基于任務(wù)驅(qū)動型一體化教學的PLC應(yīng)用技術(shù)課程教學設(shè)計

楊永忠

摘 要：應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動型一體化教學法對PLC應(yīng)用技術(shù)課程中的二臺電動機順序啟動的電路內(nèi)容進行教學設(shè)計，旨在改革傳統(tǒng)的教學方式，以學生為主體，讓學生在學中做、做中學，調(diào)動學生的學習積極性，培養(yǎng)學生獨立分析與解決問題的能力、協(xié)作能力和實際操作技能。

關(guān)鍵詞：教學設(shè)計 任務(wù)驅(qū)動PLC

PLC應(yīng)用技術(shù)是技工學校電氣自動化設(shè)備安裝與維修專業(yè)一門技術(shù)性、實踐性很強的核心專業(yè)課程。該課程以機電設(shè)備的自動控制為基礎(chǔ)，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(xù)課程及畢業(yè)后從事相關(guān)技術(shù)工作奠定必需的基礎(chǔ)。在課程教學中，筆者嘗試以項目為載體，對課程內(nèi)容進行整合，應(yīng)用任務(wù)驅(qū)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(nèi)容為例，探討任務(wù)驅(qū)動型一體化教學設(shè)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(yè)教育規(guī)劃教材《PLC應(yīng)用技術(shù)（三菱）》（主編瞿彩萍，中國勞動社會保障出版社）的內(nèi)容。教材以任務(wù)驅(qū)動為導向，具有職業(yè)教育的特色，但在內(nèi)容的編排上完成任務(wù)所需的知識與項目分離，在教學過程中，需把大任務(wù)分解為若干子任務(wù)，將知識點分散穿插在各教學環(huán)節(jié)和子任務(wù)中，讓學生通過完成子任務(wù)，最終完成實際的工作項目，實現(xiàn)教、學、做緊密結(jié)合，調(diào)動學生的學習積極性，培養(yǎng)學生能力的目的。

2.教學目標

根據(jù)課程標準，結(jié)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(yīng)用，能力目標為能熟練運用定時器實現(xiàn)二臺電動機順序啟動控制，情感目標為培養(yǎng)學生勤于動腦、善于動手、團結(jié)協(xié)作、嚴謹仔細、安全文明生產(chǎn)的職業(yè)習慣。

3.重點難點

為了實現(xiàn)教學目標，依據(jù)教材內(nèi)容和學生現(xiàn)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(jīng)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(shè)備安裝與維修專業(yè)二年級的學生，在學習該次課之前，學生已經(jīng)學習部分基本指令，能用經(jīng)驗法編制三相異步電動機連續(xù)運行控制電路、正反轉(zhuǎn)控制電路的梯形圖，已初步具有一定的編程能力和程序調(diào)試能力。但由于部分學生基礎(chǔ)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(yǎng)，增強學生的成就感，拓展學生的技能。

三、教學設(shè)計思路

在課程教學中，以實際工作項目為載體，任務(wù)驅(qū)動教學為主線，輔以提問、講授、啟發(fā)式、演示等教學方法進行教學。在教學設(shè)計過程中，以建構(gòu)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(guān)聯(lián)的教學環(huán)節(jié)和子任務(wù)，根據(jù)教學過程的需要將各知識點分散穿插在各教學環(huán)節(jié)和子任務(wù)中，讓課本知識為項目服務(wù)，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(shè)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(yè)設(shè)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(tǒng)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(shù)中怎樣實現(xiàn)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(xiàn)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(guān)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(wù)要求。學生解讀項目情境及控制要求，明確學習任務(wù)及目標要求。

2.新知學習（15分鐘）

任務(wù)1：設(shè)計一個燈控系統(tǒng)?？刂埔螅寒旈_關(guān)S閉合時，燈延時100s才亮，當開關(guān)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(guān)S閉合，當定時器當前值達到設(shè)定值時，觸點動作，燈亮;當開關(guān)S斷開時，定時器復位，燈熄滅。開關(guān)S閉合，觀察定時器的當前值，當未達到設(shè)定值時，斷開開關(guān)S，可看到定時器復位，當前值變?yōu)?。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(chǔ)上，教師講解定時器編程格式、工作時間設(shè)定的方法，使學生能夠掌握和使用。

3.知識應(yīng)用（10分鐘）

任務(wù)2：設(shè)計一個燈控系統(tǒng)?？刂埔螅寒旈_關(guān)S閉合時，燈延時20s亮;當開關(guān)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(diào)試程序，同時請1名學生到教師機編程、連接、調(diào)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(jié)。

4.探索鞏固（15分鐘）

任務(wù)3：設(shè)計一個燈控系統(tǒng)?？刂埔笫牵寒旈_關(guān)S閉合時，燈馬上亮;當開關(guān)S斷開時，燈延時10s才熄滅。學生分組完成任務(wù)，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(jié)。

5.新知學習（10分鐘）

任務(wù)4：用積算定時器設(shè)計一個燈控系統(tǒng)?？刂埔螅寒旈_關(guān)S1閉合時，燈延時100s才亮，當開關(guān)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(guān)S1閉合，定時器達到設(shè)定值時觸點動作， 開關(guān)S2閉合時，定時器復位，當前值變?yōu)?，觸點復位;當開關(guān)S1閉合，定時器未達到設(shè)定值時，斷開S1，觀察定時器當前值，經(jīng)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(xù)累積，當前值達到設(shè)定值時觸點動作，開關(guān)S2閉合時，定時器復位，當前值變?yōu)?，觸點復位。學生通過與學習任務(wù)一的現(xiàn)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(yīng)用（25分鐘）

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

7.總結(jié)布置作業(yè)（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(jié)定時器的基本編程方法和技巧，布置作業(yè)。

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(guān)聯(lián)的教學環(huán)節(jié)和子任務(wù)，將知識點分散穿插在各教學環(huán)節(jié)和子任務(wù)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(wù)驅(qū)動型一體化教學，實現(xiàn)了教、學、做的緊密結(jié)合，體現(xiàn)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(diào)動學生的學習積極性，能有效地培養(yǎng)和提高了學生的發(fā)現(xiàn)問題和解決問題能力、協(xié)作能力和實際操作技能。

（作者單位：廣西玉林高級技工學校）