面向職業(yè)教育的 PLC一體化教室的構建

馬長富

【摘 要】隨著PLC的廣泛應用，企業(yè)對其技術人員的需求也逐年增加，許多職業(yè)院校都將PLC作為電氣、工業(yè)自動化以及樓宇自動化等專業(yè)的核心課程之一。但在傳統(tǒng)的PLC教學過程中，都將理論和實踐教學分開進行，造成理論和實際的嚴重脫節(jié)。同時為了滿足高等職業(yè)教育的人才培養(yǎng)目標的要求，學生在技能上、實際操作環(huán)節(jié)要更勝一籌。

【關鍵詞】PLC一體化教室；模塊教學法；構建

【中圖分類號】G712 【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2019）08-0016-02

引言

著經(jīng)濟的發(fā)展，PLC在家庭、建筑、電力、交通、商業(yè)等眾多領域得到了廣泛的應用，所以社會需要大量的懂PLC控制的從業(yè)人員。為了適應社會發(fā)展的需要，PLC這一課程已成為職業(yè)院校自動化類專業(yè)的重點課程。PLC一體化課堂教學是將教師的講解和示范與學生的操作和練習融為一體，不再像傳統(tǒng)的教學那樣在教室里對著黑板講課，而是把課堂搬到專門的實訓教室或者實訓場地，對著教學設備進行講解和示范。

一、PLC一體化教室的構建

一體化教學是將實踐與理論有機結合起來，讓師生在其中圍繞實踐任務的完成進行邊教、邊學、邊做來完成教學任務。這種方法改變了傳統(tǒng)的理論教學和實踐相分離的教學形式，使學生在學完理論知識后，能很快通過實踐進行鞏固和提高。既讓老師教得開心，又讓學生學得有興趣。PLC一體化教室主要由多媒體演示設備、計算機、PLC本機、PLC模擬實訓設備等組成。其中，多媒體演示設備為教師給學生演示講解之用，同時每一臺計算機連接一臺PLC，滿足現(xiàn)有學生人數(shù)的需要。如果學生人數(shù)有所增加，只需要增加計算機和PLC本機即可。PLC技術被公認為是現(xiàn)代工業(yè)自動化的三大支柱（PLC、機器人、CAD/CAM）之一，為了保證PLC一體化教室的實訓裝備和實訓內(nèi)容能夠符合自動化行業(yè)發(fā)展的需求，緊跟自動化技術的發(fā)展，PLC一體化教室的建設必須和現(xiàn)代工業(yè)自動化行業(yè)的企業(yè)緊密合作，學院領導要有足夠的眼光，緊跟時代發(fā)展前沿，具有搶占技術高地的意識，使設備的投入具有適度的前瞻性、持久性。

二、PLC一體化課堂研究的具體實施

1.PLC一體化課堂可行性。

目前，社會職業(yè)技術發(fā)展的速率已經(jīng)遠遠超過了職業(yè)教育教學的發(fā)展速率，也就是說職業(yè)教育教學大大滯后于職業(yè)技術的發(fā)展，職業(yè)學校不能及時、快速地培養(yǎng)適應產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整、社會經(jīng)濟迅速發(fā)展的技術技能人才。PLC一體化課堂教學將理論與實踐相結合，使受教育者能將所學的理論知識及時消化吸收，實現(xiàn)立竿見影的教學效果。

2.理論知識的講解。

理論知識包含兩個部分，一是電力拖動的理論知識，二是PLC的基本指令和編程方法。對于電力拖動的相關知識，教師通過實物進行講解，同時讓學生操作具體的電機回路；對于PLC基礎知識，教師進行基本指令和編程方法的講解。

3.教室場地的建設。

PLC一體化教室是一個多功能教室，在教室中既要設置全班的理論教學區(qū)，又要為每個學生設置實踐操作區(qū)，所以需要更大的空間，以20人的班級進行建設，需要不低于100平方米的場地空間為宜。教室要具有多媒體教學、實物展示、演練等功能。教室內(nèi)實踐操作區(qū)四周墻體上要配備三相四線的動力電源，供每個工位通電試車所用；理論教學區(qū)每個桌椅下需要配備220V單相電源地插，供桌上的電腦和儀器、儀表等使用。

4.可移動桌椅的配置。

每臺桌椅上配置一臺筆記本電腦，桌椅必須是可移動的，方便學生根據(jù)需要將桌椅在理論教學區(qū)和實踐教學區(qū)進行位置調(diào)整，這樣，集中桌椅就可作為多媒體計算機房，進行各種計算機輔助軟件的學習，桌椅分散到每個實訓臺就可以用于編寫程序和繪制電路圖用。每張桌提供220V電源插座，供電腦和各種儀表使用。

5.學生動手操作。

理論知識講解完成之后，教師將控制過程分解，并在PLC設備上進行演示，之后指導學生自己動手完成。學生動手操作的過程分為兩部分，二部分是完成三相異步電動機的繼電器控制線路；另一部分是完成PLC設計。兩部分完成之后，讓學生通過互相比較找出設計的優(yōu)缺點，深刻了解PLC控制的優(yōu)越性。通過實際操作，一方面提高學生后續(xù)的學習興趣，另一方面讓學生更好地掌握PLC基本指令的使用方法。

上述只是一個簡單的實例，若將一體化課堂規(guī)范化，還必須建立專門的課程體系，并編寫獨立的教學大綱。同時，一體化教學需要社會和企業(yè)的支持，因為校企合作的方式更有助于這一課堂的實現(xiàn)。比如，若企業(yè)給學生提供見習的機會，會使學生更好地將理論與實踐結合，從而有助于掌握PLC的精髓。

6.實訓臺的配置。

每臺實訓工位制作成立式網(wǎng)孔板且可以移動，提供三相四線電源和單相電源。因自動化技術的特點是技術更新快，PLC一體化教室的建設必須考慮自動化技術的動態(tài)發(fā)展，最好建設為本著平臺+設備的模式進行，重點建設一個平臺，而設備應該能夠動態(tài)更新，并且能夠任意組合。可移動的立式網(wǎng)孔板就是一個平臺，上面安裝哪些器件根據(jù)需要而定，這樣既保護了投資，又為教學實訓提供了可操作的柔性。實訓臺呈U形擺放，這樣教師有更好的視覺照顧到每個實訓的學生。

三、PLC一體化教室的設備配置

現(xiàn)在各職業(yè)院校的PLC實訓設備主要以西門子、三菱和松下等型號為載體進行PLC知識的學習。PLC一體化教室的構建，要充分調(diào)研目前國內(nèi)外自動化技術的發(fā)展歷史和發(fā)展趨勢，并對國內(nèi)自動化行業(yè)企業(yè)的需求做出深入的研究，緊緊圍繞自動化技術相關行業(yè)，滿足培養(yǎng)的人才符合社會和企業(yè)對人才的要求。在配備設備時，要做到適度的超前并留有可發(fā)展的空間，在此，以西門子產(chǎn)品為主線進行實訓設備的配置，建議每個實訓臺主要基本設備配置為：西門子S7-300PLC、S7-200PLC、變頻器、觸摸屏、PROFIBUS、ETHERNET通信模塊等。

四、一體化教學在課程教學中的實施

在PLC“理實”一體化教學中，將教學的實施按照項目進行管理，每個項目劃分為單獨的教學任務，在每個教學任務中設置不同的教學情景，進行案例式教學。在教學情景的案例教學中，按照“理實”一體化的資訊學習、計劃決策、任務實施、階段檢查、結果評價、學習小結六步法開著教學。比如，在進行運料小車控制系統(tǒng)的編程教學中，下發(fā)學生工作頁，按照項目要求，進行相關資料準備，學習該項目所需要的基礎理論知識，在教師引導和檢查過程中，形成完成該項目各個工作任務的實施方案，并準備好元件清單，實施任務方案，并在小組內(nèi)進行成果檢查，及時進行組內(nèi)評價，提交任務，再由教師進行指導和點評，最好再次對學習任務的任務進行修正，并最后做出學習總結。

結束語

經(jīng)過多年的實訓教學經(jīng)驗和廣泛而深入的調(diào)研分析，本文提出的PLC一體化教室的建設方案既可以滿足不同層次學生或?qū)W員進行單項基本技能訓練、專業(yè)模塊技能訓練和綜合素質(zhì)訓練的需要，也可以滿足教師進行教學研究和科技開發(fā)的平臺要求，體現(xiàn)了現(xiàn)代職業(yè)教育思想和理念，體現(xiàn)了職業(yè)學校獨特的培養(yǎng)模式，可以有效地支持PLC課程的項目化的課程實踐。

參考文獻

[1]肖晗.電力工程PLC技術存在的問題及其解決方案[J].通信電源技術，2018（06）.

[2]馬麗娜.淺析電氣控制與PLC一體化教學體系的構建[J].亞太教育，2016（13）.