唐敏 宋云艷

摘 要：在信息化環(huán)境下，將信息技術(shù)應(yīng)用到教育教學(xué)其核心問題是信息化課堂教學(xué)。本文主要介紹了《自動生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》課程中的加工站的PLC控制的信息化課堂教學(xué)設(shè)計，意在探索信息化教學(xué)模式及其在實踐中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：信息化教學(xué)；加工站；教學(xué)設(shè)計

中圖分類號：TP273 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號1672-3791（2015）09（b）-0000-00

信息化時代的到來，使教學(xué)方式發(fā)生了前所未有的改變。人們不在局限于傳統(tǒng)的黑板加粉筆的教學(xué)方式，而是綜合運用現(xiàn)代化的信息技術(shù)通過數(shù)字化的多媒體教學(xué)為教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式，全面提高教學(xué)質(zhì)量。信息化課堂教學(xué)是信息技術(shù)應(yīng)用于教育教學(xué)的核心[1][2]。本文圍繞自動生產(chǎn)線安裝與調(diào)試課程中的加工站的PLC控制進行信息化課堂的教學(xué)設(shè)計。

1教學(xué)思想與教學(xué)設(shè)計思路

加工站的PLC控制是我院機電一體化技術(shù)專業(yè)的核心課程《自動生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》課程學(xué)習(xí)的一個重點內(nèi)容。教學(xué)過程中以YL-335B自動生產(chǎn)線實訓(xùn)考核設(shè)備為載體進行教學(xué)。通過本次課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠按照加工站的控制要求完成加工站的編程和調(diào)試。在對加工站的編程和調(diào)試過程中，能夠提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，這也是筆者在教學(xué)設(shè)計時重點思考的問題。教學(xué)設(shè)計上采用分組教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動法等教學(xué)方法授課，通過多媒體動畫讓學(xué)生掌握加工站的控制要求，通過微課讓學(xué)生掌握順控指令編程方法、子程序調(diào)用及S7-200仿真軟件的使用。通過實踐操作環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。

2教學(xué)重點和難點

本次課的重點是運用所學(xué)的順序控制指令和子程序完成加工站的PLC程序的編制。加工站的調(diào)試是本次課的難點，調(diào)試過程是檢驗學(xué)生綜合運用所學(xué)知識和技能的過程，在調(diào)試過程中不能僅僅考慮PLC程序的問題，還有機械方面、氣動控制方面、電氣接線等多方面的因素，因此對學(xué)生要求較高。授課時，通過多媒體課件、視頻、微課、動畫、實操演示、教師引導(dǎo)等方式突破重點，解決難點。

3教學(xué)過程設(shè)計

3.1 課程引入

本次課的內(nèi)容是加工站的PLC控制，它是上次課加工站安裝任務(wù)的延續(xù)，先通過復(fù)習(xí)上次課的相關(guān)理論知識，以一個引導(dǎo)問題“加工站已經(jīng)安裝好了，接下來我們做什么呢”引出本次課的任務(wù)。

3.2 任務(wù)分析

學(xué)生課前在教學(xué)管理系統(tǒng)中已經(jīng)領(lǐng)取任務(wù)書提前進行預(yù)習(xí)，明確本次課的任務(wù)是編程調(diào)試讓加工站按要求實現(xiàn)動作。學(xué)生通過觀看加工站的視頻總結(jié)加工站的控制要求，教師通過分步講解加工站動作視頻對加工站的控制要求進行具體分析。加工站的工作要求為[3]：

（1） 初始狀態(tài)：設(shè)備上電和氣源接通后，滑動加工臺伸縮氣缸處于伸出位置，加工臺氣動手爪處于松開的狀態(tài)，沖壓氣缸處于縮回位置，急停按鈕沒有按下。

若設(shè)備在上述初始狀態(tài)，則 “正常工作”指示燈HL1常亮，表示設(shè)備準(zhǔn)備好。否則，該指示燈以1Hz 頻率閃爍。

（2） 具體的控制要求為：若設(shè)備準(zhǔn)備好，按下啟動按鈕，設(shè)備啟動，“設(shè)備運行”指示燈HL2常亮。當(dāng)待加工工件送到加工臺上并被檢出后，設(shè)備執(zhí)行將工件夾緊，送往加工區(qū)域沖壓，完成沖壓動作后返回待料位置的工件加工工序。如果沒有停止信號輸入，當(dāng)再有待加工工件送到加工臺上時，加工站又開始下一周期工作。

在工作過程中，若按下停止按鈕，加工站在完成本周期的動作后停止工作。HL2指示燈熄滅。圖1為加工站的外觀圖。

圖1 加工站的外觀圖

3.3 相關(guān)資訊

（1）順序控制、順序功能圖及順序控制指令：通過對加工站的控制要求分析，可以看出加工站的動作過程是程序中最為重要的組成部分。加工站的動作過程是按步執(zhí)行的，是按著順序執(zhí)行控制，這種控制為順序控制。對于這種順序控制有一種最適合它的編程方式，就是順序功能圖。以小車自動往返運動為例講解順序功能圖的組成和編寫方法。用動畫來演示小車的運動過程，然后給出小車自動往返運動的流程圖。最后通過一段微課小視頻讓學(xué)生學(xué)習(xí)順序控制指令的軟件編程方法。

（2）子程序調(diào)用：加工站當(dāng)中除了動作過程之外，還有運行指示等工作任務(wù)，因此需使用子程序進行編程。采用微課的形式講解子程序調(diào)用方法。

（3）仿真軟件的使用方法：程序編寫完成后，不能直接下載到PLC中，要對程序進行仿真、驗證。S7-200編程軟件自帶仿真軟件，采用微課的形式講解S7-200仿真軟件的使用。

3.4 計劃實施

學(xué)生根據(jù)教師給出的要求按小組進行任務(wù)分工和操作，對本次的工作任務(wù)進行計劃和實施。強調(diào)在編程調(diào)試時注意的事項：

1）檢查執(zhí)行部件運行是否正常；

2）檢查I/O接線是否正確；

3）按控制要求編制程序；

4）程序仿真驗證；

5）程序下載、修改、調(diào)試。

各小組采用競賽的形式進行，主動權(quán)完全交給學(xué)生，教師此時是指導(dǎo)老師兼裁判，完全不參與學(xué)生的操作過程，只有在特殊情況下，即學(xué)生有真正不能解決的問題，教師才給予幫助。這種不能完全依靠教師，問問題機會也有限制的教學(xué)方式，能夠培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。

3.5總結(jié)評價

在各小組完成加工站的調(diào)試之后，就要對整個過程進行總結(jié)評價。在這個階段分為兩部分，一部分是成果展示，即各小組交換工作臺，進行互檢。學(xué)生互檢完成之后，就回到自己的工作臺上完成評價單的填寫，并整理各種成果清單，并上傳到課程網(wǎng)站，教師將給予評價。第二部分是教師總結(jié)，主要總結(jié)本次課的重點、難點以及學(xué)生在完成任務(wù)過程中出現(xiàn)的問題。

3.6拓展練習(xí)

以YL-335B自動生產(chǎn)線的全線運行動畫為切入點，引出拓展的問題，加工站在全線運行時，程序如何編寫，和其它工作站是如何通信的？要求學(xué)生課后認(rèn)真完成拓展任務(wù)并將成果上傳至課程網(wǎng)站。

課后學(xué)生將登錄教學(xué)管理系統(tǒng)領(lǐng)取下次課的學(xué)習(xí)任務(wù)書。

4教學(xué)反思

（1）教學(xué)方法的使用：在教學(xué)過程中采用了以任務(wù)驅(qū)動為主體的適合高職學(xué)生的形式多樣的教學(xué)方法。廣泛使用討論法、引導(dǎo)問題法、實操法等多種教學(xué)方法，突出學(xué)生的主體地位，重視對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，加強創(chuàng)新能力調(diào)動學(xué)生的積極性。

（2）運用信息化手段：充分利用多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)資源、課程網(wǎng)站、微課、動畫視頻等現(xiàn)代化的教學(xué)手段提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

5結(jié)束語

信息化進入職業(yè)教育領(lǐng)域?qū)μ剿骱桶l(fā)展現(xiàn)代教育思想、提高教育技術(shù)水平、改善實驗實訓(xùn)環(huán)境、優(yōu)化教學(xué)過程、培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的人才產(chǎn)生了深遠的影響[4]。在信息化環(huán)境下，如何將信息技術(shù)有效地與傳統(tǒng)教育實踐融合，這需要教師在教學(xué)工作中不斷地反思和嘗試。

參考文獻

[1]蔣琪.信息化課堂教學(xué)設(shè)計目標(biāo)分析[J].電子制作，2013（23）：119

[2]羅輝、陳松濤、安川林.信息化課堂教學(xué)存在的問題及對策[J].中國醫(yī)學(xué)教育技術(shù)，2007，21（6）：119

[3]宋云艷、張鑫.自動生產(chǎn)線安裝與調(diào)試[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012

[4]糜凌飛.職業(yè)教育信息化探索[J].新課程學(xué)習(xí)（上），2013（10）：114-115