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篇1
以企業需求的視角去審視《PLC與變頻器技能實訓》教學設計，實際上是職業教育的具體體現，其要求能夠實現教育實訓與企業生產需求之間的融合，保證學生學習到的技術都是可以被運用到實踐生產中去的。之所以會倡導基于企業需求，去實現《PLC與變頻器技能實訓》教學設計，是存在多方面的原因的：其一，考量企業需求，實現現有實訓課程體系的改造，可以使得知識學習與技能訓練更加貼近產業，企業和崗位需求，這對于促進實訓教育質量和效益提升來講，是至關重要的；其二，在實訓課程教學的時候，將企業的需求納入其中，可以更加明確職業教育的目的性，從而使得教育目標得以實現，培養出符合社會需求的技術型人才；其三，實現課程體系的企業需求改革，可以使得學生切實的感受到技術的實踐性和操作性，進而使得學生以更大的熱情參與到實訓課程中去，這對于實現學生全面素質提升來講，是很有意義的。
二、基于企業需求的《PLC與變頻器技能實訓》教學設計策略
1.當前PLC與變頻器技能實訓教學現狀
通過對于當前PLC與變頻器技能實訓教學情況的調查來看，其依然存在很多的缺陷和不足，具體來講，主要可以將其歸納總結為以下幾個方面：其一，實訓教學過程中學生連基本的程序指令都難以理解，更難以切實的使用到實際的編程中去，自然難以保證實訓課程的教學進度，而教學教師忽視了對于學生實際情況的考量；其二，程序調試和運行操作經驗不足，對應的設備缺乏，難以保證學生有充足的時間去開展研究和實踐；其三，課程體系內容針對性不強，并沒有將當前企業的需求考量進去，實訓設計的目標不明確，不利于學生實踐操作能力的提升。如果上述提及到的實訓教學問題長期存在，勢必會給予PLC與變頻器技能實訓教學質量的提升造成極大的負面影響。
2.基于企業需求的《PLC與變頻器技能實訓》教學設計策略
基于企業需求的《PLC與變頻器技能實訓》教學設計，將成為該課程教學改革的重要契機，并且使得校企之間的聯系更加密切，對于促進實踐性人才的培養來講，起著越來越重要的作用。為此，筆者認為我們需要積極地從以下幾個角度入手：
（1）項目驅動教學法
針對于當前教學過程中很多學生對于基本概念難以理解，從而影響到運用指令去進行編程的問題，可以積極將項目驅動教學法運用到實際的教學中去。簡單來講，就是將教學大綱中規定的若干教學內容轉化為教學項目，以實際的教學案例為背景，引導學生去慢慢理解各個指令的意義，進而循序漸進的進入到實際的教學任務中去，實現在做中學，在學中做。以搶答器控制為例，其項目可以分解為以下幾個部分：其一，定時器指令和優先程序；其二，啟動和自鎖程序的設計；其三，設計4人優先搶答程序；其四，數碼管數字顯示程序設計；其五，搶答器聲音程序設計；其六，搶答器項目的綜合調試和運行。
（2）仿真軟件教學法
PLC與變頻器技能實訓的關鍵性步驟在于程序的反復調試和運行，如果沒有長時間的調試和運行經驗的話，學生對于程序的操作往往還停留在理論的狀態，是難以有效找到自身程序編寫存在的缺陷和不足的，進而就會影響實踐操作能力的提升，這就使得實訓教學質量大打折扣。造成這種情況的原因之一就在于對應的設備不足，難以保證每一位學生都可以切實地使用對應的設備去進行操作。為了能夠解決這樣的問題，可以嘗試以仿真軟件來模擬程序，一般情況下倡導使用2.1版本的軟件，其操作界面更加人性化，與企業生產過程中使用的情況比較類似，處于這樣的模擬環境下，可以很好地幫助學生去更好地了解PLC和變頻器相關的知識，并且實現了實踐操作能力的提升。當然，在部分仿真軟件難以達到教學效果的時候，還可以將遠程監控技術使用其中，以保證實際模擬教學環境的營造。
（3）分組合作教學法
一般情況下，在學生完成相應數量實踐項目之后，會開展一定時期的PLC和變頻器的綜合訓練，主要是以物料傳統分連系統的安裝和調試，實現將理論向實踐生產中的轉化。為了能夠與企業實際生產需求保持一致，一般會以小組合作的方式來分配每個學生的工作任務，在做好充足的準備工作的基礎上，實現任務的劃分；在此基礎上教師給予學生對應的引導和啟發，并且以進行通電調試的方式實現檢查，要求小組的各個成員都參與進去，以培養其團隊合作晉升和解決問題能力。其實在實際企業生產的過程中，也是會以分組的方式，并且形成相互監督的機制，以保證實際操作能力的全面提升。由此可見，分組合作教學法的確可以在實際PLC和變頻器的課程設計中發揮著積極的作用。
三、結束語
綜上所述，基于企業需求去實現PLC和變頻器技能實訓課程體系的重構，不僅僅可以改變傳統課程教學存在的各種缺陷和不足，還可以使職業教育朝著高質量的方向發展和進步。無數的教學實踐表明，以這樣的課程體系去開展教學工作，并且由此培養出來的技術人才，其往往更加能夠適應社會生產需求，能夠在很短的時間內參與到對應的工作崗位上，而這就是職業教育一直追求的目標。
參考文獻：
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文章編號：1671-489X（2015）12-0134-03
1 前言
變頻器技術是一門實用性很強的綜合技術，無論是工業設備還是家用電器，都會使用到變頻器，可以說，只要有三相異步電動機的地方，就有變頻器的存在。變頻器的使用使科學技術水平得到不斷提高，對能源的節約力度進一步增強。交流電機的變頻器調速技術是當今節能、改善工藝流程以及提高產品質量和改善環境、推動技術進步的主要手段。
針對湖南電氣職業技術學院開設的電類專業如電機與電器、電氣自動化等專業進行深入廣泛調研，變頻器技術已成為電類專業領域中的核心技術。深入了解、操作、應用變頻器是高職電類專業畢業生從事相關職業崗位、獲取維修電工職業資格證的必備技能之一。學習變頻器技術是提升學生能力、促進專業發展的重要課程之一。筆者結合近年來項目化課程改革經驗和實際工作經驗，對電機與電器專業變頻器技術及應用課程建設中存在的問題做進一步探討。
2 變頻器課程教學中存在的問題
課程定位不明確 變頻器技術是一門綜合性和實踐性強的技術，學習變頻技術需要有前期的專業知識，如電機拖動、繼電器控制、PLC控制、電力電子技術作為基礎。在過去的教學過程中，受師資水平和實訓條件的限制，變頻器技術通常是和其他課程組合，如可編程控制技術與變頻技術、電機拖動與變頻技術、電力電子技術與變頻技術等。變頻器的學習僅僅成為某一門課程中的一個章節，作為一個知識點進行學習。變頻技術綜合性強，牽涉的知識面廣，單純的某兩門課程的組合未能將知識和技能進行合理整合，課程的教學內容側重于變頻器原理和內部電路與器件的分析為主的知識講授，缺乏針對性強的實訓項目，變頻器技術的應用和操作缺失較大，不利于面向生產實際企業和對接崗位。
教學模式陳舊 教學中采用先理論再加驗證性實驗的模式，理論和實踐的分離導致學生對知識和技能的掌握無系統性。集中理論知識講授需要大量的理論鋪墊和公式推導，使學生對課程容易失去信心和興趣。在學習過程中理論知識太深，而操作過程又過于簡單，學生的自主學習和知識遷移能力未能得到提高，與工程實際應用脫節。在應用時只會簡單地操作和參數設置，并不知參數的真正作用和參數對變頻器調速系統的影響，一旦變頻器型號發生變換，便不知所措。
針對這種情況，需重新界定變頻技術及應用課程性質，將其作為電類專業重要的專業技術課程來建設。應用項目化課程的建設理念，以學生能力培養為主線，進行課程整體設計和教學單元的優化設計。
3 變頻器技術及應用課程建設的主要內容
眾所周知，課程是教學的最基本單元，課程建設是教學質量的中心環節，是實現專業人才培養目標的基本保證。好的課程應從單元聯系的角度對課程教學的設計進行總體優化。職業教育課程的內容必須以職業活動為導向，應符合以學生為主體，以項目為載體，任務驅動教學，突出能力目標、理論實踐一體化的基本原則[1]。
明確課程教學目標 課程建設應以職業崗位需求為依據，首先應明確課程定位，確定課程的能力目標。變頻器是利用電力半導體器件的通、斷作用將固定頻率、電壓的交流電變換為頻率、電壓都連續可調的交流電的裝置，主要用于對異步電動機的調速控制[2]。在學生學習了電機拖動、繼電控制系統的分析與裝調、PLC控制技術、電力電子技術等專業課程的基礎上進行，同時為后續課程如電機試驗技術及學生維修電工考證奠定基礎。在課程內容設計上應打破以知識傳授為主要特征的傳統模式，圍繞職業能力培養，結合變頻器行業的最新發展情況，使學生掌握變頻調速技術相關的知識與基本技能，使學生具備變頻調速系統的設計、安裝、調試、運行維護及設備改造的綜合應用能力。培養學生自主學習、資料查詢、應用變頻器使用手冊等技術資料解決現場問題的方法能力；以項目任務驅動教學，加強理實一體的教學過程管理，培養學生具備良好的團隊精神和職業素養。
通過資源整合，以項目為載體，對教學內容進行整體優化設計 變頻器技術是一門實用性很強的綜合技術，要熟練掌握變頻器還涉及電機機械特性分析、電氣控制線路設計、電力半導體器件等諸多知識。為了改變傳統的知識傳授型教學模式，在教學內容設計上需對知識點進行重新劃分和整合，采用以項目為載體、以任務驅動教學、以學生為主體的探究式學習模式，將知識點融入每一個項目中，精選教學項目對課程教學內容進行整體優化。
項目訓練對接工程實際，在現有的實驗實訓條件或仿真實訓條件下完成。項目的設置應根據學生的認知能力，按照易、中、難的順序逐級提升。每一個項目應有明確的知識目標和能力目標，應充分考慮到技能考證和專業技能鑒定的考核需求。目前市場上變頻器種類很多，在學習的過程中只可能選擇一種變頻器進行訓練，同一種變頻器的參數涉及好幾百個。因此，在項目設計中以變頻器的基本操作和應用訓練為主，適當安排一些拓展學習項目，特別是在后續綜合技能實訓環節以及畢業設計環節中要有相關的變頻器綜合訓練項目，以培養學生的自主學習能力和知識遷移能力。
表1為湖南電氣職業技術學院電機與電器專業在實施變頻器技術及應用教學中所設置的項目列表。教學內容的設計思路是按項目、按典型工作任務由簡到難、由單一到綜合排序，采取教學做一體化的教學模式，將變頻器的知識點融入各項目中。
表1中，項目一和項目二是對變頻器的基本操作進行訓練，在實施安裝接線和變頻器的運行操作過程中使學生理解變頻器的原理和變頻后異步電動機的工作特性；項目三至項目六主要是以典型工作任務驅動教學，對變頻器的常用功能和相關參數設置進行訓練，同時也包括維修電工考證和技能鑒定的強化訓練項目；項目七是能力提升的綜合項目，針對變頻器技術的學習難點PID控制進行訓練[3]，主要培養學生的自主學習能力和知識的綜合應用能力，本項目將作為課程加分項目進行考評。
重視教學方法和教學手段，實現課堂教學的多樣性，構建高效課堂 高職課程教學既要傳授學生知識和培養技能，更要注重開發學生潛能和培養學生自主學習的能力。實踐證明，采用項目化教學方法，在教學過程中貫徹“學生主體，教師主導”的原則，以任務驅動教學，是基于工作過程的一種實踐性較強的教學方法，教學效果很好。變頻器技術與應用課程教學應遵循能力本位的職教理念，在每一個項目的實施過程中，采用項目小組工作法，學生擔任相當于實際工作崗位上的某一具體工作任務實施的各個角色。項目的實施基于工作過程的六步法原則：資訊、決策、計劃、實施、檢查、評價。實現三種能力的融合：專業能力、方法能力、社會能力。在項目教學過程中輔之以問題引導、分析討論、匯報分享、反思評價等靈活多樣的教學方法。
課程單元教學模式改革 良好的創意需要通過一定的方法和手段來實現，教師所要做的是將教學任務分細，引導學生一個個子任務去解決、反思和評估。如在進行變頻器的正反轉控制項目的教學中，可以按以下步驟來實施。
1）由教師下達一個具體的任務。選用FR-D720-1.5K-CHT變頻器控制電動機的正反轉（給出電機型號），要求在按下正轉按鈕時電動機以30 Hz正轉運行，按下反轉按鈕電動機以30 Hz反轉運行，按下停止按鈕，電動機停止。加減速時間為1 s。發生報警時，報警燈亮。要求完成電路設計、變頻器參數設置，若外連設備需編程時還需編寫程序，接線調試。
2）分組進行咨詢、計劃和決策。通過資料查詢、獨立思考、討論分析，每個小組都給出一個方案。通過匯報分享，得出四種方法：
①在外部運行模式下用普通開關實現正反轉控制和速度設定；
②在外部運行模式下用普通開關實現正反轉控制，用電位器調速；
③用繼電器控制變頻器正反轉，主要做法是將開關改為中間繼電器的觸點來代替；
④直接用PLC的輸出信號來驅動變頻器。
3）任務實施階段。通過討論得出的四種方法中，前兩種方法相對簡單，主要是加強學生對變頻器的操作訓練，牽涉到新參數的含義，如電子過電流保護參數PR9、適用負荷選擇參數PR14、適用電機參數PR71在相對簡單的子任務中得以認識和掌握。繼電器、PLC與變頻器的組合控制成為項目三的重點任務。任務方案（包括電路設計、程序編寫、安裝調試）的制訂和實施仍然采取分組思考、討論、分享三個環節，教師適時引導和點評。在項目的實施過程中以學生為主體發現問題、分析問題并解決問題。
4）檢查評價和總結。系統綜合調試后，由學生自評、小組互評或教師對各組項目完成情況進行檢查和評價，學生對結果和反饋意見及時記錄和整理，最后按項目要求完成實訓報告，評價和總結環節在項目化課程教學中是必不可少的。
以上對單個項目的教學設計，將變頻器參數的認識、小系統的電路設計、PLC編程訓練融入各子任務中。在基于工作過程的項目實施中，學生能力得到提升。能力的訓練過程需要教師精心設計，需要課前精心的準備。為實現更好的教學效果，在教學手段上還應合理使用多媒體、Flash、仿真軟件等增強學生感性認識。在現有的實訓室條件的基礎上，進一步開發實訓項目。利用網絡平臺，更好地實現課外師生互動和空間資源共享。
4 結語
變頻器技術在不斷發展，變頻器技術及應用課程教學是一個需要不斷探索和實踐的工程教學領域?，F代職業教育理念對教師的教學設計能力，對教師的責任心、專業素養、職業素養等方面提出了更高的要求，在教學設計、教學方法和手段上需不斷創新來調動高職學生的主觀能動性，切實強化并創新實踐教學環節，最終使培養的人才符合企業需求。
參考文獻
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觸摸屏、PLC和變頻器融合實訓在我院機電一體化教學中，學生通過閱讀材料及有關技術資料，專門練習的內容，要求和實施辦法， 需要在實習任務的總體實施計劃下，確定操作步驟與操作方法。首先要確定的總任務和勞動分工，再繪制電路原理圖和安裝控制線路，從而進行PLC程序設計，觸摸屏顯示器，變頻器的相關參數設置等。具體的培訓工具，設備的準備，安裝和檢測方法，掌握為了安全操作，同時也為問題的分析和選擇解決方案，列舉了多種實用的主題，為學生的學習進程，制定相應的系統評價，優化對學生的考核細則，能反映出學生實訓真實的學習情況。
一、融合實訓的目的要求
1.實訓的目的。
PLC、觸摸屏、變頻器的融合實訓，是我院在機電一體化和電氣自動化的教學重點。是學生重點需學技術課程和專業課程，是將理論與實踐結合，培養學生能力，解決生產中的實際問題，在將來進行必要的畢業設計相結合的重要一步，所以說變頻器，觸摸屏和PLC綜合訓練是基于自動化控制系統的設計及主要生產線中的應用。
2.根據課題任務的系統控制設計，程序設計，硬件電路和控制程序的安裝的總體方案。
通過學習綜合運用技術，變頻技術，傳感器技術等方面的知識相結合，學生將把多門核心專業課融合起來學習，從而培養學生綜合動手能力和整體素質。
二、實訓的內容及要求
要求學生理解，PLC控制，觸摸屏與變頻器的運用基礎上，利用系統學習完成下面內容：
1.控制系統設計
①明確控制系統、框圖繪制；②變頻器，觸摸屏和PLC，須選擇的對應低壓電氣元件； ③設計繪制控制系統的電路原理圖；④設計控制柜的元件布局；⑤編寫PLC控制流程及控制程序；⑥設置變頻器的控制參數；⑦設計觸摸屏的控制組態。
2.控制系統安裝和調試
①在控制柜進行安裝及接線；②編寫調試流程；③調試硬件電路和軟件程序。
三、實訓的工作量
1.圖紙部分
①繪電路控制的系統原理圖 （需A3或A4圖紙一張）；②組件機柜方面的布局圖（一張A3或A4圖紙）；③控制流程 （A3或A4圖紙一張）；④調試流程（A3或A4圖紙一張）。
2.任務說明指導
任務描述是整個設計過程的培訓和指導的敘述性描述，并應包括下列內容：
①題目和控制要求；②控制系統的整個方案分析、控制框圖；③硬件電路設計說明；④ 觸摸屏、PLC、變頻器的相關參數配置的設計規范；⑤系統調試說明；⑥總結。
四、考核內容、考核方式、成績評價
1.考核內容：在學生接受培訓的任務，必須先閱讀任務內容，為了設計內容和需要一個全面系統的認識，及時對相關信息收集，然后按照步驟進行，應避免在沒有理解就動手。
2.考核方法：在每一個已經完成訓練的學生，必須由教師評估。
3.考核評定：學生在完成所有的訓練情況后，由學生統一完成一份系統的課題，導師據評估內容評估學習掌握效果。
①控制箱中的多種電器元件的名稱、功能、選用；②控制電路的互鎖和自鎖環節；③PLC與變頻器的電路連接原理；④PLC程序的控制流程；⑤變頻器控制中，實現其功能關鍵參數的設置；⑥觸摸屏與PLC的通信及變量的連接；⑦控制的軟件程序以及硬件電路的匹配情況；⑧系統調試的要點。控制柜的安裝及接線情況。
4.評分標準：
實訓成績分為優秀，良好，中，及格、不及格五個層次。各級評分標準如下：
優秀：實訓內容完整。按期完成任務?？刂葡到y的思路方案正確可行，論證證據充分。控制系統的硬件電路設計，元件選擇完全正確的，安裝接線出來的控制柜美觀可靠，設計規范整潔有序、質量可靠。能理解的考試和評估內在意義，并完全地、 正確地回答問題。
良好：實訓任務按時完成且完整。任務系統設計方案尚可，論證較好。硬件電路的設計合理方面，選用元器件恰當?？刂乒竦陌惭b接線美觀可靠。圖紙光滑整潔，操作過程規范，繪圖質量好。所評估的知識點的每一個部分，有很好地了解，評估時回答問題正確全面。
中等：實訓內容項目按時完成。編程及設定的參數等設計方案基本正確，論證一般。合理的硬件電路設計，選定的組件的正確?？刂齐姎夤竦慕泳€安裝可靠，整齊美觀。說明書圖有資料較整潔、質量尚好。考試時，較好地了解每個部分的考試的題目，提示可以正確地回答問題。
及格：基本完成任務實訓的規定內容。設計沒有原則性的錯誤，可靠的程序選擇與硬件控制柜安裝接線。規格和表面粗糙度，平均質量一般，有一定的誤差，但在很大程度上符合主要部分的要求，評價列問題認識不足，只能回答一些主要問題。
不及格：內容培訓要求未能完成，有一個以上原則性的程序問題、元件選擇錯誤，硬件電路的設計和圖紙有重大的錯誤，控制電氣線路柜的安裝接線不可靠。該評估點時，所列出的主要問題無法通過提示答案來回答。如考試中發現有別人代作，取消參考的資格，并扣團體分。
五、實訓的參考題目
1.多泵切換恒壓供水系統
現有兩臺電動機，水泵控制特點如下：
①用轉換開關QS實現手動、自動控制的切換。②手動按鈕分別控制兩臺電機運行、停止。 ③自動切換中兩個異步變頻器控制，變頻器控制開始與PLC，一分鐘的延遲，當水壓力達到時將被限制。當開關操作，和變頻器控制的啟動速度；壓力上升，當壓力到最大延遲30秒時，升至水壓力到達上限時，電機M1停止；當壓力低于下限和馬達的額定頻率50HZ， 1分鐘水壓力的下限延遲，換到工頻運行的M2和M1，啟動變頻器調速控制。如此反復使水壓恒定。停止時，電機M1和M2兩臺同時停機。 ④自動控制時，采用觸摸屏來實現控制啟動和停止，并能直接設置管道壓力值。
2.儲水器水位控制系統
在鍋爐和許多工業設備中，常采用部分供水系統。即是：泵用于泵水，將水被泵入（水塔，水箱）高的位置的儲水器，然后供水至低水位的用戶。
此時，水位控制原理：水能導電原理，取得信號的：當兩根金屬棒都入水，它們之間是“接通”的；當在兩個金屬棒，只有一個在水中，判斷為“關”。其中 1 桿用作公共接點，2，3，4 棒用來控制不同水位。
現在控制要求如下：
1）用轉換開關QS來實現手動、自動的切換控制。
2）手動按鈕分別實現電機的啟動、停止控制。
3）自動過程控制中：通過變頻調速來減少泵水的速度實現節能的目的。
①使用正常時，水泵以較低轉速nL運行，控制在3號棒LL1和4號棒LH的水位。 ②到用水高峰時間，供水水泵運行低nL不足以補充供水，水位將低至第3號棒后LL1 ，還將繼續下降。所以，當水位低于 2號LL2，泵轉速增加，提高至nH，以保障增加供水量，以防止水位繼續下降。③水位上升，至3號棒LL1以上時，經適當延時后，又可將轉速恢復，至低速nL運行。 ④當水位上升，到達上限水位LH時，則水泵斷電，停止供水。
4）自動控制過程中，可以觸摸屏控制電機的啟動和停止，可直接顯示水位、水泵轉速。
六、融合實訓教學的實踐小結
本文所采用的PLC、變頻器、觸摸屏的融合實訓體系，在我院已成功地應用于機電一體化、電氣自動化等專業的核心課程教學中，從教學效果來看，因教學中能調動學生的參與熱情，不斷激發學生的學習興趣，受到了廣大教師、學生的好評，教學效果是顯著的，是值得推廣的教學模式。
參考文獻：
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[3]周智敏等.《機械制造》.2009年12期.《供水系統設計與控制》
篇4
[文章編號]0450-9889（2013）02C-0062-03
一、課程性質與目標
在電氣自動化技術國家骨干專業建設過程中，通過對該專業就業領域的調研、分析相關工作崗位群的典型工作任務與職業能力，重新構建了電氣自動化技術專業的課程體系，明確變頻器應用與維護課程是高職電氣自動化技術專業的核心專業課。變頻器應用與維護課程重點是培養學生對工業變頻器應用與節能控制工程應用的實踐能力，同時注重培養學生的工程意識、邏輯思維、編程素質和項目管理能力，是既注重品牌變頻器的功能又特別強調結合企業實際生產控制設備應用的復合性課程。通過變頻器應用與維護課程的理實一體教學、綜合實訓，學生深刻理解通用變頻器的基本功能含義，掌握常用的幾種通用變頻器的基本編程、操作方法，了解變頻器在工業生產控制中的應用，培養學生在變頻器應用方面的實踐能力和維護維修能力。通過實驗及實訓，培養學生檢索電氣技術資料的能力、撰寫技術報告的能力、實用設計創新的能力。在教學過程中，還要緊跟變頻器發展的最新進程，及時補充新技術、新型號、新應用領域的有關內容。并注意培養學生科學的思維方法和綜合的職業能力，以適應職業教育發展的需要。本文以電氣自動化技術專業變頻器應用與維護課程為例，研究國家骨干專業核心課程的開發與實施。
二、課程開發思路
與相關企業及技術人員合作，引入行業企業技術標準，以電氣自動化技術專業的學生就業為導向，緊緊圍繞崗位職業能力，以變頻器應用與維護的典型工作任務為引領，以結合變頻器安裝、調試和維護中所涉及的專業基礎知識與技能為課程主線，同時遵循知識學習、技能訓練、職業素質養成的客觀規律，以理論知識“必需、夠用”、強調“做中學、學中做”為原則，由淺入深、從專項到綜合、由簡單到復雜，精選項目載體設計項目化的課程內容。
三、課程開發流程
以電氣自動化技術專業組建的“校企合作理事分會”為組織平臺，以“1+3”校企合作（“1+3”校企合作詳見林勇堅《電氣自動化技術國家骨干專業建設的探索與實踐》，《廣西教育》2012年第12期）長效運行機制為保障，專業團隊教師（“1”）和與變頻器應用密切相關的“3”類企業，即廣西永凱糖業有限責任公司和五菱汽車工業股份有限公司等“變頻器設備應用商”、廣西春茂電氣自動化工程有限公司等“變頻控制系統應用工程商”、SIEMENS（中國）有限公司和三菱電機等“變頻器產品供應商”合作組建課程開發團隊，共同制定專業課程標準，以變頻器控制系統的安裝、調試、操作、維護維修的能力培養為核心，融入行業技術標準和崗位工作規范構建課程內容。變頻器應用與維護課程的具體開發流程見表1。
以下主要對課程內容構建過程及課程教學實施進行闡述。
四、課程內容構建
（一）對相關崗位群變頻器應用與維護工作任務進行分析，形成崗位職業能力。如表2所示。
（二）根據崗位職業能力要求，引入行業企業技術標準與規范，校企合作設計學習項目。如圖1和圖2所示。
（三）基于變頻器產品的典型應用過程，考慮課程教學的可實施性，確定變頻器應用與維護課程的學習項目載體。如圖3所示。從單臺操作到多動控制、從典型控制到技改項目實施、從外部應用到內部電路維護，四個學習項目的設計體現了從簡單到復雜、從基本操作與控制到工程項目改造的能力遞進培養過程，使學生的認知與操作技能逐步深化，如圖4所示。
（四）確定學習項目載體，針對每個項目設計，精心設計具備完全可操作性的學習性工作任務。如表3所示。
最后，根據學習項目和學習性工作任務內容編寫工學結合的教材，針對課程的教學安排，結合實驗實訓條件，編寫詳細的課程教學實施方案。
五、課程教學實施
針對傳統教學理論與實踐脫節的弊病，團隊教師經過學習交流、反復探索，總結實踐出“‘小組+個體’，教、學、做、寫一體，課內外結合，多層面結合”的教學模式，切實提高了教學質量。
（一）“小組+個體”分工協作。教學過程由以教師為中心向以學生為中心轉變。在教學中將學生分成若干小組，指定組長負責。教師布置學習性工作任務后，由組長組織小組成員查閱相關變頻器及設備資料、了解任務要求和實現條件，在充分討論的基礎上達成共識，確定本組控制方案和實施計劃，分工協作，完成變頻器安裝、操作、調試、系統設計、改造和維護方面的工作任務。任務完成后，小組之間、組員之間對各自控制方案、實施過程出現的問題進行交流、評價，增強學習效果。教師在教學過程中起引領、解惑、糾錯的作用，由知識的傳授者轉變為學習的組織者和顧問。以小組為單位實施教學，有助于鍛煉學生團隊協作和溝通交流能力，培養誠信、嚴謹、承擔責任和追求卓越的職業道德。如圖5所示。
在完成學習性工作任務過程中，應以學生為主體，最大限度的給學生自主學習和交流的空間，在討論中拓展思維，碰撞靈感火花，激發學習的主動性和自信心，使學習的過程不再枯燥乏味，而是充滿樂趣和動力，讓學生隨時感受到自己能力的提高，享受完成任務的成就感。
（二）教、學、做、寫一體。課程項目內容源于崗位真實工作任務，針對實訓室設備對項目內容重新設計和合理序化，根據職業能力的培養規律由低到高安排各項目的教學任務，以設施條件完備的自動化裝配實訓室為主要場所安排課程的一體化教學，實訓室既作為講授、布置任務的教學區，也是方案的討論和制定區，更是任務實施現場。通過課外自學一集中講授一案例演示一布置任務一討論方案一確定方案一分組安裝一分組調試一演示驗收一評價交流的教學環節安排，學生通過動手實踐而對所學知識記憶深刻，教學過程更直觀、更清晰，更見成效。
（三）課內外結合。變頻器應用與維護課程要求學生利用課外時間進行自我學習，把學生的課外學習時間納入教學管理范圍。加以組織與引導，并與課堂教學相結合，增強學習效果。在項目教學前，先引導學生進行課外自學，提供學習課件、學習動畫及相關資料，讓學生對所學內容有一個先期了解，帶著問題進課堂，有助于教學過程中學生注意力的高度集中；完成學習性工作任務后，通過課外參與企業相關項目，學生積累自動化工程經驗，親身感受所學知識的實用性，進一步增強學習動力。
（四）多層面結合考核，確保教學質量?？己耸菍虒W效果的直接檢驗，從某種意義上說，能激發學生的上進心和榮譽感。為確?？己说墓⒑侠?，變頻器應用與維護課程從學習性工作任務、課外學習和理論考試三方面進行考核。在工作任務實施階段，對學生資料使用、方案制定、電路設計、安裝配線、操作調試、總結分析能力設置多個考核節點。在任務實施過程中，個人能力及表現學生之間是最清楚的，為促進職業能力全面發展，培養學生團隊協作、溝通交流的社會能力和管理評價的方法能力，在進行任務考核時設有溝通交流和團隊協作互評欄目，通過教師、同學的不同視角來客觀評判學生能力，激發學生的上進心和榮譽感。學習性工作任務考核占課程總成績比例的60%。課外學習是變頻器應用與維護課程教學的重要環節，是教學的延續。通過課程網站、電子圖書館、周末開放自動化裝配室等方式，給學生提供學習的條件和空間，達到學生課前預習、課后練習拓展的教學效果。學生課外學習情況占課程總成績比例的10%。在教學內容完成后，對課程知識掌握情況進行試卷考核，根據試卷反饋問題來改進和完善課程教學。理論考試分數占課程總成績比例的30%。
實踐證明，變頻器應用與維護課程的教學設計符合高職學生的認知規律，教學內容緊扣自動化高技能人才的職業能力要求，學生學習興趣高，教學效果良好。
篇5
Key words： inverter；teaching reform；the experimental teaching point；students in higher vocational college
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）15-0279-02
1 變頻器的發展狀況與崗位需求
1.1 變頻器的發展狀況 變頻技術主要用于交流電動機調速系統，它終結了電動機機械調速時代，而是通過改變三相交流電動機輸入電源電壓的頻率直接對電動機實施無級調速。它的應用有助于現有工藝的改進、產品質量的改觀、新技術的研發以及控制能源消耗等。目前我國應用變頻器的領域相當廣泛，除了輕工業領域，化工、紡織塑料等領域也有應用。變頻技術的根本是提高機械自動化水平，即致力于產品質量的改善和數量的增加。除此之外，家電工業領域也實現了變頻技術的應用，電冰箱、變頻空調等家電項目紛紛推出，初步實現了家電產品的智能化。
1.2 變頻器的崗位需求 隨著現代化的程度提高，大多數行業領域已實現了變頻器技術的應用。變頻器技術對實踐應用要求嚴格，對變頻器的日常操作甚至不亞于一臺技術先進的個人電腦的操作難度。當前，專職變頻器技術設計和研發的人員畢竟在少數，而真正使用變頻器技術的工作領域和人員非常多。筆者曾基于變頻器專業學生就業的視角，對相關行業和崗位需求進行了廣泛調研，發現社會上從頻器專業的高職畢業生非常多。為了滿足勞動市場的需求，近年來許多高職學校相繼開設了《變頻器技術應用》課程，這是機電一體化、電氣自動化技術專業的一門核心技術課程，該課程主要針對變頻裝置的生產制造、變頻裝置維護維修、變頻裝置應用系統設計安裝、變頻裝置銷售及售后服務等工作崗位需求而開設。
2 高職中現行變頻器技術應用的教學狀態
高職中現行變頻器技術應用的教學狀態可以概括如下：
2.1 方法 目前高職教學中一直在推行教學教改，可由于長期的師資沒有更新，課堂教學模式的慣性很難突破，大部分還就是沿用傳統的課堂講授法，實驗驗證法。
2.2 結果 學生聽課的時候沒有目的性，加上現在經歷高考后的學生進入大學后就極度的散漫，尤其是高招最后一批錄取的高職院校的學生。這樣就理所當然的造成聽課的自由性，最后總是老師講老師的，學生做學生自己的。做實驗的時候很茫然，沒有目標性。到了實驗室就不知道如何下手，等老師示范清楚了，他模仿出來了，任務式的完成報告了事。第二堂課再來，也不知道自己前面學過什么，這樣的驗證達不到應有的效果。
2.3 結論 對于高職高專的教學而言，變頻器技術與應用作為一門課程，重點要講述的內容還是其基本應用。雖然變頻器的原理講解不占很多課時，可市場中變頻器的種類繁多，比較典型的三種，如西門子，三菱和歐姆龍，我們在短的教學時間內無法全部涉及，而學生舉一反三的能力也不夠，畢業一出去，隨便換種變頻器勢必會一頭霧水。如果恰巧碰到招工單位就是要能通達變頻器與PLC的學生，就會手忙腳亂而錯失機會。
3 教學改革探索
承接教改任務后，也在幾個班級中進行了多種方法的試點。結合學院現有的實訓設備，進行了多方面的嘗試。下面將嘗試過的具體方法進行整理舉例，以求和專家讀者切磋探討。
3.1 課程教學要解決的問題 ①學生對變頻器原理的掌握；②多種品牌變頻器交叉使用，能否觸類旁通、舉一反三？③PLC與變頻器的綜合應用。
3.2 教學試點的具體實施方法
3.2.1 課堂任務式：以變頻器面板的使用為例 在首堂課的時候，以變頻器面板的使用作為第一個任務，讓學生實際操作一種型號的變頻器，一方面熟悉一種變頻器的面板操作步驟，另一方面對變頻器的調速有一個感性的認識。以此激發學生對變頻器的興趣，對變頻器為什么能調速升起疑問，并提出問題，變頻節能空調、變頻節能冰箱為什么能節能？接著布置學生看書，或課后網上查找。第二堂課，先讓學生根據他們自己獲取的信息與知識，各抒己見。盡量讓更多的同學發言，與此同時培養學生的信息檢索能力與語言表達能力。此時，學生的求知欲望被充分調動，然后把握時機，將變頻器的原理做個大致的分析，學習能力強的同學會自主的對變頻器進行深入的了解。
3.2.2 情景式教學過程設計：以項目為例 學生對變頻器有了初步的認識后，結合他們先修課程學過的相關PLC知識，教師模擬公司老板，一個小項目的招標，請學生做出自己的方案（包括畫好變頻器接線圖，寫出變頻器參數設置值和編寫PLC程序的文字文檔）來投標。如某某公司有這么一個小型項目，工程控制要求：按下起動按鈕，電動機以30Hz速度運行，5s后轉為45Hz速度運行，再過5s轉為20Hz速度運行，按停止按鈕，電動機即停止。編寫PLC控制程序，寫入變頻器相關參數，實現上述控制要求。這時很多學生躍躍欲試，也會出現茫然。
此時，教師將問題分解，將變頻器的安裝與接線、變頻器的參數設置、組合運行模式以及多段速的調速方法分成幾個任務在課堂當中布置，將課堂任務式模式再次應用，并引導學生逐步實施完成。在每次任務時，不時提點項目的要求，讓學生及時修改完善投標方案，并針對優秀方案及時予以肯定，以維持他們繼續學習探索的興趣與動力。
3.2.3 綜合設計法：以綜合案例為例 經過在教、學、做一體化的實訓室中將變頻器課程學習的相關任務都實施完成后，學生對變頻器有了充分的認識，怎么樣實現綜合應用，可以通過設計一個整周（28學時）的課程設計教學環節，以培養學生變頻器綜合應用的能力。設計目標：自動恒壓供水在日常生活中應用較多，用變頻器可以比較容易的實現恒壓供水。請同學們根據技術指標自行設計一種用西門子系列變頻器實現的高樓無塔恒壓系統。技術指標：①三臺水泵電機功率分別為2.2kW、3kW、5.5kW。②采用PLC控制，用水高峰時壓力穩定在0.3MPa。③系統具有休眠功能。要求同學們自己列出設備清單，并按下列要求形成課程設計報告：①設計思路、方案選擇；②硬件電路設計、I/O地址分配；③軟件設計；④程序調試；⑤心得體會。
通過以上綜合案例，將變頻器在工業控制中的應用過程貫穿其中，給學生樹立一種關于“系統”的概念，變頻器的應用不是孤立的，要與其他設備和器件共同作用，才能完成整個系統的控制。通過本模塊教學使學生掌握變頻器的安裝、控制電路的設計安裝、不同用途下變頻器需設定的參數、系統調試等知識和技能；使學生能利用電路原理圖分析電路故障；能改造或完善較簡單的有缺陷的控制電路；在教學過程中發揮學生的主觀能動性，啟發學生用已學過的知識分析電路，解決問題，培養學生用理論解決實際問題的能力。本模塊在實訓室中教學，采用西門子品牌的變頻器控制，要求學生課前查資料并預習相應變頻器的操作方法和功能參數碼的特點，以拓展學生的知識面，提高學生使用技術資料的能力。
4 結束語
一門課程的教學，不能使用單一的教學方法，要幾種方法平行并用，穿插于整個教學的過程中。目前高職院校變頻技術專業教學中尚有幾個問題亟待解決：一是教學任務連續性的問題。本課程的教學中，對于有的技術或任務，不是在一兩個教學課時內就能完成，而需要更長的時間，按照現行的排課方式，等到下次課可能間隔了2～3天，回到課堂的學生幾乎都忘了上堂課的內容，連續性是個大問題；二是學生課后學習積極性的調動問題?！蹲冾l器技術應用》課程教學是一個需要不斷探索和實踐的領域，如何完善課程教學體系，在教學中調動學生的學習積極性和主動性，提高學生的綜合職業能力是一項系統工程，需要長期的實踐和探索才能逐步地達到目標。
參考文獻：
篇6
近年來，隨著自動化教學的深入以及學院大型綜合實訓設備的增加，旋轉編碼器的使用已經越來越多，而且編碼器與PLC、變頻器配合使用的情形在實訓教學中也日漸廣泛。因此，如何讓學生快速正確地掌握編碼器的使用，也成為我們實習教學的重要課題之一，過去對于旋轉編碼器的教學課時較少，多為分組了解，接線后觀察脈沖數，而我們的教科書對其使用也只是大概介紹，本文根據我院的實際情況，由淺至深介紹了如何自制教具，在實習教學中實施。
我院的PLC采用的是OMRON CP1H X40DR，為了配合綜合性的應用，我們制作了一個小支架，以便固定旋轉編碼器，通過簡單聯軸器與電機主軸連接，確保編碼器能隨電機運動，編碼器用來產生脈沖數，由PLC接收，然后根據要求控制變頻器的運行。
在這里我結合我院近來開展的一體化教學，對此課題進行教學。
2.教學實例
2.1 提出任務
要求實現一個指定方向上的運行長度控制，PLC控制變頻器運行，變頻器帶動電機，通過旋轉編碼器采集脈沖信號，進行判斷，超過給定脈沖的輸出錯誤停止信號，否則輸出正常停止信號。
2.2 實施步驟
（1）分組
將班級分為A、B2組，選出組長，組長主要負責課題完成中的各項任務安排，以及匯總意見與教師溝通。
（2）任務開始前的準備
若在此時給出任務，讓學生自行摸索，學生有可能無法適應這種授課模式，所以分組后，我還是結合課堂教學，將旋轉編碼器的相關基礎知識進行介紹，并安排對單個編碼器進行通電，安排學生進行接線，并通過設定，在PLC內存（計數器0當前值存與A270、A271中）中觀察編碼器的輸出脈沖數。
（3）任務的提出
我對2組提出了采取不同的方法來完成任務，這么做的目的有三：其一，不同的要求，不會造成過去傳統課題完成過程中的弊端，即一人完成，全部都完成的狀況;其二，形成一定程度的競賽態勢，有利于增進學生們的興趣;其三，最主要是為了能讓2個組完成后，對產生的結果進行對比，以期更好地掌握旋轉編碼器的應用。
A組具體要求如下：
應用目標值比較來實現變頻器帶動電機運行，啟動信號由PLC給出，旋轉編碼器采集脈沖數達到4000，變頻器輸出低速信號，當脈沖數達到5000時變頻器輸出停車信號，停車后檢查停車位置，若5000<脈沖數<5500則停車位置正常，正常停車指示燈亮，如果脈沖數超過5500，錯誤停車位置輸出。
B組要求如下：
范圍值比較產生中斷，執行中斷任務。當脈沖數達到3000時，減速，當脈沖數達到3500時，停車，檢測此時當前值，當脈沖數在3500和3550之間時，正常停車位置輸出，如果脈沖數達到3550，錯誤停車位置輸出。
（4）任務的實施
由組長自行安排組員的分工。
按照備料清單領取需要的設備材料查找資料按照要求，進行接線針對任務，設計程序通電，試車，觀察結果。
設備配置：對我校已有設備稍加改制
PLC：OMRON CP1H 40DR、變頻器：三菱 E740 0.75K、旋轉編碼器：OMRON E6B2CWZ6C、電機：三相交流 0.8KW、開關電源：DC24V
（5）比較：
為了方便比較，對于A、B兩組，均采用統一的I/O分配表，統一的接線圖。
（6）任務實施過程中的思考：
對于A組同學，采用的是對計數器當前值進行比較的方法，故較容易實現;對于B組同學，需要用到比較表登錄指令CTBL，產生中斷，來執行不同的任務，故要先對此先進行學習，這對B組組長來說是一個挑戰，因為這些知識事先沒有教過，他們采取三種方式來共同解決 ：查閱教材、編程手冊 ; 利用教師機上網，查閱相關資料;同學們自己探討并向老師請教
（7）任務完成后的總結：
在2組都完成任務后，由組長安排各自組員對在完成任務的過程中，出現的哪些問題，如何解決的這些問題，以及在此過程中要注意那些問題，進行總結，總結后匯總給老師。經過大家的總結，歸納出以下幾點：
A.編碼器的接線：編碼器的輸出方式，NPN型與PNP型在接線上有不同。
B.對應于PLC不同計數器，接入輸入點不同。
C.PLC設置完成后，必須重新上電一次，才能確認設置，傳送對話框中除了勾選主程序外還要勾選設置。
D.觀察PLC輸入點的指示燈是否交替閃爍，可以判斷編碼器的接線是否有誤。
E.當機器執行完一次操作，停車后，進行第二次操作前，由于高速計數器的當前值仍然保存在寄存器中，因此要對的當前值進行復位。
F.OMRON E6B2-CWZ6C的分辨率為600P/R，也就是說編碼器旋轉一周，輸出脈沖數為600個，當采用不同輸入方式，其輸出的的脈沖數不同，如：選相位差輸入，高速計數器以4倍頻的方式接收脈沖，這樣旋轉一周，輸出脈沖數達到2400個。
（8）任務完成后的深入探究：
A組的設備經常發生故障停車的報警，而B組的設備基本上不會發出報警，而且A組的報警檢測范圍（5000―5500）比B組的報警檢測范圍（3500―3550）要大的多，為何反而還經常出現報警呢。這時候，老師再根據情況，將問題的所在，給大家一個完整的解釋：這是因為A組采用從目標值比較到PLC輸出，要經過一個掃描周期，在這個掃描周期中可能編碼器又輸出了若干脈沖，而B組采用中斷任務的方式，則達到目標值后，PLC立刻輸出，高速處理的執行跟掃描時間無關，因此動作更加及時，造成丟失脈沖也少。
3.總結
上述例子通過高速計數器與目標值進行比較，達到相應的功能，通過此例的綜合應用，將編碼器、PLC、變頻器結合使用，掌握了計數器的使用的同時，也復習了PLC、與變頻器的相關知識，讓三者結合起來，實現簡單的功能，更加貼近生產實際，也能更加提高學生的學習興趣。
同時嘗試采用了一體化教學的方式，對于教師和學生來說都是一次新的嘗試，對于教師來說轉換了角色，由“填鴨式”改為“引導式”，學生由“被動接受式”改為“主動學習式”，角色的轉換，特別是學生的角色轉換，讓課堂充滿生機。對于組長，鍛煉了其組織、協調能力，而且不同的課題可以委任不同的組長，讓大多數同學能夠得到鍛煉;對于組員，則增加了協調配合的機會。
參考文獻
篇7
“組態”的本意是配置、設定，是指用戶通過類似“搭積木”的方式來實現自己所需要的系統功能。很多高職院校在開設工業組態技術課程時，僅突出了組態軟件的學習，將這門課程變成了一門純軟件課程。而嚴格意義上的工業組態技術應是以組態軟件為核心，與PLC、變頻器、觸摸屏、特殊功能模塊等共同構建滿足工業監控需要的控制系統。若學生不懂與組態軟件配合使用的其它工業設備，是不能真正掌握工業組態技術的。
二、課程價值與定位
（一）課程的性質與作用
在電氣自動化技術專業課程體系中，本課程是專業主干課程之一，內容包括變頻器原理及應用、組態軟件、特殊功能模塊、觸摸屏。課程基于職業能力分析，將工業控制中的主要控制設備PLC與變頻器、組態軟件、特殊功能模塊、觸摸屏技術綜合應用，通過理實一體化教學培養學生工業組態技術應用能力。
（二）本課程與本專業其它課程的關系
工業組態技術課程開設于電氣自動化專業的第三學期，其前、后期課程如表1所示。前期課程皆為專業基礎課，開設于一、二學期；后期課程皆為綜合實訓課程，開設于第四學期。工業組態技術課程將前期專業基礎課程中所學相對獨立的知識技能進行融合，為后期的綜合實訓課程做好準備，在課程體系中處于承上啟下的重要位置。
三、授課建議
高職電氣自動化專業工業組態技術課程主要內容包括可編程邏輯控制器PLC、變頻器、組態軟件、特殊功能模塊、觸摸屏等。課程知識覆蓋面廣，學習難度較大。經過多年的實踐，總結出以下幾點教學方法與措施。
一是組態軟件。組態軟件，又稱組態監控軟件，是進行數據采集與過程控制的專用軟件。它們是處在自動控制系統監控層一級的軟件平臺和開發環境，通過靈活的組態方式，為用戶快速構建工業自動控制系統。組態軟件的應用領域很廣，可以應用于電力、水利、石油、化工等諸多過程控制領域。國外的組態軟件主要有Wonderware（萬維公司）的InTouch、西門子的WinCC、悉雅特集團的Citech等；國內的組態軟件主要有三維力控、組態王、昆侖通態的MCGS等。組態軟件作為工業組態技術的重要組成部分，不僅可以設計人機界面，其強大的策略腳本可以實現豐富的控制功能，能減輕系統設計者在控制器PLC中的編程壓力。組態軟件中自帶的工程樣例是高職學生最好的入門級實習素材，高職教師應好好利用。
二是理一體，突出應用。高職教師在講解工業組態技術中的變頻器、特殊功能模塊、觸摸屏等內容時，切忌照本宣科、盲目深入。高職教育講求實用夠用，以應用為主。變頻器、特殊功能模塊、觸摸屏等內容的講解應緊密結合對應的實訓項目，推行理實一體化教學。通過學中做、做中學的方式讓學生以點及面、由少積多，逐步掌握工業組態技術中變頻器、特殊功能模塊、觸摸屏等知識技能。
三是以賽促學，以賽促教。高職高專層次中與電氣自動化技術專業相關的各級各類賽項幾乎都與工業組態技術應用有關。以四川航天職業技術學院經常參加的全國職業院校技能大賽為例，“自動化生產線安裝與調試”、“現代電氣控制系統安裝與調試”及“工業機器人技術應用”全部用到工業組態技術，并在競賽分值中占有較大比重。在日常教學中，教師可以將國賽賽題作為教學拓展訓練課題。通過國賽賽題，學生可以增長見識，提升水平，激發學習動力；教師可以提升自己的教學水平并及時發掘邏輯思維靈敏、創造性強的優秀學生。
篇8
2．專業核心課程
專業核心課程是體現學生應用能力的知識來源，是學生就業的技能基礎。在該專業的開設時，設定的專業培養目標是：培養具備電力電子產品設計、生產、調試和服務的技能型人才，服務于各類變頻器、驅動器、開關電源、特種電源、光伏逆變器的生產和設計企業，從事相關產品的輔助設計、調試以及售后和售前的專業服務。鑒于以上目標，開設的專業核心課程為《變頻器技術》、《電源技術》和《風光互補發電技術》這三門核心課程。課程的基本安排如表2所示?！蹲冾l器技術》是一門典型的電力電子技術綜合應用的課程，包含電子技術、變流技術和控制技術等內容。同時變頻器是工業電力電子產品，在工業應用上具備廣泛的應用，是進行電力電子專業教學的典型載體。在教學中，我們將其分為兩個階段，第一階段通過課堂和實驗進行教學，使學生掌握理論知識和基本技能；第二階段通過兩周的專用周完成一個單相變頻器的安裝和調試，使學生掌握實踐技能?！峨娫醇夹g》課程的開設與其類似。當今，電力電子技術是新能源的重要技術支撐，為此開始了《風光互補發電技術》課程。通過該課程的學習，學生可以掌握新能源領域中電力電子技術的應用現狀，增強學生的知識面，拓展學生的就業領域。
篇9
一、設計思路及原理
1.模擬太陽的升降裝置。用PLC通過變頻器控制三相交流電機帶動滑塊左右移動，用PLC直接控制直流電機帶動塔桿上下移動，模擬太陽升降的弧線過程。其工作原理如圖1所示。在模擬太陽及其升降系統中，由PLC模擬量方式的變頻閉環調速系統和PLC直流（PWM值）閉環調速系統中，主要選擇的硬件設備有：西門子S7—200 CPU224XP型PLC、三菱變頻器、光電旋轉編碼器、三相異步交流電動機和DC24V直流電動機。
2.太陽光跟蹤控制裝置。太陽光跟蹤控制裝置具有高度角和方位角兩個角度的旋轉功能，由單片機為核心組成的控制系統分別驅動兩個直流電機，實現實時跟蹤太陽的位移。其工作原理如圖2所示。
3.計算機控制和分析系統。由計算機、PLC、單片機及相關軟件組成的控制系統，實時控制模擬太陽的位置和太陽光跟蹤系統的高度角和方位角，進行跟蹤精度分析，提高跟蹤器精度。
二、系統組成
1.模擬太陽及其升降系統由支架、導軌、滑塊、塔桿、模擬太陽能光源等構成，見圖3。
支架由左中右三個支架構成，高為1.8米。支架上固定2根長4米的平行直線導軌，直線導軌上有一個滑塊可以左右移動，滑塊上有4個直線軸承與直線導軌相連。同時直線導軌兩端設有限位開關，塔桿上下也設有限位開關，整體采用鋁合金制作，滑塊的移動由三相交流電動機通過鏈輪和鏈條驅動，裝置上的光電編碼器在滑塊移動的同時產生脈沖信號。滑塊上有3個DC24V直流電動機，通過齒輪和直線齒條帶動塔桿上下移動，塔桿移動時，滑塊裝置上的光電編碼器產生脈沖信號。塔桿上裝有2000W的金鹵燈模擬太陽能光源。
主要配件及參數如下：
2000W金鹵燈：1個；交流電機：1個；光電編碼器：2個；24V直流電機：3個；限位開關：4個；機械系統：1套。
2.模擬太陽升降控制系統采用西門子224XP主機對整個裝置進行控制，采用三相交流電動機、直流電機來實現太陽升降的模擬，并配有13個指示燈來實時跟蹤太陽移動的軌跡，觸摸屏可顯示系統運行信息。見圖4。
主要配件及參數如下：
工業控制柜：長0.8米、寬0.6米、高1.8米；西門子224XP：1個；EM222數字量輸出模塊：1個；西門子觸摸屏：7.5寸；三菱變頻器：1個，750W；固態繼電器：1個；24V繼電器：1個；空氣開關：3個；按鈕：7個；信號燈：13個。
3.太陽跟蹤光伏發電系統。
采用2套工業用太陽跟蹤光伏發電系統，可以對太陽進行實時跟蹤。太陽光跟蹤控制裝置具有高度角和方位角兩個角度的旋轉功能，由單片機為核心組成的控制系統分別驅動兩個直流電機，實現實時跟蹤太陽的位移，見圖5。
單個太陽能電池板參數如下：額定峰值功率：60WP；短路電流：3.89A；峰值電流：3.47A；開路電壓：21.3V；執行標準：GB/T9535。
三、本太陽能教學實訓裝置可完成以下5個實驗
1.西門子觸摸屏實驗；
2.太陽能跟蹤控制實驗；
3.模擬太陽跟蹤綜合控制實驗；
4.直流電動機正反轉控制實驗；
5.交流電動機調速實驗。
四、使用效果
本裝置投入使用后，通過實訓，學生能夠全面、直觀地了解太陽能跟蹤系統的控制原理和性能檢測方法，該套裝置所有實驗電路都由學生自行連接，既訓練了學生在電氣控制方面的基本技能，又為學生獨立設計實驗電路，掌握太陽能光伏發電技術提供了條件。該裝置操作方便，實驗內容豐富，知識綜合性強。在實驗過程中各種電器元件外觀一清二楚，電路連接得心應手，使學生真正體會到了實驗教學的快樂。
五、結束語
本文介紹太陽能教學實訓裝置的研發過程，重點介紹了基于PLC控制的模擬太陽跟蹤升降系統的設計思路，該實訓裝置設計合理、功能齊全，實驗內容豐富，知識綜合性強，能夠幫助學生全面、直觀地了解太陽能跟蹤系統的控制原理和性能檢測方法，融學習情景、學習能力為一體。通過學生自行連接實驗電路，調動學生學習的主動性、積極性，使學生在實訓過程中充分發揮獨立思考、探索和渴望解決問題的主動性，激發學生學習、研究、實踐的興趣。希望本實驗裝置的設計與制作思路對同行們有所啟發，共同努力，開拓一條實驗實訓教學的新路。
參考文獻：
篇10
一、電氣專業生產企業產品實訓模式界定
所謂生產企業產品實訓模式，就是學生在實訓課中生產實際產品，要求生產出來的產品能夠拿到企業應用。此模式的優點：真正做到與企業無縫對接。
二、生產企業產品實訓模式的要求
因為企業對生產的產品有很高的質量要求，所以對學生的能力也有一定的要求，要求學生有相應的基礎(如要求電氣專業學生能夠識圖、安裝、接線)，有一定的調試能力，有一定的故障排除能力。我校生產企業產品實訓模式的教學對象是二年級學生，他們在一年級已經實訓了12周，能夠簡單識圖，能夠安裝、調試簡單的接觸器繼電器線路，會排除模擬鉆床Z3040的電氣故障。
生產企業產品實訓模式對教師的要求更高，教師要能夠將企業的產品生產出來，能夠滿足企業的要求，能夠指導學生，還要能幫助學生解決問題，并能對產品質量進行檢驗。我校實訓教師都有豐富的工廠實踐經驗，要求在工廠工作至少兩年，帶一名徒弟共同指導學生電氣實訓。
生產企業產品實訓模式對企業的要求是產品有一定的代表性，學生能夠做出來，還能夠放手讓學生生產，并給予學生適當的指導。目前，筆者主要從兩方面開展生產企業產品實訓，一是電氣控制箱的生產，二是電氣部分的維護。合作的企業中電氣控制箱是PLC、變頻器、觸摸屏控制，電氣維護部分是我校實訓車間各種機床的電氣部分。
生產企業產品實訓模式對學校的要求是學生的實訓要有連續性，通常是周實訓；企業和教師之間要經常溝通；對教師提供支持。我校是以周為時間單位開展實訓的，對實訓教師非常支持，希望教師能走出去，為企業排憂解難，服務地方經濟發展。
三、生產企業產品實訓模式的開展
模塊一：電氣控制箱是高速塑料波紋管成型機配套的控制箱，內部采用PLC、變頻器、觸摸屏控制，線路復雜，調試難度高。
教師要對機器有全面的了解，能夠生產出該產品。因為很多企業是無設計、無圖紙、無規范的“三無”企業。設計環節對學生而言難度很大，但它又很關鍵，關系到學生創新能力的培養。由于學生無法到企業生產現場，這就要求教師將機器工作的視頻和圖片展示給學生，對機械要求進行說明，讓學生根據這些要求提出自己的設計思路。在設計環節，學生5人一組，共8組。如主電機設計，學生通過半小時的討論和查資料，在教師的引領下，提出以下5種方案：改變齒輪傳動比、直流調速、電磁離合器、變頻器、電風扇調速，學生寫下該調速的優點。指導教師總結分析各種調速的優點和缺點，并給出實際無級調速、性價比高、現應用最廣泛的變頻調速。教師給每組發變頻器使用說明書，指導學生設計主電機的主電路和控制電路。在工作臺的升降電路中，8組學生都提出采用電動機的正反轉來實現升降，在控制電路中相差很大，設計出點動、自鎖、延時三種，連鎖方面有單連鎖、雙重連鎖、機械連鎖。在速度顯示上，學生的方案更有新意，利用了很多書本上沒有的知識，如光柵測速、紅外測速、GPS測速等。整個設計過程花了一天多時間，教師給出自己的設計思路(因為要根據企業現有的元器件進行生產)供學生參考，并對學生提出的思路進行總結，在發回學生自己設計的圖紙后，讓他們分組討論，最后確定圖紙。
學生最感興趣、積極性最高的是生產。但學生發現使用的元器件，他們基本不認識，因為學校實訓時采用的是學生易看懂、互換性好、成本低的元器件，不符合工業產品體積小、性能高的要求。采用的工具也是企業工人工作中使用的，比學校用的工具的性能好很多。學生通過查資料和聽指導教師講解，對元器件和工具使用情況都掌握得非常好。通過參考本地專業生產變壓器的大企業的技術要求及實際安裝與接線，學生掌握了線槽的切割安裝、元器件布置、接線、程序輸入、參數設置、調試以及各種工具的使用。控制箱生產平均需要6天時間，最后3天學生用Protel畫圖。通過兩周實訓課的學習，學生感覺學到了很多東西，很有成就感。
模塊二：我校實訓設備包括不同的普車40多臺，各種數控機床30多臺及其他設備，價值2 000多萬元。這些設備新舊不一，維護保養困難，在采用生產企業產品實訓模式以前以生產廠商修理為主，但存在速度慢、費用高、質量不能保證的問題。
在采用生產企業產品實訓模式前，我校學生學習故障排除是為了能夠通過電工中級考試中規定的故障排除這個項目，要求學生40分鐘排除一個主電路、兩個控制電路故障，學生只能學會部分排除故障思路，很難解決現實中碰到的問題。采用生產企業產品實訓模式后，實訓車間設備維修單會迅速被送到電氣實訓組，電氣實訓組在第一時間安排維修小組，通常由5人組成，通過填寫表格，一步一步開展維修，使整個維修過程程序化，問情況、找圖紙、畫草圖、找故障、分析、討論、判斷、排故障。在教師的指導下，學生通常需要半天時間解決問題，有力地保障了學校相關專業實訓正常開展。
學校在每學期開學初對實訓設備開展一次半年檢，在實訓教師指導下，學生對要檢查的各項逐一檢查，并填寫相應表格，確保學校的電氣安全。
學生通過真實的電氣維護實訓，能夠掌握維護技能，而不是僅僅去應付中級工考試，使學生走入工作崗位就能對電氣進行維護。
四、生產企業產品實訓模式的瓶頸
通過采用生產企業產品實訓模式，學生眼界打開了，自信提高了，企業得到了合格的產品，學校也能享受電氣維護的迅捷服務，但也存在瓶頸，筆者認為主要存在以下幾個問題：
(1)企業產品比較少，不能全面覆蓋。我校正準備與另外幾家典型小型、微型企業合作，其中一家是生產罐頭流水線的，一家是專門生產配電箱的，一家是電氣服務公司，還有一家專門從事維護的企業，我們力求使企業產品豐富化。
(2)對教師要求過高。我校以前的實訓內容相對來說比較簡單，而企業的產品要求比較高，并且很多東西超過了教師的知識和能力，這要求實訓教師要不斷自我學習，不斷指導學生。
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關鍵詞 ：高職；CDIO 理念；教學改革；項目教學；創新能力
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2014）05-0095-03
概述
CDIO是由MIT等世界著名高校研發的從理念到大綱到課程到教學直至評估的一整套先進的工程教育模式。我院教學團隊從2009年開始嘗試基于CDIO理念的“PLC、變頻器和觸摸屏綜合技術”課程改革，因為該綜合技術屬于工業控制的主流設備，高職院校為社會提供的不僅僅是大量新生勞動力，而且是具有現代企業理念的，有技術、高素質的現代產業工人。該課程是高職院校的一門綜合性、設計性極強的機電產品控制應用型設計課程。其任務在于：訓練學生綜合應用PLC、變頻器和觸摸屏技術知識，掌握它們的設計方法和研發能力；開拓設計思路，增強理論知識與實踐相結合的能力；培養科學性、系統性及全面性的設計素質；訓練團隊合作能力。
但是目前教學上普遍存在以下問題：（1）在課程設置現狀方面。大多數高職院校并未單獨設置PLC、變頻器和觸摸屏綜合技術一體化教學課程，而是采用以PLC、變頻器理論教學為主，以驗證性的實驗或實訓為輔的方式進行教學且實踐課時偏少，側重技能訓練的學生往往只能掌握各門課的基礎技能。（2）在課程內容現狀方面。目前的設備控制課程往往是學完一定的理論之后再做相應的實驗，內容相對獨立，學生無法從整體上把握設備控制開發的思路，也就無法體現“構思、設計、實現和運作”的教學思想。（3）PLC、變頻器和觸摸屏種類繁多，畢業生就業時從事相關行業工作，實現所學專業知識與生產實際快速接軌存在一定的困難，即知識“移植”能力不夠，自學能力與創新能力不夠。
基于“CDIO”的課程設計
基于“CDIO”理念的課程體系 課程內容應根據CDIO 工程教育理念結合學生知識水平和企業需求，按照任務分析——論證方案——確定方案——實施方案——測試效果——評價六個步驟實施每個教學任務，使學生在項目實施過程中學會PLC、變頻器和觸摸屏綜合技術在設備中的設計安裝和調試。知識體系框架如下頁圖1所示，其中工業控制核心技術包括PLC、變頻器和觸摸屏技術，控制對象為設備中使用的液壓氣動技術、電機技術和傳感器技術。最后，內容涉及各設備控制器之間的網絡技術和監控技術。
基于項目化的教學層次設計 實踐內容設計應充分體現項目化教學的設計思想。以“做項目”為主線組織課程教學，以“用”導“學”，盡量讓學生親自動手，全身心投入。要突出項目訓練的完整性，在做項目過程中學習必要的知識，知識以必需、夠用為度，強調自學能力的培養，強調應用所學知識解決問題。項目團隊人數一般為4人，各隊選出項目組長，負責整個項目開發的所有運行過程，涉及任務分配、人員管理、階段性成果報告等。在不同層次的具體實踐中，可以將一個完整項目分解成若干相對獨立的子項目，通過子項目的訓練掌握單一技能，最后將子項目綜合起來，完成整體項目的內容。在項目的實施過程中，以學生為中心并引導學生主動學習。整個過程分為4個實踐過程，即驗證性實踐、設計性實踐、綜合性實踐和創新性實踐，如圖2所示。
項目式教學的設計 沒有項目支撐的工科課程內容是缺乏實踐性和生動性的干癟理論框架。工程項目的設計和選擇是需要專業課教師花工夫來做的事情。在選擇工程項目時可以從以下幾個角度考慮。
1.項目的選用有利于激發學生興趣。我院采用了參加全國機械創新設計大賽的一些娛樂類作品，如獲得全國二等獎的娛樂機器“捕魚達人”，其控制系統采用PLC完成對一組氣缸的控制，在項目實施中，根據游戲的難度設置了5個級別，即5個不同工作情境對應不同的控制方案；又如獲得浙江省機械設計大賽二等獎的“排除萬難”任務型機器人，其控制對象有多個直流電機和電磁閥，在項目實施中，根據機器人的實施任務選擇4個階段性控制要求。這些項目在實施后學生可以在課外一邊練習和改進控制技術，一邊通過娛樂提高學習興趣。其中的一款機器人如圖3所示，通過PLC控制機器人的直流電機和氣動系統實現過隧道、過單邊橋、抓螺母和擰螺母等一系列動作，操作按鈕組和保護裝置的設計對學生的控制能力培養很關鍵。
2.項目的選用對象在生活中比較常見。如我院教學團隊與本地企業合作建立的立體車庫在許多商場、賓館、專門的停車場都能見到，許多學生對其工作過程比較熟悉，有利于減少設備介紹的時間，引起學生對控制方案的共鳴。
3.項目的選用結合本地區的企業設備。學生畢業后大部分在本地區工作，為使學生在畢業后盡快地適應工作需要，在項目內容上可選用本地區的軸承制造業、黃酒制造業、紡織印染制造業等相關設備的控制系統。有的學生在學習中參與了教師的一些簡單項目開發并將其作為畢業設計題目。如圖4（a）是為企業設計的渦流探傷檢測臺，圖4（b）是學生通過實訓室搭建的控制系統，并通過編程完成了畢業設計。
課程評價體系 在CDIO工程訓練模式下，可將項目的整個運行過程“構思——設計——實現——運作”納入考核范圍，鼓勵學生在做中學、在學中做，教師則提供實驗條件和指導，保障學生充分自由地發展，增強創新意識，并為學生提供遇到問題時加以解決的方法、對仍然存在的問題進一步改進的思路等。課程的考核采取多元化的評價體系，具體涉及以下幾方面：基本技能及基礎知識、設計能力、團隊協作能力、職業素質和評價。在針對項目的某一個工作情境中，需要完成設備工藝流程和產品目錄規劃表（涉及工藝流程描述和工作計劃安排）、設備控制實施表（涉及I/O分配表的編寫、控制流程圖、控制程序編寫過程記錄、設備調試過程記錄、實施過程中遇到的問題與對策和總結等）和評價表（涉及每個工作任務的考核要求、配分和評分標準）等等。
課程支撐條件
教師的CDIO能力培養 CDIO教學改革成敗的關鍵在于教師隊伍的能力。很多教師雖然有豐富的理論知識和較強的科研能力，但缺乏相關的企業工作經歷或工程經驗。因此，在選擇教師時應考慮以下三個方面：（1）作為企業科技指導員，與企業有密切的項目合作關系。（2）多次帶領學生參加省級或以上相關競賽并取得一定的成績。（3）在企業一線多次實踐鍛煉并積累一定的經驗，或具有企業相關工作經驗。
實踐平臺的設置 學生一般不具有豐富的設計經驗，創造性地設計新機構的控制系統時往往不知從何處入手。因此，有必要講授一些控制方案設計經驗，幫助學生構思。這項工作主要是通過院團委和相關教師組織并結合教育部、教育廳主辦的一些機械創新設計大賽、自動線安裝與調試大賽等設定比賽題目，號召學生發揮自己的想象力，形成可行控制方案并加以實施。我院的工業控制創新實踐室不僅為學生提供了全過程工程訓練的機會，鍛煉了學生的實際動手能力，同時還培養了學生的創新精神、團結協作精神。
學院政策的支持 我院教學團隊得到了學院在政策上的支持，主要體現為：對教師CDIO教學能力加以培養，與十多家企業開展相關合作并取得了一定成效；學生在完成一套設備控制系統的開發方案后，可作為畢業論文并優先推薦為優秀畢業論文，優先推薦到合作企業，并作為參加控制類相關大賽的重要選拔依據。
改革成效
經過近四年的教學試點，新教學模式下的“PLC、變頻器和觸摸屏綜合技術”課程取得了較好的效果，涌現出了一批優秀的學生和教師。學生的專業基礎水平能更好地適應企業崗位要求，許多學生畢業后能獨立完成企業安排的項目并得到企業的一致好評。學生的團隊協作能力得到明顯提高，與教師交流的能力得到明顯加強。學生的拼搏精神得到激發，許多學生為了完成任務往往工作到很晚才回寢室休息。教師的業務水平不斷提高，與企業的合作更加緊密。需要指出的是，這門綜合類控制課程的教學效果離不開其他專業課程和整個教育環境的配合。
參考文獻：
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篇12
1990年，鄒火軍考入廣西柳州機械工人技術學校（現更名為廣西機械高級技工學校、廣西機電技師學院）就讀維修電工專業，從此與“電”結下不解之緣。1993年，他以優異的成績考入當時有“中國第一職業教育學府”美譽的天津職業技術師范學院（現更名為天津職業技術師范大學）就讀電氣系電氣自動化專業，畢業后回到廣西機械高級技工學校任電類專業教師，從此與職業教育結下“不解情緣”。
在學校里，除了日常教學和管理工作外，鄒火軍主要擔任技師、高級技師、企業高技能人才的培訓和考核工作。2000年，鄒火軍重回母校天津職業技術師范大學就讀機電技術教育（專升本）專業，進一步提升自己的業務水平和操作技能，適應職業教育的發展。2004年，他參加全區技工院校教師技能大賽獲得第一名，并代表廣西參加當年“廣州數控杯”全國技工學校技能競賽（教師組）獲得第五名，被授予“全國技術能手”“全國技能大賽園丁獎”“廣西技能大獎”“廣西青年崗位能手”等稱號。
鄒火軍還多次參加中外學術交流活動，2007年，獲人力資源社會保障部培訓司派遣到加拿大阿爾伯塔省北亞理工學院參加為期兩個月的“中加合作高級技術工人隊伍建設電工培訓班”的學術交流，回國后，他創新地把國外先進的職業教育理論與我國職業教育特點相結合，形成一套新的中職院校電氣自動化教學方法全面應用于學校各專業，取得良好效果，并在廣西中職學校和技工院校電類專業中得到熱烈響應。
2012年，鄒火軍被人力資源社會勞動保障部授予“國家級技能大師”稱號，成立“鄒火軍國家級技能大師工作室”，成為廣西首位也是唯一一位電類專業國家級技能大師。
2013年，鄒火軍國家級技能大師工作室承辦全區技工學校電類專業教師教學能力提升師資培訓班，鄒火軍擔任主講教師，為全區20多所技工學校的40名教師進行教學能力和專業技術對口培訓。此外，他還與工作室的團隊成員分別擔任在廣州、青島舉辦的全國技工院校電類專業教材教法師資培訓班的主講教師，對全國100多位電類專業教師進行培訓，有效提升相關地區電氣專業建設水平。
科研：他甘當“電教”事業鋪路石
成立工作室后，鄒火軍帶領團隊先后完成了上汽通用五菱股份有限公司車身焊接流水線項目、五門一蓋包邊機控制系統項目、柳鋼集團埋弧焊項目、H型鋼組力機系統改造項目、大型鏜銑床數控系統改造項目、廣西鳳糖集團XZ-1360AT離心分密機自動控制系統改造項目、上浮器自動控制通訊系統改造項目等大型技術攻關任務，為區域經濟發展直接提供服務，使企業生產、專業教學、科技開發與推廣得到實質性結合。
同時，有豐富實踐動手能力的鄒火軍還主持開發PLC―觸摸屏―變頻器綜合實驗臺、自動化工業控制網絡演示屏、機床電氣線路維修訓練考核實訓臺、技師/高級技師培訓用直流調速教學模塊等十幾項技術成果，為學校節約教學經費200多萬元，使學校的維修電工、光機電一體等專業在新知識、新技術、新工藝、新方法等方面的教學能力得到迅猛發展，這些技術開發成果轉化形成的教學裝置成為廣西職業院校維修電工專業的新亮點。在這些技術成果中，由鄒火軍擔任總負責研制工作的“PLC―觸摸屏―變頻器綜合實驗臺”，獲得第六屆全國技工學校技術開發優秀成果一等獎，該技術成果具有較強的先進性及推廣應用價值，其應用效果得到全國同行的一致贊譽。
2012年，鄒火軍作為國家示范性職業學校數字化資源共建共享課題子課題《PLC應用技術（三菱）》的負責人，牽頭國內23所中職示范校開展精品課程資源建設，并通過教育部驗收，在全國范圍內實現共享，有效促進了全國中等職業學校電氣運行與控制專業數字化教學資源建設和信息化教學發展，為職業教育信息化建設作出了貢獻。
“把自己的實踐心得記錄下來，做一塊鋪路石，引導后來者少走彎路。”秉持這樣樸素的理念，鄒火軍總結長期生產、教學過程中積累的實踐經驗和理論，分別主持編寫教材：電工高技能人才系列叢書《數控機床電氣維修技術》、《電氣基本控制線路的安裝與檢修》；全國中等職業技術學校電工類專業一體化精品教材《PLC基礎與實訓》；全國高級技工學校電氣自動化安裝與維修專用教材《PLC應用技術（三菱）》上下冊、《變頻器應用技術實訓指導書》、《PLC應用技術實訓指導書》、《變頻器、PLC特殊功能模塊應用指導書》、《PLC、變頻器和觸摸屏綜合實訓》；技工院?！笆濉币巹澖滩模ǜ呒壒?任務驅動模式）《PLC應用技術（三菱）》、《機床電氣檢修》、《變頻技術及應用》等中等職業教育及高技能人才培訓教材，先后在中國勞動和社會保障出版社、機械工業出版社、清華大學出版社、中國電力出版社出版，為其他學校、專業的教材建設提供了參考和借鑒，推進了以工作過程為導向的課程體系改革。
傳藝：他樂于傳授精湛技術
“我能成長為一個工段長，全賴鄒火軍大師的培養。”這是柳州市第十二屆“青工狀元”、柳州市技術能手、柳州市“知識型”標兵、廣西技術能手、全國技術能手、上汽通用五菱汽車有限公司工段長吳俊工對鄒火軍的滿懷感激。
鄒火軍多次受企業委托，對企業選派的中青年技術骨干進行一對一研修培養。在帶徒傳藝時，他始終堅持“授人以魚，不如授人以漁”的思路，除了手把手傳授技藝，還耐心啟發學員動腦搞技術創新。
近五年來，鄒火軍為廣西玉柴（集團）機器有限公司、上汽通用五菱汽車股份有限公司、東風柳州汽車有限公司、廣西柳州鋼鐵（集團）股份有限公司、廣西柳工機械股份有限公司的技術骨干進行專項技術培養，使這些青年技術骨干迅速成長為企業的技術帶頭人和創新能手，其中的一些技術骨干如：顧林獲得2009年廣西職工技能大賽維修電工工種第一名，溫壽平獲得第二屆“振興杯”廣西職工技能大賽第一名，吳俊獲得柳州市第十二屆青工狀元、廣西職工技能大賽維修電工工種第二名，柳寧獲得柳州市職工技能大賽維修電工工種第一名，馮雄飛獲得2009年、2012年柳州市職工技能大賽維修電工工種第一名。他們為柳州企業的產業升級和技術創新作出杰出貢獻。
鄒火軍還借助高技能人才實訓基地和技能大師工作室平臺，帶領團隊積極承擔社會培訓工作，實施校企合作“訂單班”培養，為企業培養高技能人才，分別開辦“魚峰班”“鹿化班”“五菱班”“柳鋼班”，實現年培訓和鑒定在崗職工300人次。
篇13
可編程序控制器（簡稱PLC）是一種在工業控制領域應用十分廣泛的自動化設備，它是PLC、變頻器、觸摸屏、工控機、組態軟件、現場總線等設備構成的現代工業控制系統的核心。作為制造業三大支柱之一的PLC技術，已經成為每個機電工程技術人員必須掌握的一項技術。PLC課程教學效果的好壞對畢業生的就業也將產生很大的影響。因此，該課程必須要有優秀的教學理念，完善的教學設計，這樣才能取得良好的課程實施效果。
1 傳統教學模式存在的問題
傳統教學方法是從PLC的基礎知識開始，介紹PLC的硬件結構和工作原理、PLC的編程指令、應用程序設計。教學過程中，主要以教師為主導地位，學生為載體，被動地接受知識。PLC應用技術特點是綜合性較強，知識覆蓋面寬，新產品更新速度很快。如果理論內容較多，理論與實際脫節，教學效果不會很好?；ㄙM很長時間學習各種指令的語法，而不重視指令在實際工程中的使用方法，學習過程是被動地接受各種知識而沒有培養學生的主觀能動性，無法培養嚴謹的工程應用能力；在程序設計時，缺少實際項目的實施目標，不能對實際項目進行任務分析、總體方案設計、程序設計。只是為了考試而編程，沒有建立工程的概念，對工程設計沒有深刻的理解；課程結束后對于控制系統設計沒有清晰的思路，難以達到令人滿意的學習效果。
PLC技術和變頻器以及人機界面的綜合應用在工廠控制系統中廣泛使用。但是大多數院校并沒有專門設置PLC、變頻器和觸摸屏或者組態軟件綜合技術一體化教學課程。而是主要學習PLC、變頻器的理論，再加上各自獨立的驗證性實驗的方式進行教學。而且實踐課時偏少，學生往往只能掌握各門課的基礎技能。內容相對獨立，學生無法從整體上把握控制系統開發的思路，也就無法體現“構思、設計、實現和運作”的教學思想。另外PLC、變頻器和觸摸屏種類繁多，各種新產品層出不窮。當畢業生就業時從事相關行業工作，如果沒有綜合性的項目培訓，只是學會一些理論知識，所學專業知識與生產實際存在一定的脫節。畢業生需要很長時間才能適應企業的需求，這就降低了人才的競爭力。
2 基于CDIO理念的教學模式
傳統的教學模式只注重理論環節。針對傳統教學方法的不足，我們將先進的CDIO教學理念引入PLC課程教學。從項目構思、設計、實現到運行，開發PLC教學和實踐項目結合一體化的實踐教學內容，結合實驗室現有機型三菱FX系列PLC，開發以項目為驅動的課程標準。課程以項目為主線，將相關知識點和原理等內容貫穿其中，循序漸進地將理論與實踐相結合，內容少而精，學生學起來不枯燥，而且項目基本涵蓋了工業控制領域PLC控制系統常用技術。
常用的項目包括以下幾個。項目一通過電機啟?？刂谱寣W生掌握PLC基礎知識及PLC的基本工作原理，包括基本指令應用。項目二是電動機Y-降壓啟動，主要學習定時器編程使用方法。項目三是工作臺自動往復運動控制，學習行程開關和計數器的使用方法。項目四是氣動機械手的控制，讓學生掌握順序控制的方法，學習氣動電磁閥的控制。項目五是立體倉庫控制系統設計，學會步進電機控制指令的使用。項目六是變頻器多段速控制，包括丹佛斯、三菱、西門子等機型，采用不同方式實現對電機的調速控制。項目七是模擬量的溫度控制，可通過內部模擬量指令實現控制，學習使用PID指令實現閉環控制。項目八是觸摸屏、PLC的液體混合控制，學習使用觸摸屏設計人機界面以及和PLC相互通信。項目九是觸摸屏與變頻器、PLC恒壓供水控制系統，學習用觸摸屏、PLC、變頻器相結合的控制方式，學習設計信息簡潔豐富的人機界面，并且可以通過互聯網實現遠程監控。PLC技術的發展方向之一是網絡化與智能化，隨著物聯網技術的發展，PLC通訊聯網功能將會越來越強大。這十個項目基本涵蓋了PLC教學要求中的知識點。使學生逐漸將理論與實踐相結合，在實踐中學習各個重點和難點，學生會在學習中充滿成就感。
項目的選擇是精心安排安排的，按照知識點合理分配的原則。而且每一個項目都應該是實際項目，來自于生產一線，同時應用比較廣泛。按照項目的知識連貫性和學生的能力基礎，把整個學習過程分三個階段，每一個階段包括三個項目。在第一階段，學生對相應的PLC理論知識與電氣實踐技能還不了解，需要通過教師示范教學引導，這樣學生才能適應以項目為核心的教學方法，初步學習完成項目的具體步驟，為后續項目教學組織奠定良好基礎。第二階段，學生通過第一階段的學習，初步掌握了實施項目工作的具體步驟與常用的實踐技能，已經掌握了一定的理論知識，項目四、五、六這四個項目屬于第二階段內容，指導教師不用示范教學而是制定概要的項目步驟，學生依據步驟完成任務，目的是加強學生的進一步自己獨自完成項目的能力；在項目進行過程中，要重點使學生掌握提出問題，分析問題，解決問題的能力。提出合適的問題，才是解決問題的關鍵。第三階段，也就是綜合項目階段，學生已經具有初步的專業知識和分析問題解決問題的能力。通過本階段訓練，進一步提高學生的綜合項目能力，通過實際的綜合性項目訓練，學生的專業技能能力、解決問題能力、團結組織能力和人際交往能力得到很大提高。通過三個階段的努力，學生找工作時，非常受到用人單位的歡迎。需要重點指出項目必須來源于常用的生產現場，每一個訓練項目都包括構思、設計、實現、運行（CDIO）四個環節，真正在理念上貫徹這個理念。尤其重要的是初級階段的項目設計，每個項目中包含的知識點不能過多過難，也就是說學習訓練負荷不能太大，要讓學生有邊學習邊思考的時間，重點和難點內容要經過反復訓練。項目內容的選擇非常重要，需要具有豐富經驗的教師設計。
3 項目實施的教學組織過程
項目教學過程中，基于CDIO教學理念，按照構思、設計、實現、運作、評價等環節，認真體驗做中學、學中做。任何知識的運用與能力的培養都不是一蹴而就的。能力的培養如果僅僅是學生被動的在課堂訓練，這是遠遠不夠的，學生課后也需要全心投入。在CDIO教育理念下，提示學生對項目中所涉及的各種知識自己需要主動的學習。資料的查找，實際項目的應用情況，都是學生在課外調查研究。
CDIO理念培養人的綜合能力，注重學生的整體素質的提高。在課改教學組織過程中，課程組成員采用簡單控制系統由學生獨自完成項目，稍微復雜的控制系統由老師指定小組分工合作。通過課內學生相互之間的評價和交流，學生借鑒他人經驗的能力；交流溝通能力；知識的應用移植能力；自學能力都得到了較好的鍛煉。
課程評價改變傳統的閉卷考試為主的方式。過程考核成為最重要的部分，其中過程考核占70%，筆試考試占30%。更加注重學生細心嚴謹的學習，重視培養嚴謹務實的習慣，注重解決實際問題的能力。
4 總結
