基于PLC技术应用课程的一体化教学实践研究

程艳

摘 要：本文以PLC技术应用课程中机械手搬运工件这一课题为例，从学情分析、任务提出、教学设计、教学实践等几个方面具体阐述中职院校PLC一体化教学的实施方案及实施效果。

关键词：PLC技术应用 一体化教学 机械手搬运

随着我国科学技术的发展和社会对高素质劳动者的需求，职业教育取得了突破性进展，现代职业教育肩负着培养大批高素质技能型人才的重任。技能型人才是我国从工业大国发展成为工业强国的重要人才资源，职业院校是培养高素质技能型人才的重要基地之一，因此如何教学，使学生更好地胜任集知识性、技能性、职业性于一体的高素质人才是一个值得研究的课题。

本文研究的一体化教学，是职业教育的一种教学方法，是一种把学生在学校所学与就业所需的职业能力衔接较好的一种教学方法。

一、学情分析

本文选用PLC控制机械手搬运工件这个课题作为研究内容，是因其知识点基础且丰富、适用广泛等特点，可以推广应用到其他的课题。适用于中等职业院校，有一定机电专业基础的二年级学生或者高技班（具有高中基础的或同等学力的学生组成的班级）的学生，这部分学生年龄大多集中在18—19岁，绝大多数具有的主要心理和行为特点是：第一，对在实训室进行操作学习比较热衷，不喜欢在教室上理論课。第二，有自我实现需求，但自主学习意识欠佳。第三，早期各种经历，以致学习和生活习惯欠佳;中职生大多数在学校寄宿学习，吃、住、行、学习都在学校，学习时间占据中职生的大部分时间，这就要求在教学的过程中，教师要创造条件鼓励学生积极思考，引导学生高效地查阅资料，搜集信息解决问题，同时在实际操作中养成良好的学习习惯和职业习惯。

二、任务引入

工业机器人的出现是人类利用机械进行社会生产的一座里程碑，对于在工厂中那些操作枯燥、时间长、危险的步骤，可以通过机器人完成。机械手作为机器人的一部分，对其搬运控制的掌握具有重要意义。在用机械手进行工件搬运的过程中，示意图如下，机械原点设在可动部分左上方，即按下左限位开关和上限位开关，并且工作前处于放松状态;按下启动按钮，工作指示灯亮，机械手工作循环如下图所示：按下停止按钮，机械手返回原点后停止，按下急停按钮，所有动作都停止。再次按下启动按钮，机械手不能正常工作，只有按下复位按钮，才能正常启动，这样可以防止意外情况发生。下图是机械手顺序运动示意图，其中机械手运动控制的左限位开关为SQ1，右限位开关为SQ4，上限位开关为SQ3，下限位开关为SQ2。

三、教学设计与过程

根据中职生大部分不愿意自主思考的特点，在教学过程中引导学生主动思考，让学生带着问题积极探索，提高自主学习的能力。同时养成对器材和工具的整理、维护和保养，在学习中形成良好的职业素养。

1.问题思考

（1）什么是机械手？（明确学习的目的和意义）

（2）该机械手实现的功能是什么？（引导学生把握目标，确保理解要求）

（3）实现机械手搬运的输入输出有哪些？（引导学生自己确定硬件和软件需求）

这些问题需要学生自主查阅资料进行学习了解，教师要起到引导和督查的作用，一体化教学以学生为中心，教师起引导作用，对教师的要求更高，不仅是引导者、督查者、检查者，更是一位高屋建瓴的长者，挖掘和开发每一位学生的特长。

2.工作准备

第一，元件器材清单（见表1），在这里由于篇幅限制，元件器材清单没有写全，需要教师引导学生写完整，教师在教学过程中的正确而恰当的留白对学生是一种提高。

第二，在完成器件工具清单的整理和检测工作，接下来要完成机械手搬运工件的输入输出分配表的配置、机械手搬运工件的硬件接线图的绘制，在这里绘制硬件接线图时可以鼓励学生在作业本上绘制之后，用计算机软件来绘制，如电气CAD，同时在进行PLC 硬件接线的过程中，对工艺严格的要求，比如按照规范使用工具、确定导线的长度、固定螺丝的圈数等。

3.注意事项

在这里因为是阐述一体化教学实践，不是教学本身，因此不再呈现硬件接线图的绘制和软件编程，这里阐述实践中的注意事项，比如在硬件组装与调试中很容易出现学生工具乱丢乱放的现象，因此在教学的第一天就需要让学生熟知实训室制度，对制度熟记于心，同时强调工具的摆放及专人负责非常重要，这里需要每个学生熟知自己的工具和材料清单，保管好自己的，不随便拿他人的，同时准备好所需要的每一个工具，每一个文件，看似繁琐，却提高了学习效率，不至于在学习的过程中浪费时间寻找工具而分散注意力。

4.检查与记录

检查与记录，包括检查与记录输入、输出端子的配置情况，开关按钮的连接情况，电源的连接情况等，这一过程非常重要，很多学习机电一体化的学生，有一种错误观念，即是“上电试试，不行再检查”;正确的做法是先检查记录正常了再通电。由于篇幅有限，此处只列出开关按钮检查记录表，如表2所示，这一环节可培养学生认真负责的学习习惯和工作态度，比如在开始做课题前要认真规划，做好布局，不要随意接线，否则将面临再次检查，重复工作的麻烦，同时线路的连接不是一蹴而就的，需要静下心来，在这个过程中养成认真检查、稳重耐心的习惯，在日常教学中，日益强化，将有利于以后在工作中好习惯的塑造。

5.交付与答辩

在检查与记录无误后，进行载体的功能验证：第一，按下启动按钮SB0，机械手回到工作原点→下降→夹起工件→上升→右转→下降→放下工件→上升→左转→循环。第二，按下停止按钮SB1机械手停止工作，并回到原点。按下急停按钮SB2机械手立即停止工作。第三，按下复位按钮SB3机械手取消急停信号并回到原点位置，可进行启动的步骤。

在教学的过程中，由于不能在企业进行实际生产教学，因此可以将企业的生产实际搬到教学中，在学习型工厂实现教学过程与生产过程的对接，培养学生的动手动脑操作能力，使生产的产品符合企业的需求，同时培养良好的职业习惯。制作载体的过程，也是培养学生对自己行为负责的过程，对自己的产品负责的过程，在安装必要的安全保护措施及完成功能验证之后，开始进行产品交付过程，以培养学生的语言表达能力和沟通能力。

四、结语

走出学校，忘掉知识，对行为的影响就是教育。教师在教学的过程中，传授知识和技能的同时，将好习惯的培养贯穿于学生的一体化教学中，将有利于学生综合素质的提升，真正成为高素质技能型人才。

参考文献：

[1]陈文林，吴萍.电器与PLC控制技术[M].北京：机械工业出版社，2015.

[2]郭广义，崔铁宁.中等职业学校学生“养成教育”的思考[J].西北职教，2016（5）.

（作者单位：安徽六安技师学院）