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篇1

關(guān)鍵詞：組態(tài)軟件 PLC 控制應(yīng)用技術(shù) 課程教學(xué)

PLC控制應(yīng)用技術(shù)是電氣自動化、機(jī)電一體化等專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，也是一門實(shí)用性很強(qiáng)的課程。在教學(xué)過程中，教師不僅要對理論知識進(jìn)行系統(tǒng)的講解，還應(yīng)該讓學(xué)生通過實(shí)訓(xùn)課來增加知識的應(yīng)用和理解，學(xué)生只有通過理論知識結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)綜合訓(xùn)練才能對所學(xué)的知識有深入的了解，在今后的工作應(yīng)用中做到游刃有余。

1 組態(tài)軟件教學(xué)存在的問題

在教學(xué)上使用組態(tài)軟件十分簡便快捷，計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用水平不高的教師也可以按照教學(xué)的需要運(yùn)用組態(tài)軟件設(shè)計出符合自己教學(xué)風(fēng)格的教學(xué)課件。運(yùn)用組態(tài)軟件擁有的強(qiáng)大功能可以輕松實(shí)現(xiàn)圖形繪制、程序編寫、文字錄入、視頻輸出和動畫連接等，充分滿足教師在多媒體教學(xué)課件制作中的需求。即便如此，組態(tài)軟件在 PLC 控制技術(shù)課程教學(xué)方面應(yīng)用還有一些不足之處[1]。

1.1 教學(xué)的資源建設(shè)發(fā)展與生源變化的問題

近年來，我院在基礎(chǔ)建設(shè)和教學(xué)成績上都取得了較好的成績，并且不斷完善學(xué)院的教學(xué)建設(shè)和設(shè)施，學(xué)生在不斷增加，但是由于建設(shè)的速度滯后于學(xué)生的增加速度，因此一些實(shí)訓(xùn)基地、實(shí)訓(xùn)室一時無法接納所有的學(xué)生，尤其是PLC實(shí)訓(xùn)室。PLC實(shí)訓(xùn)室在建設(shè)上需要投入的資金量較大，特別是大量的裝置和外設(shè)模擬設(shè)備。若只是為了滿足現(xiàn)在的生源需求而建設(shè)PLC實(shí)訓(xùn)室或購置裝置和設(shè)備，當(dāng)以后生源減少時，就會降低設(shè)備使用率甚至荒廢這些資源，不符合建設(shè)節(jié)約型社會的理念。所以我們需要尋求新的解決方法，既可以滿足現(xiàn)在生源的學(xué)習(xí)需要又能夠減少資源的浪費(fèi)。

1.2 組態(tài)軟件在PLC控制應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)中存在的問題

組態(tài)軟件在PLC控制應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)方面存在的問題還需要我們?nèi)ソ鉀Q，如學(xué)生對軟件使用生疏，需要單獨(dú)增加一門組態(tài)軟件課程，加強(qiáng)他們對基礎(chǔ)知識的掌握與應(yīng)用，特別是在PLC與組態(tài)軟件結(jié)合應(yīng)用時，不容許出現(xiàn)知識的缺漏，否則會導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量下降，學(xué)生不能真正掌握技術(shù)。此外，因?yàn)樵跀?shù)據(jù)處理和工業(yè)控制中廣泛應(yīng)用了組態(tài)軟件，涉及PLC等設(shè)備控制、工業(yè)控制知識、設(shè)備連接、封面動畫制作、處理中的計算機(jī)語言編程等，而大部分學(xué)生對動畫制作和腳本語言的知識掌握較少，因而在教學(xué)過程中需要教師對知識不斷進(jìn)行組織和匯總。由于組態(tài)軟件主要應(yīng)用在與工業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的行業(yè)上，因此在實(shí)訓(xùn)教學(xué)時基本上是對某一個生產(chǎn)流程進(jìn)行模擬操作，學(xué)生掌握到的只是幾項簡單的流程操作、模擬、數(shù)據(jù)處理等。即便到生產(chǎn)一線實(shí)踐，因?yàn)榻M態(tài)工程正在進(jìn)行生產(chǎn)操作，無法讓學(xué)生操作。因此需要教師對實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行分析，開發(fā)挖掘?qū)嶒?yàn)設(shè)備的潛在能力，制定更加符合學(xué)生實(shí)驗(yàn)的項目[2]。

2 組態(tài)軟件在 PLC 控制應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)方面應(yīng)用的優(yōu)勢

2.1 組態(tài)軟件在提高教學(xué)質(zhì)量中的應(yīng)用

隨著自動化信息技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)控制廣泛應(yīng)用了組態(tài)軟件。組態(tài)軟件是一種能夠?qū)崿F(xiàn)過程控制和數(shù)據(jù)采集的專用軟件，它擁有十分強(qiáng)大的仿真能力，能夠?yàn)榭蛻籼峁┡c實(shí)物幾乎相同的控制操作環(huán)境。組態(tài)軟件是位于自動控制系統(tǒng)監(jiān)測層的開發(fā)環(huán)境和一級軟件平臺，使用靈活方便的組態(tài)軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)高效率構(gòu)建工業(yè)自動操控系統(tǒng)監(jiān)測功能和通用層次的組態(tài)軟件工具，此外組態(tài)的軟件界面十分友好，編程沒有太大的難度和復(fù)雜性，簡單易學(xué)，程序具備了較強(qiáng)的擴(kuò)展能力和兼容性。其中監(jiān)視與控制通用系統(tǒng)也就是MCGS組態(tài)軟件，具備保證Windows95以上多種操作系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的32位全中文工業(yè)自動化操控軟件，集流程控制、數(shù)據(jù)采集設(shè)備控制、動畫顯示、數(shù)據(jù)采集設(shè)備輸出、雙機(jī)設(shè)備、數(shù)據(jù)與曲線、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、工程報表等系列功能于一身，不僅支持國內(nèi)的眾多數(shù)據(jù)輸出與采集設(shè)備，還支持國外的輸出與采集設(shè)備。為達(dá)到控制的功能，必須對MCGS組態(tài)軟件進(jìn)行變量定義，對用戶窗口的畫面進(jìn)行變量連接和設(shè)計，以達(dá)到用戶界面的動畫操控。另外為了保證下位機(jī)與組態(tài)軟件能夠通信，還應(yīng)對設(shè)備組進(jìn)行態(tài)設(shè)置，設(shè)置完善通信端口的參數(shù)，然后安裝PLC驅(qū)動程序，最后對各量變進(jìn)行定義，確保在軟件中可以檢測出外部設(shè)備的使用、操作、控制情況，同時可以將信號輸出到實(shí)驗(yàn)板，盡可能確保實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)得到需求，編寫組態(tài)腳本的控制程序來實(shí)現(xiàn)完善大工程的設(shè)計。

因此，組態(tài)軟件的應(yīng)用對于高校的教學(xué)來說是非常方便的，所以越來越多的高校在嘗試運(yùn)用組態(tài)軟件來模擬PLC的控制對象，這樣學(xué)校不但可以減少部分實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)資金，還能減少購置實(shí)驗(yàn)設(shè)備的成本和購置裝置難的問題。最重要的是利用組態(tài)軟件結(jié)合PLC控制應(yīng)用技術(shù)模擬成本低，可以設(shè)計出多樣化的程序來豐富學(xué)生的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，滿足學(xué)生的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和PLC實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果，增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，在一定程度上緩解了教學(xué)過程中教與學(xué)的問題。有效提高了學(xué)生的實(shí)際動手能力和編程技巧，加強(qiáng)了學(xué)生對PLC工業(yè)控制過程的理解。

2.2 組態(tài)軟件在PLC控制應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)上的優(yōu)勢

組態(tài)軟件在PLC控制應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)應(yīng)用中有諸多優(yōu)勢，不但可以實(shí)現(xiàn)PLC課程仿真課件的制作，而且還可以運(yùn)用于PLC設(shè)備的模擬運(yùn)行。通過改變一下組態(tài)界面、數(shù)據(jù)連接和PLC程序就可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改變，因此，應(yīng)用一臺PLC主機(jī)設(shè)備可以做很多實(shí)驗(yàn)，大幅度提升了實(shí)驗(yàn)的靈活性，這個優(yōu)點(diǎn)是很多真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境無法比擬的。在組態(tài)軟件中運(yùn)用PLC控制理論與實(shí)踐，使教學(xué)易于實(shí)現(xiàn)，便于把實(shí)際生產(chǎn)過程中的操作貼近學(xué)生的實(shí)訓(xùn)項目，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和教師的課堂教學(xué)質(zhì)量，而且不用增加實(shí)驗(yàn)室和設(shè)備，就可以輕松地用現(xiàn)有的設(shè)備資源實(shí)行多樣化、低成本的教學(xué)，豐富課堂教學(xué)內(nèi)容。除此之外，組態(tài)仿真軟件實(shí)訓(xùn)項目和實(shí)驗(yàn)項目的開發(fā)時間較短，在開發(fā)后不用進(jìn)行維護(hù)，所以可以同時開發(fā)多個仿真項目，學(xué)生可進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)和多方面實(shí)驗(yàn)，達(dá)到全方位教學(xué)目的。在實(shí)訓(xùn)項目中，組態(tài)系統(tǒng)與PLC結(jié)合具有較好的利用價值，不僅節(jié)約了實(shí)訓(xùn)成本，還提供了實(shí)物操作中不具備的延伸性和智能特性[3]。

3 對電氣專業(yè)組態(tài)軟件高仿真教學(xué)應(yīng)用的展望

眾所周知，電氣專業(yè)大部分課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐操作性，只有經(jīng)過多次實(shí)訓(xùn)才能真正了解和掌握這些技術(shù)。但目前的高校，尤其是大專院校，缺少實(shí)驗(yàn)類課程資金，學(xué)生無法進(jìn)行更多的實(shí)訓(xùn)操作，雖然有國家撥款建設(shè)，但是在短期內(nèi)改變這一問題還有一定難度，因此，這種“先天不足”的矛盾只能靠自身去解決。有關(guān)專家經(jīng)過多次研究和實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出組態(tài)軟件的高仿真教學(xué)是一種有效的解決措施，它可以有效解決場地的不足和資金短缺問題，在教學(xué)形式上高仿真教學(xué)形象生動，有利于提高學(xué)生對知識技術(shù)的掌握和教師的教學(xué)質(zhì)量。由此可見，開發(fā)和運(yùn)用組態(tài)軟件高仿真教學(xué)課件在電氣專業(yè)教學(xué)中是十分有意義的[4]。

4 結(jié)束語

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對人才的要求越來越高，大部分工作崗位除了要求應(yīng)聘者具有一定的理論專業(yè)知識之外，還應(yīng)具備較強(qiáng)的操作技術(shù)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及自主學(xué)習(xí)的能力。PLC控制技術(shù)是電氣專業(yè)中一門重要的課程，學(xué)好這門課程對電氣專業(yè)的人才培養(yǎng)具有重大意義。組態(tài)軟件在PLC控制應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)方面應(yīng)用有了新的發(fā)展方向，另外它還具有一定的普遍性，在操作性較強(qiáng)的電氣專業(yè)教學(xué)中有較強(qiáng)的推廣意義。

參考文獻(xiàn)

[1]王艷麗.組態(tài)軟件在PLC控制應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)方面應(yīng)用的探討[J].科技信息，2011，2（14）：233.

[2]李強(qiáng)，李敬敬.組態(tài)軟件在電氣控制與PLC課程多媒體教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2010（3）：60-62.

篇2

關(guān)鍵詞：過程控制；Matlab；工程實(shí)踐能力

引言：自動化儀表與過程控制這門課程是電氣工程及其自動化的專業(yè)課。教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生掌握工業(yè)過程控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成、工作原理、一般的分析設(shè)計方法和基本的實(shí)訓(xùn)技能。了解過程控制新技術(shù)，基本掌握現(xiàn)場總線、遠(yuǎn)程監(jiān)控及組態(tài)軟件等技術(shù)，理解先進(jìn)的控制策略等[1]。與其相對應(yīng)的過程控制課程設(shè)計則是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)過程控制這門課程理論與實(shí)踐成果的重要環(huán)節(jié)。先從系統(tǒng)測試，系統(tǒng)建模，再到系統(tǒng)仿真。從單容對象的單回路控制到串級控制。從傳統(tǒng)PID控制到先進(jìn)控制策略。根據(jù)控制系統(tǒng)的特性，通過Matlab進(jìn)行參數(shù)整定，并進(jìn)行設(shè)計與仿真調(diào)試，最后進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)際調(diào)試。讓學(xué)生具有一定的分析問題和解決問題的能力，為從事與本專業(yè)相關(guān)的科學(xué)研究和工程技術(shù)等工作打下一定的基礎(chǔ)[2]。

一、學(xué)情分析

獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生由于基礎(chǔ)一般較差，上課時往往處于聽不懂的邊緣，久而久之就會產(chǎn)生厭學(xué)情緒，直接放棄聽課，這種例子屢見不鮮。通過課后與學(xué)生交流后了解到，獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生大多對于動手實(shí)踐類課程更為感興趣，尤其是實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)類課程。而自動化儀表與過程控制這門課程就屬于應(yīng)用實(shí)踐類課程，所以本課程的某些章節(jié)內(nèi)容就能吸引學(xué)生的注意力。但是也僅僅局限于學(xué)習(xí)了，了解了這門課程的部分內(nèi)容，并沒有達(dá)到能使同學(xué)們舉一反三的目標(biāo)。

二、改革與探索

（一）教學(xué)方法。以往的教學(xué)方法均是通過PPT及板書的方式進(jìn)行授課，較為枯燥乏味，不能營造良好的課堂氣氛，學(xué)生無法融入其中。為了調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，項目驅(qū)動的教學(xué)方法就是必不可少的。例如：講解第一章過程控制系統(tǒng)的組成，這章節(jié)的內(nèi)容是全書的基礎(chǔ)，也是全書的引論；以鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)為例闡述出過程控制系統(tǒng)的四大要素，被控對象，調(diào)節(jié)器，執(zhí)行器及反饋裝置。讓5名學(xué)生為一組進(jìn)行小組討論，分析出各組成部分的作用，并由1名學(xué)生進(jìn)行解說，另外4名學(xué)生進(jìn)行角色扮演，完成對該過程控制系統(tǒng)工作原理的分析與闡述。

讓學(xué)生參與其中后，由小組之間互相提出問題，進(jìn)行分組討論與演練，達(dá)到讓同學(xué)們主動能動的去學(xué)習(xí)，去思考問題。除了上述方法外，還可以布置學(xué)生自習(xí)的內(nèi)容，第二次上課時以作匯報的方式，讓學(xué)生自行上臺講解今天的課程內(nèi)容，最后結(jié)束由老師做總結(jié)，肯定正確的，糾正錯誤的觀點(diǎn)，并給予相應(yīng)的評分，作為期末考核的附加分。由此，鍛煉了學(xué)生的演講及文獻(xiàn)搜集與整理的能力，也激勵學(xué)生養(yǎng)成自我求真的好品質(zhì)。

（二）教學(xué)手段。所謂教學(xué)手段，老師用來教授知識的媒體、設(shè)備或是工具?，F(xiàn)今大學(xué)校園里常見的手段有：黑板，多媒體投影系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置。如何結(jié)合這幾種設(shè)備來更好的完成教學(xué)成了重中之重。例如：講解第二章自動化儀表，多媒體投影系統(tǒng)能將儀表細(xì)部進(jìn)行放大，并能將儀表使用過程通過影片的方式放映出來，直觀地讓學(xué)生了解到儀表的構(gòu)成及工作原理。但是，學(xué)生在學(xué)習(xí)的當(dāng)下，學(xué)會了相應(yīng)的課程內(nèi)容，當(dāng)學(xué)期末或是實(shí)驗(yàn)開課時，又需要重頭教授課程內(nèi)容，沒有起到直觀的教學(xué)效果。而將教學(xué)視頻改為實(shí)際的儀表，將普通教室改為實(shí)驗(yàn)室，在實(shí)驗(yàn)室講解儀表組成，并立即指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)訓(xùn)項目，并不斷練習(xí)，加以鞏固，效果立竿見影。對于被控對象建模這章內(nèi)容，將課堂搬到Matlab機(jī)房，通過實(shí)訓(xùn)達(dá)到學(xué)習(xí)的目的。

最后，通過課程設(shè)計類綜合實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生將課本知識與實(shí)踐知識得到應(yīng)用，將PLC原理及應(yīng)用、工業(yè)組態(tài)軟件等課程融會貫通。首先，根據(jù)被控對象反應(yīng)曲線得出其數(shù)學(xué)模型。然后，通過Matlab/Simulink組件搭建系統(tǒng)模型，通過PID參數(shù)整定方法，得出最佳控制參數(shù)；最后，將實(shí)際設(shè)備集成，通過PLC完成系統(tǒng)硬件組態(tài)，編寫相應(yīng)的梯形圖，根據(jù)仿真所得PID參數(shù)，實(shí)現(xiàn)PID控制，并利用相應(yīng)的工業(yè)組態(tài)軟件繪制相應(yīng)組態(tài)界面。從工程的角度出發(fā)，使學(xué)生能具有一定的動手能力，分析和解決問題的能力。

三、結(jié)束語

通過對教學(xué)方法及教學(xué)手段的分析與改革，使學(xué)生能積極主動地去學(xué)習(xí)自己感興趣的前沿知識以及實(shí)踐類知識。尤其是課程設(shè)計類綜合實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生將所學(xué)過的相關(guān)知識聯(lián)系起來，從設(shè)計的最初到項目的實(shí)施，到最后的調(diào)試與投用。每一個環(huán)節(jié)都由相應(yīng)的組員參與完成，訓(xùn)練學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力，工程實(shí)踐能力，把學(xué)生培養(yǎng)成為更具競爭力的創(chuàng)新型應(yīng)用技術(shù)技能型人才。

參考文獻(xiàn)：

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【關(guān)鍵詞】專業(yè)人才培養(yǎng)；可行性分析

一、編制的依據(jù)

（一）指導(dǎo)思想

根據(jù)“教育部關(guān)于制定高職高專教育專業(yè)教學(xué)計劃的原則意見”和 “教育部關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見”（教高[2006]16號）文件精神，結(jié)合自動化生產(chǎn)設(shè)備行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、行業(yè)的人才需求情況及我院實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件、教學(xué)團(tuán)隊情況，以人才需求調(diào)研為依據(jù)，以我院自動化生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用專業(yè)的骨干建設(shè)為基礎(chǔ)，開展本專業(yè)建設(shè)的研究與實(shí)踐，制定本專業(yè)人才培養(yǎng)方案。

（二）行業(yè)背景

通過走訪全省多家企事業(yè)和高職畢業(yè)生的基礎(chǔ)上，開展從業(yè)情況調(diào)查。結(jié)果顯示：隨著陜西制造業(yè)的發(fā)展，企業(yè)對自動化生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用高素質(zhì)技能型人才需求量大，尤其在國防科技、汽車、機(jī)床、自動生產(chǎn)線、包裝印刷、自動控制、電力設(shè)備制造等領(lǐng)域人才缺口高達(dá)58%。近年來，良好的政策環(huán)境、迅速發(fā)展的區(qū)域經(jīng)濟(jì)和行業(yè)背景，為自動化生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用專業(yè)的改革與發(fā)展提供了得天獨(dú)厚的條件，為培養(yǎng)大批自動化生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用高技能高素質(zhì)人才，對陜西及西北地區(qū)的發(fā)展和建設(shè)有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、人才培養(yǎng)方案可行性論證

（一）專業(yè)歷史

自動化生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用專業(yè)始建于2007年，幾年來，自動化生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用專業(yè)為國防科技工業(yè)和陜西地方經(jīng)濟(jì)培養(yǎng)了百余名優(yōu)秀人才，我院為了適應(yīng)社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展的需要，努力把自動化生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用專業(yè)辦好、辦強(qiáng)，在保證教育教學(xué)質(zhì)量的前提下，逐步擴(kuò)大招生規(guī)模，近三年畢業(yè)生一次性就業(yè)率一直保持在95%以上。

（二）教學(xué)團(tuán)隊

通過建設(shè)，本專業(yè)現(xiàn)有教師28人，其中校內(nèi)專任教師與校外兼任教師比例1：1；其中專業(yè)帶頭人1人，骨干教師5人，“雙師素質(zhì)”教師10人、副教授和高級工程師12人，3位教師具有職業(yè)技能鑒定中、高級考評員資格。近三年，教師50余篇，獲得國家新型實(shí)用技術(shù)專利3項。

（三）實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件

自動化生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用專業(yè)擁有機(jī)電綜合創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)室、液壓實(shí)訓(xùn)室、氣動與PLC實(shí)訓(xùn)室、工業(yè)自動化實(shí)訓(xùn)室、電液綜合實(shí)訓(xùn)室等12個專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室。與中船重工西安東風(fēng)儀表廠、陜西飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司、東方機(jī)械廠、漢江機(jī)床廠、上海英集斯自動化公司等多家企業(yè)建立了校企合作關(guān)系，在這些企業(yè)建立了穩(wěn)定的校外實(shí)習(xí)基地，進(jìn)行頂崗實(shí)習(xí)和工學(xué)交替。

1、可編程控制器技術(shù)實(shí)訓(xùn)室。

服務(wù)課程：可用于《可編程控制器應(yīng)用》、《控制系統(tǒng)安全與保證》、《工控組態(tài)技術(shù)》、《簡單機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計》等課程的實(shí)驗(yàn)/實(shí)訓(xùn)教學(xué)。

主要設(shè)備：具備滿足不少于40人學(xué)習(xí)，20個工位的可編程序控制器、編程軟件、數(shù)字量實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、模擬量實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀⒂|摸屏、手持式編程器、計算機(jī)、控制對象（PLC控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺或工控載體）、兆歐表、數(shù)字萬用表、壓線鉗、剝線鉗及電烙鐵等。

實(shí)訓(xùn)項目：PLC硬件組態(tài)；電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制程序的設(shè)計與調(diào)試；Y-控制程序的設(shè)計與調(diào)試；紅綠燈控制程序的設(shè)計與調(diào)試；運(yùn)料小車控制程序的設(shè)計與調(diào)試；典型工控系統(tǒng)程序設(shè)計及工控組態(tài)等；以及維修電工取證相關(guān)的訓(xùn)練項目。

2、液壓傳動技術(shù)實(shí)訓(xùn)室。

服務(wù)課程：可用于《液壓/氣壓傳動技術(shù)與應(yīng)用》、《液壓/氣壓系統(tǒng)安裝與調(diào)試》、《比例液壓/比例氣動技術(shù)與應(yīng)用》、《液壓/氣動設(shè)備故障診斷》、《工程液壓技術(shù)應(yīng)用》等課程的實(shí)驗(yàn)/實(shí)訓(xùn)教學(xué)。

主要設(shè)備：具備滿足不少于40人學(xué)習(xí)，5個工位的基礎(chǔ)液壓實(shí)驗(yàn)臺、液壓泵站、控制元件、執(zhí)行元件、輔助元件、液壓油、比例液壓實(shí)驗(yàn)臺、比例壓力閥、比例流量閥、比例方向閥、多功能檢測箱（包括流量傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器等組件）、工程機(jī)械組件、用于拆裝的工業(yè)液壓元件、萬用表、常用的機(jī)械拆裝工具等。

實(shí)訓(xùn)項目：液壓典型系統(tǒng)安裝與調(diào)試；比例液壓系統(tǒng)安裝與調(diào)試；液壓系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)、故障檢測、診斷與排除；典型工程液壓系統(tǒng)安裝與調(diào)試等訓(xùn)練項目。

3、氣動傳動技術(shù)實(shí)訓(xùn)室。

服務(wù)課程：可用于《液壓/氣壓傳動技術(shù)與應(yīng)用》、《液壓/氣壓系統(tǒng)安裝與調(diào)試》、《液壓/氣動設(shè)備故障診斷》等課程的實(shí)驗(yàn)/實(shí)訓(xùn)教學(xué)。

主要設(shè)備：具備滿足不少于40人學(xué)習(xí)，5個工位的基礎(chǔ)氣動實(shí)驗(yàn)臺、空壓機(jī)站、氣動控制元件、執(zhí)行元件、輔助元件、比例氣動實(shí)驗(yàn)臺、比例壓力閥、壓力繼電器、帶內(nèi)置測量系統(tǒng)的氣缸、比例閥操作模塊、開關(guān)、輸入輸出盒、帶數(shù)字量和模擬量輸入輸出模塊的PLC、編程軟件、計算機(jī)、萬用表；用于拆裝的工業(yè)氣動元件、常用的拆裝工具等。

實(shí)訓(xùn)項目：氣動典型系統(tǒng)安裝與調(diào)試；電氣氣動系統(tǒng)安裝與調(diào)試；比例氣動系統(tǒng)安裝與調(diào)試；氣動系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)、故障檢測、診斷與排除等訓(xùn)練項目。

（四）人才培養(yǎng)模式

在專業(yè)建設(shè)上依托行業(yè)優(yōu)勢，實(shí)施校企共建，與企業(yè)合作共同開發(fā)人才培養(yǎng)方案，企業(yè)技術(shù)骨干參與課程體系設(shè)計、課程內(nèi)容改革、專業(yè)課程教學(xué)、實(shí)習(xí)指導(dǎo)等關(guān)鍵教學(xué)環(huán)節(jié)。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)上，在充分利用校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地的基礎(chǔ)上，與中船重工西安東風(fēng)儀表廠、陜西飛機(jī)制造工業(yè)有限公司、西電集團(tuán)、東方機(jī)械廠、上海英集斯自動化設(shè)備有限公司等企業(yè)開展合作，安排學(xué)生進(jìn)行專業(yè)崗位技能訓(xùn)練和頂崗實(shí)習(xí)，確保了畢業(yè)生的專業(yè)能力得到訓(xùn)練和提高。經(jīng)過幾年的教學(xué)實(shí)踐，自動化生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用專業(yè)初步形成了“以職業(yè)崗位需求為培養(yǎng)目標(biāo)，以職業(yè)能力培養(yǎng)為核心，以校企合作為手段”的工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式。

（五）課程與教材

篇4

論文關(guān)鍵詞：電氣控制及PLC；項目教學(xué)；教學(xué)效果

電氣控制及PLC應(yīng)用課程是電氣控制及自動化專業(yè)的主干課程，其內(nèi)容與工程應(yīng)用緊密結(jié)合，在工業(yè)自動化控制、智能儀器儀表、精密加工、數(shù)控機(jī)床以及機(jī)電一體化技術(shù)等領(lǐng)域中得到日益廣泛的應(yīng)用。本課程是浙江工業(yè)大學(xué)（我校）電氣工程及自動化教育專業(yè)和機(jī)械工程及自動化教育的專業(yè)必修課。通過本課程的學(xué)習(xí)，除了讓學(xué)生學(xué)習(xí)電氣控制和可編程控制器應(yīng)用技術(shù)基本知識外，還以提高學(xué)生的素質(zhì)和全面能力為宗旨。具體教學(xué)要求是熟悉常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、工作原理、特性及應(yīng)用，掌握繼電接觸器控制系統(tǒng)基本分析和設(shè)計能力，掌握典型電氣控制電路的分析和設(shè)計方法，掌握可編程控制器的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，熟練掌握基本邏輯指令的應(yīng)用，掌握步進(jìn)順控指令編程方法及應(yīng)用，了解PLC網(wǎng)絡(luò)及通訊基本知識，繼電接觸器控制系統(tǒng)基本分析能力，特別是掌握典型電氣控制電路的分析能力，重點(diǎn)是S7-224/S7-300可編程序控制器的編程技術(shù)、通信模式及調(diào)試技巧。

項目教學(xué)是以項目實(shí)施為主線有效組織理論和實(shí)踐知識，師生共同實(shí)施并完成一個“項目”為主要學(xué)習(xí)方式的教學(xué)活動，是建立在建構(gòu)主義和情景學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上體現(xiàn)行動導(dǎo)向教育理念的教學(xué)方法，將傳授知識為主的傳統(tǒng)教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橐酝瓿身椖?、職業(yè)體驗(yàn)和解決問題為主的多維互動式的教學(xué)模式，在職業(yè)教育的專業(yè)課程教學(xué)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。通過項目實(shí)施過程，讓學(xué)生學(xué)習(xí)必要的理論知識及掌握必備的專業(yè)技能，突出知識的學(xué)習(xí)服務(wù)于職業(yè)能力的建構(gòu)。

一、電氣控制及PLC應(yīng)用項目教學(xué)模塊

實(shí)施項目教學(xué)，項目的選取要具有典型性、代表性和全面性，以往的教學(xué)選取的項目經(jīng)?；谛№椖縼斫虒W(xué)，僅能說明一個知識點(diǎn)或某個問題，綜合知識無法體現(xiàn)，這樣各知識點(diǎn)之間彼此孤立，章節(jié)的聯(lián)系比較匱乏，彼此的知識點(diǎn)無法連貫，邏輯關(guān)系無法得到梳理，不能對學(xué)生的綜合能力進(jìn)行鍛煉。然而學(xué)生畢業(yè)后往往面對的是比較綜合的工程項目，而他們的知識結(jié)構(gòu)是孤立的，面對綜合設(shè)計一個項目不知道從何處下手，尤其是既需要分析、設(shè)計又要安裝調(diào)試的復(fù)雜的項目無從下手了。學(xué)生不能立即投入到生產(chǎn)實(shí)踐中，無奈還要從頭學(xué)起。

基于以上的問題，在展開項目教學(xué)法實(shí)施過程中，選取一個比較綜合典型的真實(shí)項目——節(jié)能環(huán)保中水回用水處理廠智能控制系統(tǒng)來進(jìn)行教學(xué)設(shè)計。參照教學(xué)大綱和緊扣教材內(nèi)容，根據(jù)項目組成設(shè)計以下主要教學(xué)模塊：（1）項目教學(xué)實(shí)施前準(zhǔn)備工作及模擬招投標(biāo)介紹；（2）中水回用水廠供配電介紹及用電安全；（3）中水回用水廠的用到的低壓電器設(shè)備教學(xué)及知識點(diǎn)學(xué)習(xí)；（4）提升泵房、反沖濾池、加礬加氯、送水泵房儀器儀表的電氣控制原理圖、元器件布置圖及施工圖紙設(shè)計；（5）提升泵、鼓風(fēng)機(jī)、反沖泵、送水泵的不同啟動形式設(shè)計；（6）S7-200（含7個從站）和S7-300（含2個主站）PLC設(shè)計及編程；（7）主站PLC與各從站的Proface-Bus及中控制室的通信實(shí)現(xiàn)；（8）主站PLC觸摸屏編程及中控室的主機(jī)系統(tǒng)組態(tài)；（9）整個中水回用系統(tǒng)與Intenet通信；（10）項目的竣工及驗(yàn)收—課程總結(jié)。隨著自動化生產(chǎn)的發(fā)展，該課程涉及到許多新知識、新技術(shù)領(lǐng)域。我們以加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)為突破口，以創(chuàng)新為契機(jī)，構(gòu)建以項目為載體的理論實(shí)踐一體化教學(xué)模式，符合技術(shù)師范本科專業(yè)的培養(yǎng)特點(diǎn)和定位，既要具備工程性，又要具備師范性，通過課程和專業(yè)訓(xùn)練使學(xué)生成為具有“講師”、“工程師”等知識和能力結(jié)構(gòu)的“雙師型”人才。

二、項目教學(xué)設(shè)計

1.項目教學(xué)設(shè)計

（1）選擇合適的配套教材。我們將電氣工程及自動化教育和機(jī)械工程及自動化教育的專業(yè)崗位對電氣方面的知識和技能需求為目標(biāo)，以就業(yè)單位人才需要為基準(zhǔn)，結(jié)合技術(shù)師范培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)選擇教材。以現(xiàn)行主流PLC為參考，以必需、實(shí)用知識為主，加強(qiáng)學(xué)生電氣控制技能的培養(yǎng)，教材的內(nèi)容包括常用低壓控制電器、電氣控制線路的基本原則和基本環(huán)節(jié)、可編程控制器基礎(chǔ)、S7-200PLC的系統(tǒng)配置及質(zhì)量系統(tǒng)、SETP7-Micro/WIN32編程軟件、S7-300和S7-400PLC系統(tǒng)配置與編程及通信及網(wǎng)絡(luò)等；被選取的項目與教材結(jié)合緊密，涵蓋的知識比較吻合，也是現(xiàn)在自動化行業(yè)及大學(xué)競賽的主流技術(shù)。

（2）項目實(shí)施前，先完成模擬投標(biāo)及中標(biāo)過程，讓學(xué)生明白項目實(shí)施過程中必經(jīng)的流程和步驟，體會真實(shí)項目的投標(biāo)中標(biāo)和方案實(shí)施的過程。標(biāo)書設(shè)計就是按項目模塊來分類，每進(jìn)行一個模塊就是完成標(biāo)書方案中的一部分。 　（3）項目教學(xué)模塊借助組態(tài)軟件給出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組態(tài)圖，標(biāo)出了每個模塊應(yīng)完成的項目任務(wù)，根據(jù)模塊工作量和知識的多少合理安排課時。每個模塊預(yù)先提出問題，讓學(xué)生先思考，鼓勵學(xué)生發(fā)揮與創(chuàng)新，根據(jù)學(xué)生人數(shù)，恰當(dāng)分組，每組模擬為一個施工團(tuán)隊，選出隊長，由其對整個組的人員進(jìn)行協(xié)調(diào)分工，課前每組先設(shè)計一套實(shí)施項目模塊的方案，課間展開討論，老師甄別或指出最佳方案及實(shí)施方法，課后留給學(xué)生擴(kuò)展的空間。

（4）對要完成的項目教學(xué)任務(wù)要提出具體要求。如基本的工廠供配電；常用的低壓電器；基本的電氣控制及啟動方式；電氣原理圖、元器件圖、施工圖繪制；PLC編程、通信、組態(tài)等。課后要求學(xué)生提交項目教學(xué)實(shí)訓(xùn)報告，電子圖紙，學(xué)生團(tuán)隊自己評價，教師講評驗(yàn)收。

（5）師生共要明確項目教學(xué)過程中要重點(diǎn)鍛煉和加強(qiáng)的知識點(diǎn)。力求既全面又重點(diǎn)突出，能最大限度的鍛煉技能；對于項目實(shí)施過程中可能遇到的難點(diǎn)，要及時為學(xué)生重點(diǎn)講解及輔助突破。

（6）每個項目模塊怎么實(shí)施，什么時間實(shí)施計劃要詳盡、人員分工要明確。幫助學(xué)生完成各個項目模塊的實(shí)施內(nèi)容及計劃表，開學(xué)二周制定好計劃，同時要及時拓展學(xué)生視野，項目團(tuán)隊制定良好激勵機(jī)制和完善的管理制度，立爭協(xié)調(diào)高效的完成項目任務(wù)。

三、項目教學(xué)具體實(shí)施

（1）在理論教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用電機(jī)拖動及自動控制原理的基礎(chǔ)知識，分析PLC專業(yè)課程編程內(nèi)容，強(qiáng)化閉環(huán)控制模型知識的掌握，使學(xué)生能在項目實(shí)施過程中體會PLC的智能控制思路。

（2）強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，以實(shí)際的節(jié)能環(huán)保中水回用水廠電氣設(shè)備的基本功能、結(jié)構(gòu)組成及電路工作原理的分析為重點(diǎn)，讓學(xué)生學(xué)會分析復(fù)雜的實(shí)際電氣設(shè)備的工作原理，具備識讀電路圖、繪制電路圖、設(shè)計電路圖的能力。在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生安裝、調(diào)試、維修及維護(hù)自動化常用電氣設(shè)備的能力。對重點(diǎn)應(yīng)用知識在實(shí)訓(xùn)室訓(xùn)練，學(xué)生自評，教師嚴(yán)格考評，直到達(dá)到教學(xué)目標(biāo)為止。

（3）教師將自動化現(xiàn)場實(shí)際搜集的智能電氣設(shè)備及相關(guān)資料補(bǔ)充到課堂中，并從網(wǎng)絡(luò)搜索相關(guān)智能電氣控制系統(tǒng)新技術(shù)，利用組態(tài)軟件做成展示項目，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)展示工程項目的技術(shù)細(xì)節(jié)，如煤礦絞車提升系統(tǒng)、遠(yuǎn)程恒壓供水系統(tǒng)、電廠脫硫智能控制系統(tǒng)等，使學(xué)生直觀、方便地學(xué)到先進(jìn)的專業(yè)技術(shù)知識。

（4）將計算機(jī)輔助軟件的使用引入教學(xué)中，如Pro/e繪制電氣原理圖，SETP7-Micro/WIN32編程軟件、組態(tài)6.53的使用、GP-2500觸摸屏的軟件編程等，使學(xué)生既學(xué)到知識的理論知識也拓展了知識面，使他們明白現(xiàn)代化的電氣控制系統(tǒng)是很多先進(jìn)技術(shù)協(xié)調(diào)服務(wù)和集成的綜合效果。

四、教學(xué)考評方法

（1）設(shè)置學(xué)生自我評價機(jī)制，其包括學(xué)生自我評分，也包括組長對每個成員的打分。

（2）設(shè)計項目教學(xué)驗(yàn)收表格，細(xì)化子項目注意事項的考評。

（3）每人必須對項目調(diào)試通過，并撰寫實(shí)驗(yàn)報告。

（4）考評計入平時成績，同時加大該項考核在總成績的比重。

篇5

論文關(guān)鍵詞：工科專業(yè)；項目教學(xué)法；工程素質(zhì)

高等應(yīng)用型教育突出技術(shù)應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，力求教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)際、工學(xué)緊密結(jié)合，正是工程素質(zhì)的核心和內(nèi)在要求。工科專業(yè)具有理論性、實(shí)踐性和應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，學(xué)生工程素質(zhì)的高低是衡量教育改革成效、教學(xué)質(zhì)量和就業(yè)前景的重要因素，因此，工程素質(zhì)培養(yǎng)勢在必行。基于工作過程的項目教學(xué)法充分體現(xiàn)出學(xué)習(xí)領(lǐng)域與工作領(lǐng)域一致、學(xué)習(xí)過程與工作過程一致、學(xué)習(xí)任務(wù)與工作任務(wù)一致的有機(jī)結(jié)合，因此，對工程素質(zhì)的培養(yǎng)是一種有效的教學(xué)方法之一。

一、工程素質(zhì)、項目教學(xué)法概述

1.工程素質(zhì)的內(nèi)涵

工程素質(zhì)是指從事工程實(shí)踐的工程專業(yè)技術(shù)人員的一種能力，是面向工程實(shí)踐活動時所具有的潛能和適應(yīng)性。工程素質(zhì)主要是指：良好的數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和人文社會科學(xué)的基本素養(yǎng)；比較扎實(shí)和寬厚的工程技術(shù)科學(xué)基礎(chǔ)和工程應(yīng)用技術(shù)專業(yè)知識；受過必要的、基本的工程訓(xùn)練；具有綜合分析和解決工程實(shí)際問題的能力。工程素質(zhì)內(nèi)涵主要包括工程知識、工程意識和工程實(shí)踐能力，體現(xiàn)了知識、技能和能力三者之間的關(guān)系。工程素質(zhì)尤其在就業(yè)、學(xué)習(xí)和思維能力、創(chuàng)新和科研能力三方面能起到良好的促進(jìn)作用。

2.基于工作過程的項目教學(xué)法

所謂項目教學(xué)是指在學(xué)生掌握了有關(guān)基本知識和技能的基礎(chǔ)上，在教師的精心策劃和指導(dǎo)以及學(xué)生積極主動參與下，根據(jù)教學(xué)目的和教學(xué)內(nèi)容的要求，運(yùn)用典型項目，調(diào)動學(xué)生參與討論、深入分析及實(shí)踐，通過學(xué)生的獨(dú)立思考、集體協(xié)作，進(jìn)一步提高其識別、分析和解決某一具體工程問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的自覺性，同時培養(yǎng)正確的思維理念、學(xué)習(xí)方法、溝通能力和合作精神的教學(xué)方式。簡單地說，就是師生通過共同實(shí)施一個完整的“項目”工作而進(jìn)行的教學(xué)活動。

3.工程素質(zhì)培養(yǎng)引入項目教學(xué)法的必要性

項目教學(xué)法不僅能實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合、局部與整體結(jié)合、課堂及學(xué)校內(nèi)外結(jié)合、分析問題與解決問題結(jié)合，也能充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，貫徹“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的現(xiàn)代教育思想。而且，項目教學(xué)能讓學(xué)生充分領(lǐng)略完整的工程項目鏈條，通過分析、解決工程面臨的各種問題，實(shí)實(shí)在在地看到自己的成果，不僅能增強(qiáng)自信心，也能充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，使學(xué)生在工作中學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)中工作，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的綜合能力。

二、項目教學(xué)法與工程素質(zhì)培養(yǎng)的關(guān)系

根據(jù)工程素質(zhì)培養(yǎng)的內(nèi)在要求，結(jié)合近幾年的研究探討及教學(xué)實(shí)踐效果，開展工程素質(zhì)培養(yǎng)主要要把握六個要素：人才培養(yǎng)方案的改革、課程體系與教學(xué)內(nèi)容的重構(gòu)、工程實(shí)踐訓(xùn)練的強(qiáng)化、“雙師型”師資隊伍建設(shè)、教學(xué)理念和教學(xué)方法創(chuàng)新、產(chǎn)學(xué)研與校企的有機(jī)結(jié)合。由此可見，工程素質(zhì)培養(yǎng)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程。本文僅就教學(xué)方法進(jìn)行探討。

項目教學(xué)法除了具有實(shí)踐性、自主性、發(fā)展性、綜合性、開放性和評價特點(diǎn)內(nèi)在要求外，與工程素質(zhì)結(jié)合主要體現(xiàn)在三個方面：首先，以能力培養(yǎng)作為出發(fā)點(diǎn)和立足點(diǎn)；其次，具有縱覽全局的“工程觀”，以“完整工程項目”為支撐平臺，能實(shí)施現(xiàn)場教學(xué)和理論教學(xué)；再次，以項目為平臺，利用研討式和項目具體實(shí)施培養(yǎng)學(xué)生選取和使用信息的能力、團(tuán)隊合作精神、工程實(shí)踐能力。

基于工作過程及項目教學(xué)法不僅突出職業(yè)能力、方法能力和社會能力并舉，實(shí)現(xiàn)理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐的完全融合。盡管工程素質(zhì)培養(yǎng)涉及多方面，而項目教學(xué)法不僅集成了工程素質(zhì)的內(nèi)涵，也濃縮了工程素質(zhì)實(shí)現(xiàn)的六個要素，因而成為工程素質(zhì)培養(yǎng)最為有效的方法之一?；诠ぷ鬟^程及項目教學(xué)法作為國家級精品課的建設(shè)、評審指標(biāo)以及國家級示范高職院校的建設(shè)基本方向，充分說明基于工作過程的項目教學(xué)法是引領(lǐng)職業(yè)教育健康、持續(xù)發(fā)展的重要基石，也成為工程素質(zhì)培養(yǎng)首選的教學(xué)方法。

三、項目教學(xué)法在工程素質(zhì)培養(yǎng)方面的應(yīng)用實(shí)踐

1.概述

教師作為教學(xué)的主導(dǎo)角色，并作為學(xué)生的引路人，教師的周密部署和指導(dǎo)至關(guān)重要，需要把握分寸進(jìn)行講解和示范，既要避免學(xué)生的盲目性，又不能束縛他們的主觀能動性和創(chuàng)新思維，為此應(yīng)指明實(shí)施的原則、方向、方法及提供豐富的教學(xué)資源。

學(xué)生是實(shí)施項目教學(xué)的主體，只有充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，通過學(xué)生自主性學(xué)習(xí)，才能貫徹“學(xué)、練、研”理實(shí)一體化的教學(xué)模式，以實(shí)現(xiàn)項目教學(xué)法“做中學(xué)”、“學(xué)中做”的教學(xué)理念。

基于工作過程的項目教學(xué)以典型工作任務(wù)為載體、以完成工作任務(wù)為目標(biāo)、以工作過程的行動導(dǎo)向?yàn)閷?shí)施原則、以學(xué)習(xí)情境作為支撐平臺，按資訊、決策、計劃、實(shí)施、檢查、評價六個階段組織項目教學(xué)實(shí)施。由于“集散控制系統(tǒng)”課程具有專業(yè)性、理論性、實(shí)踐性、綜合性等特點(diǎn)，不僅適于項目教學(xué)，也是工程素質(zhì)內(nèi)在要求最為典型的課程之一。下面以其恒壓供水控制系統(tǒng)項目為載體，說明其在工程素質(zhì)培養(yǎng)方面的應(yīng)用。

2.項目資訊

教師通過下發(fā)項目任務(wù)書，使學(xué)生明確工作方向，即圍繞基本知識技能回顧、工程工藝調(diào)研分析、設(shè)備選型、控制柜設(shè)計安裝、控制程序和組態(tài)軟件開發(fā)、系統(tǒng)集成、調(diào)試運(yùn)行、項目總結(jié)等環(huán)節(jié)開展。

恒壓供水控制系統(tǒng)基于A3000實(shí)訓(xùn)平臺，其主要設(shè)備包括水箱、流量傳感器、壓力傳感器、手動控制閥、電磁調(diào)節(jié)閥或變頻器、水泵、PLC控制系統(tǒng)、計算機(jī)及開發(fā)軟件。學(xué)生具備識讀與繪制原理圖能力、儀表使用能力、閱讀與整理資料能力、熟練掌握PLC編程、理解PID控制規(guī)律及工程應(yīng)用初步能力。通過DCS組態(tài)，滿足系統(tǒng)性能指標(biāo)要求，實(shí)現(xiàn)恒壓供水控制。

項目資訊在工程實(shí)施過程中具有重要的地位，明確用戶需求和現(xiàn)狀是制訂實(shí)施方案和完成技術(shù)協(xié)議及工程報價的基礎(chǔ)。利用項目任務(wù)單，領(lǐng)會到復(fù)雜的項目需要進(jìn)行分解處理，不僅是一種基本的工作方法，又能實(shí)現(xiàn)分工、協(xié)作，而且有利于信息收集、整理、交流和應(yīng)用能力提高以及“工程觀”體系構(gòu)建。

3.項目決策與計劃

學(xué)生進(jìn)行人員分配，制訂學(xué)習(xí)和項目計劃。首先，通過聽課、查閱資料、調(diào)研分析等工作，討論和交流后領(lǐng)會項目要求。其次，在理論上，要對控制方案進(jìn)行分析驗(yàn)證。再次，基于工程背景，參考案例規(guī)程和框架，劃分項目子模塊，確定項目重點(diǎn)和難點(diǎn)及突破口，綜合考慮各種因素，并經(jīng)過老師審核，制訂項目實(shí)施方案。結(jié)合恒壓供水控制系統(tǒng)A3000實(shí)訓(xùn)平臺，在掌握設(shè)備組成、結(jié)構(gòu)、工作原理、信號傳遞關(guān)系基礎(chǔ)上，主要圍繞硬件和軟件兩條主線制訂實(shí)施方案。

通過此環(huán)節(jié)，既培養(yǎng)學(xué)生綜合提煉信息、交流、理論分析計算、工程知識應(yīng)用、工程意識、技術(shù)方案文檔寫作能力以及一定的合作精神和行政領(lǐng)導(dǎo)能力，又能提升正確判斷和制訂工程方案的能力。

4.項目實(shí)施

學(xué)生在明晰項目工藝流程、制訂了切實(shí)可行的實(shí)施方案，具備相關(guān)知識、技能和能力，并解決了A3000恒壓供水系統(tǒng)實(shí)施的主要難點(diǎn)，即PLC控制程序的開發(fā)、PC操作站與PLC工作站的通訊、監(jiān)控界面的組態(tài)、PID參數(shù)的整定及控制策略的改進(jìn)等方面基礎(chǔ)上，首先通過閱讀有關(guān)手冊，掌握設(shè)備外特性和功能，完成設(shè)備的選型工作。其次，根據(jù)設(shè)備接口及信號工作關(guān)系，設(shè)計系統(tǒng)硬件原理和安裝接線圖，指導(dǎo)完成設(shè)備的接線、安裝和系統(tǒng)的集成工作。再次，根據(jù)工藝流程和控制指標(biāo)，進(jìn)行控制程序和組態(tài)軟件開發(fā)。最后，經(jīng)過調(diào)試和試運(yùn)行，驗(yàn)證方案的可行性，并根據(jù)具體情況作進(jìn)一步改進(jìn)。

通過項目的“工程化”實(shí)施，充分體現(xiàn)了工程訓(xùn)練的要求，有效地提升了工程素質(zhì)，尤其是工程實(shí)踐能力。首先，使學(xué)生的安裝、調(diào)試、工具應(yīng)用、運(yùn)行、維護(hù)等常規(guī)工程實(shí)踐能力得以提升。其次，通過項目小組成員互相交流協(xié)作、學(xué)習(xí)，共同完成項目任務(wù)，不僅有利于工程意識的培養(yǎng)、團(tuán)隊合作精神的形成，也能促使學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，有利于社會責(zé)任感和職業(yè)道德的培養(yǎng)。再次，利用真實(shí)工程情境，不僅訓(xùn)練學(xué)生分析問題、解決問題的方法，形成理論聯(lián)系實(shí)踐的意識，也能培養(yǎng)學(xué)生把握問題本質(zhì)及分清主次的思維習(xí)慣。另外，促使學(xué)生懂得如何去設(shè)計、開發(fā)和改造復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)，具備勝任跨學(xué)科的工程意識、提升知識與技能綜合應(yīng)用能力。最后，通過工程案例全方位的鍛煉，對學(xué)生就業(yè)、學(xué)習(xí)和思維能力、創(chuàng)新和科研能力三方面也能起到良好的促進(jìn)作用。

5.項目檢查與評估

學(xué)生通過提交工程項目報告、匯報計劃與實(shí)施過程、回答老師與同學(xué)提出的問題，經(jīng)過教師的進(jìn)一步點(diǎn)評、總結(jié)和深化，從感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識，教師的點(diǎn)評起到由點(diǎn)帶面及拋磚引玉、畫龍點(diǎn)睛的作用。同時，教師不失時機(jī)地引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生對項目進(jìn)行拓展和延伸，以實(shí)現(xiàn)觸類旁通。

通過項目檢查與評估環(huán)節(jié)的激情碰撞，使工程知識、工程意識和工程實(shí)踐能力實(shí)現(xiàn)了提煉升華，不僅考核了教學(xué)效果，滿足教學(xué)管理基礎(chǔ)性工作，還起到良好的促進(jìn)作用。首先，促使學(xué)生廣泛交流，全面深化吸收整個項目活動的精髓。其次，鍛煉學(xué)生的表達(dá)、溝通能力、組織和管理能力，培養(yǎng)工程文化素養(yǎng)，提升他們的社會活動能力。最后，深化學(xué)以致用，知識、技能相互融通，提升學(xué)習(xí)和綜合應(yīng)用能力，養(yǎng)成終生學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

篇6

關(guān)鍵詞 工業(yè)自動化系統(tǒng)集成；課程體系；教學(xué)模式

中圖分類號：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1671-489X(2012)18-0042-03

1 引言

中國經(jīng)濟(jì)規(guī)模的迅速增長，促使生產(chǎn)裝備迅速向大型化、復(fù)雜化方向發(fā)展。生產(chǎn)裝備大型化后對自動化系統(tǒng)的要求更高、更全面、更復(fù)雜，設(shè)備之間也需要具有更好的協(xié)調(diào)性。這就需要自動化供應(yīng)商或?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠解決生產(chǎn)設(shè)備大型化和連續(xù)化后面臨的所有自動化技術(shù)問題，并提供“現(xiàn)場儀表、控制系統(tǒng)和管理系統(tǒng)”3個層面的整體自動化解決方案，即工業(yè)自動化系統(tǒng)集成。自動化系統(tǒng)集成要求從業(yè)人員必須兼具對行業(yè)知識和自動化知識的雙重理解。一方面要求技術(shù)人員具有寬泛的、深厚的自動化專業(yè)理論功底，另一方面還必須對用戶的工藝、控制難點(diǎn)、不同類型儀表的功能和性能都十分了解，能通過自動化整體解決方案的形式服務(wù)于最終用戶[1]。

市場競爭加快了企業(yè)升級換代的步伐，設(shè)備制造商需要通過系統(tǒng)集成形成為用戶所需的整體功能，提高設(shè)備的裝備水平。工業(yè)企業(yè)的技術(shù)改造、工廠自動化、企業(yè)信息化等也急切需要自動化系統(tǒng)集成的人才。而中原工學(xué)院缺乏相關(guān)的專業(yè)和完整的課程體系，已有課程的教學(xué)模式也存在不足：1）側(cè)重理論教學(xué)，與工程實(shí)際結(jié)合不夠緊密，且理論教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)脫節(jié)，“講”與“做”不連貫；2）各課程實(shí)驗(yàn)獨(dú)立設(shè)置，驗(yàn)證性實(shí)踐多，各學(xué)科之間進(jìn)行交叉和融合的設(shè)計性、綜合性實(shí)驗(yàn)少，學(xué)生的綜合應(yīng)用能力、工作主動性和創(chuàng)造性沒能得到挖掘；3）綜合性實(shí)踐環(huán)節(jié)多停留在“圖紙設(shè)計和程序設(shè)計”層面，現(xiàn)場工藝分析及處理、故障診斷與排除等工程實(shí)踐環(huán)節(jié)較少。因此，學(xué)生走上工作崗位后，往往需要經(jīng)過幾年的鍛煉才能進(jìn)入角色。

本著以市場需求為導(dǎo)向，有利于學(xué)生就業(yè)和可持續(xù)發(fā)展的宗旨，在經(jīng)過廣泛的畢業(yè)生跟蹤調(diào)查、市場調(diào)研的基礎(chǔ)上，充分聽取行業(yè)專家的意見，2007年中原工學(xué)院電子信息學(xué)院調(diào)整了專業(yè)培養(yǎng)計劃，在電氣類專業(yè)中開設(shè)工業(yè)自動化系統(tǒng)集成專業(yè)方向。如何構(gòu)建科學(xué)的課程體系，探索與之相適應(yīng)的教學(xué)模式，搭建多層次的實(shí)踐平臺，并組織落實(shí)培養(yǎng)計劃，就成為“工業(yè)自動化系統(tǒng)集成”課程組的當(dāng)務(wù)之急。

2 課程體系的構(gòu)建

工業(yè)自動化系統(tǒng)集成專業(yè)方向培養(yǎng)方案的制定，需要綜合考慮以下幾個方面的因素。

1）學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位。中原工學(xué)院的定位為培養(yǎng)面向現(xiàn)場一線的電氣工程與自動控制的系統(tǒng)工程師，屬于高級應(yīng)用型人才，學(xué)生畢業(yè)后主要從事工業(yè)現(xiàn)場的電氣系統(tǒng)與自動控制系統(tǒng)的配置與集成、控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計、安裝與調(diào)試。經(jīng)過幾年的工作歷練，他們可以成為企業(yè)、電氣自動化公司或科研院所的技術(shù)骨干[2]。因此，課程體系的設(shè)計應(yīng)以先進(jìn)自動化控制技術(shù)應(yīng)用為主，并與典型工程的系統(tǒng)集成緊密關(guān)聯(lián)，強(qiáng)化工程應(yīng)用訓(xùn)練，增強(qiáng)學(xué)生的工程意識與技術(shù)綜合應(yīng)用能力。

2）行業(yè)特點(diǎn)及對知識結(jié)構(gòu)和能力的要求。中原工學(xué)院該專業(yè)方向的定位是從事以PLC及其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為主體的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的配置與集成、軟硬件設(shè)計、安裝與調(diào)試。因此，課程體系的設(shè)置必須考慮學(xué)生要適應(yīng)這一學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)的工作，并能可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)該具有怎樣的知識、能力與素質(zhì)結(jié)構(gòu)。除了具備自動化專業(yè)的基礎(chǔ)知識之外，還必須掌握電氣控制技術(shù)、可編程控制器技術(shù)、變頻器及其應(yīng)用、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、組態(tài)監(jiān)控技術(shù)、觸摸屏應(yīng)用以及計算機(jī)輔助設(shè)計等。課程組需要對這些技術(shù)的內(nèi)容進(jìn)行整合，來設(shè)置該專業(yè)方向的課程和教學(xué)體系。

3）學(xué)生全面發(fā)展的需要。從學(xué)生全面發(fā)展的需要出發(fā)，以培養(yǎng)具有學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神和合作精神的大學(xué)生為目標(biāo)來設(shè)計課程體系。學(xué)生將來要面向企業(yè)、面向工程，就必須具有較強(qiáng)的工程能力、解決實(shí)際技術(shù)難題的能力、自學(xué)能力和與人合作的能力。因此，理論教學(xué)及實(shí)踐體系構(gòu)建時，除了保證知識的系統(tǒng)性、前瞻性外，更要加強(qiáng)課程的實(shí)踐性和綜合交叉性。有必要循序漸進(jìn)，設(shè)置不同層次的實(shí)踐環(huán)節(jié)，融入多種類型的工程課題，并要求學(xué)生以小組為單位，自主完成資料查詢、系統(tǒng)集成、設(shè)計、安裝調(diào)試任務(wù)。盡可能多地讓學(xué)生接觸和體驗(yàn)工程設(shè)計、施工的全過程，讓學(xué)生在“學(xué)”和“做”的反復(fù)訓(xùn)練中積累經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)化工程意識。提倡團(tuán)隊合作，鼓勵學(xué)生獨(dú)立思考和大膽創(chuàng)新，使學(xué)生在學(xué)習(xí)和實(shí)踐的過程中獲得成就感，潛移默化地養(yǎng)成與人交流合作、互利共贏、追求卓越的習(xí)慣。

4）學(xué)?，F(xiàn)有師資和設(shè)備條件。工業(yè)自動化系統(tǒng)集成是近年來新興的行業(yè)，中原工學(xué)院師資有一定的實(shí)力和豐富的工程經(jīng)驗(yàn)。學(xué)?，F(xiàn)有一定品牌和數(shù)量的PLC、變頻器等基礎(chǔ)設(shè)備，能滿足基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)條件，但做綜合性較強(qiáng)的課題，設(shè)備仍有欠缺，因此需要對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行整合、改造、豐富。實(shí)踐環(huán)節(jié)設(shè)計時，既要能最大限度地利用現(xiàn)有設(shè)備，又要開發(fā)出更多覆蓋知識面廣、與實(shí)際工程接近、不同層次的設(shè)計性、綜合性實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)課題，使學(xué)生得到更加全面的訓(xùn)練。

綜上所述，確定工業(yè)自動化系統(tǒng)集成專業(yè)方向的課程體系，由理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系組成，開設(shè)的課程有：①電氣控制與PLC，作為基礎(chǔ)平臺課程，主要包括電氣控制技術(shù)及可編程控制器的基礎(chǔ)理論，以西門子小型機(jī)S7-200PLC及其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為目標(biāo)，學(xué)習(xí)其基本應(yīng)用；②3門專業(yè)主干課程，自動化系統(tǒng)集成、變頻器及其應(yīng)用和新型自動化軟件，它們包含了工業(yè)自動化系統(tǒng)集成過程中必備的、聯(lián)系最緊密的核心技術(shù)。其中自動化系統(tǒng)集成課程包含了大、中型PLC及其應(yīng)用、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動化系統(tǒng)集成等內(nèi)容；變頻器及其應(yīng)用主要包括變頻器的基本構(gòu)成及原理，調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計、選型，變頻器內(nèi)部參數(shù)設(shè)置等。新型自動化軟件課程主要包括組態(tài)軟件的應(yīng)用、觸摸屏的應(yīng)用以及AutoCAD繪圖等內(nèi)容。

實(shí)踐體系分為3個層次：第一層是基本技能訓(xùn)練，主要是與課程同步的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，以及與其他課程相關(guān)的綜合性實(shí)驗(yàn)；第二層是專業(yè)方向綜合訓(xùn)練，設(shè)置了為期3周的專業(yè)方向課程設(shè)計；第三層是畢業(yè)設(shè)計，進(jìn)行典型工程設(shè)計，運(yùn)用大學(xué)4年所學(xué)知識，對自動化系統(tǒng)集成，控制系統(tǒng)安裝、調(diào)試及報告撰寫進(jìn)行綜合訓(xùn)練。

3 教學(xué)模式的凝練

該專業(yè)方向課程的實(shí)踐性和綜合性都很強(qiáng)，為了達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果，將課堂推向?qū)嶒?yàn)室，使學(xué)生面向控制設(shè)備和對象，將理論教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)無縫連接。

理論教學(xué)上，采用多媒體手段生動、形象地講解基礎(chǔ)知識，每個階段都有設(shè)計實(shí)例，詳細(xì)講解系統(tǒng)集成的思路、方法、步驟以及工程設(shè)計中應(yīng)注意的事項、安裝調(diào)試方法。多媒體課件中廣泛納入各種電氣控制元器件、PLC及變頻器等設(shè)備的圖片，不同層次控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及原理圖，還可以演示設(shè)計的結(jié)果，課堂信息量大，感性且直觀。

隨后跟進(jìn)實(shí)踐環(huán)節(jié)，布置工程應(yīng)用設(shè)計小課題，學(xué)生以小組為單位自主設(shè)計、安裝和調(diào)試，通過反復(fù)運(yùn)行監(jiān)控、發(fā)現(xiàn)問題、修改完善，最終得到滿足要求的結(jié)果。教師下達(dá)任務(wù)，講清控制要求，指導(dǎo)學(xué)生分析疑難問題，尋找解決問題的方法，驗(yàn)收設(shè)計結(jié)果，對普遍存在的問題進(jìn)行點(diǎn)評，表彰具有創(chuàng)新性的小組和學(xué)生。對于程度好、動作快的學(xué)生，鼓勵他們協(xié)助教師共同幫助有困難的學(xué)生分析問題、查找原因。這樣使學(xué)生真正掌握分析問題的切入點(diǎn)、解決問題的方法，在完成任務(wù)的過程中獲得成就感，激發(fā)探索和創(chuàng)新的欲望；在相互交流和探討的過程中解決難題，增強(qiáng)團(tuán)隊意識；在同學(xué)的相互幫助下共同進(jìn)步，加深同學(xué)的情誼。

課下再布置一些選擇性課題，讓有興趣的學(xué)生自主完成，通過開放實(shí)驗(yàn)室或用仿真軟件進(jìn)行調(diào)試，使學(xué)生可以獲得遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過課內(nèi)實(shí)驗(yàn)學(xué)時的工程訓(xùn)練時間，在學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量上能夠得到進(jìn)一步的提高。在各課程的后期，都設(shè)置有與其他幾門課程相關(guān)聯(lián)的綜合性實(shí)驗(yàn)，如打包機(jī)生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計就融入了電氣控制技術(shù)、PLC技術(shù)、組態(tài)監(jiān)控技術(shù)和檢測技術(shù)等，提高學(xué)生的綜合運(yùn)用能力。

在專業(yè)方向課程設(shè)計環(huán)節(jié)，將電氣控制技術(shù)、PLC及其網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、變頻器應(yīng)用、組態(tài)軟件、觸摸屏應(yīng)用、檢測技術(shù)、自控原理、過程控制等課程的內(nèi)容融入設(shè)計課題，要求學(xué)生在完成控制系統(tǒng)搭建、軟硬件設(shè)計的同時，在開放的實(shí)驗(yàn)設(shè)備上完成控制系統(tǒng)的安裝、配線和調(diào)試，并邀請有經(jīng)驗(yàn)的教師講解和演示正規(guī)電氣設(shè)備安裝、配線的過程。通過完整的工程設(shè)計、工藝施工過程，一方面訓(xùn)練學(xué)生知識的綜合運(yùn)用能力，另一方面了解電氣施工現(xiàn)場各階段的工藝處理方法、調(diào)試中故障的診斷方法和排除故障的方法[3]。

畢業(yè)設(shè)計階段，建議系統(tǒng)集成專業(yè)方向的學(xué)生選報本方向課題，運(yùn)用大學(xué)4年所學(xué)知識進(jìn)行典型工程設(shè)計。用PLC及其網(wǎng)絡(luò)對控制系統(tǒng)進(jìn)行集成，完成控制系統(tǒng)搭建、組態(tài)、軟硬件設(shè)計、電器元件選型、控制柜設(shè)計/安裝和調(diào)試、畢業(yè)設(shè)計報告撰寫等系統(tǒng)訓(xùn)練。讓學(xué)生了解該行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展動向，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用多學(xué)科技能和先進(jìn)手段解決復(fù)雜實(shí)際工程問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的工作作風(fēng)。

通過近2年系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，多層次的工程實(shí)踐訓(xùn)練，該專業(yè)方向的學(xué)生應(yīng)當(dāng)具備以PLC及其網(wǎng)絡(luò)為主體的小型自動化系統(tǒng)集成的能力、處理實(shí)際工程中常見問題的能力，并具有運(yùn)用專業(yè)理論和技能進(jìn)行自主創(chuàng)新的精神。

4 結(jié)語

目前，工業(yè)自動化系統(tǒng)集成專業(yè)方向課程體系已經(jīng)連續(xù)運(yùn)作了幾年，學(xué)生通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)和強(qiáng)化訓(xùn)練，理論基礎(chǔ)更加扎實(shí)，知識的綜合運(yùn)用能力大幅提升，學(xué)習(xí)更加積極主動，工程意識和工程應(yīng)用能力顯著提高。許多學(xué)生畢業(yè)后從事與系統(tǒng)集成相關(guān)的工作，并很快成為企業(yè)的技術(shù)骨干，反映良好。學(xué)生選報工業(yè)自動化集成專業(yè)方向十分踴躍，中原工學(xué)院將不斷總結(jié)和完善教學(xué)體系，豐富實(shí)驗(yàn)條件，培養(yǎng)年輕教師，使教學(xué)步入良性循環(huán)的軌道。

參考文獻(xiàn)

[1]張進(jìn),張洪.自動化系統(tǒng)集成已成自動化行業(yè)新發(fā)展趨勢[EB/OL].[2010-06-01]..

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關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；可編程控制器；實(shí)踐能力；創(chuàng)新意識

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-0568（2011）35－0121－03

四川農(nóng)業(yè)大學(xué)是省屬重點(diǎn)大學(xué)，是四川省唯一列入“211工程”建設(shè)的地方高等院校。自1994年設(shè)置農(nóng)業(yè)電氣化與自動化專業(yè)以來，本著建立有效、適宜的專業(yè)知識體系和提高學(xué)生綜合素質(zhì)的原則，以培養(yǎng)具有堅實(shí)的理論基礎(chǔ)、豐富的實(shí)踐能力和較強(qiáng)的創(chuàng)新意識的農(nóng)業(yè)電氣化與自動化領(lǐng)域“寬口徑”、“復(fù)合型”工程應(yīng)用技術(shù)性人才為目的，在當(dāng)前社會對人才培養(yǎng)質(zhì)量要求越來越高的基礎(chǔ)上，就如何建立高效、實(shí)用的課程教學(xué)體系進(jìn)行了長期的艱苦的研究和探索。[1]作為專業(yè)必修課程的可編程控制器（PLC），自然成為教學(xué)改革的首選課程。

PLC是一種新型的工業(yè)自動化裝置，在工業(yè)自動化中起著舉足輕重的作用，在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于機(jī)械、冶金、石油、化工、輕工、紡織、電力、電子、食品、交通等行業(yè)。經(jīng)驗(yàn)表明，80％以上的工業(yè)控制可以使用PLC來完成。在日本，凡8個以上中間繼電器組成的控制系統(tǒng)都已被PLC取代了。當(dāng)前，PLC、CAD/CAM和機(jī)器人已經(jīng)成為工業(yè)自動化的三大支柱產(chǎn)業(yè)。[2]

本課程的特點(diǎn)是實(shí)踐性強(qiáng)，與生產(chǎn)聯(lián)系緊密，運(yùn)用的知識覆蓋面寬。[3]教學(xué)改革的實(shí)施對于培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)科技發(fā)展趨勢、成為應(yīng)用性和創(chuàng)新性人才具有重要意義。

一、PLC課程改革的指導(dǎo)思想

可編程控制器課程教學(xué)改革以“一個基礎(chǔ)，兩個核心”為指導(dǎo)思想，既強(qiáng)調(diào)學(xué)生對PLC的基本應(yīng)用能力，同時也重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識。所謂基本能力，是指學(xué)生必須掌握的基本理論知識、基本實(shí)驗(yàn)方法和技能。基本理論知識包括常見低壓電器的結(jié)構(gòu)和原理、PLC基本結(jié)構(gòu)、工作原理、常用指令、編程方法、PLC在控制中的典型應(yīng)用?；緦?shí)驗(yàn)方法和技能包括低壓電氣控制線路的分析和設(shè)計、PLC的控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計。通過對這些基本能力的培養(yǎng)，可以建立學(xué)生對PLC的理性認(rèn)識。[3]

PLC是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力無疑是課程改革的核心。PLC課程在完成實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，應(yīng)該重點(diǎn)加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐能力的培養(yǎng)，以適應(yīng)農(nóng)業(yè)電氣化與自動化專業(yè)高層次工程應(yīng)用技術(shù)性人才培養(yǎng)的需要。

“創(chuàng)新是一個民族進(jìn)步的靈魂，是國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力，一個沒有創(chuàng)新能力的民族很難屹立于世界民族之林?！备咝Ｔ趪医ㄔO(shè)創(chuàng)新體系中有著舉足輕重的地位，是國家創(chuàng)新體系建設(shè)的主力軍，肩負(fù)著培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的重任。[4]因此，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識是PLC課程教學(xué)改革的又一個核心。

二、PLC課程改革主要內(nèi)容

按照“一個基礎(chǔ)，兩個核心”的指導(dǎo)思想，重點(diǎn)對“三個模塊”進(jìn)行改革和探索，即改革教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和師資隊伍建設(shè)。

基于對農(nóng)業(yè)電氣化與自動化專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)的擬定、本專業(yè)學(xué)生歷年就業(yè)情況的調(diào)查和招聘單位的用人需求調(diào)研，重組本課程的教學(xué)內(nèi)容，并且把教學(xué)內(nèi)容模塊化、系統(tǒng)化。[3]在掌握PLC基本理論知識的基礎(chǔ)上，PLC實(shí)驗(yàn)課程主要設(shè)計思想是，建立一個系統(tǒng)的、多層次的、結(jié)構(gòu)豐富的適應(yīng)高技能型人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)體系，使該體系的知識測試點(diǎn)具有結(jié)構(gòu)性、系統(tǒng)性和創(chuàng)新性，做到理論與實(shí)訓(xùn)合一，實(shí)踐項目驅(qū)動理論。[5]

為了滿足實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識培養(yǎng)的要求，在PLC的教學(xué)實(shí)踐中，對以前的教學(xué)方法和教學(xué)手段進(jìn)行了改革和創(chuàng)新。由傳統(tǒng)的教學(xué)過程，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閱l(fā)式、討論式、研究式教學(xué)，使學(xué)生產(chǎn)生極大的學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)主動性。

師資隊伍是教學(xué)改革的靈魂，只有教學(xué)的成員不斷探索，不斷創(chuàng)新，課程教學(xué)改革才能不斷深化和完善。師資隊伍建設(shè)最重要的是建立“雙師型”教學(xué)團(tuán)隊，[6]即專業(yè)課教師既能傳授理論知識，又能指導(dǎo)專業(yè)實(shí)踐，做到理論和實(shí)踐教學(xué)有機(jī)融合。

三、教學(xué)內(nèi)容改革與探索

1.理論教學(xué)

PLC課程內(nèi)容包括傳統(tǒng)的電氣控制基礎(chǔ)、PLC的原理及編程、網(wǎng)絡(luò)通信和軟件組態(tài)四個模塊。在理論教學(xué)中采用模塊化教學(xué)，四個模塊相互獨(dú)立，相互聯(lián)系，構(gòu)成PLC課程完整的知識體系。在強(qiáng)調(diào)課程基本理論的基礎(chǔ)上，減少傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)中低壓電器原理部分的課程內(nèi)容，突出電氣控制中經(jīng)典電路、典型環(huán)節(jié)及其設(shè)計思路；重點(diǎn)講授PLC的工作原理及以PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計；強(qiáng)調(diào)PLC控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用；難點(diǎn)是控制系統(tǒng)中上位機(jī)監(jiān)控軟件的設(shè)計與開發(fā)。教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整強(qiáng)調(diào)了自動化學(xué)科的系統(tǒng)性和完整性，重視了其實(shí)際工程應(yīng)用的屬性，加強(qiáng)了實(shí)踐環(huán)節(jié)。同時，教學(xué)內(nèi)容的安排按照“先電氣，后PLC”的順序，符合人們對事物的認(rèn)知規(guī)律，使學(xué)生能盡快掌握基本的操作技能，形成基本的應(yīng)用能力。

2.實(shí)踐教學(xué)

PLC的實(shí)踐環(huán)節(jié)主要包括三個部分：實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計和校外實(shí)習(xí)。除了這些規(guī)定的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)習(xí)優(yōu)秀的學(xué)生還可以通過組隊參加各類競賽和科研項目，提高實(shí)踐能力和培養(yǎng)創(chuàng)新意識。

（1）實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在組織形式上以學(xué)生為主，教師為輔，內(nèi)容上以應(yīng)用型、綜合型、設(shè)計型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)為主，基礎(chǔ)型、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為輔。由于PLC的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較多，在規(guī)定學(xué)時內(nèi)不能完成的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以在開放性實(shí)驗(yàn)室利用課余時間完成。同時，學(xué)生可以利用實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)有條件自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高對PLC的應(yīng)用技能。

（2）課程設(shè)計。課程設(shè)計安排在學(xué)習(xí)完本課程之后的第二個學(xué)期，此時，學(xué)生對PLC有一定的認(rèn)識和了解，對PLC的應(yīng)用能力達(dá)到初級水平。為了進(jìn)一步提高學(xué)生的PLC的應(yīng)用能力，達(dá)到中級水平，必須進(jìn)行課程設(shè)計。課程設(shè)計涵蓋一些較為復(fù)雜控制系統(tǒng)的設(shè)計，包含了教學(xué)內(nèi)容的難點(diǎn)和重點(diǎn)，如聯(lián)網(wǎng)和組態(tài)設(shè)計。在硬件上，結(jié)合PLC技術(shù)的發(fā)展趨勢，實(shí)驗(yàn)室購進(jìn)了如群控電梯模型、觸摸屏、變頻器等設(shè)備，滿足PLC控制系統(tǒng)設(shè)計對硬件的要求。有些系統(tǒng)，如鍋爐、輸煤系統(tǒng)、恒壓供水系統(tǒng)等，實(shí)驗(yàn)室沒有模型，主要采用組態(tài)軟件進(jìn)行模擬和仿真，既實(shí)現(xiàn)了PLC對大型系統(tǒng)的控制，又大大降低了課程設(shè)計成本。而對一些成本較低的控制系統(tǒng)，學(xué)生可以使用學(xué)校為課程設(shè)計所配置的實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)，購買器件，實(shí)現(xiàn)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計。[7]

（3）校外實(shí)習(xí)基地。為適應(yīng)社會對大學(xué)生較高實(shí)踐能力的要求，信息與工程技術(shù)學(xué)院積極與企業(yè)合作，現(xiàn)已建立了五個校外實(shí)踐基地，保證了學(xué)生教學(xué)實(shí)習(xí)和課程實(shí)踐的順利進(jìn)行。PLC課程結(jié)束后，安排學(xué)生到學(xué)校就近的實(shí)習(xí)基地進(jìn)行參觀，企業(yè)有專門的技術(shù)人員講解PLC在工廠中的應(yīng)用情況。同時，學(xué)生還可以與車間工人、技術(shù)人員交流，了解PLC的實(shí)際運(yùn)行情況。

（4）技能競賽或科研活動。學(xué)校、學(xué)院都十分重視學(xué)生科研能力和創(chuàng)新意識培養(yǎng)，2009年，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)推出了“科研興趣培養(yǎng)計劃”，讓優(yōu)秀的學(xué)生組隊參與教師的科研項目，完成教師科研項目的一些子課題，由學(xué)校和教師共同資助經(jīng)費(fèi)。同時，組織學(xué)生參加各種競賽，申報各類項目，如參加挑戰(zhàn)杯、電子設(shè)計大賽等。2008年教育部推出“大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項目”之后，2008～2011年農(nóng)業(yè)電氣化與自動化專業(yè)學(xué)生在教師的指導(dǎo)下申報到校級創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項目2項，國家級創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項目4項，這些科研活動和技能競賽大大鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐能力，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識。

四、教學(xué)方法改革與探索

教學(xué)方法采用啟發(fā)式、討論式、研究式，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，提高教學(xué)質(zhì)量和效率。將項目經(jīng)驗(yàn)和科研成果引入教學(xué)過程，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)研究能力，并安排課程報告，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識。

1.教學(xué)氣氛

在教學(xué)過程中，教師始終以學(xué)生為主體，使學(xué)生對教學(xué)過程享有較為充分的“參與權(quán)”和“選擇權(quán)”。既要使學(xué)生正確地學(xué)習(xí)知識，又要培養(yǎng)其創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。為此開設(shè)了討論式和研究式課堂教學(xué)，讓學(xué)生和教師一起學(xué)習(xí)和研究知識，提出疑惑和問題，共同討論，從而激發(fā)學(xué)生的好奇心與興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。

2.實(shí)景教學(xué)

實(shí)景教學(xué)即教學(xué)內(nèi)容形象化、具體化、實(shí)體化，[8]使教學(xué)生動有趣、氣氛活躍，從而激發(fā)學(xué)生的興趣和創(chuàng)新意識。如講PLC工作原理時，和計算機(jī)控制、單片機(jī)控制及繼電器控制系統(tǒng)的工作方式聯(lián)系起來；又如講PLC的指令時，和電氣控制中繼電器的功能聯(lián)系起來。這樣，學(xué)生在理解本課程內(nèi)容的同時，又能找到本課程和其它課程的差別和聯(lián)系，使所有的課程體系融會貫通。

本課程使用多媒體課件，對抽象的知識采用采用動畫演示和模擬仿真。如在講解指令時，通過flash演示其功能及其執(zhí)行后觀察存儲器的存儲狀態(tài)；在講解PLC控制系統(tǒng)時，通過組態(tài)軟件演示控制系統(tǒng)的工作過程。動畫演示和模擬仿真使本來枯燥無味的課堂變得既生動又活潑，使抽象的理論知識具體鮮活。[7]

3.課程報告

教學(xué)大綱修訂后，教學(xué)課時減少，為了保證完成教學(xué)計劃，安排課程報告，在一定的教學(xué)間隔，給學(xué)生布置讀書報告，讀書報告隨講授內(nèi)容而定。要求學(xué)生盡可能多地收集資料，結(jié)合本課程最新發(fā)展的趨勢，要求學(xué)生對所選的技術(shù)資料提出改進(jìn)意見和創(chuàng)新點(diǎn)。學(xué)生在此命題下，積極討論、相互交流，從各種媒體和資訊入手，不斷積累與自己報告主題相關(guān)的材料。在這一過程中，學(xué)生自覺地走到了學(xué)科發(fā)展的前沿領(lǐng)域，緊緊地感受到最新的科技動態(tài)，從而增進(jìn)對本學(xué)科的認(rèn)識，拓寬知識面，提高理論水平，得到有益的科研鍛煉，掌握融合多學(xué)科知識的能力。同時，還達(dá)到正確引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)利用課余時間的效果。

五、師資隊伍建設(shè)

打造高水平的師資隊伍是專業(yè)建設(shè)規(guī)劃中的一個重點(diǎn)，同時也關(guān)系到教學(xué)質(zhì)量的提高。提高學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識，必須使教學(xué)團(tuán)隊具有“雙師型”素質(zhì)，即要求教師能在傳授理論知識的同時，又能指導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐；既要指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，又能在課程設(shè)計、競賽、項目中指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新。這就要求教學(xué)團(tuán)隊定期討論，形成教學(xué)內(nèi)容的交流機(jī)制。讓理論課教師進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，熟悉每一個實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。同時，實(shí)驗(yàn)課教師進(jìn)課堂，掌握實(shí)驗(yàn)需要的每一個理論知識點(diǎn)。除此之外，還通過多種渠道來改善師資結(jié)構(gòu)。引進(jìn)高層次，高學(xué)歷，高職稱人才；邀請專家開設(shè)講座或?qū)W術(shù)報告；鼓勵教師外出攻讀學(xué)位或留學(xué)。隨著學(xué)校對師資隊伍建設(shè)的重視，教學(xué)團(tuán)隊的教學(xué)水平不斷提高，為PLC的教學(xué)改革與實(shí)踐提供了良好的條件。

六、結(jié)束語

PLC教學(xué)改革是一個永無終結(jié)的過程。本著“邊研究、邊改革，邊實(shí)踐”的原則，重在PLC教學(xué)改革方案的形成和培養(yǎng)模式的不斷完善、創(chuàng)新，重在調(diào)研、總結(jié)、改革、優(yōu)化和推廣。我們以“一個基礎(chǔ)，兩個核心”為指導(dǎo)思想，對“三個模塊”進(jìn)行全面的教學(xué)改革，在農(nóng)業(yè)電氣化與自動化專業(yè)2007級和2008級進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐，使PLC的教學(xué)水平有了一個質(zhì)的提高，培養(yǎng)出了更多具有堅實(shí)的理論基礎(chǔ)、豐富的實(shí)踐能力和較強(qiáng)創(chuàng)新意識，農(nóng)業(yè)電氣化與自動化等領(lǐng)域的‘寬口徑’，‘復(fù)合型’工程應(yīng)用技術(shù)性人才。

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篇8

黑板與多媒體有機(jī)結(jié)合多媒體課件教學(xué)可以通過幻燈片集文字、聲音、圖片、動畫、錄像視頻等多種信息于一體，再通過屏幕或投影機(jī)投影以形象直觀的形式表現(xiàn)出來，給予學(xué)生多方面的感官刺激，提高學(xué)生課堂聽課的興趣，將抽象概念以直觀、具體、形象的形式展示給學(xué)生看，便于學(xué)生對復(fù)雜內(nèi)容的理解。目前，東方仿真多媒體素材庫有沉淀、混凝、過濾、格柵、A2/O等三維動畫素材，能直觀形象地展示水處理構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)和工作過程，在缺乏相關(guān)實(shí)操教學(xué)設(shè)備的情況下，可借助多媒體課件引入這些素材和構(gòu)筑物實(shí)物圖，幫助學(xué)生理解所講授內(nèi)容。但是，多媒體課件教學(xué)需要快速翻閱每一張幻燈片，不利學(xué)生直觀回顧課堂教學(xué)內(nèi)容，因此應(yīng)把多媒體幻燈片與黑板有機(jī)結(jié)合，用幻燈片播放具體教學(xué)內(nèi)容，黑板上書寫提綱式的內(nèi)容。

善用校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地專業(yè)實(shí)訓(xùn)基地能營造出接近于應(yīng)用現(xiàn)場的實(shí)踐環(huán)境，用于訓(xùn)練學(xué)生的專業(yè)技能、團(tuán)隊合作等職業(yè)能力。筆者利用課余時間編制了海南省交通學(xué)校內(nèi)水處理運(yùn)行實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)方案并獲得政府財政支持，現(xiàn)已建設(shè)完成，配置有生活直飲水凈水器、5m3/h校區(qū)生活污水處理站、斜板式沉淀池、能運(yùn)轉(zhuǎn)的污水處理廠立體布置模型和工業(yè)自動化控制的水質(zhì)處理教學(xué)教研模型等，全面涵蓋了典型的水處理工藝，代表當(dāng)前發(fā)展方向的水污染控制工藝。涉及水處理構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)、工作原理和運(yùn)行管理內(nèi)容授課時，充分利用這個平臺，直觀形象，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣高，容易達(dá)到授課目標(biāo)，提高了教學(xué)效率。

2改革教學(xué)方法

中職學(xué)生年少、好奇、好動，喜歡多樣化課堂。在教學(xué)方法上，筆者堅持以學(xué)生為主體的原則，采用“思維導(dǎo)圖法”“講練結(jié)合法”和“項目教學(xué)法”，創(chuàng)建多元化課堂，活躍了課堂氣氛，提高了教學(xué)效率，實(shí)現(xiàn)了課程能力教學(xué)目標(biāo)。思維導(dǎo)圖教學(xué)法思維導(dǎo)圖，又稱為腦圖（MindMap）或概念圖（ConceptMap），是用來組織和表征知識的工具。它通常將某一主題的有關(guān)概念置于圓圈或方框之中，然后用連線將相關(guān)的概念和命題連接，連接上標(biāo)明兩個概念之間的意義關(guān)系。思維導(dǎo)圖是一個打開大腦潛能的強(qiáng)有力的圖解工具，通過它能增強(qiáng)思維能力，啟發(fā)人們的聯(lián)想能力與創(chuàng)造力。

如對于課題“水質(zhì)與水處理方法概論”，筆者在講授思維導(dǎo)圖繪制方法后，引導(dǎo)學(xué)生完成水質(zhì)指標(biāo)、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和水處理方法思維導(dǎo)圖的繪制，從中培養(yǎng)學(xué)生收集與處理資料能力、思維能力、表達(dá)能力、動手能力、創(chuàng)造能力。講練有機(jī)結(jié)合法講授法是學(xué)生直接獲取知識的主要途徑，而練習(xí)法是知識轉(zhuǎn)化為能力的關(guān)鍵，教學(xué)過程有機(jī)結(jié)合講授法和練習(xí)法，能有效避免教師一言堂而導(dǎo)致學(xué)生聽覺麻木，大腦輸入慢的弊端。因此，在講授新知識時，筆者以“精講多練”為原則展開教學(xué)。如課題“沉淀”，涉及沉淀定義、分類、沉淀原理、各種沉淀池、沉砂池和澄清池的結(jié)構(gòu)、工作原理等內(nèi)容講授時，筆者以沉淀池、沉砂池和澄清池的結(jié)構(gòu)、工作原理為重點(diǎn)，每講授20分鐘，練習(xí)25分鐘，講以多媒體PPT課件為手段，練以繪制各構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)圖和做問答題為主。

本課題最后一課時以操作運(yùn)行實(shí)訓(xùn)室的豎流式沉淀池、斜板沉淀池、曝氣沉砂池為主，理論聯(lián)系實(shí)際，達(dá)到知識鞏固并運(yùn)用的目的。項目教學(xué)法項目教學(xué)法是師生通過共同實(shí)施一個完整的“項目”工作而進(jìn)行的教學(xué)行動，教學(xué)過程以項目為主線，以學(xué)生為主體，以教師為引導(dǎo)者和監(jiān)督者，著重學(xué)生綜合職業(yè)能力培養(yǎng)。對于水處理工程實(shí)例和情境實(shí)訓(xùn)項目，筆者主要采用項目教學(xué)法展開教學(xué)。如對于項目“二級水處理系統(tǒng)自動化運(yùn)行”，筆者采用如下項目化教學(xué)實(shí)施程序。1）學(xué)生自愿組合，每小組七人，經(jīng)教師確認(rèn)后成立小組。2）確定項目任務(wù)：啟動運(yùn)行二級水處理工藝系統(tǒng)，正常工況時，巡視整個工藝后將結(jié)果填入巡視記錄表中，表樣詳見表1；運(yùn)行故障時，進(jìn)行故障排除和記錄排除方法，故障設(shè)置有調(diào)節(jié)池液位過高或過低報警、攪拌器不運(yùn)行報警、UASB反應(yīng)器和MSBR池中DO超標(biāo)以及接觸氧化池DO低于標(biāo)準(zhǔn)報警。3）制訂工作計劃：學(xué)生對工作任務(wù)和作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行消化，確定組態(tài)監(jiān)控、電控柜啟停、現(xiàn)場各構(gòu)筑物巡視、記錄等工作步驟。4）實(shí)施計劃：小組內(nèi)分工合作，按照已確定的步驟開展工作。5）檢查評估，先由學(xué)生自評，再由教師進(jìn)行總結(jié)評分。實(shí)踐證明，通過項目教學(xué)法，學(xué)生系統(tǒng)化學(xué)習(xí)了水處理工藝系統(tǒng)的組成、運(yùn)行管理要點(diǎn)，有效地培養(yǎng)了學(xué)生的表達(dá)能力、團(tuán)隊合作能力、分析和解決問題能力等綜合職業(yè)能力。

3結(jié)束語

篇9

關(guān)鍵詞：工業(yè)自動化；多功能控制；實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺

良好的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺是學(xué)習(xí)工業(yè)自動化類課程的重要保障。一個自動化實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，不但要能開設(shè)一般實(shí)驗(yàn)項目，還要方便追蹤學(xué)習(xí)進(jìn)程，并隨著課程的深入，開設(shè)更復(fù)雜、難度更高的實(shí)驗(yàn)項目，滿足自動化實(shí)驗(yàn)教學(xué)由入門到精講的一系列漸進(jìn)式課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。以往的專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺占用空間大、更換元器件困難，無法依據(jù)教學(xué)需求進(jìn)一步開發(fā)?；诖?，自動化與智能控制技術(shù)項目團(tuán)隊依據(jù)職業(yè)技術(shù)教育的特點(diǎn)，開發(fā)出占用空間小、功能全面、性能穩(wěn)定的工業(yè)自動化多功能控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺［1］。

1實(shí)驗(yàn)平臺的框架設(shè)計及選型

為使學(xué)生能循序漸進(jìn)地了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，工業(yè)自動化多功能控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺涵蓋從簡單的入門級單機(jī)、單進(jìn)程實(shí)驗(yàn)，到難度較大的聯(lián)機(jī)、聯(lián)網(wǎng)、多進(jìn)程實(shí)驗(yàn)［2－3］。該平臺的實(shí)驗(yàn)項目均來自實(shí)際工程項目，由較有代表性的項目經(jīng)簡化或小型化演變而來。設(shè)備上采用香蕉插頭連線方式，以節(jié)約線材和更加充分地利用教學(xué)時間，進(jìn)行多樣或者重復(fù)性的實(shí)驗(yàn)。工業(yè)自動化多功能控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺采用通信模塊的目的是為了便于擴(kuò)展連接多臺支持CSMA／CD、RS485的通信設(shè)備，彌補(bǔ)自動化實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備在通信教學(xué)上的不足；添加支持MODBUS通信協(xié)議的總線設(shè)備也是為了彌補(bǔ)在自動化實(shí)驗(yàn)教學(xué)上對現(xiàn)場總線的教學(xué)的缺失。而作為一個完整的流程型中大型自動化生產(chǎn)線，總線設(shè)備是非常重要的一環(huán)，是學(xué)生必須掌握的知識。此設(shè)備平臺在自動化教學(xué)的完整性和實(shí)用性方面也是一種新的嘗試。該實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺分為12個區(qū)，分別是電源與電源控制區(qū)、PLC與模擬量擴(kuò)展模塊區(qū)、伺服驅(qū)動器區(qū)、觸摸屏區(qū)、現(xiàn)場總線信號采集器區(qū)、伺服電機(jī)與絲桿模組區(qū)、步進(jìn)電機(jī)與同步帶輪及編碼器區(qū)、變頻器與電位器區(qū)、步進(jìn)驅(qū)動區(qū)、電源狀態(tài)顯示區(qū)、信號輸出指示區(qū)、信號輸入?yún)^(qū)，涉及的元器件有漏電開關(guān)、電壓電流表、開關(guān)穩(wěn)壓電源、可編程邏輯控制器（PLC）、可編程邏輯控制器模擬量擴(kuò)展模塊、PLCRS485通信擴(kuò)展板、伺服驅(qū)動器、觸摸屏、固態(tài)繼電器、現(xiàn)場總線1A＋2D信號采集模塊、伺服電機(jī)、絲桿滑塊模組、步進(jìn)電機(jī)、同步帶與同步輪、編碼器、變頻器、電位器、步進(jìn)驅(qū)動器、紅色LED指示燈、綠色LED指示燈、綠色無自鎖按鈕、綠色有自鎖按鈕、電阻型溫度傳感器、電偶型溫度傳感器、霍爾開關(guān)、光電開關(guān)等32種自動化教學(xué)需要用到的元器件。這些元器件都可以通過香蕉插頭方便地進(jìn)行布線連接。按照紅色電源正極、黑色負(fù)極、綠色信號的原則選用導(dǎo)線與插頭并進(jìn)行區(qū)分，可以更直接地體現(xiàn)各個元器件間的相互關(guān)系，有利于學(xué)生理解電路原理。該臺面上的接口均為弱電接口，并加有漏電保護(hù)裝置；系統(tǒng)總功率不超過500W。實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺（見圖1）已獲專利授權(quán)。

2可進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)項目

2．1實(shí)驗(yàn)類型

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺所包含12個區(qū)中，每個區(qū)都可以進(jìn)行獨(dú)立實(shí)驗(yàn)或者關(guān)聯(lián)實(shí)驗(yàn)。主要可分為以下6類實(shí)驗(yàn)：（1）按鍵反饋及人機(jī)交互類實(shí)驗(yàn)：進(jìn)行人機(jī)工程交互界面設(shè)計；（2）運(yùn)動控制類型實(shí)驗(yàn)：進(jìn)行伺服／步進(jìn)電機(jī)的定位和速度控制；（3）模擬量傳輸類實(shí)驗(yàn)：進(jìn)行PID恒溫控制；（4）本地及遠(yuǎn)程類實(shí)驗(yàn)：進(jìn)行TCP／IP協(xié)議或CS－MA／CD協(xié)議聯(lián)機(jī)；（5）工業(yè)通信類實(shí)驗(yàn)：進(jìn)行MODBUS通信；（6）現(xiàn)場總線類實(shí)驗(yàn)：進(jìn)行模擬／數(shù)字信號的遠(yuǎn)程讀?。杉楸阌趯?shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺各區(qū)的接口都有清晰的指示符，學(xué)生可以很方便地找到設(shè)計的輸入／輸出端口。

2．2拓展實(shí)驗(yàn)的意義

在進(jìn)行工業(yè)自動化多功能控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺設(shè)計時，通信是著重考慮的內(nèi)容［4］。該實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺選用市場占有率較高的產(chǎn)品，如支持以太網(wǎng)通信的S7－200SMART，可編程邏輯控制器（PLC）。此外，該實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺引用了物聯(lián)網(wǎng)概念，伺服驅(qū)動器、變頻器、遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集模塊、觸摸屏組態(tài)等也具備RS485電氣特性，步進(jìn)驅(qū)動器可支持RS232電氣特性以及多個支持MODBUS協(xié)議的傳感器，這使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺在進(jìn)行多機(jī)使用的情況下，可以進(jìn)行復(fù)雜的設(shè)備現(xiàn)場總線／物聯(lián)網(wǎng)的搭建。

3教學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用

3．1實(shí)用性應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺選用了多種類型的傳感器，如開關(guān)型傳感器、電壓型傳感器、電流型傳感器、PNP型傳感器、NPN型傳感器、遠(yuǎn)程自帶協(xié)議型傳感器等。多種類型傳感器的選用，豐富了授課及實(shí)踐內(nèi)容的知識面。可編程邏輯控制器（PLC）采用了支持以太網(wǎng)的設(shè)備，雖然短期會受到通信環(huán)境及硬件兼容性方面的限制，但是可以滿足今后物聯(lián)網(wǎng)向自動化控制方向的延伸發(fā)展，使得學(xué)生能緊跟行業(yè)發(fā)展的步伐，總體上還是利大于弊。由于一些較復(fù)雜的中大型自動化工程的技術(shù)重點(diǎn)往往是工業(yè)通信技術(shù)，所以實(shí)際通信技術(shù)應(yīng)用也是自動化課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺被設(shè)計成可以搭建成一個完整的自動化控制的實(shí)體控制系統(tǒng)，將教學(xué)與應(yīng)用結(jié)合起來，從控制到執(zhí)行構(gòu)成一個整體，也可控制與執(zhí)行分離［5－6］總之，該實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺支持工業(yè)通信實(shí)驗(yàn)，且引入底層的工業(yè)通信方式及使用方法，從而讓學(xué)生掌握工業(yè)應(yīng)用設(shè)計的理念、產(chǎn)品選型等知識與技能。

3．2典型性應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)在工業(yè)自動化課程教學(xué)中具有重要作用，旨在培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計能力、新技術(shù)應(yīng)用441實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理開發(fā)能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神［7］。工業(yè)自動化多功能控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺能開設(shè)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項目具有典型性，均為生產(chǎn)過程的典型案例。

篇10

【關(guān)鍵詞】 高等職業(yè)教育；機(jī)電一體化技術(shù)；課程改革

1 人才培養(yǎng)目標(biāo)和課程建設(shè)與改革的總目標(biāo)

機(jī)電一體化專業(yè)人才通常分為基礎(chǔ)研究型、應(yīng)用開發(fā)型和操作實(shí)用型三個層次。高職高專應(yīng)培養(yǎng)操作實(shí)用型的機(jī)電一體化人才[1]。

深化課程改革，突出工學(xué)結(jié)合，建設(shè)以項目為導(dǎo)向、以工作任務(wù)或產(chǎn)品為載體的課程。實(shí)施項目驅(qū)動式教學(xué)法，進(jìn)行等級制考核。以省級高職精品課程為目標(biāo)，與企業(yè)合作開發(fā)核心課程，引領(lǐng)全國高職教育機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)課程建設(shè)與改革的發(fā)展，為社會培養(yǎng)操作實(shí)用型的機(jī)電一體化人才。

2 課程建設(shè)與改革

2.1 社會需求調(diào)查。根據(jù)對企業(yè)人才需求情況和對近幾年畢業(yè)生就業(yè)情況的調(diào)查，機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)的就業(yè)崗位群主要有三類：①機(jī)電設(shè)計方向，包括：計算機(jī)輔助繪圖、運(yùn)用CAD／CAM 技術(shù)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計；②機(jī)械制造工藝方向，包括：數(shù)控加工編程、機(jī)械加工工藝規(guī)程制定、工裝設(shè)計與制造、質(zhì)量檢驗(yàn)與質(zhì)量管理、生產(chǎn)經(jīng)營與技術(shù)管理等；③機(jī)電控制方向，包括：生產(chǎn)線的安裝、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)與維修、技術(shù)改造、管理等。根據(jù)市場需求，機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)設(shè)機(jī)電設(shè)計、機(jī)械制造工藝和生產(chǎn)線調(diào)試與維護(hù)、機(jī)電控制三個專業(yè)方向。

2.2 課程設(shè)置和課程內(nèi)容。高職課程需突出工學(xué)結(jié)合，雙證融通，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性、職業(yè)化、一體化；課程設(shè)置要抓基礎(chǔ)和抓應(yīng)用，淡化中間。根據(jù)學(xué)生就業(yè)崗位群的任職要求，參照相關(guān)的職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)，通過與企業(yè)有關(guān)人員共同論證，進(jìn)行課程設(shè)置。課程內(nèi)容的確立與工作過程各階段的任務(wù)密切相關(guān)，通過對職業(yè)崗位群從業(yè)人員和與職業(yè)崗位群有關(guān)的人員及專家進(jìn)行調(diào)查，通過對在職業(yè)崗位上工作的學(xué)生的描述，經(jīng)過分析、歸納、整理、綜合，確立職業(yè)崗位工作過程中不同階段的工作任務(wù)，將工作任務(wù)和內(nèi)容轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)領(lǐng)域的課程內(nèi)容。通過對工作過程各階段的各級工作任務(wù)的使用頻率和難易程度進(jìn)行分析，確定適用于不同層次的專業(yè)核心課程內(nèi)容和學(xué)時安排。

機(jī)械圖學(xué)技術(shù)：包含機(jī)械制圖、公差與配合、AutoCAD、Pro／E的內(nèi)容。要求學(xué)生能閱讀和繪制產(chǎn)品零件圖和裝配圖，能正確標(biāo)注尺寸和技術(shù)要求；能熟練運(yùn)用計算機(jī)輔助繪圖軟件繪制產(chǎn)品零件圖和裝配圖；能熟練運(yùn)用CAD／CAM 技術(shù)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計和加工編程；取得國家制圖員中級或高級職業(yè)資格證書。

機(jī)械基礎(chǔ)：包含工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)、機(jī)械制造基礎(chǔ)熱加工部分的內(nèi)容。要求學(xué)生掌握常用機(jī)構(gòu)和通用零件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基本設(shè)計和計算方法。

機(jī)床與控制技術(shù)：包含機(jī)床、電工技術(shù)、電機(jī)與電氣控制技術(shù)、液氣壓傳動與控制技術(shù)、機(jī)床維修技術(shù)的內(nèi)容。要求學(xué)生掌握各種加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用特點(diǎn)，能正確選擇零件的加工方法；掌握液氣壓傳動故障診斷與維修技術(shù)；掌握工程中常用的機(jī)電控制技術(shù)和方法；掌握典型機(jī)電控制系統(tǒng)的設(shè)計方法；取得電工或鉗工中級或高級或技師職業(yè)資格證書。

機(jī)械加工技術(shù)：包含機(jī)械制造基礎(chǔ)冷加工部分、機(jī)械加工工藝與工裝設(shè)計、數(shù)控加工技術(shù)的內(nèi)容。要求學(xué)生掌握產(chǎn)品零件的機(jī)械加工工藝與工裝設(shè)計；掌握數(shù)控機(jī)床的編程與操作；取得數(shù)控機(jī)床操作工(車或銑或加工中心)中級或高級或技師職業(yè)資格證書。

機(jī)電控制技術(shù)：包含機(jī)電一體化技術(shù)、機(jī)電設(shè)備故障維修、機(jī)械機(jī)構(gòu)、PLC、組態(tài)技術(shù)、傳感器技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、變頻器原理及應(yīng)用、現(xiàn)場總線技術(shù)、電力電子技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計原理及應(yīng)用的內(nèi)容。要求學(xué)生掌握機(jī)械機(jī)構(gòu)、可編程序控制器技術(shù)、傳感器技術(shù)、組態(tài)技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)及其在自動生產(chǎn)線中的應(yīng)用；掌握自動生產(chǎn)線系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、維修、管理。

2.3 課程的實(shí)施。以機(jī)電控制技術(shù)課程為例說明如下：目前生產(chǎn)中常用的核心設(shè)備是由PLC、變頻器和交流伺服驅(qū)動器組成的控制系統(tǒng)，高端的涉及到分布式控制系統(tǒng)。從設(shè)備的布局到元器件的焊接和參數(shù)的設(shè)置，從專業(yè)素質(zhì)到心理素質(zhì)，從大到小，從綜合能力到基本能力，從電氣到機(jī)械，從強(qiáng)電到弱電，從硬件到軟件，能夠具備動手能力為重點(diǎn)。這些教學(xué)內(nèi)容可由機(jī)電一體化課程主講教師講，也可由相關(guān)課程的教師講，還可由外部企業(yè)專家共同商討教學(xué)方案，組織教學(xué)活動。

2.4 教材建設(shè)。打破傳統(tǒng)學(xué)科體系教材模式。在PLC課程教材建設(shè)中，以解決利用PLC實(shí)現(xiàn)機(jī)電液氣控制問題所需的知識和技能為課程內(nèi)容，按典型PLC的典型應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行技能訓(xùn)練；突出學(xué)生的職業(yè)實(shí)踐活動，方便學(xué)生使用；內(nèi)容簡明扼要，穿插各類圖片、表格、標(biāo)志、標(biāo)識；典型案例的選擇本著由易到難，循序漸進(jìn)的原則，充分考慮學(xué)生的認(rèn)知能力，難度適宜；加強(qiáng)校企合作，我校和信捷電子合編實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、共同組織實(shí)訓(xùn)、共同編寫教材，使教材富有時代性、先進(jìn)性、前瞻性。

2.5 教學(xué)方法。采用項目驅(qū)動教學(xué)法，實(shí)行教學(xué)做一體化。教學(xué)活動項目驅(qū)動，教師在教學(xué)實(shí)踐活動中，根據(jù)具體情況，適時采用項目教學(xué)法，可與學(xué)生一起提出合理的項目任務(wù)，由學(xué)生進(jìn)行咨詢、制定項目計劃方案，計劃方案經(jīng)教師認(rèn)可后，由學(xué)生合理分工、合作實(shí)施項目計劃，并自我進(jìn)行檢查評估。最終教師與學(xué)生一起對學(xué)生實(shí)施項目的結(jié)果做出評價。

2.5.1 精心整合教學(xué)內(nèi)容，實(shí)行模塊化教學(xué)。教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)將相關(guān)專業(yè)理論課程和實(shí)習(xí)課程分解到三大模塊中，同時按照專業(yè)理論知識與相對應(yīng)的實(shí)踐知識有機(jī)融合的原則將每個模塊再細(xì)化成若干個子模塊，編制切實(shí)可行的教學(xué)計劃。

2.5.2 精心組織課堂教學(xué)，力求教學(xué)過程一體化要實(shí)現(xiàn)真正意義上教學(xué)做一體化。教學(xué)，教師必須精心準(zhǔn)備好教學(xué)的每一個環(huán)節(jié)。首先，備好教學(xué)內(nèi)容。要圍繞崗位應(yīng)知應(yīng)會要求，以“實(shí)用、夠用”為原則，將課程中的理論知識和相對應(yīng)的技能融合起來，做到彰顯理論，強(qiáng)化技能。其次，精心準(zhǔn)備教學(xué)過程中的操作示范、技能訓(xùn)練、技術(shù)糾正、巡回指導(dǎo)等環(huán)節(jié)。在教學(xué)過程的組織、實(shí)施上，教師要根據(jù)確定的教學(xué)內(nèi)容，現(xiàn)場對照實(shí)物，抓住重點(diǎn)，簡明扼要地講解理論知識，同時要將講授與演示、示范結(jié)合起來，加大直觀教學(xué)的力度；要用較長的時間安排學(xué)生進(jìn)行操作技能練習(xí)，訓(xùn)練過程中要加強(qiáng)巡回指導(dǎo)，及時糾正學(xué)生的錯誤，對于共性錯誤要集中講解與示范，予以糾正?？傊?，現(xiàn)場教學(xué)要精講多練，講練合一，以練為主，引導(dǎo)學(xué)生先從理論到實(shí)踐把知識轉(zhuǎn)化為技能，然后再從技能到理論，加深對理論的理解，讓學(xué)生在學(xué)中做，在做中學(xué)。

2.5.3 提高師資隊伍素質(zhì)，力求教師能力一體化[2]“教學(xué)做一體化”教學(xué)將專業(yè)技術(shù)理論課和實(shí)習(xí)課有機(jī)地融合在一起，僅由一名專業(yè)教師擔(dān)任教學(xué)任務(wù)，要求專業(yè)教師既是理論教師，又是實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師，教學(xué)過程中不僅要講解理論，又要進(jìn)行操作示范，學(xué)生發(fā)生錯誤還要及時糾正。作為教師，自己要練好內(nèi)功，力求自身能力適應(yīng)“一體化”教學(xué)的需要；作為學(xué)校，要積極創(chuàng)造條件，定期或不定期地對教師進(jìn)行理論和技術(shù)培訓(xùn)，讓專業(yè)理論教師掌握較為熟練的操作技能。讓實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師對理論理解得更透徹，同時要多組織教師到企業(yè)實(shí)習(xí)鍛煉，讓教師及時了解和掌握實(shí)際生產(chǎn)過程中的新技術(shù)、新工藝、新知識和新方法。

“教學(xué)做一體化”教學(xué)模式重在解決分段教學(xué)模式中存在的理論知識與實(shí)際操作技能不連貫的不足，把抽象而枯燥的理論知識科學(xué)地、有效地轉(zhuǎn)化到生動而有趣的實(shí)踐過程中，開發(fā)學(xué)生思維，鍛煉學(xué)生動手能力，保證學(xué)生在學(xué)中有樂，在樂中求學(xué)，使整個教學(xué)過程收到事半功倍的效果。

2.6 考核方法。按“等級制”進(jìn)行綜合過程考核。學(xué)生對評價結(jié)果不滿意，可向老師提出，并與教師進(jìn)行溝通，讓師生雙方都認(rèn)為評價結(jié)果是合理的。教學(xué)過程中或課程結(jié)束后及時進(jìn)行教師與學(xué)生互評，隨時解決教學(xué)過程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題。

3 結(jié)語

機(jī)電一體化技術(shù)課程改革已經(jīng)取得一定成績，但仍存在很多問題，表現(xiàn)在：能貫徹教學(xué)做一體化的支持項目驅(qū)動式課程教材不足；師資隊伍建設(shè)急需加強(qiáng)，加強(qiáng)教師業(yè)務(wù)培訓(xùn)勢在必行；缺乏先進(jìn)的機(jī)電一體化綜合實(shí)訓(xùn)室；與企業(yè)合作的的力度還需加大。這需要我們在實(shí)踐中不斷探索、不斷總結(jié)，以利于機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)課程建設(shè)與改革的持續(xù)健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 梁雯虹等．機(jī)電專業(yè)發(fā)展建設(shè)的探索．北京：決策探索．2007