基于工程思想的《PLC與組態(tài)控制技術(shù)》課程改革

張立峰+武小芳+趙美麗

【摘要】本文基于《PLC與組態(tài)控制技術(shù)》課程改革實踐，探討工程思想在理實一體課程中的應(yīng)用。工程化思想可以加快學(xué)生對技能的掌握，縮短對崗位的適應(yīng)時間。

【關(guān)鍵詞】課程改革 工程思想 PLC 組態(tài)

【中圖分類號】G71 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）02-0182-02

引言

高職的課程在近些年的改革中，百花齊放，百家爭鳴。大多數(shù)院校都借鑒歐美的職教理念，基于工作過程或能力本位的思想逐漸融入到教學(xué)中來，課改比較成功的案例中，項目化教學(xué)占的比例很大，但是單從課程改革來看，項目化教學(xué)也是為了知識與技能的轉(zhuǎn)化，項目化教學(xué)在工程化的想象上并不完善。以可編程控制器（PLC）課程為例，大多數(shù)院校將電氣控制與PLC融合為一門課，課程內(nèi)的結(jié)構(gòu)為先電氣控制再學(xué)PLC，PLC課程較少學(xué)習(xí)不透徹，課程的工程性并不突出。

一、課程規(guī)劃的工程思想

1.課程整合

通過將電氣與控制部分分立授課，將PLC與組態(tài)課程結(jié)合，合成新課《PLC與組態(tài)控制技術(shù)》。其中《電氣控制》課重點(diǎn)學(xué)習(xí)電工基本技能，《PLC與組態(tài)控制技術(shù)》既導(dǎo)入控制思想，也有工程思想。首先，目前的工程實際案例中，PLC，觸摸屏，組態(tài)或觸摸屏組態(tài)是工程實用方案，將PLC與組態(tài)融合在一起符合工程慣例，也符合將來的崗位需要。其次，在實訓(xùn)的項目中更容易傳遞工程思想，將電氣控制作為獨(dú)立的先導(dǎo)課，可以給予學(xué)生足夠的消化時間，同時符合認(rèn)知理論。該課程開設(shè)于第三學(xué)期，能將之前所學(xué)的電工電子技術(shù)、電氣控制系統(tǒng)，變頻與調(diào)速等課程融合貫通，為后期綜合技能課奠定良好的理論與技能基礎(chǔ)。

2.課程目標(biāo)

課程目標(biāo)一般分為三個部分知識目標(biāo)，能力目標(biāo)，素質(zhì)目標(biāo)。其中能力目標(biāo)強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生不依托知識的核心能力，工程思想在其中的體現(xiàn)是自學(xué)習(xí)的能力，獨(dú)立工程的能力，信息獲取的能力。其中較為特殊的是學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)收索引擎，論壇，技術(shù)群，手機(jī)APP進(jìn)行工程開發(fā)，咨詢，信息獲取的能力。

通過工程性任務(wù)引領(lǐng)和啟發(fā)性的教學(xué)等任務(wù)活動，使學(xué)生掌握PLC技術(shù)的基本知識和基本技能，具備機(jī)電一體化PLC控制電路分析、設(shè)計、制作、調(diào)試的能力，能解決生產(chǎn)現(xiàn)場實際問題，完成本專業(yè)相關(guān)崗位的工作任務(wù)；具備一定的邏輯思維能力，能自覺學(xué)習(xí)和接受本領(lǐng)域的新知識和新技術(shù)，學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新意識較強(qiáng)，并未為今后工業(yè)自動化控制工作奠定基礎(chǔ)。

3.項目開發(fā)：

《PLC與組態(tài)控制技術(shù)》這門課程定位為高職機(jī)電和自動化類的核心課，該課程實踐性很強(qiáng)、與生產(chǎn)實踐聯(lián)系密切、是強(qiáng)電與弱電的結(jié)合，集機(jī)械、液壓、氣動、電氣于一體的技術(shù)應(yīng)用型課程。課程以PLC與組態(tài)為教學(xué)對象，以PLC控制電機(jī)或其他執(zhí)行元件為教學(xué)目標(biāo)，通過PLC與組態(tài)系統(tǒng)的設(shè)計、運(yùn)行、調(diào)試、管理和維護(hù)，滿足生產(chǎn)現(xiàn)場對控制系統(tǒng)的需要。學(xué)生能夠獲得初步的工程實踐能力，為后續(xù)課程打下基礎(chǔ)，也為學(xué)生考取中高級維修電工證作好準(zhǔn)備。

二、課程設(shè)計中的工程思想

1.課程設(shè)計理念

堅持以就業(yè)為導(dǎo)向，以能力為本位，與生產(chǎn)實際相結(jié)合的原則突出系統(tǒng)的構(gòu)建、指令的運(yùn)用、程序的設(shè)計和系統(tǒng)的安裝、調(diào)試與優(yōu)化，注重技能訓(xùn)練，著重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用PLC解決實際問題的能力，從理論到實踐，提高學(xué)生的動手能力和綜合素質(zhì)。在各任務(wù)的學(xué)習(xí)和實施過程中培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)意識和職業(yè)習(xí)慣，提高學(xué)生的綜合職業(yè)能力。在具體設(shè)計過程中，強(qiáng)調(diào)任務(wù)來源于實踐，以任務(wù)為載體，使工作任務(wù)具體化，將知識融入任務(wù)訓(xùn)練過程中；依據(jù)工程需要完成任務(wù)。

2.課程設(shè)計思路

課程設(shè)計及學(xué)習(xí)情境的選取，應(yīng)符合工程化思想，在實際工程中PLC、變頻器、觸摸屏常用的搭配方案，同時模擬量的采集與處理是PLC控制工程中的重點(diǎn)，調(diào)研中發(fā)現(xiàn)很多院校PLC授課中，常常忽視模擬量的使用。這些細(xì)節(jié)在課程設(shè)計中有所融入。

1）教學(xué)設(shè)計

課程各學(xué)習(xí)情境以任務(wù)為載體，系統(tǒng)性的圍繞任務(wù)組織實施教學(xué)和訓(xùn)練，完成教學(xué)內(nèi)容，實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。學(xué)習(xí)情境從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、知識與能力準(zhǔn)備、場所設(shè)施、教學(xué)方法等方面進(jìn)行教學(xué)設(shè)計。

2）教學(xué)實施方案設(shè)計

以電動機(jī)控制為例，常見的控制課程是一個獨(dú)立小任務(wù)形式出現(xiàn)，工程化的任務(wù)則是一個PLC完成多個任務(wù)，這就對授課提出了挑戰(zhàn)，在教學(xué)實施中通過將星三角降壓啟動及變頻器控制共同融合進(jìn)工作任務(wù)中，使學(xué)生實現(xiàn)多任務(wù)控制過程中，學(xué)習(xí)端子規(guī)劃，手自動切換，變頻器配置，最重要的是任務(wù)的融合。

三、課程評價中工程思想

（一）評價內(nèi)容

1.知識部分：

了解低壓電器的作用與分類；掌握電磁式低壓電器的基礎(chǔ)知識；掌握常用低壓電器的使用方法，基本工作原理，選用原則，及簡單的故障排除和維護(hù)。掌握繼電器接觸式自動控制系統(tǒng)的基本控制線路，掌握電氣控制線路的讀圖方法，熟悉常用生產(chǎn)機(jī)械的電氣控制線路，并能根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，改進(jìn)或修改原電氣圖。能根據(jù)電氣原理圖畫出電器元件布置圖及電器安裝接線圖。掌握PLC工作原理，基本指令的應(yīng)用，會按工藝或控制要求編輯程序，并進(jìn)行傳輸，調(diào)試。

2.操作技能部分：

達(dá)到工程中對安全操作的要求，能識別常用的低壓電器，了解常用低壓電器的功能。對需要整定或調(diào)整的低壓電器，能根據(jù)具體的電路整定其參數(shù)。能分析現(xiàn)有的生產(chǎn)機(jī)械電氣原理圖，并能根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備出現(xiàn)的故障現(xiàn)象，判斷并排除故障。能根據(jù)所設(shè)計的電氣原理圖進(jìn)行器件的選擇。能根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備或工藝的要求，設(shè)計電氣控制原理圖、元件布置圖和配線圖。應(yīng)用編程器與編程軟件進(jìn)行控制系統(tǒng)的PLC編程、組態(tài)控制及傳輸、調(diào)試。

3.素質(zhì)要求：

在本課程教學(xué)過程中，教師通過課堂教學(xué)、實訓(xùn)、作業(yè)、輔導(dǎo)、考核等環(huán)節(jié)重視培養(yǎng)學(xué)生如下素質(zhì)，并進(jìn)行綜合評價。

（二）評價方式：

評價的依據(jù)不能簡單功能的實現(xiàn)，應(yīng)依據(jù)工程驗收的標(biāo)準(zhǔn)，還要符合工藝標(biāo)準(zhǔn)。

1.任務(wù)實操技能考核：綜合評價學(xué)生對知識的運(yùn)用和技能熟練程度，同時工程性指標(biāo)，如設(shè)計是否合理，成本控制、效能控制等、兼顧團(tuán)隊合作、職業(yè)道德、操作規(guī)程等方面的素質(zhì)考核。

2.基礎(chǔ)理論知識考核：通過測試學(xué)生對知識的掌握程度和基本素質(zhì)予以評價。

3. 工程化考核：不以功能實現(xiàn)為唯一指標(biāo)。任務(wù)實現(xiàn)過程應(yīng)符合安全操作規(guī)程，符合成本控制要求，使用PLC的點(diǎn)數(shù)盡量少，節(jié)約工程材料，節(jié)約時間等工程評價體系。

四、結(jié)語：

工程化的思想在高職教學(xué)中有著很大潛力，對教學(xué)人員提出了嚴(yán)峻的考驗，是職業(yè)教育課改的一個新方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]田效武.主編《PLC與工業(yè)自動化系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)》，機(jī)械工業(yè)出版社，2009年2月出版，2009年2月第1版第5次印刷。

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