基于組態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、組態技術三門課程是生產過程自動化技術專業必修的核心課程。本選題能夠將三門課程知識有機的結合在一起，對于培養學生具備對生產過程控制系統的設計、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有限公司的“THPFSF-3A型可編程序控制系統設計師綜合實訓裝置”為教學平臺，依據人力資源和社會保障部制定的“可編程序控制系統設計師”培訓及國家職業標準考核大綱內容，充分發揮學生對《PLC技術》《變頻器技術》《組態技術》等課程的綜合運用，培養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，創設不同情境引導教學，討論促進學習，注重培養學生的知識技能和職業道德水平。

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，借鑒自動化行業企業典型工作任務，將可編程序系統控制系統設計師的實際工作流程運用與教學當中，突破傳統技能訓練中準備、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個任務環節，注重培養學生的專業知識水平和職業技能。（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，培養學生發現問題——分析問題——解決問題的能力。

1.3 協同合作，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，為學生的可持續發展和終身發展奠定學法基礎。

2 教學組織與實施

本課題利用現代化的教學方法和手段，以企業生產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生產實踐的成就感，激發學生學習的欲望。

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，掌握職業技能、習得專業知識，從而構建屬于自己的經驗和知識體系。

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、課程網站平臺等。通過播放啤酒生產線的視頻讓學生了解啤酒生產工藝，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的突發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站平臺對查看本次課的教學目標與授課的內容，通過網站完成理論知識點的作業，如有疑問的話還可以留言。

③教學過程：播放啤酒生產線的視頻，使學生了解PLC、觸摸屏、變頻器在啤酒生產自動控制中的所起到的重要作用，清楚對于啤酒生產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，開發學學生的創新思維，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“生產線安裝與調試實訓室”的分揀單元，給學生創造實際工廠的運行環境。

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，通過一個具體的教學案例，結合現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的生產實踐中，體現了職業教育的實踐性與實用性，實現了與企業的零距離接軌。

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].武漢交通職業技術學院學報，2011(3).