基于组态技术的变频调速控制的教学研究与实践

梁玉文LIANG Yu-wen；李元昕LI Yuan-xin

（①吉林电子信息职业技术学院，吉林 132021；②东北电力大学自动化学院，吉林 132012）

（①Ji1in Techno1ogy Co11ege of E1ectronic Information，Ji1in 132021，China；②Schoo1 of Automation Engineering，Northeast Dian1i University，Ji1in 132012，China）

0 引言

对于高职高专学生来说，PLC技术、变频器技术、组态技术三门课程是生产过程自动化技术专业必修的核心课程。本选题能够将三门课程知识有机的结合在一起，对于培养学生具备对生产过程控制系统的设计、安装、调试、维护能力有极大的帮助。

本选题以浙江天煌科技实业有限公司的“THPFSF-3A型可编程序控制系统设计师综合实训装置”为教学平台，依据人力资源和社会保障部制定的“可编程序控制系统设计师”培训及国家职业标准考核大纲内容，充分发挥学生对《PLC技术》《变频器技术》《组态技术》等课程的综合运用，培养社会紧需的高技能综合型人才。本选题设置了三个子任务，遵循由简单到复杂，以任务为导向的原则，创设不同情境引导教学，讨论促进学习，注重培养学生的知识技能和职业道德水平。

1 教学设计理念与思路

1.1 任务引领，项目教学 为了让学生能够对这三门课程有更深入的学习与理解，本课题采用“理实一体”的教学方式，借鉴自动化行业企业典型工作任务，将可编程序系统控制系统设计师的实际工作流程运用与教学当中，突破传统技能训练中准备、示范、模仿、总结的四步教学模式，以“雪花啤酒生产线自动控制”项目为学习载体，教学过程由简单到复杂设计了5个任务环节，注重培养学生的专业知识水平和职业技能。（图1）

图1 “基于触摸屏方式的变频调速控制”教学任务流程

1.2 情境创设，引导探究 在项目化教学过程中针对不同学生的项目完成情况不同，创设正常情境、出错情境和意外情境，增加学习的难度和项目的复杂性，引导学生探究更高层次的知识技能，培养学生发现问题——分析问题——解决问题的能力。

1.3 协同合作，互相学习 运用合作学习模式，为学生营造一个师生互动、生生互动的合作情境，引导学生积极主动探究，从实践中体会学习的乐趣，习得解决问题的方法，学会归纳总结的学习方法，为学生的可持续发展和终身发展奠定学法基础。

2 教学组织与实施

本课题利用现代化的教学方法和手段，以企业生产车间的控制项目为任务驱动，以教师为主导，学生动手实践操作为主体，充分发挥学生的自主能动性。在任务的设置上，从简单到复杂，循序渐进的增加任务的难度和复杂度，通过“实验”——“模拟”——“联机”的学习过程，使学生体验到把理论知识的学习应用到企业生产实践的成就感，激发学生学习的欲望。

①教学方法：本选题采用行动导向教学方法，学生是学习过程的中心，教师是学习过程大的组织者和协调人，在教学中教师与学生互动，让学生通过“独立获取信息、独立地制定计划、独立地实施计划、独立地评估计划”，在自己“动手”的实践中，掌握职业技能、习得专业知识，从而构建属于自己的经验和知识体系。

②教学手段：结合本选题的特点，主要采用的教学手段有：播放视频、多媒体与板书结合、实物操作、课程网站平台等。通过播放啤酒生产线的视频让学生了解啤酒生产工艺，明确控制要求；在知识点的讲解上采用多媒体讲授，更直观，有吸引力；针对学生课堂上出现的突发性问题采用板书讲解；模拟调试时需要学生对实物进行线路连接的操作；课后学生可以通过课程网站平台对查看本次课的教学目标与授课的内容，通过网站完成理论知识点的作业，如有疑问的话还可以留言。

③教学过程：播放啤酒生产线的视频，使学生了解PLC、触摸屏、变频器在啤酒生产自动控制中的所起到的重要作用，清楚对于啤酒生产车间的控制主要是对电机转速的控制。按照上述五个任务依次进行，并在课堂任务实施的过程中针对难点及共性问题进行讲解，注重锻炼学生的动手实践能力，开发学学生的创新思维，鼓励学生使用多种方法完成任务要求。

基本的教学实施过程采用的是西门子S7-200系列PLC、Smart 700彩色触摸屏、西门子M420变频器和一台三相交流电动机。在设置的拓展任务中采用的是“生产线安装与调试实训室”的分拣单元，给学生创造实际工厂的运行环境。

3 教学考核与评价

教学考核与评价完全与教学目标和教学内容相呼应，分技能考核、自我评价、同学评价三部分完成。其一，技能考核与职业资格鉴定标准有效衔接，包含知识点的理解、项目实施的过程资料、综合素质和团队协作能力等方面的考核（见表1）。这一项占总成绩的50%；其二，自我评价，考察学生对自己的优缺点的认知能力的评价，占20%；其三，同学评价，考察团队的配合能力和值得同学学习的优点，占30%。本评价能够真实的反应学生的学习情况。

4 结论

本课题从高职教学的实际出发，通过一个具体的教学案例，结合现代化的教学方法与手段，阐述了“教学做”一体化在高职教育教学中的具体实施过程。有效地缩短了学校与企业之间的距离，使学生能够很快将所学的理论知识运用到企业的生产实践中，体现了职业教育的实践性与实用性，实现了与企业的零距离接轨。

表1 项目考核表

[1]严希清，陈红艳.基于工作过程的“教学做”一体化教学模式探索与实践[J].职业教育研究，2009(4).

[2]王芹.可编程控制器技术及应用[M].天津:天津大学出版社，2008：3.

[3]李红萍.工控组态技术应用[M].西安:西安电子科技大学出版社，2013：1.

[4]徐良雄.《可编程控制器》课程教学做一体化的实践探索[J].武汉交通职业技术学院学报，2011(3).