时间：2023-05-30 10:16:29
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇plc课程设计总结，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
一、绪论
PLC技能课程作为职业院校里电气自动化技术专业类的一门的专业课程，其重要性不言而喻。它将继电器技术、计算机技术、控制技术、网络通信技术集于一体，是一门综合性、应用性课程。作为学院骨干院校建设重点专业：电气自动化技术专业（工业机器人应用方向）中的一门专业核心课程，本课程主要为培养工业机器人电气设计工程师、制造工程师、销售工程师、服务工程师、品质管理工程师、系统集成工程师等职业岗位的人才服务，故课程设计开发要突出培养学生使用PLC解决实际控制问题的动手能力，使学生掌握最新的技能，并为后续的较复杂的自动化设备及生产线的学习打下坚实的基础。
二、课程内容设计
为了落实“以学生为主体”的思想，课程建设调研期间，对自动化专业的40多位学生进行了PLC课程教学情况的调研。为了实现“以学生就业为导向”，对常州周边4个自动化相关企业进行了调研，并邀请企业专家进校召开课程建设研讨会（有欧姆龙自动化上海有限公司，天地自动化股份有限公司，星宇车灯有限公司、上海ABB公司等企业工程师），根据这些专家对电气自动化专业所涵盖的岗位群进行了任务和职业能力分析。
课程设计时以企业生产岗位典型工作任务为主线，以电气自动化专业应共同具备的岗位职业能力为依据，确定课程主要任务是：培养学生具备分析实际PLC控制系统的能力，能完成简单控制系统的设计、安装、编程和调试工作，并能对PLC控制系统进行日常维护。
课程内容以亚龙科技集团有限公司生产的YL-335B自动化生产线设备[1]为载体，配备欧姆龙CX-one编程软件与西门子STEP7软件，将课程的教学活动分解设计成若干项目或工作情景，主要有：供料站与加工站的控制[2]、装配站控制、分拣站控制、输送站控制、自动线PLC通信、搅拌机的设计等。以这些项目为单元组织教学，将PLC的常用指令分解到各个项目中去。在每一个项目的教学过程中，遵循学生认知规律，融入相关的指令、编程方法、控制系统构建、硬件接线方法、系统调试运行和优化等相关知识和技能。通过对各个项目的学习、训练和具体操作，掌握典型PLC指令的格式、基本用法、功能，了解和掌握PLC系统的结构、地址分配、程序设计以及每个应用项目的软硬件调试的全过程。让学生在做中学，在学中做，加深对专业知识、技能的理解和应用，培养学生的综合职业能力，满足学生职业生涯发展的需要。这充分体现任务引领、实践导向的课程思想。
三、课程考核
本课程的考核有两大特点：第一个特点，本课程将学历教育与职业资格证书体系衔接起来，以就业为导向、以职业技能发展为目标，实施课证融合，实现高职教育专业课程体系与职业标准的衔接[3]。将以骨干院校建设为契机，计划与国际型PLC生产大企业联合开发基于YL-335B自动线设备及CX-ONE编程软件的PLC职业资格证书，要求学生通过校企合作开发的工业自动化技术（PLC）的考核，并获得证书。同时为学生考取维修电工高级证书以及电工技术证书等打下基础。第二个特点，考核由理论考核与实践考核组成，理论考核采用试卷形式，实践考核采用单元考核方式，包括成果、工作态度、工作规范、团队合作等表现。
四、以赛促学
在课程建设过程中，主要老师积极组织学生参加各项与自动化生产线或PLC相关的比赛并获得好成绩。在2012全国高职技能大赛高职组亚龙杯自动化生产线安装与调试比赛中获得一等奖。在2011年首届“亚龙杯”全国高职院校“电气控制系统安装与调试“技能大赛中获二等奖，在自动化生产线安装与调试比赛中获得一等奖。学生对参加此类大赛都非常积极，认真。在选拔选手的过程中，大赛相关信息在学生中流传开来，激起了学生对PLC技术的关注；在准备比赛的过程中，选手突击、强化学习PLC技术，将相关技术应用到自动化生产线上，极大地提高了解决问题的能力；在比赛的过程中，与其他学校选手切磋、竞争，考验了临场应变能力与对PLC技术掌握的熟练程度；赛后，尤其是获得大奖后，增强了学习PLC技术的信心，更激发同学对PLC技术的学习热情[4]。
五、总结
本文就PLC课程设计的教学内容载体、课程考核、以赛促学等相关方面提出了见解。今后还将对该课程的网络教学资源建设、教学评价机制等进行进一步的探索和完善。
参考文献
[1]亚龙YL-335B型自动生产线实训考核装备说明书..
[2]朱林.高职专业课程体系与职业资格认证如何有效衔接[J].职业，2011（24）.
[3]廖常初.可编程控制器的编程方法与工程实践[M].重庆：重庆大学出版社，2003.
作者简介：
关键词:PLC教学;创新意识;教学方法;评价机制
随着经济的快速发展，工业生产的自动化程度越来越高，电气自动化设备得到广泛应用，企业对毕业生的开拓创新能力要求也不断提高。这种状况对技工教育提出了更高的要求，作为自动化专业核心课程PLC的教学，必须适应社会生产发展的需要，以市场经济对人才的能力需求为导向，创新教学模式。为了提高学生学习PLC的兴趣和培养开拓创新思维能力，我们在PLC课程的教学中，作了以下几点有益的尝试。
一、更新教育理念，培养学生的创新意识
从未来的趋势看，生产一线对自动化人才需求的层次越来越高；既需求技能型人才，更需要具有积极进取开拓创新能力的人才。现代教学理论认为：传统模式过分看重知识的传授，强调教育在课堂上的核心作用，忽视了学生的个性差别，从而严重损失教学效率；过多强调学习，从而损失了学生的发现、创新兴趣；传统模式以教师为中心，学生成为被动的“填鸭”对象，或装知识的容器，抹杀了学生的主动精神和创造潜能。这样的模式很难培养学生的创新意识，更不用说培养创造性人才。
因此，更新教育理念，变传统教育模式为创造型模式及以学生为中心，加强学生在教学中的主体地位，是未来教育的发展趋势。在教学中，不仅要传授学生知识，更要授与学生探索问题和解决问题的方法和能力，启发学生自觉运用知识、不断创新的意识。
创新是一个人的才智因素和非才智因素的综合发挥，创新并非神秘莫测，大多数人经过学习和训练，都会提高创新意识，开发出创新能力。创新思维一般程序为：发现问题、提出问题、提出假设、解决方法及检验、否定、再另寻求解决方法及检验，直到真正解决并通过检验等。程序的每一过程，都要有良好的思维意识，创新教育强调的是“发现”知识的过程，而不是简单的获取结果，强调的是创造性解决问题的方法和形成探索的精神。随着现代科学技术的发展，传统教学理念已不适应PLC课程的教学。因此，我们尝试采用创新型教学模式，激发学生自觉学习的积极性。
PLC教学核心内容是根据控制要求进行编程设计，编程设计是要强调个性化的，这就要充分发挥学生在学习中的主观能动性、积极性和创造性。通过提出各种课题来鼓励学生自主思考，标新立异，勇于质疑，培养学生的发散思维，引导学生想出更多的方法来解决问题。如在讲解PLC的基本指令时，为了加深对指令的理解，每个指令都会引用一个例子来介绍。在讲到综合性应用时，如用PLC控制交通灯、机械手时，会采用多种方法进行设计，如：基本指令编程、顺序控制指令编程、功能指令编程、比较指令编程等。为了提高学生的理性认识，力求避免空洞、枯燥的理论阐述，经常给学生分析讲解实际的工程案例，如针对目前正在院内使用的PLC控制恒压供水应用实例，进行现场教学，从可行性分析、设备选型、变频器参数设定、控制程序设计、安装调试过程中抗干扰因素的处理等多方面进行分析，按照实际工程规范要求来引导学生，使学生形成理论与实际相结合的思维模式。
此外，在上实验课之前，老师事先给出控制要求，使学生自己有足够的时间进行独立思考、然后上机调试验证。课外作业的批改也改变传统做法，教师只负责指导，让学生自己通过上机调试验证来发现问题，老师通过讨论、讲评、赞扬、鼓励，及时发现学生的创新潜能，及时肯定编程作业中的创新思维。结果是学生的编程作业可谓思路各异，丰富多彩，其中不乏创新之处。几年的实践证明：通过这种方式，培养了学生的创新意识，又极大的提高了学生的学习兴趣和自信心。这样的训练使学生有了成就感，并为提高创新能力打下基础。对于布置课外作业的内容，不局限于课本知识，而是给出一些实际问题，让学生独立思考，寻找解决问题的方法，使学生自觉充分利用课余时间，通过图书馆、互连网等方式查询资料，上机调试，这个过程提高了学生解决问题的能力，同时也开阔了学生的视野。
二、转换教师角色 和创新教学方式
实施课程教学创新教育必须要发挥教师作用，教师把自身的创造品质与人格、民主平等的教学理念直接、轻松活泼的课堂气氛等传递给学生，给学生以长期不懈，潜移默化的感染，是提高学生对此门课程兴趣的关键，也是创新教育的关键。学生对PLC课程感兴趣，才会有创新的激情。
在我们以往的PLC教学中，担任理论课教学的教师不用负责实验、实训课，只是埋头书本理论教学；而担任实验、实训课的教师，又不用担任理论课教学；这样的结果往往造成理论与实践的脱节；理论课上讲的内容到了实验、实训课不能及时反映，实验、实训课学生提出的问题又不能及时得到理论上的指导，这样往往造成学生无所适从。而理论课教师无法直接了解学生的动手能力，实验、实训课教师也无法直接了解学生理论知识掌握进度和程度，教师本身的创新精神也受到限制和压抑，造成教学方法僵化、以分数衡量一切，这样的教师不可能培养出创新型的学生。为了解决这一矛盾，首先改变这种做法，要求教师既教理论课程，又负责实验、实训课，既讲理论，又亲自动手，及时解答学生的疑问，及时发现学生的一些创新思想、创新意识，并及时给以肯定和赞扬。这样安排的结果，无形之中建立了一种相互理解、相互尊重、相互信任、融洽、和谐的新型师生关系。
此外，在教学方式上，要求教师不局限于传统方法，而是尝试和采用了一下几种新的教学模式：
（一）采用“一体化”教学模式
注重能力培养、强化技能训练、提高综合素质的一体化培养模式，理论课与实践课交叉进行的教学模式，实践始终贯穿在整个教学过程。形成融知识传授、能力培养、提高技能、素质教育于一体的可编程控制器应用“一体化教学模式”。突出实践教学，理论教学为实际应用服务的思想。整个教学过程围绕PLC技能训练（实验）、PLC综合训练（课程设计训练）及PLC控制系统设计（毕业设计）三个主要实践环节来完成。通过以上环节的训练学生能完成PLC的正确选型、PLC的程序设计与调试、PLC控制系统的设计与调试的整个过程。整个课程体系包括前期课程准备、理论与实践教学大纲、教学计划、理论教学设计、实践教学设计、课程考核方法。
（二）构筑“立体化”的教学方法和手段
将教材、教学参考书、多媒体课件、现代化实验平台、网络技术等融为一体，应用多媒体技术，网络技术等现代化教学手段，将课内讲授和课外自主式学习有机结合，使教学内容互相渗透，突出PLC基本原理、基本编程方法及基本技能的培养。注重教学内容、方法、实验、技术与生产实际相结合，培养学生掌握PLC技术解决实际问题的能力。
（三）案例教学法
通过一个个生动的单个实例引入，将PLC的定义、指令、程序设计的方法由枯燥变得生动，激发了学生的学习兴趣； PLC的系统设计从解决实际问题项目实例入手，层层分析，逐步完成，最后归纳总结系统设计的详细思路，使难以理解的问题变得思路清晰、迎刃而解，从而激发起学生的创造潜力。
（四）“任务驱动式”实践教学法
突出实践教学，注重学生动手能力培养。实践教学与理论教学学时数达到1:1以上，实践内容包括：利用课余时间通过社会实践的形式完成的PLC应用调查报告、围绕课前提出任务完成PLC程序设计或实用小制作、课程实验（16学时）、两周的课程设计、十周的毕业设计等。整个实践教学环节围绕最终学生能够“完成一个PLC应用系统”这一任务为主线，层层推进，培养学生知识应用的能力。
三、更新评价机制
在对学生学习PLC课程的成绩进行评定时，设法避免了以往一卷评终身的评分方式，以重视个性为指导原则，从重结果评价转向重过程评价，不以成绩的好坏来评价学生，而重视学生的再学习能力、独立思考能力、解决问题的能力及创新思维能力等。
PLC理论课程成绩和课程设计考核的评定是分开进行的。理论课程考核的最终成绩包含如图1所示的四个部分。（1）平时成绩指作业完成情况、上课出勤及课堂提问回答的表现。（2）实验成绩指完成课程实验规定的实验内容及实验报告的提交情况。（3）调查报告成绩指学生利用课余时间完成的PLC应用调查报告。（4）期末考试卷面成绩。课程设计考核的最终成绩包含五部分（1）平时成绩指课程设计出勤及工作态度；（2）系统软硬件设计；（3）系统安装调试；（4）设计资料整理；（5）答辩成绩。
总之，从传授知识的教育理观念向注重能力培养的教育理念转变。注重对学生创新能力、综合能力、实践能力、合作能力的培养，从“教师如何教好”向“教师如何让学生学好”转变。教学各环节都应该围绕着帮助学生“如何学”、“如何学好”来开展是PLC教学中的改革与创新的最终目标。
参考文献
1.《可编程序控制器原理.应用.实验》 常斗南主编 机械工业出版社 1998年7月第1版第1次印刷
2.《互动式教学在可编程控制器教学中的应用》[J]．邓朝阳．职业教育研究，2006
3.《PLC教学存在的问题和解决对策》[J]．闫丽华．职教论坛，2004
关键词：PLC 液压传动 综合性 设计性
中图分类号：TH137 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）09（a）-0157-01
液压传动是机械专业的一门重要的专业基础课，基于课程的应用性很强，实验课程就显得非常重要。近年来随着我校教学改革的不断推进和课程建设的不断更新，学校在强化液压传动理论教学的同时更加注重实验教学的质量。实验教学作为课堂教学的补充，通过实验室使学生更好地理解液压传动的基本理论，培养学生的实际动手能力和创新能力。但就目前我校液压传动实验教学的内容和方法来说，能让学生进行设计和创新的机会较少，因此，需要对本课程的实验教学方法和内容作一些调整和创新，提出综合性、设计性实验的思路。
1 液压传动实验教学现状
实验教学的目的是配合理论教学，使学生在实验过程中巩固课堂上所学的理论并有所深悟。但传统的液压传动实验中，由于种种原因通常是教师演示，学生被动的根据实验指导书的内容进行常规的验证性实验，教学效果一般。在实验中我们发现传统的液压实验具有以下缺点：（1）液压回路和实验内容固定、功能单一；（2）采用按钮控制或继电器控制，实验数据手工处理，实验数据精度不高；（3）学生自主设计的机会少，创新性差等。
2 综合性、设计性实验
为改变我校液压传动实验教学的这些不足，液压传动实验室中引进了多种包含PLC的液压拼装实验台。新型实验台的液压系统采用多种控制方式（按钮控制，继电器控制，PLC控制），实验过程包括从系统设计、元件组装到控制编程、性能实现等全过程。要想利用新型实验台达到提高教学质量，培养学生独立思考和动手实践能力的目的，必须在实验教学方法和考核方式上做革新，开设综合性、设计性实验。综合性实验力求使机械专业的学生在掌握液压传动基本理论的同时，熟练掌握PLC控制技术在液压系统中的作用，对学生进行综合训练。设计性实验是对学生独立思考、发现问题、解决问题和探索创新能力进行训练，要求学生根据实验任务要求和实验条件自行设计实验内容，包括提出实验方案，选择实验仪器，确定实验内容和方法，实现实验内容，分析实验结果的全过程。开展综合性设计性实验必须改变以往“教师演示、学生模仿”的教学方式，学生不再按照实验指导书一步一步地做，而是根据教师下发的实验任务书选择综合性实验任务。在了解实验任务的目的和要求后，学生自行查阅资料理解一些课程中没有讲述的原理性知识，设计并逐步完成实验内容。通过液压传动和PLC控制技术这两门课程的交叉融合，在新型实验台上开设综合性设计性的液压系统实验，不仅能够提高实验教学质量，还可以培养学生的动手能力，给学生提供更多的创新机会。
3 综合性设计性实验的实施过程
综合性设计性实验的实施过程参照课程设计的过程，由教师给每个学生下发不同的实验任务书，学生可以利用液压传动实验室和机电控制实验室的相关实验器材，根据实验任务书的要求完成实验的全过程。具体的实施过程可以总结如下：第一，根据实验任务书确定实验方案。学生可以根据给定的实验目的和要求设计实验方案，根据液压传动和PLC控制技术课程及其它相关理论的综合知识，设计出具有综合性实验目的的实验方案。第二，提交方案设计说明书。方案设计说明书中不仅要包括实验的目的和意义、所选择的实验器材，还要包括详细的实验内容，即绘制出相应的电气控制原理图和液压传动系统原理图，并设计出电路搭接和回路搭接实验的详细步骤。所提交的实验方案必须经实验老师的审核后方可开始实验。第三，模拟和实验。因实验过程中涉及到PLC控制程序编写，为避免由于程序错误造成液压控制系统硬件的损坏，在实验过程中首先要进行的是运用S7-200软件进行编程和模拟，在模拟过程中发现错误及时调整，程序模拟正确后方可搭接液压控制和传动系统。选择合适的液压元件和电气控制元件，根据设计的系统原理图搭接液压系统的液压回路和控制电路。通电之前须经实验老师检查，以免因电路连接错误而烧坏电气元件。第四，编写实验报告。在完成某一液压控制系统的回路和电气控制设计、系统组装、系统调试和结果分析后，学生要编写这一综合性实验的实验报告，格式参考课程设计的说明书。
4 综合性设计性实验的效果分析
通过综合性设计性实验使得学生的动手实践能力和理论创新能力都有了很大的提高，并加强了多课程体系的融合。首先，提高了学生查阅资料的能力。在实验的设计和准备阶段，学生需要查阅大量的资料，通过借助多种工具查阅国内外最新的科技文献，提高了学生主动学习的能力和查找资料的能力。针对所查阅的资料进行系统的分析和研究，不仅学有所用，更拓宽了学生的知识面。其次，提高了学生主动学习和自主实验的能力。学生在拿到实验任务书之后就要确定实验方案，设计实验内容。实验形式和内容不受约束，学生可以大胆设想，充分发挥专业所长和个人想象力，对制定的实验方案进行反复推敲，对编制的程序严格模拟，在实验过程中发现错误及时修正，直至达到实验目的和要求。在整个实验过程中，教师只起到监督和检查的作用，完全依靠学生的自觉性和主动学习的态度，充分锻炼了学生自主实验的能力。再次，提高了学生科学研究的能力。综合性设计性实验要求学生自己动手完成实验中的各个环节，并能对自己的实验结果进行分析，很好地展现了学生的想象力、观察力、创新思维、独立思考和逻辑判断能力，这些正是当前研究型人才所必须具备的素养。最后，提高了学生创新的能力。传统的实验教学过程中，学生大多是依据实验指导书中的方法和步骤按部就班地做，缺乏思考和创新的机会。而现在采用综合性设计性实验教学模式，给了学生充分的思考和想象的空间，更有助于学生创新思维的形成。学生与学生之间，学生与教师之间可以随时进行交流和讨论，及时解决实验过程中遇到的难题，将学生的学习形式由被动改为主动，不仅锻炼了学生的创新能力，更让学生充分体会到了学习研究的乐趣和学有所用的成就感。
5 结论
通过改进后的综合性设计性实验，不仅让学生自己设计实验回路，还让学生动手搭建回路控制系统，使原有被动、按部就班的“看”实验变成学生主动设计、解决现实问题与实践环节结合的“做”实验。通过多学科的综合运用，有效地将液压传动和PLC控制技术的理论知识与实践结合了起来。新实验项目的开发，有利于提高学生学习的兴趣及积极性，激发学生思考问题、分析问题、解决问题的能力，为社会培养出所需要的学科交叉的综合型人才，可以更好的满足社会发展的需要。
参考文献
关键词：高职课程；项目化；机床电气控制；教学设计
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2013）05-0021-03
学生学习目标不明确、学习兴趣不浓厚是一直阻碍职业教育发展的重要因素。近几年来，在全国高职院校中掀起了教学改革的浪潮，各个高职院校从不同的视角，切入适合自己的改革主题，纷纷加快改革步伐。在教学改革实施中，项目化教学的教学方法备受推崇。项目化教学的主要思想是鼓励学生面对专业知识和岗位能力所构建的目标，产生一种创造激情和价值实现欲望，使学生能够在一种企业生产环境或情境下，按照企业产品制造的工作模式，完成学习和训练任务。它强调以学生为主体，以教师为指导，以具体的工作任务为载体，将理论与实践有机结合，使学生在完成任务的过程中掌握知识和技能。项目化教学通过提出一些引导性的问题，能够让学生进行自主学习，引导学生掌握完成项目必须理解的知识，并在实施项目的过程中设立考核制度，让学生在参与整个项目的过程中充分发掘创造潜能，更有效地调动学生的积极性。笔者拟以高职机电一体化专业为背景，探讨项目教学法的形式，对该专业中的主要课程《机床电气控制系统的设计与安装调试》进行项目化教学设计。
课程设计的理念与思路
课程改革整体理念 根据学校的办学理念和人才培养目标定位，基于课程体系和教学改革的总体思想，在教育专家指导、广泛调研、多次讨论的基础上，以专业的发展趋势及企业的人才需求为依据，结合机电一体化专业培养计划，从培养学生综合分析能力和职业能力出发，提出课程体系和教学模式改革的基本理念：以学生综合职业能力养成和职业生涯可持续发展能力为导向，明确课程目标；以典型的工作任务、项目、工作过程为线索，确定课程结构；以岗位职业素质、岗位核心技能为主线，确定课程内容；以工作项目为载体，设计教学组织形式，将企业对员工的职业素质要求融入课程，并贯穿人才培养全过程；改革教学方法和手段，深入开展项目教学，以工作任务为导向，真正实现“教学做”合一。
课程设计理念 本课程的设计理念主要有以下几点：（1）以培养职业岗位能力和素质为课程目标；（2）基于机电产品安装调试及设计人员岗位分析和具体工作过程，选取典型的工作任务为教学载体；（3）以学生为主体，以教师为指导，按照人的认知规律和从技能到技术知识的架构，从简单到复杂逐步递进，构建工作过程系统化的《机床电气控制系统的设计与安装调试》课程教学体系。
课程设计思路 本课程是在企业调研与学校组织的专家访谈会的基础上形成的机电一体化专业核心课程之一。为了课程建设的顺利开展，教研组人员对机电类企业的就业岗位做了问卷调查，并参观了企业的典型机电一体化产品，了解了企业的人才需求情况、企业的工作过程以及要求机电专业毕业生必须具备的专业能力。另外，考虑到理论知识的覆盖面，对学科知识体系的内容进行了分析和重构，最后形成典型的教学项目。本课程的设计思路如图1所示。
教学目标设计
通过学习该课程，学生能够使用三相异步电机、直流电机、步进电机、伺服电机等工业常用电机，能维护普通机床的电气控制线路，并能综合运用PLC、传感器、变频器、触摸屏等电器设备设计机床、工业机械手等常用机电产品的控制系统。具体的能力目标与知识目标如下。
能力目标 能力目标主要有以下几点：（1）能进行电动机及其常用电器元件的接线及其选型；（2）能绘制电气控制电路的原理图和接线图；（3）能进行继电器—接触器控制线路的安装与调试；（4）能根据电气控制需要，选择PLC的型号及相应的输入、输出端子并正确接线；（5）能利用PLC编程软件进行程序的编写、传输与调试；（6）能完成变频器输入输出端子与控制端子的接线、参数设置、面板控制与调试；（7）能够使用触摸屏进行接线、参数设置与界面设计；（8）能分析并排除电气控制电路中的常见故障，并能改造、设计常用机床的PLC控制系统；（9）能够使用继电器、接触器、PLC及扩展模块、变频器、触摸屏等设计较综合的控制系统。
知识目标 （1）理解常用电机的机械结构与工作原理；（2）掌握常用低压控制电器如继电器、接触器等的动作原理、图形和文字符号画法；（3）掌握继电器、接触器控制系统的设计原则、步骤及技巧；（4）了解PLC的种类、主要功能、基本原理及其接口电路的工作原理；（5）掌握常用PLC的基本指令及应用；（6）理解变频器、伺服电机、触摸屏、传感器等常用电器设备的原理；（7）掌握PLC综合应用系统设计的基本原则、步骤和方法。
教学项目设计
项目的确定是项目教学法成功的关键。在明确课程教学设计理念与思路的前提下，项目的选取需要把握以下几个原则：（1）项目的设计要有可行性。设计学生易理解、感兴趣的项目，如三相异步电机的正反转等，这样才能更好地激发学生的学习兴趣，引导学生进行自主学习，收到事半功倍的效果。（2）设计的项目难度要循序渐进。在明确的教学目标指导下，综合考虑项目的统筹设置、项目间的联系和层次递进。开始时的项目难度不能过高，难度过高会使大部分学生难以理解和接受，不仅收不到预期的教学效果，还会导致学生对后续内容的学习望而生畏。从简到难逐步递进的方式能较好地激发学生的学习热情和积极性。（3）项目的设计要有综合应用性和创新性。项目的选择要以教学内容为依据，既要与书本知识紧密结合，又要能够充分体现企业的工程实际情况，还要有一定的创新空间，使学生既能运用学过的知识，又可以创造发挥，对新旧知识融会贯通，更能提高学生举一反三的综合应用能力和项目开发实践能力。
本课程有6个教学项目，25个任务，总共108个学时。其中，前4个项目为基础性项目，后2个项目为提高性项目。其中的“多线切割机电气控制系统的设计与安装调试”为校企合作开发的教学项目。该项目是本课程的亮点，具备了一般项目所没有的综合性，该项目涉及电机拖动技术、继电器—接触器控制技术、PLC控制技术、伺服控制技术、传感器应用技术等专业知识，从而可体现项目的工程实际。课程的具体项目和任务名称如下：
项目一 三相异步电机控制电路的安装与调试，具体分为5个任务：（1）三相异步电机点动控制电路的安装与调试；（2）三相异步电机长动控制电路的安装与调试；（3）三相异步电机正反转控制电路的安装与调试；（4）两台电机顺序控制电路的安装与调试；（5）运用变频器控制变频调速电机的正反转及转速。
项目二 CA6140型车床电气控制系统的安装与调试，具体分为2个任务：（1）CA6140型车床电气控制原理分析；（2）CA6140型车床电气控制系统的安装与调试。
项目三 PLC基础控制装置的安装与调试，具体分为4个任务：（1）用PLC控制指示灯的亮灭及闪烁；（2）三相异步电机启停与正反转PLC控制装置的安装与调试；（3）运料小车自动往返控制装置的安装与调试；（4）简易定时报警器的设计安装与调试。
项目四 普通机床控制系统的PLC改造设计安装与调试，具体分为2个任务：（1）CA6140型车床控制系统的PLC改造设计安装与调试；（2）Z3040型摇臂钻床控制系统的PLC改造设计安装与调试。
项目五 工业机械手PLC控制系统的设计安装与调试，具体分为2个任务：（1）工业机械手PLC控制过程分析；（2）工业机械手PLC控制系统的设计安装与调试。
项目六 多线切割机电气控制系统的设计安装与调试，具体分为10个任务：（1）模拟量输入、输出模块的使用与仿真；（2）运用PLC及模拟量扩展模块控制伺服电机的转速；（3）人机界面HMI触摸屏的参数设置与界面设计；（4）运用PLC及触摸屏实时控制电机；（5）综合应用触摸屏、PLC及模拟量扩展模块控制伺服电机的正反转及转速；（6）旋转编码器的脉冲计数装置的设计安装与调试；（7）步进电机的正反转及转速控制装置的设计安装与调试；（8）切割机钢线张力测量装置的设计安装与调试；（9）切割机断线保护及张力控制装置的设计安装与调试；（10）多线切割机控制系统的设计安装与调试。
另外，由于学生自身水平有差异，在教学中应适当地布置扩展任务给基础好、学有余力的学生做，给他们一个发展自学能力的空间，进一步提升学生的综合能力。
考核体系设计
本课程的成绩总分为100分，平时成绩占70%，期末成绩占30%。平时成绩为完成上述任务所得成绩的平均分，期末成绩是一个较综合的任务考核所得分，每个任务的考核指标（见表1）中，每个指标都有一定的权重。教师根据考核表对每个学生的任务完成情况进行评分，其中，2、3、4项的考核是由小组所有成员共同完成的。
单元教学实施过程
单元教学主要分为以下几步：（1）先告知本单元要达到的教学目标和重点难点，给学生发放工作任务单，然后以实际案例演示引出新任务。（2）资讯获取，教师提出引导性问题，提示学生通过相关技术资料查阅关键知识并回答问题。（3）方案讨论与修改，小组讨论实施方案并汇报，教师给予指导，最后确定方案。（4）任务实施，主要分为元器件的安装与布线和功能调试两个实施步骤。（5）展示与评价，各小组代表展示该组项目作品，并对调试过程作简要介绍，学生互评并相互交流工作体会，教师对每组的项目成果进行评价，并把考核结果记在相应的考核表中。（6）归纳总结，教师与学生共同归纳总结在任务实施过程中遇到的问题及知识点。
教学效果评价
本课程在期中和期末都召开了学生和教师座谈会。通过学生和任课教师的反映可知，本课程的教学效果与传统课程教学相比有很大的改善，运用项目教学法，可使学生在实现完整工程项目的过程中学习具体的理论知识，并培养了学生的工程意识；在工作方案设计、讨论及比较分析各种方案的优缺点，从而选择最优实施方案的过程中，可逐渐培养工科学生的独立工作能力和团队合作精神，提高学生的综合职业技能。
座谈会中师生也提出了该课程存在的不足之处，并给出了较合理的解决措施。主要有以下几点：（1）项目内容较多导致计划学时稍显不够。学生提议增加学时量或在课内适当减少任务数量，增加实训室课外开放时间，让有兴趣的学生做更多的训练以进一步提高应用能力。（2）实训器材消耗量较大导致部分耗材出现供不应求问题。对此，已向相关部门反映，要求调整采购计划以满足课程教学对耗材的需求。（3）教学组织过程还需要进一步完善。教学组织协调不当容易出现教学过程松散、个别学生偷懒的现象，因此，合理分配小组成员显得尤为重要。在分组方面，要以学生自愿为原则，在此基础上，以4～6人为一组，选择组织能力强、学习态度好、乐于助人并有一定合作创新意识的学生为小组长。教师要根据学生在课程学习期间表现出的知识掌握情况、学习能力和团队协作等影响因素适当调整分组情况，力求使每个小组都能和谐相处，一起学习，相互探讨，共同完成工程项目。在这个过程中教师可以适当启示和引导学生解决遇到的技术问题。
本课程在项目设计中引入了真实的企业项目，与一般课程的项目教学相比更能体现工程实际，而且本课程教学项目内容丰富，知识覆盖面较广。在教学方法方面，在项目化教学法的基础上融入了示范教学法、分组讨论法、问题引导法等多种教学方法。通过两年的教学改革与实践，学生的实践动手能力有了很大的提高，对理论知识的理解更加深刻。实践证明，基于工作任务的项目化教学可以激发学生的学习兴趣和求知欲望，培养学生综合运用知识分析与解决问题的能力、团队协作能力及较强的产品质量意识。今后，应继续应用和推广基于工作任务的项目化教学，并不断完善教学方法及项目设计，以更好地适应企业对人才职业能力的需求。
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关键词：电气技术；PLC；教学方法；实践改革
在我国的高校教育中，一直存在着学生多而师资少的现象，在理论教学和实践教学中，还有实验设备明显不足或者更新建设慢的问题。近年来，教育部对学科建设提出了更高更新的要求，也增加了更多的资金投入。电气技术PLc作为控制学科中的一门重要课程，它不仅是工业控制中的控制器，也是决定系统性能好坏的关键。从20世纪到现在，PLC技术的发展日新月异，其更新速度快，涉及内容广，而且更注重软硬件配合，并与实践相结合。为了提高学生的积极性，培养学生主动思考和动手解决问题的能力，利用移动式实验教学和启发式互动教学对改善当前教学环境有重要的意义，为学生将来就业和成为更高级工程技术人员打下良好的基础。
1 电气技术PLC教学现状及意义分析
1.1 教学现状分析
从目前来看，我国大部分高校在教学中依然采用了较为传统的教学方法。其中存在的问题主要表现在以下几个方面：第一，教学通常是进行课堂讲授，内容也非常全面，从物理讲到电路，再讲到控制理论，有时候一堂课讲下来还会觉得时间不充足，知识点还没讲完。整个课堂安排得很紧凑，学生在课堂的参与机会很少，教师同样也缺乏调动学生积极性和主动性的理念，导致课堂效果欠佳。第二，目前教学大纲的重点都偏向线路和程序的理论逻辑设计，考查学生的方式也偏理论，轻实验。第三，基于学校的设施设备比较落后，实际情况完全达不到教学要求，导致实验的无法进行。因此，实践环节通常不参与考核，跟成绩不挂钩，进而使得学生不重视。
1.2 教学改革的意义
在自动化专业与电气工程的专业课程中，PLC和电气控制技术是其中的必修课。另外为配合专业课程教学，还设有设计课程。通过对课程的学习和掌握，目的是让学生具备基础的电气控制和PLC技术知识与技能，能够建立电气控制系统的概念。教育学生能在熟练分析电气控制电路的基础上，排除电气电路的故障，并利用合适的PLC型号，对电路进行设计，编制PLC程序，从而掌握对普通电气控制设备进行PLC改造。
2 理论教学的改革
电气技术PLC的课程特点本身就具有很强的应用性，所以教师应该基于教学大纲，通过工程实例和实验课程相结合进行课程设计，实现工程理论与工程实验的相互辅助教学，使理论能服务于实践，而实践深化理论。同时，在改革理论教学时，教师要注意调动学生的积极性和主动性，从而提高课堂教学的效果。
2.1 启发式互动教学，激发学生学习兴趣
启发式互动教学，就是为了改变教师为主体的模式，通过让学生参与到过程中，提高其积极性。而且，学生的主动参与，可以激发他们思考，使他们发现学习的乐趣，从根本上将被动学习转换为主动。以下两种方法对提高学生学习兴趣有积极作用。
（1）作业和考核形式改革，这一改革的目的，是要引导学生认识到该课程在整个自动化专业体系中的重要意义。例如，在开始每章课时，布置给学生相关的作业任务，而且要求不能拖延作业时间，这样可以使他们有的放矢进行学习，教师引导其思考，能尽快将课堂内容吸收和消化。这也是锻炼学生预习和复习的意识，且将作业的成绩计入期末成绩中。（2）启发式互动教学。这种方式需要教师提前一到两周安排好，要求学生参与到教学讨论中，分小组进行集思广益，然后小组推荐一位发言人将准备的内容讲解给其他同学和教师，当然其他小组成员可以进行补充。另外，借助现代化交流工具，大家可以一起对课程的问题进行讨论。教师须做总结性陈述。通过开展学生集体备课教学，能激发他们主动查阅资料的热情，自觉将各种热点或前沿知识带入课堂中。这样一来，不仅提高了学习兴趣，还扩展了其知识面。
2.2 工程案例教学，提高创造能力
在电气技术PLC教学中，电磁阀和电动机是电子控制系统设计和运作中常见的两种执行电器。在进行实例教学时，也要根据专业的特点选择相应的执行电器控制系统，且尽量选择常见的工程实例进行教学。通过知识转化成生产力这一过程的感受，学生能够体会到生活中无处不在的控制，认识到电子控制在自动化专业中的重要性及实际价值，增强学习的目的性。例如，在教授电子正反转控制线路这一知识点中，各大商场都有“自动门”这种设施，不过很少有学生能与课程联系在一起。所以，教师利用这个实例可以对位置传感器、触点位置开关和非接触红外传感器进行教学，将电机、传感器和电气控制与自动控制的知识串联起来进行。同时，在讲控制线路设计和实现中，可以延伸到如何选择和设计电器元件上。比如在讲解后半部分的PLC技术时，可以结合自动装卸车讲解常规继电接触器控制电路转化成PLc控制时，它们常开常闭点的逻辑关系和转化方法以及转化后在工业现场出现切换时熔断器损毁或跳闸，而实验室的调试却又正常。留给学生思考的问题，培养他们解决问题和思维创造的能力。
3 实践教学的改革
3.1 移动实验教学和教学环节模块化
在进行实践教学时，对课程进行的模块化设计和分割，可以分割成实践前准备、实践过程调试和实践后总结分析三大块，并利用移动实验教学。在课堂上完成实践任务的布置，而课后可以完成实验程序和实践线路，为减少调试实践，实验程序甚至可以在宿舍完成输入过程。
在实验之前，学生需要自主完成实验程序的编写，这样可以提高学生在每一项教学环节的参与度，培养学生的主体意识，加深对理论知识的认识和理解。通过实验与作业结合教学，能有效改善学生自主学习的现状。
如果受限于实验设备数量，可以对实验小组的人数进行缩减，延长实验时间。通过开放实验环境和时间，学生可以同教师相约完成此次实验。
3.2 题目设计多样化，锻炼知识转化能力
在新的教学大纲要求下，为配合完成课程设计，可以加入教学型电梯控制系统、教学型无塔供水系统和教学型锅炉控制系统等实验设备，学生完成设计后可以在这些模型中进行调试。当然，针对特别优秀的学生也可以让其自主选择课题进行设计，由开关代替了输入点电器，由指示灯代替了输出点，学生可以利用这些实验设备完成设计和调试。缩小以前的课题小组成员数量，并增加设计题目，从10人1题到2至3人题，甚至1人1题，这样在拓展学生视野的同时，也减小了学生间的相互依赖。
在实验和设计过程中，让学生自己发现问题，可以激发他们利用网络、图书馆资源或者小组讨论和教师辅导的形式积极寻找问题的解决方案，在寻找方案的过程中他们也掌握了相关的理论知识，然后再将其运用到实验中，让理论和实践真正有效地相结合。所以通过一系列的控制任务，让学生掌握到用理论知识解决实际问题的能力，从而激发学生的主动性和好奇心，真正达到理论服务于实践的目的。
4 教学手段的改革
将传统板书与多媒体技术教学相结合，利用多媒体的直观、生动和信息量丰富等特点，将抽象的概念具象化，加深学生的理解，提高学生的学习兴趣，从而提升教学质量。
4.1 传统教学与多媒体技术结合
这两种教学方式各有优缺点，所以这要求教师能够将二者的优点结合，实现教学互补。自动化专业中电机拖动系统动力学，由于其方程和推导过程较多，所以较适合运用板书进行教学，对推导过程可以进行详细的讲解。但在低压电器中，却有大量的结构图与工作原理，所以利用多媒体技术可以更直观地展现其结构特征。由于电机的控制线路中按钮、继电器和接触器等非常多，多媒体技术能实现动态和视频教学，充分调动学生的积极性。
4.2 传统教学方式与仿真软件结合
例如，在教授S7-200PLC编程时可以利用多媒体技术实现教学，但针对PLC控制系统的设计与应用实例讲学时，利用实物教学就不够现实。因为实物不仅投资大，而且维护成本和难度较大。将计算机仿真技术应用进来，可以实现PLC和组态软件的仿真教学。通过该平台进行教学，可以使控制系统的理论教学实现生动性、直观性和形象化。计算机仿真技术，不仅解决了实物控制的难题，而且保证了资源的低成本、多样化。同时，仿真软件还具有开发周期短，完全免于维护的优点。所以，将仿真软件与传统教学相结合可以增加课堂教学的多样性，还提高了实验教学与设计的实践性。
1．1电气控制类课程设计创新教学模式的思路
课程设计是综合一门或多门课程知识的实践性环节，是学校实践教学环节的重要组成部也是培养学生综合素质的重要环节。对于电气控制类专业，比如自动化和电气工程及其自动化等专业，常见的课程设计有计算机程序课程设计、电子技术课程设计、嵌入式系统课程设计、电气工程综合课程设计、可编程逻辑控制课程设计和工业控制系统综合课程设计等，大部分课程设计都具有“硬件和软件相结合”的特点，实践性和实用性很强，与企业需求结合非常紧密，契合度较高。基于该类课程设计的特点，在课程设计教学中，笔者打破原有的课程设计教学思路，采用与企业深度合作，将企业需求职位的专业和技能要求融入课程设计教学过程中，对学生进行有针对性的训练，在培养学生的创新精神和实践能力的同时，注重培养其良好的职业素养和综合能力。课程设计的内容结合相关企业的某个工程项目，教学过程尽可能与工程项目的运作过程接近，使学生熟悉工程项目的运作流程和不同职位的工作内容和专业技能要求。学生以团队合作的形式，由3～5人组成一个工作小组，根据企业需求，每位成员都有相对独立的任务分工。通过这种方式的课程设计，学生可以对企业的需求有深入的了解，对自己的能力有进一步的认识。在此基础上结合自己的专长和爱好，学生可以尽早明确自己的工作方向，完善个人的职业规划，最大可能成为企业需求的综合性人才。
1．2基于企业需求的电气控制类专业的职位
在课程设计创新教学模式中，课程设计的过程尽可能与企业中工程项目的运作过程接近。根据对企业职位设置的调研，笔者将该教学模式中团队中各成员的职位和任务说明如下:
(1)项目管理工程师是一个团队的核心人物，负责制定和管理项目进程，组织必要的讨论和会议。对于项目管理工程师而言，如何调动团队内每个成员的工作积极性，最大程度地发挥成员的专长是其主要任务。可见，良好的沟通能力和个人魅力最为重要。这个职位为学生毕业后的个人创业或某些管理职位提供了基本的训练。
(2)硬件工程师和软件工程师完成整个项目的核心技术工作，包括系统的方案设计、绘制图纸等。在国内外倡导工程教育的背景下，工程师的工作尤其要与企业需求和行业规范相结合，指导教师对软硬件工程师的具体工作提出严格的要求。
(3)外观或结构设计师需要机械类专业的知识，不是电气控制类专业的主要学习范畴，在教学实施过程中将机械类与电气控制类专业的学生进行混合，组成一个更加专业的团队，不仅有利于更好地完成任务，而且扩大了团队成员的知识面。而且，一般情况下电气控制类专业的学生也会学习机械制图(或AutoCAD)，若设计要求不是很高，他们也能完成任务。
(4)销售工程师在企业人员的职位中也是比较重要的角色。在我校电气控制类专业的毕业生中，有不少同学都从事市场或销售方面的工作。一方面企业需要有该类专业背景的毕业生，另一方面电气控制类专业某些学生善于言谈，亲和力强，更喜欢做与人沟通的工作。销售工程师需要掌握一定的销售理论，做全面的市场调研，提炼产品特色和产品卖点，制定完整的销售计划。
(5)秘书的主要任务是会议记录，制作项目陈述PPT，撰写论文等文字性工作。从方案设计开始，秘书就开始构思并撰写论文。秘书的工作是整理和总结资料，大部分的文档原始资料都需要其它成员提供。秘书需要经常和每一个成员沟通，尽量按照毕业设计论文的标准完成课程设计论文的撰写。
2课程设计创新教学模式的实施
2．1对课程设计团队的要求
团队人数要适宜，若人数过多，任务分配不均，必然有成员的工作较轻松，易偷懒，造成不团结;若人数过少，每个人承担任务较多，不能起到成员间交流合作，培养良好职业素养的目的。经过实践，根据任务复杂程度，一个课程设计团队的组成人数以3～5人为宜。团队中每个成员根据需要可以承担多项工作，比如项目管理工程师可以兼任其他任何职位，外观设计工程师兼任销售工程师，采购人员兼任秘书;而软件和硬件工程师一般独立设置，而且在项目软件编程任务较多时，可以采用模块化设计，由多个人共同承担。团队内每位成员按照分工都有自己明确的工作任务，具有强烈的责任感和使命感。而且，由于是团队工作的性质，团队之间的竞争更为激烈，在工作过程中每位成员也会强烈地感受到集体的凝聚力和荣誉感。在这种情况下，个体能力强并不意味着集体的成功，只有大家团结合作、互帮互助才能取得最终的成功。因此，在做好课程设计的同时培养了成员的工作主动性、积极性和团队协作意识。
2．2选题要求
多数应用型大学的电气控制类课程设计都是诸如电子钟、交通灯的控制之类的小题目，设计题目单一，与专业技术的当前应用脱节［4］，而且容易查找到现成的资料，不利于培养学生的实践能力和创新精神。由于以团队形式工作，人数增加，可以适当地增加课程设计题目的难度。课程设计选题可以结合教师科研项目，与企业进行深度合作并能为其解决实际问题的综合性选题最好。比如在单片机系统课程设计中，与某企业合作，设计题目为“多功能电压力锅”;在工业控制系统综合课程设计中，与某自动化公司合作，设计题目为“恒压供水系统的PLC控制与远程监控”［5］。在课程设计过程中不满足于只考虑软硬件是否能实现任务要求的基本功能，还可以在图纸的完整性和规范性、系统的安全性和可靠性等方面提出更高的工程要求。
2．3工作流程
在课程设计实施过程中，教师引导团队的工作过程尽可能与实际项目的运作过程接近［6］，在任务量、时间节点等方面制定详细的计划，使成员在具有一定压力下，既紧张又有条理地完成任务。课程设计基本工作流程如图1所示。小组会议是一个较为正式的环节，由项目管理工程师主持，秘书做会议记录，指导教师或企业工程师以及组内成员参加，目的是引导学生明晰工作目标和工作内容，合理安排时间，顺利完成任务。在第一次会议上，项目管理工程师陈述系统总体设计方案，各成员分别总结前期研究内容和明确后期的工作步骤和内容，并制定详细的工作计划。在团队成员分工后，项目管理工程师也可以根据需要多次组织会议，秘书做好会议记录，为最终的论文提供素材。指导教师在以学生主导的会议中，有目的、有意识地引导，培养学生在设计过程中有计划地学习、研究问题，综合运用自己的理论、专业和实践知识进行解决问题，从而提高实践创新能力［7］。指导教师通过提问掌握每个学生的工作进展情况，并对存在的问题做出正确的启发，鼓励学生进行互动讨论。各成员总结自己的阶段性成果，提出工作中遇到的困难，成员之间充分沟通。项目陈述和答辩环节是课程设计创新模式中重要的一个环节，培养学生总结能力、表达能力和PPT的制作和展示能力，使其学生在公众下能够不怯场，敢于表现自己。
2．4考核与评分
在课程设计创新教学思路和创新模式的引导下，考核也要更新观念，要与人才培养目标相一致。借鉴荷兰高校对学生实践能力的考核方法，不仅注重基于任务分工表现出的实践应用能力，而且还要兼顾学生在课程设计过程中展现的思路创新、表达沟通和团队协作能力［8］。由于课程设计的教学时间一般为一至两周，所以考核与评分不能过于繁琐，笔者在两轮课程设计实践基础上总结了一套与培养目标一致、相对公平和便于实施的考核评分方案，如表1所示。个人的最终成绩是由小组成绩和个人成绩两部分组成［9］，各占50%，其中小组成绩由指导教师根据不同分项及其权重给出，个人成绩由指导教师和组内成员共同给出。组内成员互评均分权重为0．2，这个独创的考核细节大大激发了学生的工作热情并营造了工作团队内互帮互助的和谐氛围，培养了学生的团队合作精神。
3课程设计创新教学模式的支撑体系
(1)加强师资队伍的培养。对于应用型大学而言，高水平的师资队伍是应用型创新人才培养的关键。要培养出企业需要的应用型人才，必须建立一支综合素质强的“双师型”教师队伍。而大多数教师从学校毕业又进入学校授课，本身没有在企业工作过，教师的工程素质和实践经验不足，具有丰厚工程背景又有学术水平的“双师”型教师尤其缺乏［10-12］。一方面，可以建立教师有计划分批次轮流到企业锻炼的常规制度;另一方面，吸引企业的优秀工程师兼职或全职到教师岗位，充分发挥其多年来的企业工作经验。
(2)重视校企合作。校企合作是解决实践教育缺失的根本途径［13-14］。一方面大力吸引企业参与到高校实践教学过程中来，在教学计划和教学内容上广泛征询和适当采纳相关业内专家的意见;另一方面，增加学生在企业进行专业技能训练和专业拓展课程的学习机会，理论联系实际，开拓视野，拓宽思路，促进学生的创新意识与创新灵感，为课程设计创新教学模式提供强有力的实践平台支撑。与相关企业建立长期合作关系，良性循环，最大可能实现更多学生毕业和就业上岗的零过渡，校企共同培养“适销对路”的应用型人才。
(3)开设公共选修课。公共选修课是高校面向全体学生开设的综合素质培养课程，对学生知识结构完善，知识面扩大，兴趣和个性发展和综合素质提高有重要意义。对于工科专业来说，根据企业对人才的需求，高校开设如市场营销、会计、社交技巧等人文类和经济类选修课，不仅有利于培养学生的综合能力，而且学生也可以结合自身职业生涯规划科学地进行选课，为将来的职业储备和积累知识［15］。
4结语
关键词 工业自动化系统集成；课程体系；教学模式
中图分类号：G642.3 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2012)18-0042-03
1 引言
中国经济规模的迅速增长，促使生产装备迅速向大型化、复杂化方向发展。生产装备大型化后对自动化系统的要求更高、更全面、更复杂，设备之间也需要具有更好的协调性。这就需要自动化供应商或专业技术人员能够解决生产设备大型化和连续化后面临的所有自动化技术问题，并提供“现场仪表、控制系统和管理系统”3个层面的整体自动化解决方案，即工业自动化系统集成。自动化系统集成要求从业人员必须兼具对行业知识和自动化知识的双重理解。一方面要求技术人员具有宽泛的、深厚的自动化专业理论功底，另一方面还必须对用户的工艺、控制难点、不同类型仪表的功能和性能都十分了解，能通过自动化整体解决方案的形式服务于最终用户[1]。
市场竞争加快了企业升级换代的步伐，设备制造商需要通过系统集成形成为用户所需的整体功能，提高设备的装备水平。工业企业的技术改造、工厂自动化、企业信息化等也急切需要自动化系统集成的人才。而中原工学院缺乏相关的专业和完整的课程体系，已有课程的教学模式也存在不足：1）侧重理论教学，与工程实际结合不够紧密，且理论教学与实践环节脱节，“讲”与“做”不连贯；2）各课程实验独立设置，验证性实践多，各学科之间进行交叉和融合的设计性、综合性实验少，学生的综合应用能力、工作主动性和创造性没能得到挖掘；3）综合性实践环节多停留在“图纸设计和程序设计”层面，现场工艺分析及处理、故障诊断与排除等工程实践环节较少。因此，学生走上工作岗位后，往往需要经过几年的锻炼才能进入角色。
本着以市场需求为导向，有利于学生就业和可持续发展的宗旨，在经过广泛的毕业生跟踪调查、市场调研的基础上，充分听取行业专家的意见，2007年中原工学院电子信息学院调整了专业培养计划，在电气类专业中开设工业自动化系统集成专业方向。如何构建科学的课程体系，探索与之相适应的教学模式，搭建多层次的实践平台，并组织落实培养计划，就成为“工业自动化系统集成”课程组的当务之急。
2 课程体系的构建
工业自动化系统集成专业方向培养方案的制定，需要综合考虑以下几个方面的因素。
1）学校人才培养目标的定位。中原工学院的定位为培养面向现场一线的电气工程与自动控制的系统工程师，属于高级应用型人才，学生毕业后主要从事工业现场的电气系统与自动控制系统的配置与集成、控制系统的软硬件设计、安装与调试。经过几年的工作历练，他们可以成为企业、电气自动化公司或科研院所的技术骨干[2]。因此，课程体系的设计应以先进自动化控制技术应用为主，并与典型工程的系统集成紧密关联，强化工程应用训练，增强学生的工程意识与技术综合应用能力。
2）行业特点及对知识结构和能力的要求。中原工学院该专业方向的定位是从事以PLC及其网络系统为主体的工业自动化控制系统的配置与集成、软硬件设计、安装与调试。因此，课程体系的设置必须考虑学生要适应这一学科领域内的工作，并能可持续发展，应该具有怎样的知识、能力与素质结构。除了具备自动化专业的基础知识之外，还必须掌握电气控制技术、可编程控制器技术、变频器及其应用、工业网络通信技术、组态监控技术、触摸屏应用以及计算机辅助设计等。课程组需要对这些技术的内容进行整合，来设置该专业方向的课程和教学体系。
3）学生全面发展的需要。从学生全面发展的需要出发，以培养具有学习能力、实践能力、创新精神和合作精神的大学生为目标来设计课程体系。学生将来要面向企业、面向工程，就必须具有较强的工程能力、解决实际技术难题的能力、自学能力和与人合作的能力。因此，理论教学及实践体系构建时，除了保证知识的系统性、前瞻性外，更要加强课程的实践性和综合交叉性。有必要循序渐进，设置不同层次的实践环节，融入多种类型的工程课题，并要求学生以小组为单位，自主完成资料查询、系统集成、设计、安装调试任务。尽可能多地让学生接触和体验工程设计、施工的全过程，让学生在“学”和“做”的反复训练中积累经验，强化工程意识。提倡团队合作，鼓励学生独立思考和大胆创新，使学生在学习和实践的过程中获得成就感，潜移默化地养成与人交流合作、互利共赢、追求卓越的习惯。
4）学校现有师资和设备条件。工业自动化系统集成是近年来新兴的行业，中原工学院师资有一定的实力和丰富的工程经验。学校现有一定品牌和数量的PLC、变频器等基础设备，能满足基础实验条件，但做综合性较强的课题，设备仍有欠缺，因此需要对现有设备进行整合、改造、丰富。实践环节设计时，既要能最大限度地利用现有设备，又要开发出更多覆盖知识面广、与实际工程接近、不同层次的设计性、综合性实验和实训课题，使学生得到更加全面的训练。
综上所述，确定工业自动化系统集成专业方向的课程体系，由理论教学和实验教学体系组成，开设的课程有：①电气控制与PLC，作为基础平台课程，主要包括电气控制技术及可编程控制器的基础理论，以西门子小型机S7-200PLC及其网络系统为目标，学习其基本应用；②3门专业主干课程，自动化系统集成、变频器及其应用和新型自动化软件，它们包含了工业自动化系统集成过程中必备的、联系最紧密的核心技术。其中自动化系统集成课程包含了大、中型PLC及其应用、工业网络通信技术、自动化系统集成等内容；变频器及其应用主要包括变频器的基本构成及原理，调速系统设计、选型，变频器内部参数设置等。新型自动化软件课程主要包括组态软件的应用、触摸屏的应用以及AutoCAD绘图等内容。
实践体系分为3个层次：第一层是基本技能训练，主要是与课程同步的基础实验，以及与其他课程相关的综合性实验；第二层是专业方向综合训练，设置了为期3周的专业方向课程设计；第三层是毕业设计，进行典型工程设计，运用大学4年所学知识，对自动化系统集成，控制系统安装、调试及报告撰写进行综合训练。
3 教学模式的凝练
该专业方向课程的实践性和综合性都很强，为了达到预期的教学效果，将课堂推向实验室，使学生面向控制设备和对象，将理论教学与实践环节无缝连接。
理论教学上，采用多媒体手段生动、形象地讲解基础知识，每个阶段都有设计实例，详细讲解系统集成的思路、方法、步骤以及工程设计中应注意的事项、安装调试方法。多媒体课件中广泛纳入各种电气控制元器件、PLC及变频器等设备的图片，不同层次控制系统的结构及原理图，还可以演示设计的结果，课堂信息量大，感性且直观。
随后跟进实践环节，布置工程应用设计小课题，学生以小组为单位自主设计、安装和调试，通过反复运行监控、发现问题、修改完善，最终得到满足要求的结果。教师下达任务，讲清控制要求，指导学生分析疑难问题，寻找解决问题的方法，验收设计结果，对普遍存在的问题进行点评，表彰具有创新性的小组和学生。对于程度好、动作快的学生，鼓励他们协助教师共同帮助有困难的学生分析问题、查找原因。这样使学生真正掌握分析问题的切入点、解决问题的方法，在完成任务的过程中获得成就感，激发探索和创新的欲望；在相互交流和探讨的过程中解决难题，增强团队意识；在同学的相互帮助下共同进步，加深同学的情谊。
课下再布置一些选择性课题，让有兴趣的学生自主完成，通过开放实验室或用仿真软件进行调试，使学生可以获得远远超过课内实验学时的工程训练时间，在学习效率和质量上能够得到进一步的提高。在各课程的后期，都设置有与其他几门课程相关联的综合性实验，如打包机生产线控制系统设计就融入了电气控制技术、PLC技术、组态监控技术和检测技术等，提高学生的综合运用能力。
在专业方向课程设计环节，将电气控制技术、PLC及其网络应用、变频器应用、组态软件、触摸屏应用、检测技术、自控原理、过程控制等课程的内容融入设计课题，要求学生在完成控制系统搭建、软硬件设计的同时，在开放的实验设备上完成控制系统的安装、配线和调试，并邀请有经验的教师讲解和演示正规电气设备安装、配线的过程。通过完整的工程设计、工艺施工过程，一方面训练学生知识的综合运用能力，另一方面了解电气施工现场各阶段的工艺处理方法、调试中故障的诊断方法和排除故障的方法[3]。
毕业设计阶段，建议系统集成专业方向的学生选报本方向课题，运用大学4年所学知识进行典型工程设计。用PLC及其网络对控制系统进行集成，完成控制系统搭建、组态、软硬件设计、电器元件选型、控制柜设计/安装和调试、毕业设计报告撰写等系统训练。让学生了解该行业的技术进步与发展动向，培养学生综合运用多学科技能和先进手段解决复杂实际工程问题的能力，培养学生科学、严谨、求实的工作作风。
通过近2年系统的学习，多层次的工程实践训练，该专业方向的学生应当具备以PLC及其网络为主体的小型自动化系统集成的能力、处理实际工程中常见问题的能力，并具有运用专业理论和技能进行自主创新的精神。
4 结语
目前，工业自动化系统集成专业方向课程体系已经连续运作了几年，学生通过系统学习和强化训练，理论基础更加扎实，知识的综合运用能力大幅提升，学习更加积极主动，工程意识和工程应用能力显著提高。许多学生毕业后从事与系统集成相关的工作，并很快成为企业的技术骨干，反映良好。学生选报工业自动化集成专业方向十分踊跃，中原工学院将不断总结和完善教学体系，丰富实验条件，培养年轻教师，使教学步入良性循环的轨道。
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关键词： 微课程 PLC 教学应用
PLC编程及应用技术是机电类专业的一门专业核心课程，是一门综合性实践性比较强的课程，此课程重在提高学生的动手能力、PLC编程水平及综合应用能力。因课程的重点和难点很多，在信息化水平高速发展的今天，采用微课程教学法进行PLC教学改革，能够达到事半功倍的效果。
一、概念
1.微课程概述
微课程是云计算、移动互联环境下，有关单位课时教学活动的目标、任务、方法、资源、作业、互动、评价与反思等要素优化组合为一体的教学系统。
微课主要分为课程精讲类、实验探究类、示范操作类、虚拟面批类和游戏学习类，一般在10分钟以内。
2.PLC概述
可编程控制器（Programmable Controller）是一套功能强大的电子设备，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超出逻辑控制的范围。
二、案例
1.四组抢答器的PLC教学目标
（1）知识与技能
①熟练掌握四组抢答器的I/O分配、原理图绘图、接线方法；
②熟练掌握PLC置位和复位指令、掌握顺序控制的方法；
③能够使用译码、编码、七段译码指令、跳转、标号指令进行PLC程序改造；
能够根据控制要求的，进行设备改造分析；
⑤培养学生动手操作能力、搜集处理信息能力及同伴协作的能力。
（2）过程与方法
通过课前预习学习任务单、观察微课视频，课堂实践研讨，学生课前自主探究，课堂合作探究实现教学目标，让学生养成规范操作、接线的习惯，以及规范填写实验报告和分析报告的习惯。
（3）情感态度与价值观
培养学生自主学习能力，合作与竞争意识，规范操作意识，过硬的专业技能，以及良好的职业素养和团队协作能力、创新精神。
2.微课程资源准备
（1）学习任务单
为了更好地引导学生在课前了解教学目标、教学过程、操作步骤和教学评价标准，特此制定学习任务单（见图1）。通过任务单可以引导学生自主学习，化被动为主动，为课堂教学的开展打下伏笔。
（2）微课
学生需要观测接线步骤，需要实践接线，接电源、I输入、Q输出三个部分，并且要了解实验效果，所以需要制作四个视频。在视频制作过程中要考虑学生的认知能力，所以可以进一步进行分层，对视频加上字幕，学生可以根据自主选择没有字幕的视频还是有字幕的视频（见图2）进行学习，满足不同层次学生的需求。
程序设计是教学重点和难点，要突破重点攻克难点，进行一定的练习，才能顿悟，学习别人的编程思路，进行流程图绘制能够提高自身编程水平。因此，教师可以制作相关练习，通过屏幕录制软件将自身的编程思路录制下来，制作成微课，让学生提前学习。
（3）平台
为了让学生在课前能通过互联网进行自主学习，我制作了西门子PLC精品课程网站如下图3所示。教师将学习任务单、微课等教学资源上传到精品课程网站。学生在课前、课中和课后都可以上网进行学习评价。
三、教学实施
1.课前
学生要课前完成对项目的预习，必须登录留言并完成课前练习题，完成纸质档项目报告中的相关练习，对教师准备的微课程资源进行评价，以获得课前预习成绩。教学平台中的微课、FLASH等资源吸引学生参与观察、操作、思考、任务、评价等学习环节。
2.课中
课堂教学在一体化教室，教师将40名学生进行分组，共分4个大组，设立4名大组长，大组下面分小组，2人1小组，每一小组有1台电脑和1台西门子PLC设备，安装无线网络。
因为学生都进行了预习，所以整堂课的主角完全是学生，教师起到引导和答疑作用。学生通过合作探究可以继续上网阅读微课程资源、进行实践接线操作和编程。教师通过网络教师机观测学生学习的情况。在讨论学习时，老师会适时地进行讲解，学生通过微课程资源在做中学、学中做。教师巡回指导，引导、帮助每个小组、检查各个小组完成情况，关注每个学生的学习情况，对每一组进行简要点评并鼓励加油。学生在课堂教学中可以用手机对自己接线的过程进行视频拍摄。
在实践类课程教学过程中，设备也许有限。这时候就需要老师通过信息化的手段实现教学目标，开放微课程资源，为学生提供更好的服务。
3.课后
课后反思和总结不仅是老师的事，更是学生的事，因此学生可将课后对本次课的意见和对老师的评价上网留言，老师根据学生留言结合课堂效果上网发表意见。学生可以将自己拍摄的微课上网，供其他小组欣赏，也可自己留存随时随地都可以复习巩固。
四、结语
PLC编程及应用技术课程是一门综合性、实践性很强的课程，理解难、讲解难、操作更难。所以我们要“以生为本”，在教学时以工程项目为载体，采用微课程教学法，使知识点形象化简单化，充分调动学生的主动性和积极性，让学生之间多讨论多交流，打破惯性思维，围绕微课程，实现课程再造，从案例可以看到互联网、微课程、多媒体等信息化教学手段已经应用起来。微课程教学法必将彻底改变以往课堂的教学模式，实现课堂翻转。希望老师利用好微课程教学法，不断改进课堂教学，提高课堂教学质量，促进国民信息化素质的提高，这样学生才会学得更快乐，教师才会教得更轻松。
参考文献：
[1]黎加厚.微课的含义与发展[J].中小学信息技术教育，2013（04）.
项目教学的实质就是一个具体的工作任务，这与企业的工作任务是非常相似的，学生为完成具体项目进行的实践活动，其实质就是在高度仿真的职业环境下为完成某个具体工作任务所进行的职业活动。在这期间，学生不仅提高了知识和技能，还培养了团队合作的精神，养成了良好的职业习惯，从而全面提高了职业核心能力，与企业的就业要求更加接近。此外贴近企业生产实践，也是触发学生兴趣、提高教学质量的有效途径。因为学生每次完成项目任务，都得到了一个具体的、具有一定实用价值的产品，就会觉得自己的努力有了成果，从而提高了学习的主动性。
在教学实施的过程中，体现思维过程和行动过程的完整性，以班组式组织相结合的教学组织模式，通过学生自己完整实施，按照工作过程的“五步法”――“计划决策实施检查评估”来进行教学组织，真正实现做中学、学中做。
一、制订计划、选择方案
利用多媒体现代化教育技术手段，通过Flas课件，使学生了解电镀控制形式与过程，进一步分析和掌握电镀控制要求，制订出电镀控制方案的最优计划。把电镀动画图简化，转化成图样，使学生对电镀控制由感性认识转化为理性认识。电镀结构如图1所示。
图1中，电镀控制方式是用机械手将工件搬运到电镀槽进行电镀及运到回收液槽、清水槽的。机械手的上升、下降和左移、右移是由双线圈两位电磁阀推动汽缸来实现的，当某一线圈通电，机构便单方向移动，直到线圈断电才停止在当前位置。夹紧和放松是由单线圈两位电磁阀驱动汽缸来实现的，线圈通电则夹紧，失电则为放松。设备上装有上、下限位和左右限位开关，对机构进行行程控制。
机械手的动作要求如下：对机械手的控制主要是位置识别、运动方向控制和物料是否存在的判别。它的任务是将传送带工件搬运到电镀槽、回收液槽、清水槽再回原位。机械手的左工位、右1工位、右2工位、右3工位、夹紧、松开、上升、下降都通过双线圈四位电磁阀汽缸完成，机械手的放开用单螺线管的电磁阀完成。设备上装有上、下、左、右1、右2、右3、夹紧、松开8个传感器，控制对应工步。传送带上设有一个光电开关，监视工件是否到位。
二、制作
准备电镀所需要的设备部件，进行机械设备安装检查。控制系统的设计如图2、图3所示。
1.确定输入／输出设备及I／O点数
（1）设备的输入信号。操作方式转换开关：手动、单周期、连续；手动时运动选择开关：上／下、左／右1、右2、右3、夹／松；位置检测元件：机械手上、下、左、右1、右2、右3的限位开关；无工件检测元件：右工作台无工件用光电开关检测。
（2）设备的输出信号。汽缸运动电磁阀：上升、下降、右1移、右2移、右3移、左移、夹紧；指示灯：机械手处于原点指示。据上述分析可知，PLC共需18点输入、6点输出。
2.选择PLC
该机械手的控制为纯开关量控制，所需I/O点数不多，因此选择一般的小型低档机即可。
3.完成接线和程序调试，写出总结报告
实训过程主要包括以下几项内容：电镀是通过机械手搬运物体，根据控制要求，对本项目进行设计、安装和调试；准备器件，确定硬件电路图；设计I/O口，画出状态转移图；写出指令表；用编程软件输入指令；调试运行。
三、自我检查、交流
每组学生自己检查实施方案，检查机械安装和PLC软件控制系统是否存在问题。同时与其他组讨论交流，吸取其他组设计方案的优点，并通过教师的指导，使系统设计方案最优化。
四、评估
建立突出能力本位、强调工作过程、以产品质量监控为核心、融入职业综合素质考察的评价体系。改革过去注重理论知识考核和单一期末试卷笔试的做法，突出能力本位，强调对工作过程的考核，由校内专职教师承担，专、兼职教师共同对学生进行考核评价。依据课程能力目标，将课程考核设计为集专业能力考核、知识目标考核、方法能力评价、社会能力评价于一体的考核体系，并制定出能力考核配分评分标准。在能力考核标准中，含有制定工作计划、工具使用、展示交流、整理技术文件、团队协作等评分项目，以培养学生的方法能力和社会能力。课程考核方法为按照岗位职业能力的形成过程，设计课程评价体系，分为教师考核与学生考核两部分，学生自评占30%，教师评价占70%。
关键词：开放式思维教学法;经验设计方法;顺序设计方法;教学效果
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）33-0106-02
如何上好PLC可编程控制器这门比较新型的课程的实验，是我一直在摸索和探讨的问题，通过这几年来对PLC理论和实验教学的经验，发现在实验课程时如果能够利用有限的实验设备资源，通过选用合理的实验类型，让学生在做实验时发挥他们的独立思维、创新设计能力[1]，可以激发学生的学习兴趣，提高学习PLC的效果。
以往实验课，在进行PLC理论知识的讲授后，为了节省时间，完成实验数据测量，往往把事先准备好的实验程序也告诉了学生，甚至直接把现成的指令或梯形图已储存在电脑中[2]。学生只要进行简单的PLC的接线，直接把现成的指令语句导入编程器中就可以调试了。这样的实验结果往往是成功的，但这种实验方法不利于学生能真真切切地掌握PLC的编程调试操作，以及解决PLC调试过程中出现的问题。
一、开放式思维教学法
在此，我尝试了进行PLC实验教学的改革。采用开放性思维进行实验教学，即在实验课程中用学校现有的实验设备，想方设法利用所学知识设计满足实验控制要求的不同的梯形图程序，学习PLC的应用方法[3]。然后再进一步要求学生利用已经熟悉PLC的I/O端口的接线，的电源电压要求，将PLC的梯形图设计程序导入以及进行操作调试，逐步加深了解可编程控制的实际应用。
PLC有多种程序设计语言，其中最常用的是梯形图和指令语句表[4]。我系PLC实验室中采用的是大家比较容易接受同时又容易学会的梯形图语言。它是以计算机软件技术为基础，形成人们习惯使用的继电器模型，形成一套自己独特的以继电器梯形图为基础的编程语言。可编程控制器内部各种等效继电器的触点和线圈的图形符号、动作原理和常规继电器控制中的动作原理完全一致。所以学生只要简单了解可编程控制器的工作原理和它的编程技术之后，就可进行一定的应用设计，继而将PLC用于现实的电气控制系统中[5]。这就要求教师从实际应用的角度出发，去精选各种典型的PLC控制的案例，将案例教学法与开放式思维教学法很好的结合起来，才能达到最佳实验教学效果[6]。
二、PLC实验案例教学实例――两处卸料小车控制系统
本次案例是发生在一次普通的PLC实验课程中，实验的项目是进行两处卸料小车的梯形图设计，并在实验台上用输出指示灯的点亮和熄灭模拟右行接触器、左行接触器、装料电磁阀、卸料电磁阀的启动和停止，该项目的控制要求是当小车碰到最左边的行程开关ST1开始装料，15秒后装料完成后右行，碰到中间的行程开关ST2开始卸料，10秒后卸料完成后左行，当小车碰到最左边的行程开关ST1开始装料，15秒后装料完成后右行，直到小车碰到最右边的行程开关ST3时才卸料，10秒后卸料完成后左行。如此反复。
按照通常的设计方法，学生应该首先进行I/O分配[7]，根据上述控制要求中提及的输入输出触点可以这样分配。输入包括：右行启动按钮SB1为00000，左行启动按钮SB2为00001，停止按钮SB3为00002，最右边的行程开关ST3为00003，最左边的行程开关ST1为00004，中间的行程开关ST2为00005。输出包括：右行电磁阀01000，左行电磁阀01001，装料电磁阀01002，卸料电磁阀01003。而I/O分配之后就是按照各个输出触电考虑什么情况下使小车右行，什么情况下小车将停止右行;什么情况下使小车左行，而什么情况下小车停止左行，什么情况下小车开始装料，什么情况下停止装料;什么情况下使小车卸料，什么情况下小车停止卸料。在考虑清楚这些因素后就可以画出系统控制的梯形图了。而这个项目的难点在于小车右行，如何处理奇数次碰到ST2停下来卸料，而偶数次碰到ST2却不停下来的问题，这都出现在右行过程中，因此在撰写小车右行的梯形图程序时应该用一个中间继电器20000来辅助判断小车右行的情况，奇数次碰到停下来右行可以用ST2的常闭触点作为小车右行的停止条件，而当触碰到ST2时同时将20000线圈启动，这样等到偶数次右行时，可以通过20000线圈为ON从而使得小车得以继续右行，根据这种分析思路可以得到采用经验设计方法设计的梯形图程序如图1所示。
而在该实验中有一个学生做出的设计却让我感到该学生遇到问题时能够脱离常规教师的引导，利用自己已学的内容去解决实际问题的综合实践能力很强，他考虑用到理论课上学过的顺序控制设计方法来设计这个项目，他觉得小车这整个过程满足顺序控制的特点――规律性强、时序清晰，可以用如图2来描述其整个控制过程。
如果这样就不需要考虑小车右行时两次碰到中间的行程开关ST2该如何处理了，并且可以通过I/O分配后画出功能表图，然后根据功能表图转换成梯形图，这样设计起来同样可以满足控制要求，而且更容易让人理解该梯形图设计。
该学生进行的I/O分配如下：输入包括：最左边的行程开关ST1为00001，中间的行程开关ST2为00002，最右边的行程开关ST3为00003，启动按钮为00004，停止按钮为00005;输出包括：右行电磁阀01000，左行电磁阀01001，装料电磁阀01002，卸料电磁阀01003。
根据刚刚的控制过程可以将分为从20000步到20008步，20000步是初始等待步，它的启动条件是PLC通电后或碰到最左边的行程开关，等启动按钮00004按下而停止按钮00005没有按下时，进入到20001步，即装料，等到装料定时时间到时进入20002步，即右行，等碰到中间的行程开关00002时进入20003步，即卸料，等到卸料定时时间到时进入20004步，即左行，等到碰到最左边的行程开关00001时进入20005步，即装料，等到装料定时时间到后进入20006步，即右行，等到碰到最右边的行程开关00003时进入20007步，即卸料，等到卸料定时时间到后进入20008步，即左行，等碰到最左边的行程开关00001时回到20000步初始等待，如此反复。
将上述I/O分配结合控制流程图，可以得到功能表图。根据功能表图转换成梯形图的原则[8]，可以将上述功能表图转换成如图3所示的梯形图。
将该学生设计的梯形图程序放到西门子step7 micro win v 4.0 sp3中去，经过编译后，下载到PLC主机中，发现程序运行结果与前面常规设计的梯形图程序的运行结果相同。
三、总结
通过以上实验案例，可以发现，PLC课程设计的程序几乎没有固定的答案，不存在标准答案。在教学过程中，教师要鼓励学生自由探索、大胆质疑[9]，及时提出自己的看法和见解，只要学生分析的有道理，就应该尝试去做，并对这种想法予以肯定。
总之，采用开放式思维进行实验教学在PLC实验教学过程中起到很重要的作用，已起到较好的教学效果。它不仅使学生更好地掌握PLC的理论知识，同时也激发学生的学习兴趣，使得更多的学生能开动脑筋积极地参与，强化了动手能力，培养了学生分析问题、解决问题的综合能力，使整体教学质量及教学效果明显提高[10]。同时，在教学过程中我们要科学地综合多种教学方法，这样的教学才能以有效的方式向学生传递教学内容，才能调动学生的实验学习的积极性。
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关键词：课程设计；毕业设计；管理模式；创新；实践
中图分类号：G642.477 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）48-0134-02
一、引言
针对教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量提出若干意见，把重点放在提高质量上的要求，强化对课堂、实验、社会实践、毕业设计等教学各环节的管理，保证正常教学秩序和教学质量。本专业结合学校及学科的自身特色，讨论如何改变当前应届毕业生课程设计和毕业设计的现状，确保本科生课程设计、毕业设计等教学计划的平稳运行。积极探索课程设计、毕业设计管理新模式，探索形成“自主选题、教师辅助、理论为基、实践为主”的新型综合管理模式。强调本科生运用所学知识，在新型管理机制的引导下，通过课程设计和毕业设计两个阶段，由浅入深、循序渐进，完成两个阶段的过渡，并为其提供实验室及实验设备，为本科生的设计活动提供良好的开放共享平台，营造出更好的实践氛围，进一步提高本科生创新型人才的培养。
二、健全课程设计管理机制
课程设计阶段排在毕业设计之前，也是为最终的毕业设计提供基础的一个环节，是本科生由传统学习向毕业设计的一个过渡时期。传统的课程设计停留在本科生通过实验箱上固有的电路完成基础实验的阶段，其本质只是完成基本的单片机或PLC实验，对学生的自主创新、自主学习并没有太大的帮助，不利于学生的综合技能培养，与实验课的考核没有什么本质的区别。经过积极探讨与摸索，针对传统课程设计的弊端，制定了全新的课程设计管理新模式。
1.自主选题。教师会初步拟定一些课程设计的题目，每个题目只有最终实现的功能要求，而且所设立的题目会尽量与实际生活相结合，例如交通灯的自动控制、自动工件检验技术等，但是相对功能比较简单，没有太多复杂的功能，其设定题目的目的在于学生自主设计、自主选择实现方式、自己动手搭建简单的控制平台，实现最终功能。课程设计的题目并没有十分具体，也为学生的设计提供了更大的空间，在题目实现基本功能的基础上，可以自主创新，使其功能更加丰富。当然，课程设计的目的在于锻炼学生的基本设计能力，因此也不会有太严苛的要求，以使学生完成到毕业设计的良好过渡。
2.设计制作。学生完成选题以后，在课程设计的三周时间内，明确实验目的、实验要求，形成自己题目的可行性方案，利用实验室的资源，自己搭建实验平台。在此过程中，学生不仅熟悉了相关控制器的控制方法，了解简单电路的基本设计，同时也对选题内容的当前发展状况有了更深的认识和了解。完成设计制作后，学生要根据设计写出相关的课程设计报告，报告包括实验目的、实验选型、设计思路、实验程序、实验总结等[1]。
3.考核机制。考核过程借鉴论文答辩的模式，学生可借助PPT讲解自己课程设计的相关内容，并结合现场演示，展示三周以来课程设计的成果。教师针对学生的课程设计内容提出2～3个相关问题，在考察学生设计能力的同时，注重基础知识的考查，真正让学生明白设计过程中的每一步。通过建立新课程设计管理模式，为毕业设计的进行提供了一个过渡阶段，整个过程，以学生自主设计学习为主，同时又加强了课程设计监督检查模式，对指导教师指导学生的次数和认真程度进行统计和记录，在时间上为学生提供保证。最后的考核阶段也要严格执行，针对学生的答辩情况进行评分，以保证课程设计的质量。
三、健全毕业设计管理机制
1.论文选题紧贴实际。毕业论文不同于课程设计，它不仅关系到毕业论文的质量，还关系到人才培养规格和学生实践创新能力的培养，不能简单停留在设计实现简单功能，毕业论文的选题应结合实际课题，形成较完整的控制系统，例如：基于单片机的轧机控制系统、基于单片机的眼镜架生产控制系统等，针对选题，学院采取坚持每人一题，题目不重复的方式。题目的内容很好地体现了专业的特点，并且与工程实际紧密相关，有助于调动学生的积极性，同时也锻炼了学生解决实际问题的能力。选题方式多样化。学生既可以从所列毕业设计题目中选取自己感兴趣的题目，也可以与教师交流讨论自己想要研究的毕业设计题目的可行性。提前公布选题内容。在真正进入毕业设计阶段前，让学生有充分的时间选择自己感兴趣的选题，充分发挥学生的主动性，促使学生更早的搜集相关的资料，为之后的毕业设计打好基础。
2.毕业设计过程管理。毕业设计主要分为四个阶段：前期报告、中期报告、论文初稿、论文终稿，学院制定了严格的监督检查机制。前期报告：学生需要以开题报告的形式，提交毕业设计前期研究的内容。中期报告：包括已经完成的研究内容以及下一步工作计划和研究内容等。论文初稿：基本完成了毕业设计要实现的功能，形成了完整的控制系统。论文终稿：学生提交毕业论文终稿，并准备进行最终的毕业论文答辩。本科生在毕业设计过程中，以学生的自主研究为主，教师的辅导为依托，同时会为本科生配备研究生进行简单的辅导，有利于毕业设计整个进展的推进。最终的毕业设计答辩阶段学院也制定了严格的考核规则，每位学生都需要制作毕业设计相关的PPT，结合PPT对毕业设计作品进行现场演示，教师现场提问相关专业问题，学生需要根据对自己毕业论文的研究，回答问题，教师根据学生现场的表现进行评分。
3.毕业设计论文质量的提高。以社会需求为导向，从国家经济社会发展对人才的实际需求出发，密切与社会用人单位联系，将部分毕业设计与企业相结合，寻求与专业相关的正规企业的合作，形成产学研结合的体制，通过组织学生开展相关的企业实践活动，拓宽大学生校外实践渠道，开展毕业设计工作与相关实习相结合的实践活动。实习企业的实际课题针对性强，与当前发展趋势联系密切，可以激发学生的工作热情，同时激发学生的主动性，有利于学生今后步入社会后更好地进入工作状态。将毕业设计与企业实习相结合，使毕业设计在内容上更为丰富，做到了企业和高校实现双赢。对于一些没有参与企业实习而进行毕业设计的学生，也并没有完全照搬理论，由于学院对毕业设计提出了要求，所有学生都应该根据各自的毕业设计完成电路板的设计，或是通过触摸屏等实现良好的人机交互功能，鼓励学生通过多种形式完成毕业设计，完善功能，提倡在现有工艺上提出自己独特的观点，鼓励创新，提高毕业设计的质量。
四、实施效果
学院自调整新的管理模式以来，取得了良好的效果，无论是从课程设计还是毕业设计，其质量有了整体的提升。学生的学习主动性有了明显的提高，在日常学习中，更注重对工程实践的关注[2]，自主地了解相关实际课题的内容，教师对学生课程设计、毕业设计的指导关注度也进一步提升，在平时教学过程中，更注重对学生实践动手能力的培养。课程设计、毕业设计管理模式的改善成果主要体现在以下几个方面：论文优秀率、比赛获奖率以及就业率，如图1～3所示。
由图1、图2可得，毕业设计的优秀率及及格率逐年增加，不及格的人数也在逐渐减少，参加比赛及获奖学生人数逐渐增加，获奖的等级也逐年增长。图3显示的是就业情况，毕业生的就业率明显好转。由此可以看出，学院课程设计毕业设计的管理模式的改革还是起到了一定的效果，在今后的几年将会继续推进和改善，最终取得更为良好的效果。
参考文献：
关键词：自动化专业；实践教学体系；构建
0 引言
高等学校自动化专业教学指导分委员会将自动化学科专业分为“研究主导型”本科自动化专业、“工程研究应用型”本科自动化专业、“应用技术主导型”本科自动化专业和“技术技能型”专科自动化专业。而“应用技术主导型”本科自动化专业分布在地方非重点院校和新升本院校，相对于理论教学而言，实践教学是教学过程中最薄弱的环节。实践教学是整个教学体系中重要的组成部分，是“应用技术主导型”本科自动化专业教育中不可缺少的重要环节。
要改革人才培养模式，提高人才培养质量，增强毕业生的适应能力，教学内容和课程体系的改革是当前高等教育教学改革的重点和难点，通过对课程体系的整体优化来培养出“厚基础、宽口径、高素质、强能力”的创新人才，是高校所面临的一个重大理论和实践课题。高校要发展，必须以人才培养质量为生命线，而实践教学环节是影响当前高校人才培养质量的最突出的环节。因此，构建实践教学体系是高等院校教学基础建设的重点。实践教学体系建设的核心内容包括：系统科学的实践教学模块构建、内外结合的实践教学基地建设、实践教学教师队伍建设等等。
近年来，我校在切实加强实践教学体系建设方面进行了积极有益的探索与实践，效果明显。本文结合我校自动化专业教学内容和课程体系的整体优化，就实践教学环节进行了阐述。
1、构建科学合理的实践教学体系
根据自动化专业的培养目标，对实践教学环节作精心梳理和研究，使各个实践环节和相应的理论教学密切衔接。以培养学生实践能力和创新能力为目标，遵循实践教学先基础后应用、四年实践连成线的原则，加大实践教学的比例，增加集中实践周数，构建各个环节优化组合的新体系，实现实践教学的层次化。实践教学体系如图1所示。
1.1入门层。入门层大学物理实验是学生进入大学后接受系统实验方法和实验技能训练的开端，是对学生进行科学实验基本训练的重要基础，在激发学生的想象力、创造力，培养和提高学生独立开展科学研究工作素质和能力方面具有重要的奠基作用。电工电子实训安排在大学一年级结束后，在学生还没有学习专业技术基础课电工、电子技术前进行。通过有趣的且贴近生活的“电工电子实训”项目，如家用电器安装；简易电子产品焊接、制作及安装调试；计算机组装（DIY）；继电控制柜装配等项目，建立对电工、电子元器件、工艺流程、电器设备、电子仪器等的初步认识，激发学生学习电子电路工作原理、设计技巧的热情，热爱所学的专业，对后续技术基础课和专业课学习有很强的促进作用。
1.2基础层。基础层以独立设课的教学形式学习电路和电子技术，完成系列电工实验、电子技术实验。该层次要求学生理论联系实际，完成严格的电工、电子实验技能训练。该层次中增加设计型、综合型实验内容的比例，有利于培养学生的分析问题解决问题的能力、创新能力，为后续拓展层的实验教学打下坚实的理论和实践基础。
基础层的基本要求是：培养学生基本工程素质、基本实验技能和分析问题解决问题的能力。
1.3拓展层。拓展层是学生试验和小型设计环节的核心层。学生要完成严格的专业课程的实验技能训练和设计能力锻炼。
本层实验系列主要包括：过程控制系统系列实验、、计算机应用技术系列实验。
过程控制系统系列实验完成《自动检测与仪表》、《过程控制工程》、《计算机控制技术》、《现场总线》、《自动控制系统》、《工业计算机网络》和《自动化综合实训》等主干课程和教学环节的基本课程实验和综合实验。
控制技术系列实验完成电机与拖动实验、电气控制实验、电力电子实验、自动控制原理实验、交流变频调速实验、检测技术实验、计算机控制技术实验等。
计算机应用技术系列实验完成单片机原理与应用实验、嵌入式系统实验、EDA实验、DSP实验、微机原理与应用实验、程序设计实验等等。
各课程的实验内容可分为基本型、设计型、综合型三种类型的实验，可以有机组合，满足实验学时增加和设计型、综合型实验比例增加的要求。
本层课程设计系列主要包括电子技术课程设计（小型电子系统、电子产品的设计与制作）、PLC综合设计、自动化技术综合实训、微机控制课程设计、控制系统课程设计、过程控制课程设计等。
拓展层的基本要求是：掌握扎实的专业实验技能，具有系统分析、设计、应用的能力，特别是综合运用所学知识的能力和创新能力，强调自主学习、自主实验。
1.4提高层。提高层是学生综合运用所学知识进行设计开发、技术应用研究的高层次实践教学环节。包括开放性设计项目、毕业实习、毕业设计，也包括学生课外科技活动，全国电子设计大赛的培训、参赛科技制作的实验研究等。
提高层基本要求：自主设计、设计实验、自主研究，培养学生的创新精神和创新能力，增强学生的工程设计和综合应用素质。
2、结语
自动化实践教学体系的建设是一项复杂的系统工程。随着自动化专业教学改革的进一步深入，自动化实验室的建设也在逐步前进。经过几年来的实践，培养了学生的实践能力、实践技能和创新能力，培养了学生的工程意识和创新精神，全面提高人才培养质量。有一批学生参加全国大学生电子设计竞赛活动且获奖，多位教师指导的毕业论文获湖北省优秀学士学位论文。电子技术协会获“全国高校甲等A级优秀社团”、湖北省大学生“优秀社团”荣誉称号。虽然我们已取得了一些阶段性的成果，但和我们制定的建设目标还有不小的差距，仍然需要不断总结经验，勇于进行新的探索和实践，才能圆满完成自动化实践教学体系的建设任务。
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