崗位情境化在PLC技術(shù)課程中的運(yùn)用與創(chuàng)新

葉芊芊

（浙江商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院應(yīng)用工程系 浙江杭州 310053）

崗位情境化在PLC技術(shù)課程中的運(yùn)用與創(chuàng)新

葉芊芊

（浙江商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院應(yīng)用工程系 浙江杭州 310053）

引入企業(yè)PLC控制應(yīng)用實(shí)例，設(shè)計(jì)出濃縮崗位典型工作任務(wù)的系列實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，是筆者對(duì)三菱自動(dòng)化技術(shù)實(shí)驗(yàn)室功能進(jìn)行深度開發(fā)的研究成果。本文介紹了 PLC技術(shù)類課程——“三菱產(chǎn)品應(yīng)用”中PLC工業(yè)應(yīng)用6大主題板塊的開發(fā)思路和教學(xué)心得，并以柔性生產(chǎn)線MPS系統(tǒng)為例說明教學(xué)情境的開發(fā)過程。

PLC技術(shù)應(yīng)用；崗位型教學(xué)情境；過程評(píng)價(jià)考核

一、引言

近年來，PLC控制技術(shù)在機(jī)械制造、汽車生產(chǎn)、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)得到了日益廣泛的應(yīng)用，技術(shù)的飛速發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的日趨擴(kuò)大給相關(guān)課程的教學(xué)提出了新的問題：如何使課程的教學(xué)內(nèi)容與技術(shù)發(fā)展的要求相適應(yīng)？怎樣使培養(yǎng)的學(xué)生能快速、熟悉地掌握相關(guān)崗位的PLC控制技術(shù)？若按照傳統(tǒng)的模式組織教學(xué)，雖然對(duì)PLC指令的應(yīng)用介紹得較為詳盡，但卻很難使學(xué)生經(jīng)過課程學(xué)習(xí)后，掌握各類PLC控制系統(tǒng)的編程、維護(hù)和處置各種故障的能力。此外，變頻器、伺服系統(tǒng)、觸摸屏等PLC相關(guān)新技術(shù)在現(xiàn)有的教學(xué)中都涉及較少或根本沒有介紹。近一年來，筆者將上述內(nèi)容列入教改課題作了深入的研究，結(jié)合新落成的三菱自動(dòng)化技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的各款PLC控制的工業(yè)設(shè)備，開發(fā)出 “三菱產(chǎn)品應(yīng)用”課程系列實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。這些內(nèi)容均選自企業(yè)典型的PLC控制案例，是基于崗位技能要求、根據(jù)教學(xué)特點(diǎn)而經(jīng)過設(shè)計(jì)、提煉而成。一年來的教學(xué)實(shí)踐證明，新的實(shí)踐課程內(nèi)容詳實(shí)、學(xué)做一體易掌握、與實(shí)際應(yīng)用有較好的吻合度，取得了較高的教學(xué)功效。

二、工作任務(wù)與教學(xué)情境的設(shè)計(jì)思路

對(duì)于“三菱產(chǎn)品應(yīng)用”這樣一門具有很強(qiáng)崗位特征的技能教學(xué)型課程而言，只有將“與教學(xué)設(shè)備匹配的生產(chǎn)型工作任務(wù)”、“全真與仿真相結(jié)合的教學(xué)情境”、“項(xiàng)目化的學(xué)習(xí)及考核形式”三大要素，貫穿課程教學(xué)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，方能使PLC控制的“技術(shù)”落在了具體的設(shè)備“應(yīng)用”上。筆者率項(xiàng)目組通過對(duì)典型的工業(yè)控制設(shè)備設(shè)計(jì)多樣化的生產(chǎn)型工作任務(wù)，營(yíng)造相應(yīng)的教學(xué)情境，作為“PLC技術(shù)深入”的“三菱產(chǎn)品應(yīng)用”課程教學(xué)取得了較為滿意的效果。

“項(xiàng)目化模塊式” 教學(xué)設(shè)計(jì)的要素包含“教學(xué)組織”、“教學(xué)評(píng)價(jià)”、“資源配置”幾個(gè)方面，工作任務(wù)的選取與設(shè)計(jì)除要求教師須透徹了解PLC控制的設(shè)計(jì)全過程之外，子任務(wù)的細(xì)化及銜接也是關(guān)系到學(xué)生能否漸進(jìn)性獨(dú)立完成工作任務(wù)的要點(diǎn)之一。以“收放卷控制裝置”為例，其引入工作任務(wù)的技能教學(xué)內(nèi)容涵蓋“三菱可編程控制器FX3U系列編程、10.4英寸人機(jī)界面編程、L700系列變頻器應(yīng)用、張力控制器設(shè)置與調(diào)試以及PLC的PID功能測(cè)試。其中的PLC編程部分又可分為SFC圖的設(shè)計(jì)、單次收放卷功能編程、循環(huán)收放卷功能編程等”。各項(xiàng)子任務(wù)之間都存在“承上啟下”的功能，在考核細(xì)則中更要清晰地標(biāo)出階段性考核的規(guī)程。

“六大板塊”的每一工作任務(wù)都源于企業(yè)生產(chǎn)中的一項(xiàng)設(shè)備操作要領(lǐng)，教學(xué)情境須配合相應(yīng)的工作任務(wù)而設(shè)計(jì)。一個(gè)技能學(xué)習(xí)板塊由若干個(gè)場(chǎng)景所組成，教師由學(xué)習(xí)內(nèi)容引入到對(duì)應(yīng)的工作場(chǎng)景，下達(dá)工作任務(wù)。學(xué)生模擬相應(yīng)的上崗角色從跟“師傅”學(xué)技術(shù)。過渡到“頂崗工作”。期間按照教學(xué)設(shè)計(jì)的子項(xiàng)目完成相應(yīng)的工序任務(wù)。以“立體車庫”為例，該訓(xùn)練板塊包括“車輛出庫入庫設(shè)備操作”、“車輛入庫與出庫基本功能編程”、“IC卡及讀卡器編程”、“人機(jī)界面編程”4組教學(xué)情境，對(duì)學(xué)生進(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練。每組學(xué)習(xí)情境由若干任務(wù)構(gòu)成，每一個(gè)情境的實(shí)施都是一個(gè)完整的工作過程，參照學(xué)習(xí)情境開展教學(xué)，將學(xué)習(xí)領(lǐng)域轉(zhuǎn)化為行動(dòng)領(lǐng)域，讓學(xué)生經(jīng)歷完整的工作過程，在完成典型的具有綜合性的工作任務(wù)過程中獲取知識(shí)。

三、生產(chǎn)崗位型教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)及實(shí)踐

1.崗位型教學(xué)情境設(shè)計(jì)

三菱PLC工業(yè)應(yīng)用6大主題板塊包括“收放卷控制裝置”、“高精度直流伺服系統(tǒng)”、“立體車庫”、“群控電梯”、“柔性生產(chǎn)線MPS系統(tǒng)”以及“工業(yè)機(jī)器人平臺(tái)”。教學(xué)情境、目標(biāo)崗位及工作任務(wù)如表1所示：

表1 三菱PLC工業(yè)應(yīng)用6大主題板塊教學(xué)情境設(shè)計(jì)

2.工作任務(wù)的布置與安排

下面以主題板塊——“柔性生產(chǎn)線MPS系統(tǒng)”為例具體說明教學(xué)情境的設(shè)計(jì)與工作任務(wù)的布置安排。

自動(dòng)化生產(chǎn)線廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)，是集PLC、傳感檢測(cè)、機(jī)械控制、變頻調(diào)速技術(shù)于一體的綜合應(yīng)用案例。MPS柔性制造系統(tǒng)生產(chǎn)線作為自動(dòng)化生產(chǎn)線的技術(shù)濃縮版，由供料傳輸單元、機(jī)械手單元、加工單元、搬運(yùn)單元、裝配單元、檢測(cè)分揀單元組成，其中供料傳輸單元為主站，其余單元為從站，通過CC-Link 總線進(jìn)行通訊，可完成物料的傳輸、加工、裝配以及分揀等功能。對(duì)其目標(biāo)崗位進(jìn)行分析，確定為生產(chǎn)線安裝、調(diào)試人員，PLC編程人員以及設(shè)備維護(hù)人員。提煉自動(dòng)化生產(chǎn)線生產(chǎn)過程涉及的知識(shí)與技能點(diǎn)，進(jìn)而創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，設(shè)計(jì)出工作任務(wù)。如圖1所示。

圖1 基于工作過程的柔性生產(chǎn)線MPS系統(tǒng)學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)流程圖

3.教學(xué)過程的指導(dǎo)與監(jiān)控

課程采用項(xiàng)目小組的形式開展，3-5個(gè)學(xué)生為一組，將基礎(chǔ)好、動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生與專業(yè)較弱的學(xué)生混合搭配。這樣，既能保證項(xiàng)目活動(dòng)按時(shí)完成，又有利于學(xué)生間互相交流，有助于專業(yè)較差學(xué)生的水平得到提高。項(xiàng)目要以學(xué)生為主體，教師在整個(gè)教學(xué)行動(dòng)過程中扮演組織者、協(xié)調(diào)者的角色，合理安排項(xiàng)目進(jìn)度，設(shè)置若干時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行考核。以機(jī)械手搬運(yùn)單元設(shè)計(jì)與調(diào)試為例：該工作任務(wù)安排課時(shí)為12課時(shí)，其中2課時(shí)為傳感器、電磁閥檢測(cè)、PLCI/O接線，4課時(shí)為機(jī)械手控制程序的編寫，4課時(shí)為程序調(diào)試，2課時(shí)為項(xiàng)目總結(jié)匯報(bào)，每一階段結(jié)束進(jìn)行過程性評(píng)分。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，不斷地用“任務(wù)”來引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)， 讓學(xué)生根據(jù)“任務(wù)”的需求來學(xué)習(xí)， 變被動(dòng)地接受知識(shí)為主動(dòng)地尋求知識(shí)，由“學(xué)會(huì)”到“會(huì)學(xué)”。

四、課程教學(xué)考評(píng)體系的改革

項(xiàng)目化教學(xué)中的重要一環(huán)——教學(xué)考評(píng)體系不僅要在原先實(shí)訓(xùn)教學(xué)的基礎(chǔ)上“動(dòng)大手術(shù)”，而且作為一門技能提升性崗位學(xué)習(xí)課程，必須采用“基于能力本位”的考評(píng)體系，使考評(píng)的要求和內(nèi)容與相應(yīng)崗位能力的培養(yǎng)目標(biāo)相對(duì)應(yīng)。具體地說，就是對(duì)每一項(xiàng)子任務(wù)的完成情況應(yīng)從“知識(shí)點(diǎn)”、“技能評(píng)分”“綜合能力”多層面進(jìn)行細(xì)化性測(cè)評(píng)，采取動(dòng)態(tài)的過程評(píng)價(jià)與項(xiàng)目完成結(jié)果評(píng)價(jià)的綜合考評(píng)方式。以MPS柔性制造系統(tǒng)生產(chǎn)線為例，考核評(píng)價(jià)內(nèi)容：

表2 MPS柔性制造系統(tǒng)生產(chǎn)線考評(píng)體系

上表中，課程的考核主要由過程性考核與最后的終結(jié)性考核兩大塊組成，本著“重在考核技能實(shí)踐應(yīng)用過程”的考核思路，可將過程性評(píng)價(jià)的比例提升至55%以上，而將終結(jié)性考核的比例減至45%以下。綜合評(píng)分為兩者相加值。

五、結(jié)語

教學(xué)實(shí)踐證明，以工作任務(wù)為中心組織教學(xué)內(nèi)容，以工作過程為線索設(shè)計(jì)教學(xué)情境，很大程度上調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性。而更全面、基于能力本位的考評(píng)體系，更是對(duì)如何全面、有效提升學(xué)生PLC技術(shù)工程應(yīng)用能力發(fā)揮了正確的引導(dǎo)、促進(jìn)作用。誠然，每一課程的教學(xué)設(shè)計(jì)及改革須根據(jù)其本身的性質(zhì)和特點(diǎn)而進(jìn)行“量體裁衣”，然而筆者確信，“三菱產(chǎn)品應(yīng)用”等技能型課程改革的思路和經(jīng)驗(yàn)也必將對(duì)課程體系中的其它專業(yè)課程發(fā)揮重要的、建設(shè)性的作用和影響。

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Application and innovation of the post situation in PLC technology course

Ye Qian-qian

(Applied Engineering Department of Zhejiang Commercial and Vocational College, Hangzhou Zhejiang,310053, China)

In this paper, with the PLC enterprise application cases were introduced, we designed teaching programs which based on typical work task. We obtained research results after the function of Mitsubishi Automation Laboratory had been developed deeply. This article introduced the design methods and teaching experience of six parts of PLC industry application for the course which called “The Application of Mitsubishi products”. It also described the development process of teaching situations with flexible production line which called MPS.

The Application of PLC Technology；Teaching Situations Which based on Posts；Process Assessment and Examination

G712

A

1000-9795（2014）01-0208-02

［責(zé)任編輯：劉麗杰］

2013-11-21

葉芊芊（1980-），女，浙江杭州人，講師，從事工業(yè)控制技術(shù)方向的研究。