任务驱动在电气控制与PLC课堂教学中的应用

摘 要：电气控制与PLC课程是生产过程自动化专业的一门必修课，也是一门核心课程。无论是国外引进的自动化生产线，还是自行设计的自动控制系统，多数生产线都是由单台或多台可编程序控制器（PLC）组成。所以，掌握PLC是设计和改造生产线和设备的重要途径。学生掌握此技术，在就业市场上就会增加他们的竞争力。而如何将此课程讲好，学生能够接受是教师们一直探讨的问题。现代职业教育提出了任务驱动，项目导向的教学模式，让更多的同学参与教学活动中。

关键词：核心课程 任务驱动

【中图分类号】G【文献标识码】B【文章编号】1008-1216（2015）08C-0074-03

一 课程简介

电气控制与PLC是生产过程自动化专业的一门应用性主干专业课程。可编程序控制器，简称PLC，是以微处理器为基础，综合了计算机技术、电器控制技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。它具有结构简单、编程方便、性能优越、灵活通用、使用方便、可靠性高、抗干扰能力强等一系列优点，在工业生产过程自动控制领域得到广泛应用。无论是国外引进的自动化生产线，还是自行设计的自动控制系统，都广泛采用单台或多台可编程序控制器组成。所以，掌握PLC技术，是改造传统生产工艺和设备的重要途径。结合触摸屏、变频器行业的最新发展情况，通过理论教学、实验、实训，使学生具备应用和维护维修各种PLC控制系统的基本能力;教会学生利用网络搜索技术资料的方法，使学生具备应用技术资料解决现场问题的能力;在授课过程中培养学生认真的工作作风和严谨的工作态度，树立学生的岗位责任意识;培养学生科学的思维方法和综合的职业能力，以适应职业教育发展的需要。

通过本课程的教学，使学生系统掌握电气控制线路、PLC和变频器的基本原理、功能、应用、程序设计方法和编程技巧，为今后从事机电一体化、自动化控制领域的工作打下基础。

二、学情分析与教学策略

在学习本课程之前学生已经掌握的电路的基本知识、会应用常用的电路测量工具，计算机应用的基本知识、数电模电的基本知识了解基本的逻辑电路的关键，及常用的基本放大电路的使用。学习本课程既对前面的知识的巩固，同时又对后续机电一体化技术等课程提供理论及能力基础。

本教学模块实施过程中，课前：学生通过自主学习平台观看视频和动画，了解机械手机构组成、分解其工作过程、复习相关基础知识、下载小组任务书、明确控制要求、经过组内讨论初步完成任务;课上：教师对完成任务过程中的出现的问题进行差异性指导，最后以小组为单位进行现场演示并作项目汇报;课下：学生可以通过微信、手机、QQ等多种信息化平台与教师沟通交流，反馈信息，以便教师按实际情况及时调整教学策略。

三、教学设计的思路

确定课程的教学内容时，通过针对生产过程自动化专业的核心职业能力要求，围绕职业能力的培养，依据典型工作任务的工作过程，对电气控制与PLC课程的教学内容进行重组整合。确定了4个教学项目：车间运料传送带控制线路设计、车间运料传送带PLC控制、机械手PLC控制、自动化生产线安装、调试。

以项目为载体，对教学内容按照项目完成的工作过程进行设计，让学生在“做中学”、教师在“做中教”。

以项目为载体，将实际的“工作”与“学习”有机地结合在一起，在实训室模拟真实的工作过程，通过基于工作过程的实训项目任务的驱动，指导学生按照完成工作任务的五个步骤：任务下达、任务分析、项目实施、任务拓展、考核反馈来完成各个实训项目。通过完成渐次复杂不断拓展的实训项目， 学生具备职业岗位所需求的专业能力， 掌握了电气控制系统的基本知识，具备了分析、安装、调试，常用设备控制系统的能力，同时使学生学会了工作的思路，知道怎样做更好，学生获取信息，制定策略的方法能力得到提高，学生的团队合作、沟通协作的社会能力得到增强，更重要的是，系统化项目课程的设计非常有利于培养学生的可持续发展能力。每个项目分解为若干个任务，设计了基于工作过程的实训项目。

以培养学生职业能力为目标在理实一体化教室，利用任务驱动分组教学，做到教中学、学中做、做中教的教学做一体的教学模式，学生是主体、教师为主导，探索、引导为主轴。教学组织过程关系见下图。

教学组织过程关系

四、机械手PLC控制的课堂教学设计

任务驱动的基本流程

1.任务下达：设立教学情境，使学生的学习与现实的工作在相同或相似的工作任务中进行。

在自主学习平台上，教师会放上此项目的任务书，并播放在伊利乳品公司液态奶自动化生产线，机械手搬运视频。这样创设与当前学习主题相关的、尽可能真实的学习情境，引导学习者带着真实的“任务”进入学习情境，使学习更加直观和形象化。生动直观的形象能有效地激发学生联想，唤起学生原有认知结构中有关的知识、经验及表象，从而使学生利用有关知识与经验去接收新知识，发展拓展能力。

2.任务分析：分析任务问题，在创设的情境中，分析整个过程，按照典型工作任务的工作过程对项目进行分析。教师帮助学生找出项目实施中所需面临的问题及需要的知识，并带着问题进行知识讲解。

在下达任务后，教师首先引导学生查阅资料，如：机械手的结构是什么？机械手的输入有哪些？输出有哪些？利用原来的知识编写机械手搬运。通过学生的反馈学生会遇到问题（任务），这样自然而然的就会引入新的知识顺序功能图的使用。有可能使学生更主动、更广泛地激活原有知识和经验，来理解、分析并解决当前问题，问题的解决为新旧知识的衔接、拓展提供了理想的平台，通过问题的解决来建构知识，正是探索性学习的主要特征。

3.任务实施：这个阶段学生以自主学习、协作学习为主;不是由教师直接告诉学生应当如何去解决面临的问题，而是由教师向学生提供解决该问题的有关线索，如需要搜集哪一类资料。从何处获取有关的信息资料等，强调发展学生的 “自主学习”。同时，倡导学生之间的讨论和交流，通过不同观点的交锋，补充、修正和加深每个学生对当前问题的解决方案。教师在此过程中以差异指导为主。

4.任务拓展： 教师引导学生在完成基本功能机械手由工位1到工位2的搬运的基础上拓展，如由工位1到工位3再到工位2，或是搬运由工位1到工位2再到工位3等。

5.考核管理：过程考核评价：在学生完成项目的基础上进行过程考核，如组间互评、组内自评、教师对小组评分、考核小组评分等，每个评分阶段都会向教师实时的反映学生的学习情况，教师对学生的学习情况有针对的进行指导、引导及知识讲解，效果大大的增强。

五、结束语

从学生完成拓展任务情况来看，绝大多数学生对知识和技能的掌握程度达到了教学目标的要求。在项目实施过程中，综合利用了自主学习平台、观看视频、动画、微信、QQ等多种信息化手段通过教师的引导、设疑、总结、归纳，在较短的时间内对学生进行了全面的复习，利用流程图说明了PLC程序编写的过程和方法，最后使用项目教学法开展实例设计。采用多媒体辅助教学，通过录制的视频文件形象地表达了任务要求，学生普通感到这种教学设计符合实际需要，学习兴趣高涨。在完成任务过程中，组内成员各展所长，协同合作，积极探讨，学习气氛浓厚。通过拓展任务，夯实基础知识，使之融会贯通。

不足：

由于每个学生的基础不同，兴趣爱好不同，参与程度也不一样，所以每人收获也不同。极小部分学生惰性很强，总想不劳而获，仅以拿到成绩为目的，没有真正融入到雪中来在这些方面还有待教师更深层次的思考和实践。

参考文献：

[1]陈曦萌.“行动导向”职业教育教学的内涵及沿革[J].职业教育技术，2006，（7）.

[2]稿世杰.高职院校电气控制与PLC技术课程行动导向教学法的运用[J].教法研究，2012，（8）.