岗位情境化在PLC技术课程中的运用与创新

叶芊芊

（浙江商业职业技术学院应用工程系 浙江杭州 310053）

岗位情境化在PLC技术课程中的运用与创新

叶芊芊

（浙江商业职业技术学院应用工程系 浙江杭州 310053）

引入企业PLC控制应用实例，设计出浓缩岗位典型工作任务的系列实训内容，是笔者对三菱自动化技术实验室功能进行深度开发的研究成果。本文介绍了 PLC技术类课程——“三菱产品应用”中PLC工业应用6大主题板块的开发思路和教学心得，并以柔性生产线MPS系统为例说明教学情境的开发过程。

PLC技术应用；岗位型教学情境；过程评价考核

一、引言

近年来，PLC控制技术在机械制造、汽车生产、交通运输等行业得到了日益广泛的应用，技术的飞速发展和应用领域的日趋扩大给相关课程的教学提出了新的问题：如何使课程的教学内容与技术发展的要求相适应？怎样使培养的学生能快速、熟悉地掌握相关岗位的PLC控制技术？若按照传统的模式组织教学，虽然对PLC指令的应用介绍得较为详尽，但却很难使学生经过课程学习后，掌握各类PLC控制系统的编程、维护和处置各种故障的能力。此外，变频器、伺服系统、触摸屏等PLC相关新技术在现有的教学中都涉及较少或根本没有介绍。近一年来，笔者将上述内容列入教改课题作了深入的研究，结合新落成的三菱自动化技术实验室的各款PLC控制的工业设备，开发出 “三菱产品应用”课程系列实训项目。这些内容均选自企业典型的PLC控制案例，是基于岗位技能要求、根据教学特点而经过设计、提炼而成。一年来的教学实践证明，新的实践课程内容详实、学做一体易掌握、与实际应用有较好的吻合度，取得了较高的教学功效。

二、工作任务与教学情境的设计思路

对于“三菱产品应用”这样一门具有很强岗位特征的技能教学型课程而言，只有将“与教学设备匹配的生产型工作任务”、“全真与仿真相结合的教学情境”、“项目化的学习及考核形式”三大要素，贯穿课程教学设计的整个过程，方能使PLC控制的“技术”落在了具体的设备“应用”上。笔者率项目组通过对典型的工业控制设备设计多样化的生产型工作任务，营造相应的教学情境，作为“PLC技术深入”的“三菱产品应用”课程教学取得了较为满意的效果。

“项目化模块式” 教学设计的要素包含“教学组织”、“教学评价”、“资源配置”几个方面，工作任务的选取与设计除要求教师须透彻了解PLC控制的设计全过程之外，子任务的细化及衔接也是关系到学生能否渐进性独立完成工作任务的要点之一。以“收放卷控制装置”为例，其引入工作任务的技能教学内容涵盖“三菱可编程控制器FX3U系列编程、10.4英寸人机界面编程、L700系列变频器应用、张力控制器设置与调试以及PLC的PID功能测试。其中的PLC编程部分又可分为SFC图的设计、单次收放卷功能编程、循环收放卷功能编程等”。各项子任务之间都存在“承上启下”的功能，在考核细则中更要清晰地标出阶段性考核的规程。

“六大板块”的每一工作任务都源于企业生产中的一项设备操作要领，教学情境须配合相应的工作任务而设计。一个技能学习板块由若干个场景所组成，教师由学习内容引入到对应的工作场景，下达工作任务。学生模拟相应的上岗角色从跟“师傅”学技术。过渡到“顶岗工作”。期间按照教学设计的子项目完成相应的工序任务。以“立体车库”为例，该训练板块包括“车辆出库入库设备操作”、“车辆入库与出库基本功能编程”、“IC卡及读卡器编程”、“人机界面编程”4组教学情境，对学生进行针对性训练。每组学习情境由若干任务构成，每一个情境的实施都是一个完整的工作过程，参照学习情境开展教学，将学习领域转化为行动领域，让学生经历完整的工作过程，在完成典型的具有综合性的工作任务过程中获取知识。

三、生产岗位型教学情境的创设及实践

1.岗位型教学情境设计

三菱PLC工业应用6大主题板块包括“收放卷控制装置”、“高精度直流伺服系统”、“立体车库”、“群控电梯”、“柔性生产线MPS系统”以及“工业机器人平台”。教学情境、目标岗位及工作任务如表1所示：

表1 三菱PLC工业应用6大主题板块教学情境设计

2.工作任务的布置与安排

下面以主题板块——“柔性生产线MPS系统”为例具体说明教学情境的设计与工作任务的布置安排。

自动化生产线广泛应用于现代企业生产，是集PLC、传感检测、机械控制、变频调速技术于一体的综合应用案例。MPS柔性制造系统生产线作为自动化生产线的技术浓缩版，由供料传输单元、机械手单元、加工单元、搬运单元、装配单元、检测分拣单元组成，其中供料传输单元为主站，其余单元为从站，通过CC-Link 总线进行通讯，可完成物料的传输、加工、装配以及分拣等功能。对其目标岗位进行分析，确定为生产线安装、调试人员，PLC编程人员以及设备维护人员。提炼自动化生产线生产过程涉及的知识与技能点，进而创设教学情境，设计出工作任务。如图1所示。

图1 基于工作过程的柔性生产线MPS系统学习情境设计流程图

3.教学过程的指导与监控

课程采用项目小组的形式开展，3-5个学生为一组，将基础好、动手能力强的学生与专业较弱的学生混合搭配。这样，既能保证项目活动按时完成，又有利于学生间互相交流，有助于专业较差学生的水平得到提高。项目要以学生为主体，教师在整个教学行动过程中扮演组织者、协调者的角色，合理安排项目进度，设置若干时间点进行考核。以机械手搬运单元设计与调试为例：该工作任务安排课时为12课时，其中2课时为传感器、电磁阀检测、PLCI/O接线，4课时为机械手控制程序的编写，4课时为程序调试，2课时为项目总结汇报，每一阶段结束进行过程性评分。在项目实施过程中，不断地用“任务”来引导学生自学， 让学生根据“任务”的需求来学习， 变被动地接受知识为主动地寻求知识，由“学会”到“会学”。

四、课程教学考评体系的改革

项目化教学中的重要一环——教学考评体系不仅要在原先实训教学的基础上“动大手术”，而且作为一门技能提升性岗位学习课程，必须采用“基于能力本位”的考评体系，使考评的要求和内容与相应岗位能力的培养目标相对应。具体地说，就是对每一项子任务的完成情况应从“知识点”、“技能评分”“综合能力”多层面进行细化性测评，采取动态的过程评价与项目完成结果评价的综合考评方式。以MPS柔性制造系统生产线为例，考核评价内容：

表2 MPS柔性制造系统生产线考评体系

上表中，课程的考核主要由过程性考核与最后的终结性考核两大块组成，本着“重在考核技能实践应用过程”的考核思路，可将过程性评价的比例提升至55%以上，而将终结性考核的比例减至45%以下。综合评分为两者相加值。

五、结语

教学实践证明，以工作任务为中心组织教学内容，以工作过程为线索设计教学情境，很大程度上调动了学生学习的积极性与主动性。而更全面、基于能力本位的考评体系，更是对如何全面、有效提升学生PLC技术工程应用能力发挥了正确的引导、促进作用。诚然，每一课程的教学设计及改革须根据其本身的性质和特点而进行“量体裁衣”，然而笔者确信，“三菱产品应用”等技能型课程改革的思路和经验也必将对课程体系中的其它专业课程发挥重要的、建设性的作用和影响。

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Application and innovation of the post situation in PLC technology course

Ye Qian-qian

(Applied Engineering Department of Zhejiang Commercial and Vocational College, Hangzhou Zhejiang,310053, China)

In this paper, with the PLC enterprise application cases were introduced, we designed teaching programs which based on typical work task. We obtained research results after the function of Mitsubishi Automation Laboratory had been developed deeply. This article introduced the design methods and teaching experience of six parts of PLC industry application for the course which called “The Application of Mitsubishi products”. It also described the development process of teaching situations with flexible production line which called MPS.

The Application of PLC Technology；Teaching Situations Which based on Posts；Process Assessment and Examination

G712

A

1000-9795（2014）01-0208-02

［责任编辑：刘丽杰］

2013-11-21

叶芊芊（1980-），女，浙江杭州人，讲师，从事工业控制技术方向的研究。