基于PLC技術(shù)應(yīng)用課程的一體化教學(xué)實(shí)踐研究

程艷

摘 要：本文以PLC技術(shù)應(yīng)用課程中機(jī)械手搬運(yùn)工件這一課題為例，從學(xué)情分析、任務(wù)提出、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)踐等幾個(gè)方面具體闡述中職院校PLC一體化教學(xué)的實(shí)施方案及實(shí)施效果。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)應(yīng)用 一體化教學(xué) 機(jī)械手搬運(yùn)

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)對(duì)高素質(zhì)勞動(dòng)者的需求，職業(yè)教育取得了突破性進(jìn)展，現(xiàn)代職業(yè)教育肩負(fù)著培養(yǎng)大批高素質(zhì)技能型人才的重任。技能型人才是我國(guó)從工業(yè)大國(guó)發(fā)展成為工業(yè)強(qiáng)國(guó)的重要人才資源，職業(yè)院校是培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才的重要基地之一，因此如何教學(xué)，使學(xué)生更好地勝任集知識(shí)性、技能性、職業(yè)性于一體的高素質(zhì)人才是一個(gè)值得研究的課題。

本文研究的一體化教學(xué)，是職業(yè)教育的一種教學(xué)方法，是一種把學(xué)生在學(xué)校所學(xué)與就業(yè)所需的職業(yè)能力銜接較好的一種教學(xué)方法。

一、學(xué)情分析

本文選用PLC控制機(jī)械手搬運(yùn)工件這個(gè)課題作為研究?jī)?nèi)容，是因其知識(shí)點(diǎn)基礎(chǔ)且豐富、適用廣泛等特點(diǎn)，可以推廣應(yīng)用到其他的課題。適用于中等職業(yè)院校，有一定機(jī)電專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)的二年級(jí)學(xué)生或者高技班（具有高中基礎(chǔ)的或同等學(xué)力的學(xué)生組成的班級(jí)）的學(xué)生，這部分學(xué)生年齡大多集中在18—19歲，絕大多數(shù)具有的主要心理和行為特點(diǎn)是：第一，對(duì)在實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行操作學(xué)習(xí)比較熱衷，不喜歡在教室上理論課。第二，有自我實(shí)現(xiàn)需求，但自主學(xué)習(xí)意識(shí)欠佳。第三，早期各種經(jīng)歷，以致學(xué)習(xí)和生活習(xí)慣欠佳;中職生大多數(shù)在學(xué)校寄宿學(xué)習(xí)，吃、住、行、學(xué)習(xí)都在學(xué)校，學(xué)習(xí)時(shí)間占據(jù)中職生的大部分時(shí)間，這就要求在教學(xué)的過(guò)程中，教師要?jiǎng)?chuàng)造條件鼓勵(lì)學(xué)生積極思考，引導(dǎo)學(xué)生高效地查閱資料，搜集信息解決問(wèn)題，同時(shí)在實(shí)際操作中養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和職業(yè)習(xí)慣。

二、任務(wù)引入

工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)是人類(lèi)利用機(jī)械進(jìn)行社會(huì)生產(chǎn)的一座里程碑，對(duì)于在工廠中那些操作枯燥、時(shí)間長(zhǎng)、危險(xiǎn)的步驟，可以通過(guò)機(jī)器人完成。機(jī)械手作為機(jī)器人的一部分，對(duì)其搬運(yùn)控制的掌握具有重要意義。在用機(jī)械手進(jìn)行工件搬運(yùn)的過(guò)程中，示意圖如下，機(jī)械原點(diǎn)設(shè)在可動(dòng)部分左上方，即按下左限位開(kāi)關(guān)和上限位開(kāi)關(guān)，并且工作前處于放松狀態(tài);按下啟動(dòng)按鈕，工作指示燈亮，機(jī)械手工作循環(huán)如下圖所示：按下停止按鈕，機(jī)械手返回原點(diǎn)后停止，按下急停按鈕，所有動(dòng)作都停止。再次按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手不能正常工作，只有按下復(fù)位按鈕，才能正常啟動(dòng)，這樣可以防止意外情況發(fā)生。下圖是機(jī)械手順序運(yùn)動(dòng)示意圖，其中機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制的左限位開(kāi)關(guān)為SQ1，右限位開(kāi)關(guān)為SQ4，上限位開(kāi)關(guān)為SQ3，下限位開(kāi)關(guān)為SQ2。

三、教學(xué)設(shè)計(jì)與過(guò)程

根據(jù)中職生大部分不愿意自主思考的特點(diǎn)，在教學(xué)過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，讓學(xué)生帶著問(wèn)題積極探索，提高自主學(xué)習(xí)的能力。同時(shí)養(yǎng)成對(duì)器材和工具的整理、維護(hù)和保養(yǎng)，在學(xué)習(xí)中形成良好的職業(yè)素養(yǎng)。

1.問(wèn)題思考

（1）什么是機(jī)械手？（明確學(xué)習(xí)的目的和意義）

（2）該機(jī)械手實(shí)現(xiàn)的功能是什么？（引導(dǎo)學(xué)生把握目標(biāo)，確保理解要求）

（3）實(shí)現(xiàn)機(jī)械手搬運(yùn)的輸入輸出有哪些？（引導(dǎo)學(xué)生自己確定硬件和軟件需求）

這些問(wèn)題需要學(xué)生自主查閱資料進(jìn)行學(xué)習(xí)了解，教師要起到引導(dǎo)和督查的作用，一體化教學(xué)以學(xué)生為中心，教師起引導(dǎo)作用，對(duì)教師的要求更高，不僅是引導(dǎo)者、督查者、檢查者，更是一位高屋建瓴的長(zhǎng)者，挖掘和開(kāi)發(fā)每一位學(xué)生的特長(zhǎng)。

2.工作準(zhǔn)備

第一，元件器材清單（見(jiàn)表1），在這里由于篇幅限制，元件器材清單沒(méi)有寫(xiě)全，需要教師引導(dǎo)學(xué)生寫(xiě)完整，教師在教學(xué)過(guò)程中的正確而恰當(dāng)?shù)牧舭讓?duì)學(xué)生是一種提高。

第二，在完成器件工具清單的整理和檢測(cè)工作，接下來(lái)要完成機(jī)械手搬運(yùn)工件的輸入輸出分配表的配置、機(jī)械手搬運(yùn)工件的硬件接線圖的繪制，在這里繪制硬件接線圖時(shí)可以鼓勵(lì)學(xué)生在作業(yè)本上繪制之后，用計(jì)算機(jī)軟件來(lái)繪制，如電氣CAD，同時(shí)在進(jìn)行PLC 硬件接線的過(guò)程中，對(duì)工藝嚴(yán)格的要求，比如按照規(guī)范使用工具、確定導(dǎo)線的長(zhǎng)度、固定螺絲的圈數(shù)等。

3.注意事項(xiàng)

在這里因?yàn)槭顷U述一體化教學(xué)實(shí)踐，不是教學(xué)本身，因此不再呈現(xiàn)硬件接線圖的繪制和軟件編程，這里闡述實(shí)踐中的注意事項(xiàng)，比如在硬件組裝與調(diào)試中很容易出現(xiàn)學(xué)生工具亂丟亂放的現(xiàn)象，因此在教學(xué)的第一天就需要讓學(xué)生熟知實(shí)訓(xùn)室制度，對(duì)制度熟記于心，同時(shí)強(qiáng)調(diào)工具的擺放及專(zhuān)人負(fù)責(zé)非常重要，這里需要每個(gè)學(xué)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(shí)準(zhǔn)備好所需要的每一個(gè)工具，每一個(gè)文件，看似繁瑣，卻提高了學(xué)習(xí)效率，不至于在學(xué)習(xí)的過(guò)程中浪費(fèi)時(shí)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(kāi)關(guān)按鈕的連接情況，電源的連接情況等，這一過(guò)程非常重要，很多學(xué)習(xí)機(jī)電一體化的學(xué)生，有一種錯(cuò)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(kāi)關(guān)按鈕檢查記錄表，如表2所示，這一環(huán)節(jié)可培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)的學(xué)習(xí)習(xí)慣和工作態(tài)度，比如在開(kāi)始做課題前要認(rèn)真規(guī)劃，做好布局，不要隨意接線，否則將面臨再次檢查，重復(fù)工作的麻煩，同時(shí)線路的連接不是一蹴而就的，需要靜下心來(lái)，在這個(gè)過(guò)程中養(yǎng)成認(rèn)真檢查、穩(wěn)重耐心的習(xí)慣，在日常教學(xué)中，日益強(qiáng)化，將有利于以后在工作中好習(xí)慣的塑造。

5.交付與答辯

在檢查與記錄無(wú)誤后，進(jìn)行載體的功能驗(yàn)證：第一，按下啟動(dòng)按鈕SB0，機(jī)械手回到工作原點(diǎn)→下降→夾起工件→上升→右轉(zhuǎn)→下降→放下工件→上升→左轉(zhuǎn)→循環(huán)。第二，按下停止按鈕SB1機(jī)械手停止工作，并回到原點(diǎn)。按下急停按鈕SB2機(jī)械手立即停止工作。第三，按下復(fù)位按鈕SB3機(jī)械手取消急停信號(hào)并回到原點(diǎn)位置，可進(jìn)行啟動(dòng)的步驟。

在教學(xué)的過(guò)程中，由于不能在企業(yè)進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)教學(xué)，因此可以將企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際搬到教學(xué)中，在學(xué)習(xí)型工廠實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程與生產(chǎn)過(guò)程的對(duì)接，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦操作能力，使生產(chǎn)的產(chǎn)品符合企業(yè)的需求，同時(shí)培養(yǎng)良好的職業(yè)習(xí)慣。制作載體的過(guò)程，也是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)自己行為負(fù)責(zé)的過(guò)程，對(duì)自己的產(chǎn)品負(fù)責(zé)的過(guò)程，在安裝必要的安全保護(hù)措施及完成功能驗(yàn)證之后，開(kāi)始進(jìn)行產(chǎn)品交付過(guò)程，以培養(yǎng)學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力和溝通能力。

四、結(jié)語(yǔ)

走出學(xué)校，忘掉知識(shí)，對(duì)行為的影響就是教育。教師在教學(xué)的過(guò)程中，傳授知識(shí)和技能的同時(shí)，將好習(xí)慣的培養(yǎng)貫穿于學(xué)生的一體化教學(xué)中，將有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提升，真正成為高素質(zhì)技能型人才。

參考文獻(xiàn)：

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[2]郭廣義，崔鐵寧.中等職業(yè)學(xué)校學(xué)生“養(yǎng)成教育”的思考[J].西北職教，2016（5）.

（作者單位：安徽六安技師學(xué)院）