教案20機械手的PLC控制授課基本信息教學項目機械手的PLC控制教學任務機械手的plc控制授課學時2學時授課班級機電一體化技術2021-3（47人）授學時間第十一周星期五授課地點9202可編程控制實訓室授課形式線上線下混合式教學分析教材選用西門子PLC項目式教程.張志田主編.北京：機械工業出版社,2017.1參考資料：1、S7-200編程手冊2、PLC控制系統設計、安裝與調試.陶泉主編.北京：北京理工大學出版社，2014.8教學內容分析本次任務圍繞可編程控制系統安裝調試、技術支持等職業能力，以前面所學的順序控制為載體，對接“1+X”可編程控制器系統應用編程職業技能等級標準要求中可編程控制器邏輯指令編程等考核內容，引導學生熟悉梯形圖順序控制編程邏輯，掌握順序控制指令的使用，具備分析和設計控制程序的能力，熟悉機械手控制基本思路，掌握利用順序控制指令和其他基本指令的用法，結合案例引導學生養成細心嚴謹的習慣，培養團隊的合作能力。學情分析知識和技能基礎分析：通過前導模塊的學習，學生已經掌握了傳送指令和移位指令編程的方法，具備了應用傳送指令或者移位指令設計順序動作程序的基本技能和實踐能力。在課前的小測驗中，多數同學都完成了線上測試，從教學平臺互動的反饋來看，學生對于順序控制指令編輯較為復雜一點的程序存在一定困難。認知和實踐能力分析：學生對知識理解和職業素養上有了一定的提升，但在自主分析和綜合應用方面有待加強，需要強化學生對前后知識的融會貫通與綜合應用實踐能力。由上次的實踐課的結果看，一些同學已經掌握了較為復雜有點的編程思路，但是對于應用多種指令結合的的控制任務的實現不太熟練，對于程序調試過程中出現的問題還不能快速正確處理。學習特點分析：在前導模塊的學習中，部分學生面對PLC程序的調試有點不夠自信，較為復雜一點的指令不太能夠熟練應用，但是對于基礎的編程能力所有提高，對于硬件部分的故障處理能力有所提高。教學實施調整；1.針對相關知識點重點，如梯形圖編輯，順序控制指令的使用規律等，教師在課堂教學中利用微課視頻、結合更多案例進行重點分析講解，有針對性的擴展較為復雜一點的的任務訓練。2.針對學習基礎不太好的學生，可通過小組成員傳幫帶和課后談心鼓勵等手段，增強學生能力與自信心，提升學習興趣，勇于挑戰自我。教學目標素質目標1.樹立自主學習的意識2.通過小組分工和協作，樹立團隊協作的意識知識目標1.熟悉順序控制指令的結構與使用2.掌握流程圖的編制與梯形圖轉化3.掌握利用順序控制指令實現機械手控制的方法能力目標1.能根據控制要求編輯控制程序2.能夠熟練應用順序控制指令完成機械手的控制教學重點難點教學重點1.順序控制指令的應用2.機械手PLC控制的編程方法教學難點1.機械手PLC控制的軟硬件調試教學方法任務驅動法、小組協作法、自主探究法教學資源1.課程資源：國家職業教育專業教學資源庫課程《可編程控制器技術（PLC）》、省精品在線開放課程《可編程控制技術及應用》；2.教學平臺：超星“學習通APP”平臺、校企共建共享“智慧工廠”平臺；3.教學場地：可編程理實一體教室。教學流程1，回顧上節所學知識（可編程控制系統的設計方法）（插入課程思政：學會批評與自我批評。）2，任務導入，自動化生產線上傳送帶的輸送視頻導入機械手的控制。3，任務分析（1）分析輸入輸出（2）繪制外部接線圖與控制流程圖（3）流程圖轉化為梯形圖（重難點）4，擴展訓練：利用傳送指令（或者其他指令）實現對機械手的控制。5，展示講解學生的設計：總結學生的主要錯誤點示范講解如何改進。6，評價與總結教學實施課前教學環節教學內容教師活動學生活動自主學習分析機械手控制的任務要求：動作順序：機械手從原位-夾爪放松-下降-抓緊-上升-右移-下降-放松-上升-左移-至原位停止1.【任務發布】線上發放課前任務單，發布“機械手控制”微課視頻，設定挑戰性任務與達標性任務供學生選擇。達標性任務：利用順序控制指令實現機械手的控制，要求：分析I/O分配，繪制梯形圖。挑戰性任務：實現利用其它指令實現機械手的控制。2.【檢查優化】檢查課前學習任務的完成情況，并根據學習平臺課前測驗等統計數據，調整優化教學設計；3.【線上答疑】回復學生線上學習過程中提出的問題。1.【自主學習】對照課前任務單的要求，自主選擇分層任務；2.【課前練習】觀看“機械手控制的原理和方法”微課視頻，完成課前測驗等線上活動；3.【線上提問】在線提出課前自主學習中遇到的問題。課中教學環節教學內容教師活動學生活動上節課內容鞏固5min1.可編程控制系統的設計方法1.【問題引導】梯形圖設計中出現的常見問題2.【分析講解】實踐課的常見軟硬件講解與處理方法【課堂討論】學生針對教師提問進行課堂討論，并回答知識講授20min任務引入5min1.生產線上機械手抓取工件控制的視頻2.引出控制任務（解決教學重點1）。1.【微課展示】學習通微課展示2.【思考】引導學生思考是如何利用PLC實現控制任務？1.【主題討論】學生針對教師提問進行課堂討論，并將結果上傳至超星平臺；2.【舉手回答】回答實現任務的方式。線上測試5min1.分析輸入輸出2.分析外部接線圖3.控制流程圖1.【發布測試】在學習通APP發布網絡課程任務及線上測試；2.【測試分析】教師根據線上統計測試情況，針對錯誤率高的知識點進行重點講解。1.【參加測試】在學習通APP觀看操作視頻并參加線上測試，檢驗學習效果；2.【聆聽分析】聆聽易錯知識點，在實訓報告本上完成I/O分配表一級外部接線圖。程序設計10min1.控制流程圖2.梯形圖設計1.【指令分析】分析順序控制指令的使用2.【示范講解】講解機械手程序的編程思路，邀請同學上臺編寫完整程序。1.【聆聽講解】獲取任務信息，聽取老師分析位移位寄存器指令在本任務如何使用2【小組討論】通過小組討論，討論程序的編寫規律。實操練習60minPLC外部接線5min1根據外部接線圖完成I/O接線【巡回指導】教師巡回指導，及時糾正和示范，重點關注指導選擇達標性任務、基礎欠佳的同學。根據要求完成接線，小組之間互相檢查有無錯誤之處。程序編輯10min1.講解學生設計的程序1.【講解】講解學生設計的程序的不足之處，完善程序。2.【檢查】檢查學生的錯誤之處1.【軟件操作】學生在電腦上完成程序編輯與下載2.【聆聽講解】聆聽老師的講解。避免出現類似錯誤3.將程序切換至監控狀態，觀察程序運行狀態。練技能15min1.分析之前程序的輸入輸出2.完成任務控制的過程要求1.【任務分析】分析任務控制要求；2.【分組任務】分析操作方法，知道如何查找故障【小組合作】完成任務操作過程，在實訓報告本上完成程序設計與操作過程。擴展訓練30min利用其他指令或者方法實現本任務的控制1，引導學生完成I/O分配和外部接線；2，指導程序設計1，聆聽老師講解2，參照之前設計完成擴展任務評價與小結5min任務點評教師總結1.【教師評價】教師對各小組的I/O分配與外部接線圖的完成情況以及程序的運行和操作情況進行評價；2.【課堂小結】總結今日所學內容【聽取總結】梳理并鞏固已學知識點。課后教學環節教學內容教師活動學生活動作業作業：完成實訓報告布置課后作業并在超星平臺發布。完成課后作業并上傳至超星平臺。考核評價基于超星平臺和“智慧工廠”平臺，以教師對小組評價為主，學生互評為輔，結合學習平臺評價，實現對學生知識、能力、素質及個性特征進行線上線下全方位的考核。關注學生職業素養與技能的培養，將可編程控制器系統應用編程職業技能等級標準融入評價標準，實施多元評價，探索增值評價。評分項目見下表，具體評分標準見評分細則。評分項目（比重）考核內容評價主體學習過程課前學習（30%）資源學習進度、課前互動、課前測驗結果平臺數據課堂活動（50%）參與投票、問卷、搶答、選人、討論、測驗、小組任務等課堂活動平臺數據課后學習（