行學習了解，教師要起到引導和督查的作用，一體化教學以學生為中心，教師起引導作用，對教師的要求更高，不僅是引導者、督查者、檢查者，更是一位高屋建瓴的長者，挖掘和開發每一位學生的特長。

2.工作準備

第一，元件器材清單（見表1），在這里由于篇幅限制，元件器材清單沒有寫全，需要教師引導學生寫完整，教師在教學過程中的正確而恰當的留白對學生是一種提高。

第二，在完成器件工具清單的整理和檢測工作，接下來要完成機械手搬運工件的輸入輸出分配表的配置、機械手搬運工件的硬件接線圖的繪制，在這里繪制硬件接線圖時可以鼓勵學生在作業本上繪制之后，用計算機軟件來繪制，如電氣CAD，同時在進行PLC 硬件接線的過程中，對工藝嚴格的要求，比如按照規范使用工具、確定導線的長度、固定螺絲的圈數等。

3.注意事項

在這里因為是闡述一體化教學實踐，不是教學本身，因此不再呈現硬件接線圖的繪制和軟件編程，這里闡述實踐中的注意事項，比如在硬件組裝與調試中很容易出現學生工具亂丟亂放的現象，因此在教學的第一天就需要讓學生熟知實訓室制度，對制度熟記于心，同時強調工具的擺放及專人負責非常重要，這里需要每個學生熟知自己的工具和材料清單，保管好自己的，不隨便拿他人的，同時準備好所需要的每一個工具，每一個文件，看似繁瑣，卻提高了學習效率，不至于在學習的過程中浪費時間尋找工具而分散注意力。

4.檢查與記錄

檢查與記錄，包括檢查與記錄輸入、輸出端子的配置情況，開關按鈕的連接情況，電源的連接情況等，這一過程非常重要，很多學習機電一體化的學生，有一種錯誤觀念，即是“上電試試，不行再檢查”;正確的做法是先檢查記錄正常了再通電。由于篇幅有限，此處只列出開關按鈕檢查記錄表，如表2所示，這一環節可培養學生認真負責的學習習慣和工作態度，比如在開始做課題前要認真規劃，做好布局，不要隨意接線，否則將面臨再次檢查，重復工作的麻煩，同時線路的連接不是一蹴而就的，需要靜下心來，在這個過程中養成認真檢查、穩重耐心的習慣，在日常教學中，日益強化，將有利于以后在工作中好習慣的塑造。

5.交付與答辯

在檢查與記錄無誤后，進行載體的功能驗證：第一，按下啟動按鈕SB0，機械手回到工作原點→下降→夾起工件→上升→右轉→下降→放下工件→上升→左轉→循環。第二，按下停止按鈕SB1機械手停止工作，并回到原點。按下急停按鈕SB2機械手立即停止工作。第三，按下復位按鈕SB3機械手取消急停信號并回到原點位置，可進行啟動的步驟。

在教學的過程中，由于不能在企業進行實際生產教學，因此可以將企業的生產實際搬到教學中，在學習型工廠實現教學過程與生產過程的對接，培養學生的動手動腦操作能力，使生產的產品符合企業的需求，同時培養良好的職業習慣。制作載體的過程，也是培養學生對自己行為負責的過程，對自己的產品負責的過程，在安裝必要的安全保護措施及完成功能驗證之后，開始進行產品交付過程，以培養學生的語言表達能力和溝通能力。

四、結語

走出學校，忘掉知識，對行為的影響就是教育。教師在教學的過程中，傳授知識和技能的同時，將好習慣的培養貫穿于學生的一體化教學中，將有利于學生綜合素質的提升，真正成為高素質技能型人才。

參考文獻：

[1]陳文林，吳萍.電器與PLC控制技術[M].北京：機械工業出版社，2015.

[2]郭廣義，崔鐵寧.中等職業學校學生“養成教育”的思考[J].西北職教，2016（5）.

（作者單位：安徽六安技師學院）