基于任务驱动型一体化教学的PLC应用技术课程教学设计

杨永忠

摘 要：应用任务驱动型一体化教学法对PLC应用技术课程中的二台电动机顺序启动的电路内容进行教学设计，旨在改革传统的教学方式，以学生为主体，让学生在学中做、做中学，调动学生的学习积极性，培养学生独立分析与解决问题的能力、协作能力和实际操作技能。

关键词：教学设计 任务驱动PLC

PLC应用技术是技工学校电气自动化设备安装与维修专业一门技术性、实践性很强的核心专业课程。该课程以机电设备的自动控制为基础，要求学生掌握可编程控制器（PLC）的基本知识和基本技能，为学生学习后续课程及毕业后从事相关技术工作奠定必需的基础。在课程教学中，笔者尝试以项目为载体，对课程内容进行整合，应用任务驱动型一体化教学方法开展教学，收到了较为理想的教学效果。本文以二台电动机顺序启动的电路教学内容为例，探讨任务驱动型一体化教学设计与实践。

一、教材分析

1.教材处理

二台电动机顺序启动的电路是国家级职业教育规划教材《PLC应用技术（三菱）》（主编瞿彩萍，中国劳动社会保障出版社）的内容。教材以任务驱动为导向，具有职业教育的特色，但在内容的编排上完成任务所需的知识与项目分离，在教学过程中，需把大任务分解为若干子任务，将知识点分散穿插在各教学环节和子任务中，让学生通过完成子任务，最终完成实际的工作项目，实现教、学、做紧密结合，调动学生的学习积极性，培养学生能力的目的。

2.教学目标

根据课程标准，结合技校学生的学习特点，确定该次课的知识目标为掌握定时器的编程格式及应用，能力目标为能熟练运用定时器实现二台电动机顺序启动控制，情感目标为培养学生勤于动脑、善于动手、团结协作、严谨仔细、安全文明生产的职业习惯。

3.重点难点

为了实现教学目标，依据教材内容和学生现有的知识技能水平，确立教学重点为定时器的编程格式及基本编程方法，要求学生能用经验法编制二台电动机顺序启动控制电路的梯形图，教学难点为定时器的使用及基本编程方法。

二、学情分析

该课程的学习对象是技校电气自动化设备安装与维修专业二年级的学生，在学习该次课之前，学生已经学习部分基本指令，能用经验法编制三相异步电动机连续运行控制电路、正反转控制电路的梯形图，已初步具有一定的编程能力和程序调试能力。但由于部分学生基础较差，学习兴趣不高，故在教学过程中，要因材施教，加强学习兴趣的培养，增强学生的成就感，拓展学生的技能。

三、教学设计思路

在课程教学中，以实际工作项目为载体，任务驱动教学为主线，辅以提问、讲授、启发式、演示等教学方法进行教学。在教学设计过程中，以建构主义的教学理论为指导，将实际的工作项目，分解成由浅入深，彼此关联的教学环节和子任务，根据教学过程的需要将各知识点分散穿插在各教学环节和子任务中，让课本知识为项目服务，降低学习难度，克服技工学校学生对理论学习不感兴趣，学习注意力不够的缺点。

四、教学过程设计

课程教学在PLC实训室进行，共有31套实训装置，以4名学生组成一个学习小组。

1.项目导入（5分钟）

通过工作情境导入项目。在实际工作中，很多工业设备上装有多台电动机，各电动机工作时序往往要求不一样。如通用机床一般要求主轴电动机启动后，进给电动机再启动，带有液压系统的机床一般需要先启动液压泵电动机后，才能启动其他的电动机。在可编程序控制技术中怎样实现时序控制，需用到什么元器件？这是该次课需要解决的问题。

项目：用PLC实现两台电动机顺序启动电路的控制，电路如教材的图3-24所示。控制要求：按下启动按钮SB1后，第一台电动机M1启动，5s后第二台电动机M2启动，完成相关工作后，按下停止按钮SB2，两台电动机同时停止。教师引导学生复习旧知，导入项目和分析任务要求。学生解读项目情境及控制要求，明确学习任务及目标要求。

2.新知学习（15分钟）

任务1：设计一个灯控系统。控制要求：当开关S闭合时，灯延时100s才亮，当开关S断开时，灯马上熄灭。教师引导学生分析控制要求，确定输入和输出，画出PLC接线图，编程、连接电路、运行程序，让学生分别观察定时器的两种不同工作情况：开关S闭合，当定时器当前值达到设定值时，触点动作，灯亮;当开关S断开时，定时器复位，灯熄灭。开关S闭合，观察定时器的当前值，当未达到设定值时，断开开关S，可看到定时器复位，当前值变为0。通过比较定时器的两种工作情况，学生能够理解通用定时器的特点，初步认识定时器。在此基础上，教师讲解定时器编程格式、工作时间设定的方法，使学生能够掌握和使用。

3.知识应用（10分钟）

任务2：设计一个灯控系统。控制要求：当开关S闭合时，灯延时20s亮;当开关S断开时，灯马上熄灭。各小组确定输入和输出、画PLC接线图、编程、连接电路、运行程序和调试程序，同时请1名学生到教师机编程、连接、调试电路和程序。教师巡回指导，对各小组完成情况和问题进行点评、总结。

4.探索巩固（15分钟）

任务3：设计一个灯控系统。控制要求是：当开关S闭合时，灯马上亮;当开关S断开时，灯延时10s才熄灭。学生分组完成任务，选择一至二组不同程序的小组到教师机上编程、投影、演示。教师巡回检查各组完成情况及记录存在问题，评价小组完成情况，对问题进行点评、总结。

5.新知学习（10分钟）

任务4：用积算定时器设计一个灯控系统。控制要求：当开关S1闭合时，灯延时100s才亮，当开关S2断开时，灯马上熄灭。教师引导完成编程，演示积算定时器的两种工作情况：当开关S1闭合，定时器达到设定值时触点动作， 开关S2闭合时，定时器复位，当前值变为0，触点复位;当开关S1闭合，定时器未达到设定值时，断开S1，观察定时器当前值，经过时间t后再闭合S1，可看到定时器从原来保留的当前值开始继续累积，当前值达到设定值时触点动作，开关S2闭合时，定时器复位，当前值变为0，触点复位。学生通过与学习任务一的现象比较，理解积算定时器工作特点，掌握通用定时器和积算定时器的异同。

6.综合应用（25分钟）

学生运用已学知识和经验完成两台电动机顺序启动电路梯形图设计。学生分组在机上自行完成任务，教师巡查、指导学生编程，记录问题。

7.总结布置作业（10分钟）

各组组长汇报小组完成情况、存在问题及解决问题的方法。教师评价各小组完成情况、问题，梳理、总结定时器的基本编程方法和技巧，布置作业。

五、教学收获

该次课以实际工作项目为载体，将实际的工作项目分解为由浅入深、彼此关联的教学环节和子任务，将知识点分散穿插在各教学环节和子任务中，降低了学习难度，提高了学生的学习兴趣。该次课达到了课堂教学的目的，收到了较好的教学效果较好。实践表明，任务驱动型一体化教学，实现了教、学、做的紧密结合，体现出了以学生为主体、教师为主导教学理念，让学生在学中做、做中学，充分调动学生的学习积极性，能有效地培养和提高了学生的发现问题和解决问题能力、协作能力和实际操作技能。

（作者单位：广西玉林高级技工学校）