基于任務(wù)驅(qū)動的電動機(jī)自鎖PLC控制教學(xué)設(shè)計

姜愛梅

（濰坊工商職業(yè)學(xué)院 濰坊市經(jīng)濟(jì)學(xué)校，山東 濰坊 362000）

PLC是一門實踐性很強(qiáng)的課程，不僅要求學(xué)生掌握基本的理論知識，還能進(jìn)行實踐的操作。傳統(tǒng)的教學(xué)方式以教師為主體，忽視了學(xué)生參與實踐的活動。而以任務(wù)驅(qū)動為中心的教學(xué)方式是以學(xué)生為主體，教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、組織者和教學(xué)資源的創(chuàng)建者。本文擬對《電動機(jī)自鎖PLC控制》進(jìn)行基于任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)設(shè)計。

1 教材分析

1.1 教材處理

《電動機(jī)自鎖PLC控制》選自北京理工大學(xué)出版社李新衛(wèi)主編的《電氣控制與PLC項目式教程》。教材以項目為載體，以任務(wù)為導(dǎo)向，具有鮮明的職業(yè)教育特色，但在內(nèi)容的呈現(xiàn)上知識點與任務(wù)分離，在教學(xué)中，需要把大任務(wù)分解為若干子任務(wù)，將各知識點分散在各子任務(wù)中，學(xué)生完成一個個子任務(wù)，最終完成大任務(wù)，實現(xiàn)教學(xué)制做的一體化。

1.2 教學(xué)目標(biāo)

知識目標(biāo)：掌握輸入輸出繼電器的含義、工作和使用方法；理解輸入/輸出指令、與指令、或指令的含義。

能力目標(biāo)：掌握繪制PLC硬件接線圖的方法并能正確接線；掌握用戶程序的輸入和編輯方法；學(xué)會LD、OUT等基本指令的用法。

情感目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作精神，誠信意識；通過討論、答辯、匯報等，培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)與溝通能力；通過提高拓展模塊，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維及主動學(xué)習(xí)的能力。

1.3 重點難點

重點：電動機(jī)自鎖控制的設(shè)計、安裝與調(diào)試；難點：電動機(jī)自鎖控制的設(shè)計與調(diào)試。

2 學(xué)情分析

授課對象為機(jī)電一體化專業(yè)二年級學(xué)生，本次課學(xué)習(xí)之前，學(xué)生已對PLC的工作原理、安裝接線、編程語言已有初步認(rèn)識，但由于部分學(xué)生基礎(chǔ)知識較差,學(xué)習(xí)積極性不高，因此在課堂教學(xué)中以因材施教為原則，以任務(wù)驅(qū)動為主，輔助動畫演示、微課視頻等教學(xué)方式吸引學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)主動性，拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)技能，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的成就感。

3 教學(xué)設(shè)計思路

本次課以任務(wù)驅(qū)動教學(xué)為主，輔以講授、演示、討論等其他方法。本次課的教學(xué)設(shè)計思路為：任務(wù)導(dǎo)入—新知學(xué)習(xí)—完成任務(wù)—任務(wù)評價—任務(wù)拓展—任務(wù)總結(jié)—作業(yè)布置。

4 教學(xué)過程設(shè)計

課程在PLC實訓(xùn)室中進(jìn)行，共有12套實訓(xùn)裝置，4名學(xué)生為一個學(xué)習(xí)小組。

4.1 任務(wù)導(dǎo)入

教師通過播放視頻（提升機(jī)—車輛自動化裝配線上，各工序轉(zhuǎn)折點所使用）提出：提升機(jī)運(yùn)行的本質(zhì)是電動機(jī)通過皮帶或鏈條等傳動機(jī)構(gòu)拖動生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備，電動機(jī)（M）的啟停如何用PLC控制呢？引入本次課的任務(wù)：電動機(jī)自鎖PLC控制，其控制要求如下：若按啟動按鈕SB2，接觸器KM得電，電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；若按停止按鈕SB1或熱繼電器FR動作，接觸器KM失電，電動機(jī)停止。

4.2 新知學(xué)習(xí)

通過課前微課新知的學(xué)習(xí)，學(xué)生已將新知中遇到的問題記錄并以微信的方式反饋給教師。教師在新知的學(xué)習(xí)過程中主要是解答學(xué)生的疑問。

問：輸入繼電器X、輸出繼電器Y的作用？

答：輸入繼電器X與PLC輸入端相連，它是專門用來接受PLC外部開關(guān)信號（按鈕等）的元件。輸出繼電器Y將PLC內(nèi)部信號輸出并傳送給外部負(fù)載（用戶設(shè)備）。

問：LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI等觸點指令如何使用？

答：LD（取）：用于與左母線相連接的常開觸點；LDI（取反）：用于與左母線相連接的常閉觸點；AND（與）：用于串聯(lián)單個常開觸點；ANI（與反）：用于串聯(lián)單個常閉觸點；OR（或）：用于并聯(lián)單個常開觸點；ORI（或反）：用于并聯(lián)單個常閉觸點。

4.3 完成任務(wù)

教師提出子任務(wù)并巡視指導(dǎo)，學(xué)生以組為單位完成。

4.3.1 子任務(wù)1：分配I/O地址

教師提示：一個輸入（或輸出）設(shè)備原則上占用一個輸入（或輸出）點，為節(jié)省成本，應(yīng)盡量少占PLC的I/O點，熱繼電器FR常閉觸點你將如何處理呢？學(xué)生根據(jù)控制要求及提示完成I/O地址分配。

4.3.2 子任務(wù)2：I/O接線圖

教師巡視指導(dǎo)讓學(xué)生完成I/O接線圖的繪制。

4.3.3 子任務(wù)3：程序設(shè)計

教師利用多媒體課件示范經(jīng)驗法設(shè)計程序的過程，學(xué)生根據(jù)教師操作完成程序的編制。

4.3.4 子任務(wù)4：程序的運(yùn)行與調(diào)試

教師通過直觀操作完成程序的寫入、靜態(tài)調(diào)試及動態(tài)調(diào)試，學(xué)生根據(jù)教師的操作完成程序的運(yùn)行及調(diào)試，在學(xué)生操作的過程中教師要及時解決學(xué)生遇到的問題。

4.4 任務(wù)評價

以過程性評價及評價主體多元化為原則，采用三種評價相結(jié)合的方式：小組自評、組間互評和教師評價，其占比是40%、40%、20%。具體的評價項目為：任務(wù)完成情況（20分）；任務(wù)完成效果（20分）；團(tuán)隊協(xié)作精神（20分）；參與性（15分）；課堂紀(jì)律（10分）；安全操作（10分）及時間觀念（5分）。

4.5 任務(wù)拓展

教師通過多媒體講解：常閉觸點輸入信號的處理。

4.6 任務(wù)總結(jié)

教師總結(jié)：本次課主要探討了電動機(jī)自鎖PLC控制系統(tǒng)，通過本任務(wù)重點理解PLC基本指令的使用，并了解PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟。

4.7 作業(yè)布置

基礎(chǔ)作業(yè)：完成實訓(xùn)報告；拓展作業(yè)：試設(shè)計一個PLC控制系統(tǒng)；要求：電動機(jī)既能點動運(yùn)轉(zhuǎn)，也能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

教師在做中教，學(xué)生在做中學(xué)的理念貫穿在整個教學(xué)過程設(shè)計中，實現(xiàn)了教學(xué)場所的轉(zhuǎn)換—從教室到具有網(wǎng)絡(luò)及多媒體功能的實驗室；實現(xiàn)了教學(xué)主體的轉(zhuǎn)換—從教師到學(xué)生；實現(xiàn)了教學(xué)方式的轉(zhuǎn)換—從以講授為主到教學(xué)做一體化及優(yōu)化的信息網(wǎng)絡(luò)化；實現(xiàn)了教學(xué)評價的革新—從評價的單一化到多元化。