基于組態(tài)技術的變頻調速控制的教學研究與實踐

梁玉文LIANG Yu-wen；李元昕LI Yuan-xin

（①吉林電子信息職業(yè)技術學院，吉林 132021；②東北電力大學自動化學院，吉林 132012）

（①Ji1in Techno1ogy Co11ege of E1ectronic Information，Ji1in 132021，China；②Schoo1 of Automation Engineering，Northeast Dian1i University，Ji1in 132012，China）

0 引言

對于高職高專學生來說，PLC技術、變頻器技術、組態(tài)技術三門課程是生產(chǎn)過程自動化技術專業(yè)必修的核心課程。本選題能夠將三門課程知識有機的結合在一起，對于培養(yǎng)學生具備對生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的設計、安裝、調試、維護能力有極大的幫助。

本選題以浙江天煌科技實業(yè)有限公司的“THPFSF-3A型可編程序控制系統(tǒng)設計師綜合實訓裝置”為教學平臺，依據(jù)人力資源和社會保障部制定的“可編程序控制系統(tǒng)設計師”培訓及國家職業(yè)標準考核大綱內容，充分發(fā)揮學生對《PLC技術》《變頻器技術》《組態(tài)技術》等課程的綜合運用，培養(yǎng)社會緊需的高技能綜合型人才。本選題設置了三個子任務，遵循由簡單到復雜，以任務為導向的原則，創(chuàng)設不同情境引導教學，討論促進學習，注重培養(yǎng)學生的知識技能和職業(yè)道德水平。

1 教學設計理念與思路

1.1 任務引領，項目教學 為了讓學生能夠對這三門課程有更深入的學習與理解，本課題采用“理實一體”的教學方式，借鑒自動化行業(yè)企業(yè)典型工作任務，將可編程序系統(tǒng)控制系統(tǒng)設計師的實際工作流程運用與教學當中，突破傳統(tǒng)技能訓練中準備、示范、模仿、總結的四步教學模式，以“雪花啤酒生產(chǎn)線自動控制”項目為學習載體，教學過程由簡單到復雜設計了5個任務環(huán)節(jié)，注重培養(yǎng)學生的專業(yè)知識水平和職業(yè)技能。（圖1）

圖1 “基于觸摸屏方式的變頻調速控制”教學任務流程

1.2 情境創(chuàng)設，引導探究 在項目化教學過程中針對不同學生的項目完成情況不同，創(chuàng)設正常情境、出錯情境和意外情境，增加學習的難度和項目的復雜性，引導學生探究更高層次的知識技能，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題——分析問題——解決問題的能力。

1.3 協(xié)同合作，互相學習 運用合作學習模式，為學生營造一個師生互動、生生互動的合作情境，引導學生積極主動探究，從實踐中體會學習的樂趣，習得解決問題的方法，學會歸納總結的學習方法，為學生的可持續(xù)發(fā)展和終身發(fā)展奠定學法基礎。

2 教學組織與實施

本課題利用現(xiàn)代化的教學方法和手段，以企業(yè)生產(chǎn)車間的控制項目為任務驅動，以教師為主導，學生動手實踐操作為主體，充分發(fā)揮學生的自主能動性。在任務的設置上，從簡單到復雜，循序漸進的增加任務的難度和復雜度，通過“實驗”——“模擬”——“聯(lián)機”的學習過程，使學生體驗到把理論知識的學習應用到企業(yè)生產(chǎn)實踐的成就感，激發(fā)學生學習的欲望。

①教學方法：本選題采用行動導向教學方法，學生是學習過程的中心，教師是學習過程大的組織者和協(xié)調人，在教學中教師與學生互動，讓學生通過“獨立獲取信息、獨立地制定計劃、獨立地實施計劃、獨立地評估計劃”，在自己“動手”的實踐中，掌握職業(yè)技能、習得專業(yè)知識，從而構建屬于自己的經(jīng)驗和知識體系。

②教學手段：結合本選題的特點，主要采用的教學手段有：播放視頻、多媒體與板書結合、實物操作、課程網(wǎng)站平臺等。通過播放啤酒生產(chǎn)線的視頻讓學生了解啤酒生產(chǎn)工藝，明確控制要求；在知識點的講解上采用多媒體講授，更直觀，有吸引力；針對學生課堂上出現(xiàn)的突發(fā)性問題采用板書講解；模擬調試時需要學生對實物進行線路連接的操作；課后學生可以通過課程網(wǎng)站平臺對查看本次課的教學目標與授課的內容，通過網(wǎng)站完成理論知識點的作業(yè)，如有疑問的話還可以留言。

③教學過程：播放啤酒生產(chǎn)線的視頻，使學生了解PLC、觸摸屏、變頻器在啤酒生產(chǎn)自動控制中的所起到的重要作用，清楚對于啤酒生產(chǎn)車間的控制主要是對電機轉速的控制。按照上述五個任務依次進行，并在課堂任務實施的過程中針對難點及共性問題進行講解，注重鍛煉學生的動手實踐能力，開發(fā)學學生的創(chuàng)新思維，鼓勵學生使用多種方法完成任務要求。

基本的教學實施過程采用的是西門子S7-200系列PLC、Smart 700彩色觸摸屏、西門子M420變頻器和一臺三相交流電動機。在設置的拓展任務中采用的是“生產(chǎn)線安裝與調試實訓室”的分揀單元，給學生創(chuàng)造實際工廠的運行環(huán)境。

3 教學考核與評價

教學考核與評價完全與教學目標和教學內容相呼應，分技能考核、自我評價、同學評價三部分完成。其一，技能考核與職業(yè)資格鑒定標準有效銜接，包含知識點的理解、項目實施的過程資料、綜合素質和團隊協(xié)作能力等方面的考核（見表1）。這一項占總成績的50%；其二，自我評價，考察學生對自己的優(yōu)缺點的認知能力的評價，占20%；其三，同學評價，考察團隊的配合能力和值得同學學習的優(yōu)點，占30%。本評價能夠真實的反應學生的學習情況。

4 結論

本課題從高職教學的實際出發(fā)，通過一個具體的教學案例，結合現(xiàn)代化的教學方法與手段，闡述了“教學做”一體化在高職教育教學中的具體實施過程。有效地縮短了學校與企業(yè)之間的距離，使學生能夠很快將所學的理論知識運用到企業(yè)的生產(chǎn)實踐中，體現(xiàn)了職業(yè)教育的實踐性與實用性，實現(xiàn)了與企業(yè)的零距離接軌。

表1 項目考核表

[1]嚴希清，陳紅艷.基于工作過程的“教學做”一體化教學模式探索與實踐[J].職業(yè)教育研究，2009(4).

[2]王芹.可編程控制器技術及應用[M].天津:天津大學出版社，2008：3.

[3]李紅萍.工控組態(tài)技術應用[M].西安:西安電子科技大學出版社，2013：1.

[4]徐良雄.《可編程控制器》課程教學做一體化的實踐探索[J].武漢交通職業(yè)技術學院學報，2011(3).