導語：如何才能寫好一篇組態(tài)實訓總結(jié)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：組態(tài)軟件 PLC 控制應用技術 課程教學

PLC控制應用技術是電氣自動化、機電一體化等專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，也是一門實用性很強的課程。在教學過程中，教師不僅要對理論知識進行系統(tǒng)的講解，還應該讓學生通過實訓課來增加知識的應用和理解，學生只有通過理論知識結(jié)合實踐經(jīng)驗綜合訓練才能對所學的知識有深入的了解，在今后的工作應用中做到游刃有余。

1 組態(tài)軟件教學存在的問題

在教學上使用組態(tài)軟件十分簡便快捷，計算機技術應用水平不高的教師也可以按照教學的需要運用組態(tài)軟件設計出符合自己教學風格的教學課件。運用組態(tài)軟件擁有的強大功能可以輕松實現(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課件制作中的需求。即便如此，組態(tài)軟件在 PLC 控制技術課程教學方面應用還有一些不足之處[1]。

1.1 教學的資源建設發(fā)展與生源變化的問題

近年來，我院在基礎建設和教學成績上都取得了較好的成績，并且不斷完善學院的教學建設和設施，學生在不斷增加，但是由于建設的速度滯后于學生的增加速度，因此一些實訓基地、實訓室一時無法接納所有的學生，尤其是PLC實訓室。PLC實訓室在建設上需要投入的資金量較大，特別是大量的裝置和外設模擬設備。若只是為了滿足現(xiàn)在的生源需求而建設PLC實訓室或購置裝置和設備，當以后生源減少時，就會降低設備使用率甚至荒廢這些資源，不符合建設節(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)在生源的學習需要又能夠減少資源的浪費。

1.2 組態(tài)軟件在PLC控制應用技術課程教學中存在的問題

組態(tài)軟件在PLC控制應用技術課程教學方面存在的問題還需要我們?nèi)ソ鉀Q，如學生對軟件使用生疏，需要單獨增加一門組態(tài)軟件課程，加強他們對基礎知識的掌握與應用，特別是在PLC與組態(tài)軟件結(jié)合應用時，不容許出現(xiàn)知識的缺漏，否則會導致教學質(zhì)量下降，學生不能真正掌握技術。此外，因為在數(shù)據(jù)處理和工業(yè)控制中廣泛應用了組態(tài)軟件，涉及PLC等設備控制、工業(yè)控制知識、設備連接、封面動畫制作、處理中的計算機語言編程等，而大部分學生對動畫制作和腳本語言的知識掌握較少，因而在教學過程中需要教師對知識不斷進行組織和匯總。由于組態(tài)軟件主要應用在與工業(yè)生產(chǎn)相關的行業(yè)上，因此在實訓教學時基本上是對某一個生產(chǎn)流程進行模擬操作，學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)一線實踐，因為組態(tài)工程正在進行生產(chǎn)操作，無法讓學生操作。因此需要教師對實驗設備進行分析，開發(fā)挖掘?qū)嶒炘O備的潛在能力，制定更加符合學生實驗的項目[2]。

2 組態(tài)軟件在 PLC 控制應用技術課程教學方面應用的優(yōu)勢

2.1 組態(tài)軟件在提高教學質(zhì)量中的應用

隨著自動化信息技術和數(shù)字化技術的發(fā)展，工業(yè)控制廣泛應用了組態(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，它擁有十分強大的仿真能力，能夠為客戶提供與實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雜性，簡單易學，程序具備了較強的擴展能力和兼容性。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)采集設備控制、動畫顯示、數(shù)據(jù)采集設備輸出、雙機設備、數(shù)據(jù)與曲線、網(wǎng)絡數(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)輸出與采集設備，還支持國外的輸出與采集設備。為達到控制的功能，必須對MCGS組態(tài)軟件進行變量定義，對用戶窗口的畫面進行變量連接和設計，以達到用戶界面的動畫操控。另外為了保證下位機與組態(tài)軟件能夠通信，還應對設備組進行態(tài)設置，設置完善通信端口的參數(shù)，然后安裝PLC驅(qū)動程序，最后對各量變進行定義，確保在軟件中可以檢測出外部設備的使用、操作、控制情況，同時可以將信號輸出到實驗板，盡可能確保實現(xiàn)系統(tǒng)得到需求，編寫組態(tài)腳本的控制程序來實現(xiàn)完善大工程的設計。

因此，組態(tài)軟件的應用對于高校的教學來說是非常方便的，所以越來越多的高校在嘗試運用組態(tài)軟件來模擬PLC的控制對象，這樣學校不但可以減少部分實驗室的建設資金，還能減少購置實驗設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控制應用技術模擬成本低，可以設計出多樣化的程序來豐富學生的實驗內(nèi)容，滿足學生的工程實踐經(jīng)驗和PLC實驗課的教學效果，增加學生學習興趣，在一定程度上緩解了教學過程中教與學的問題。有效提高了學生的實際動手能力和編程技巧，加強了學生對PLC工業(yè)控制過程的理解。

2.2 組態(tài)軟件在PLC控制應用技術課程教學上的優(yōu)勢

組態(tài)軟件在PLC控制應用技術課程教學應用中有諸多優(yōu)勢，不但可以實現(xiàn)PLC課程仿真課件的制作，而且還可以運用于PLC設備的模擬運行。通過改變一下組態(tài)界面、數(shù)據(jù)連接和PLC程序就可以實現(xiàn)實驗內(nèi)容的改變，因此，應用一臺PLC主機設備可以做很多實驗，大幅度提升了實驗的靈活性，這個優(yōu)點是很多真實的實驗環(huán)境無法比擬的。在組態(tài)軟件中運用PLC控制理論與實踐，使教學易于實現(xiàn)，便于把實際生產(chǎn)過程中的操作貼近學生的實訓項目，從而提高學生的學習積極性和教師的課堂教學質(zhì)量，而且不用增加實驗室和設備，就可以輕松地用現(xiàn)有的設備資源實行多樣化、低成本的教學，豐富課堂教學內(nèi)容。除此之外，組態(tài)仿真軟件實訓項目和實驗項目的開發(fā)時間較短，在開發(fā)后不用進行維護，所以可以同時開發(fā)多個仿真項目，學生可進行多次實驗和多方面實驗，達到全方位教學目的。在實訓項目中，組態(tài)系統(tǒng)與PLC結(jié)合具有較好的利用價值，不僅節(jié)約了實訓成本，還提供了實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)軟件高仿真教學應用的展望

眾所周知，電氣專業(yè)大部分課程具有很強的實踐操作性，只有經(jīng)過多次實訓才能真正了解和掌握這些技術。但目前的高校，尤其是大專院校，缺少實驗類課程資金，學生無法進行更多的實訓操作，雖然有國家撥款建設，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。有關專家經(jīng)過多次研究和實驗，總結(jié)出組態(tài)軟件的高仿真教學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，在教學形式上高仿真教學形象生動，有利于提高學生對知識技術的掌握和教師的教學質(zhì)量。由此可見，開發(fā)和運用組態(tài)軟件高仿真教學課件在電氣專業(yè)教學中是十分有意義的[4]。

4 結(jié)束語

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，對人才的要求越來越高，大部分工作崗位除了要求應聘者具有一定的理論專業(yè)知識之外，還應具備較強的操作技術、實踐經(jīng)驗以及自主學習的能力。PLC控制技術是電氣專業(yè)中一門重要的課程，學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控制應用技術課程教學方面應用有了新的發(fā)展方向，另外它還具有一定的普遍性，在操作性較強的電氣專業(yè)教學中有較強的推廣意義。

參考文獻

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

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

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關鍵詞：過程控制；Matlab；工程實踐能力

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。教學目標是使學生掌握工業(yè)過程控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成、工作原理、一般的分析設計方法和基本的實訓技能。了解過程控制新技術，基本掌握現(xiàn)場總線、遠程監(jiān)控及組態(tài)軟件等技術，理解先進的控制策略等[1]。與其相對應的過程控制課程設計則是檢驗學生學習過程控制這門課程理論與實踐成果的重要環(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控制到先進控制策略。根據(jù)控制系統(tǒng)的特性，通過Matlab進行參數(shù)整定，并進行設計與仿真調(diào)試，最后進行系統(tǒng)實際調(diào)試。讓學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)相關的科學研究和工程技術等工作打下一定的基礎[2]。

一、學情分析

獨立學院的學生由于基礎一般較差，上課時往往處于聽不懂的邊緣，久而久之就會產(chǎn)生厭學情緒，直接放棄聽課，這種例子屢見不鮮。通過課后與學生交流后了解到，獨立學院的學生大多對于動手實踐類課程更為感興趣，尤其是實驗環(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用實踐類課程，所以本課程的某些章節(jié)內(nèi)容就能吸引學生的注意力。但是也僅僅局限于學習了，了解了這門課程的部分內(nèi)容，并沒有達到能使同學們舉一反三的目標。

二、改革與探索

（一）教學方法。以往的教學方法均是通過PPT及板書的方式進行授課，較為枯燥乏味，不能營造良好的課堂氣氛，學生無法融入其中。為了調(diào)動學生的學習興趣，項目驅(qū)動的教學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，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名學生為一組進行小組討論，分析出各組成部分的作用，并由1名學生進行解說，另外4名學生進行角色扮演，完成對該過程控制系統(tǒng)工作原理的分析與闡述。

讓學生參與其中后，由小組之間互相提出問題，進行分組討論與演練，達到讓同學們主動能動的去學習，去思考問題。除了上述方法外，還可以布置學生自習的內(nèi)容，第二次上課時以作匯報的方式，讓學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，并給予相應的評分，作為期末考核的附加分。由此，鍛煉了學生的演講及文獻搜集與整理的能力，也激勵學生養(yǎng)成自我求真的好品質(zhì)。

（二）教學手段。所謂教學手段，老師用來教授知識的媒體、設備或是工具?，F(xiàn)今大學校園里常見的手段有：黑板，多媒體投影系統(tǒng)及實驗教學裝置。如何結(jié)合這幾種設備來更好的完成教學成了重中之重。例如：講解第二章自動化儀表，多媒體投影系統(tǒng)能將儀表細部進行放大，并能將儀表使用過程通過影片的方式放映出來，直觀地讓學生了解到儀表的構(gòu)成及工作原理。但是，學生在學習的當下，學會了相應的課程內(nèi)容，當學期末或是實驗開課時，又需要重頭教授課程內(nèi)容，沒有起到直觀的教學效果。而將教學視頻改為實際的儀表，將普通教室改為實驗室，在實驗室講解儀表組成，并立即指導學生進行實訓項目，并不斷練習，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機房，通過實訓達到學習的目的。

最后，通過課程設計類綜合實驗，讓學生將課本知識與實踐知識得到應用，將PLC原理及應用、工業(yè)組態(tài)軟件等課程融會貫通。首先，根據(jù)被控對象反應曲線得出其數(shù)學模型。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，將實際設備集成，通過PLC完成系統(tǒng)硬件組態(tài)，編寫相應的梯形圖，根據(jù)仿真所得PID參數(shù)，實現(xiàn)PID控制，并利用相應的工業(yè)組態(tài)軟件繪制相應組態(tài)界面。從工程的角度出發(fā)，使學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

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

參考文獻：

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【關鍵詞】專業(yè)人才培養(yǎng)；可行性分析

一、編制的依據(jù)

（一）指導思想

根據(jù)“教育部關于制定高職高專教育專業(yè)教學計劃的原則意見”和 “教育部關于全面提高高等職業(yè)教育教學質(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驗實訓條件、教學團隊情況，以人才需求調(diào)研為依據(jù)，以我院自動化生產(chǎn)設備應用專業(yè)的骨干建設為基礎，開展本專業(yè)建設的研究與實踐，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)設備應用高素質(zhì)技能型人才需求量大，尤其在國防科技、汽車、機床、自動生產(chǎn)線、包裝印刷、自動控制、電力設備制造等領域人才缺口高達58%。近年來，良好的政策環(huán)境、迅速發(fā)展的區(qū)域經(jīng)濟和行業(yè)背景，為自動化生產(chǎn)設備應用專業(yè)的改革與發(fā)展提供了得天獨厚的條件，為培養(yǎng)大批自動化生產(chǎn)設備應用高技能高素質(zhì)人才，對陜西及西北地區(qū)的發(fā)展和建設有著十分重要的現(xiàn)實意義。

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)設備應用專業(yè)始建于2007年，幾年來，自動化生產(chǎn)設備應用專業(yè)為國防科技工業(yè)和陜西地方經(jīng)濟培養(yǎng)了百余名優(yōu)秀人才，我院為了適應社會和經(jīng)濟的發(fā)展的需要，努力把自動化生產(chǎn)設備應用專業(yè)辦好、辦強，在保證教育教學質(zhì)量的前提下，逐步擴大招生規(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）教學團隊

通過建設，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，獲得國家新型實用技術專利3項。

（三）實驗實訓條件

自動化生產(chǎn)設備應用專業(yè)擁有機電綜合創(chuàng)新實訓室、液壓實訓室、氣動與PLC實訓室、工業(yè)自動化實訓室、電液綜合實訓室等12個專業(yè)實驗實訓室。與中船重工西安東風儀表廠、陜西飛機工業(yè)（集團）有限公司、東方機械廠、漢江機床廠、上海英集斯自動化公司等多家企業(yè)建立了校企合作關系，在這些企業(yè)建立了穩(wěn)定的校外實習基地，進行頂崗實習和工學交替。

1、可編程控制器技術實訓室。

服務課程：可用于《可編程控制器應用》、《控制系統(tǒng)安全與保證》、《工控組態(tài)技術》、《簡單機電一體化系統(tǒng)設計》等課程的實驗/實訓教學。

主要設備：具備滿足不少于40人學習，20個工位的可編程序控制器、編程軟件、數(shù)字量實驗模型、模擬量實驗模型、觸摸屏、手持式編程器、計算機、控制對象（PLC控制系統(tǒng)實驗臺或工控載體）、兆歐表、數(shù)字萬用表、壓線鉗、剝線鉗及電烙鐵等。

實訓項目：PLC硬件組態(tài)；電機正反轉(zhuǎn)控制程序的設計與調(diào)試；Y-控制程序的設計與調(diào)試；紅綠燈控制程序的設計與調(diào)試；運料小車控制程序的設計與調(diào)試；典型工控系統(tǒng)程序設計及工控組態(tài)等；以及維修電工取證相關的訓練項目。

2、液壓傳動技術實訓室。

服務課程：可用于《液壓/氣壓傳動技術與應用》、《液壓/氣壓系統(tǒng)安裝與調(diào)試》、《比例液壓/比例氣動技術與應用》、《液壓/氣動設備故障診斷》、《工程液壓技術應用》等課程的實驗/實訓教學。

主要設備：具備滿足不少于40人學習，5個工位的基礎液壓實驗臺、液壓泵站、控制元件、執(zhí)行元件、輔助元件、液壓油、比例液壓實驗臺、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）、工程機械組件、用于拆裝的工業(yè)液壓元件、萬用表、常用的機械拆裝工具等。

實訓項目：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)運行維護、故障檢測、診斷與排除；典型工程液壓系統(tǒng)安裝與調(diào)試等訓練項目。

3、氣動傳動技術實訓室。

服務課程：可用于《液壓/氣壓傳動技術與應用》、《液壓/氣壓系統(tǒng)安裝與調(diào)試》、《液壓/氣動設備故障診斷》等課程的實驗/實訓教學。

主要設備：具備滿足不少于40人學習，5個工位的基礎氣動實驗臺、空壓機站、氣動控制元件、執(zhí)行元件、輔助元件、比例氣動實驗臺、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、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、萬用表；用于拆裝的工業(yè)氣動元件、常用的拆裝工具等。

實訓項目：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)運行維護、故障檢測、診斷與排除等訓練項目。

（四）人才培養(yǎng)模式

在專業(yè)建設上依托行業(yè)優(yōu)勢，實施校企共建，與企業(yè)合作共同開發(fā)人才培養(yǎng)方案，企業(yè)技術骨干參與課程體系設計、課程內(nèi)容改革、專業(yè)課程教學、實習指導等關鍵教學環(huán)節(jié)。在實踐教學環(huán)節(jié)上，在充分利用校內(nèi)實訓基地的基礎上，與中船重工西安東風儀表廠、陜西飛機制造工業(yè)有限公司、西電集團、東方機械廠、上海英集斯自動化設備有限公司等企業(yè)開展合作，安排學生進行專業(yè)崗位技能訓練和頂崗實習，確保了畢業(yè)生的專業(yè)能力得到訓練和提高。經(jīng)過幾年的教學實踐，自動化生產(chǎn)設備應用專業(yè)初步形成了“以職業(yè)崗位需求為培養(yǎng)目標，以職業(yè)能力培養(yǎng)為核心，以校企合作為手段”的工學結(jié)合人才培養(yǎng)模式。

（五）課程與教材

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論文關鍵詞：電氣控制及PLC；項目教學；教學效果

電氣控制及PLC應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)控機床以及機電一體化技術等領域中得到日益廣泛的應用。本課程是浙江工業(yè)大學（我校）電氣工程及自動化教育專業(yè)和機械工程及自動化教育的專業(yè)必修課。通過本課程的學習，除了讓學生學習電氣控制和可編程控制器應用技術基本知識外，還以提高學生的素質(zhì)和全面能力為宗旨。具體教學要求是熟悉常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、工作原理、特性及應用，掌握繼電接觸器控制系統(tǒng)基本分析和設計能力，掌握典型電氣控制電路的分析和設計方法，掌握可編程控制器的工作原理及結(jié)構(gòu)特點，熟練掌握基本邏輯指令的應用，掌握步進順控指令編程方法及應用，了解PLC網(wǎng)絡及通訊基本知識，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，重點是S7-224/S7-300可編程序控制器的編程技術、通信模式及調(diào)試技巧。

項目教學是以項目實施為主線有效組織理論和實踐知識，師生共同實施并完成一個“項目”為主要學習方式的教學活動，是建立在建構(gòu)主義和情景學習理論基礎上體現(xiàn)行動導向教育理念的教學方法，將傳授知識為主的傳統(tǒng)教學轉(zhuǎn)變?yōu)橐酝瓿身椖俊⒙殬I(yè)體驗和解決問題為主的多維互動式的教學模式，在職業(yè)教育的專業(yè)課程教學中得到越來越廣泛的應用。通過項目實施過程，讓學生學習必要的理論知識及掌握必備的專業(yè)技能，突出知識的學習服務于職業(yè)能力的建構(gòu)。

一、電氣控制及PLC應用項目教學模塊

實施項目教學，項目的選取要具有典型性、代表性和全面性，以往的教學選取的項目經(jīng)?；谛№椖縼斫虒W，僅能說明一個知識點或某個問題，綜合知識無法體現(xiàn)，這樣各知識點之間彼此孤立，章節(jié)的聯(lián)系比較匱乏，彼此的知識點無法連貫，邏輯關系無法得到梳理，不能對學生的綜合能力進行鍛煉。然而學生畢業(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，面對綜合設計一個項目不知道從何處下手，尤其是既需要分析、設計又要安裝調(diào)試的復雜的項目無從下手了。學生不能立即投入到生產(chǎn)實踐中，無奈還要從頭學起。

基于以上的問題，在展開項目教學法實施過程中，選取一個比較綜合典型的真實項目——節(jié)能環(huán)保中水回用水處理廠智能控制系統(tǒng)來進行教學設計。參照教學大綱和緊扣教材內(nèi)容，根據(jù)項目組成設計以下主要教學模塊：（1）項目教學實施前準備工作及模擬招投標介紹；（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備教學及知識點學習；（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計；（5）提升泵、鼓風機、反沖泵、送水泵的不同啟動形式設計；（6）S7-200（含7個從站）和S7-300（含2個主站）PLC設計及編程；（7）主站PLC與各從站的Proface-Bus及中控制室的通信實現(xiàn)；（8）主站PLC觸摸屏編程及中控室的主機系統(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、新技術領域。我們以加強實踐教學為突破口，以創(chuàng)新為契機，構(gòu)建以項目為載體的理論實踐一體化教學模式，符合技術師范本科專業(yè)的培養(yǎng)特點和定位，既要具備工程性，又要具備師范性，通過課程和專業(yè)訓練使學生成為具有“講師”、“工程師”等知識和能力結(jié)構(gòu)的“雙師型”人才。

二、項目教學設計

1.項目教學設計

（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，以就業(yè)單位人才需要為基準，結(jié)合技術師范培養(yǎng)標準選擇教材。以現(xiàn)行主流PLC為參考，以必需、實用知識為主，加強學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、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)及大學競賽的主流技術。

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

（4）對要完成的項目教學任務要提出具體要求。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。課后要求學生提交項目教學實訓報告，電子圖紙，學生團隊自己評價，教師講評驗收。

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

（6）每個項目模塊怎么實施，什么時間實施計劃要詳盡、人員分工要明確。幫助學生完成各個項目模塊的實施內(nèi)容及計劃表，開學二周制定好計劃，同時要及時拓展學生視野，項目團隊制定良好激勵機制和完善的管理制度，立爭協(xié)調(diào)高效的完成項目任務。

三、項目教學具體實施

（1）在理論教學中，引導學生運用電機拖動及自動控制原理的基礎知識，分析PLC專業(yè)課程編程內(nèi)容，強化閉環(huán)控制模型知識的掌握，使學生能在項目實施過程中體會PLC的智能控制思路。

（2）強化實踐教學，以實際的節(jié)能環(huán)保中水回用水廠電氣設備的基本功能、結(jié)構(gòu)組成及電路工作原理的分析為重點，讓學生學會分析復雜的實際電氣設備的工作原理，具備識讀電路圖、繪制電路圖、設計電路圖的能力。在此基礎上培養(yǎng)學生安裝、調(diào)試、維修及維護自動化常用電氣設備的能力。對重點應用知識在實訓室訓練，學生自評，教師嚴格考評，直到達到教學目標為止。

（3）教師將自動化現(xiàn)場實際搜集的智能電氣設備及相關資料補充到課堂中，并從網(wǎng)絡搜索相關智能電氣控制系統(tǒng)新技術，利用組態(tài)軟件做成展示項目，利用虛擬現(xiàn)實技術展示工程項目的技術細節(jié)，如煤礦絞車提升系統(tǒng)、遠程恒壓供水系統(tǒng)、電廠脫硫智能控制系統(tǒng)等，使學生直觀、方便地學到先進的專業(yè)技術知識。

（4）將計算機輔助軟件的使用引入教學中，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，使學生既學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)是很多先進技術協(xié)調(diào)服務和集成的綜合效果。

四、教學考評方法

（1）設置學生自我評價機制，其包括學生自我評分，也包括組長對每個成員的打分。

（2）設計項目教學驗收表格，細化子項目注意事項的考評。

（3）每人必須對項目調(diào)試通過，并撰寫實驗報告。

（4）考評計入平時成績，同時加大該項考核在總成績的比重。

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論文關鍵詞：工科專業(yè)；項目教學法；工程素質(zhì)

高等應用型教育突出技術應用能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，力求教學與生產(chǎn)實際、工學緊密結(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、實踐性和應用性強的特點，學生工程素質(zhì)的高低是衡量教育改革成效、教學質(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?；诠ぷ鬟^程的項目教學法充分體現(xiàn)出學習領域與工作領域一致、學習過程與工作過程一致、學習任務與工作任務一致的有機結(jié)合，因此，對工程素質(zhì)的培養(yǎng)是一種有效的教學方法之一。

一、工程素質(zhì)、項目教學法概述

1.工程素質(zhì)的內(nèi)涵

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

2.基于工作過程的項目教學法

所謂項目教學是指在學生掌握了有關基本知識和技能的基礎上，在教師的精心策劃和指導以及學生積極主動參與下，根據(jù)教學目的和教學內(nèi)容的要求，運用典型項目，調(diào)動學生參與討論、深入分析及實踐，通過學生的獨立思考、集體協(xié)作，進一步提高其識別、分析和解決某一具體工程問題的能力，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的自覺性，同時培養(yǎng)正確的思維理念、學習方法、溝通能力和合作精神的教學方式。簡單地說，就是師生通過共同實施一個完整的“項目”工作而進行的教學活動。

3.工程素質(zhì)培養(yǎng)引入項目教學法的必要性

項目教學法不僅能實現(xiàn)理論與實踐有機結(jié)合、局部與整體結(jié)合、課堂及學校內(nèi)外結(jié)合、分析問題與解決問題結(jié)合，也能充分調(diào)動學生的主觀能動性，貫徹“教師為主導，學生為主體”的現(xiàn)代教育思想。而且，項目教學能讓學生充分領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，實實在在地看到自己的成果，不僅能增強自信心，也能充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，使學生在工作中學習、學習中工作，提高學生解決實際問題的綜合能力。

二、項目教學法與工程素質(zhì)培養(yǎng)的關系

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實踐效果，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、課程體系與教學內(nèi)容的重構(gòu)、工程實踐訓練的強化、“雙師型”師資隊伍建設、教學理念和教學方法創(chuàng)新、產(chǎn)學研與校企的有機結(jié)合。由此可見，工程素質(zhì)培養(yǎng)是一項復雜的系統(tǒng)工程。本文僅就教學方法進行探討。

項目教學法除了具有實踐性、自主性、發(fā)展性、綜合性、開放性和評價特點內(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)點和立足點；其次，具有縱覽全局的“工程觀”，以“完整工程項目”為支撐平臺，能實施現(xiàn)場教學和理論教學；再次，以項目為平臺，利用研討式和項目具體實施培養(yǎng)學生選取和使用信息的能力、團隊合作精神、工程實踐能力。

基于工作過程及項目教學法不僅突出職業(yè)能力、方法能力和社會能力并舉，實現(xiàn)理論學習與實踐的完全融合。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。基于工作過程及項目教學法作為國家級精品課的建設、評審指標以及國家級示范高職院校的建設基本方向，充分說明基于工作過程的項目教學法是引領職業(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)首選的教學方法。

三、項目教學法在工程素質(zhì)培養(yǎng)方面的應用實踐

1.概述

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

學生是實施項目教學的主體，只有充分調(diào)動學生學習的積極性，通過學生自主性學習，才能貫徹“學、練、研”理實一體化的教學模式，以實現(xiàn)項目教學法“做中學”、“學中做”的教學理念。

基于工作過程的項目教學以典型工作任務為載體、以完成工作任務為目標、以工作過程的行動導向為實施原則、以學習情境作為支撐平臺，按資訊、決策、計劃、實施、檢查、評價六個階段組織項目教學實施。由于“集散控制系統(tǒng)”課程具有專業(yè)性、理論性、實踐性、綜合性等特點，不僅適于項目教學，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)方面的應用。

2.項目資訊

教師通過下發(fā)項目任務書，使學生明確工作方向，即圍繞基本知識技能回顧、工程工藝調(diào)研分析、設備選型、控制柜設計安裝、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實訓平臺，其主要設備包括水箱、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)、計算機及開發(fā)軟件。學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)律及工程應用初步能力。通過DCS組態(tài)，滿足系統(tǒng)性能指標要求，實現(xiàn)恒壓供水控制。

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

3.項目決策與計劃

學生進行人員分配，制訂學習和項目計劃。首先，通過聽課、查閱資料、調(diào)研分析等工作，討論和交流后領會項目要求。其次，在理論上，要對控制方案進行分析驗證。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，確定項目重點和難點及突破口，綜合考慮各種因素，并經(jīng)過老師審核，制訂項目實施方案。結(jié)合恒壓供水控制系統(tǒng)A3000實訓平臺，在掌握設備組成、結(jié)構(gòu)、工作原理、信號傳遞關系基礎上，主要圍繞硬件和軟件兩條主線制訂實施方案。

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

4.項目實施

學生在明晰項目工藝流程、制訂了切實可行的實施方案，具備相關知識、技能和能力，并解決了A3000恒壓供水系統(tǒng)實施的主要難點，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等方面基礎上，首先通過閱讀有關手冊，掌握設備外特性和功能，完成設備的選型工作。其次，根據(jù)設備接口及信號工作關系，設計系統(tǒng)硬件原理和安裝接線圖，指導完成設備的接線、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，進行控制程序和組態(tài)軟件開發(fā)。最后，經(jīng)過調(diào)試和試運行，驗證方案的可行性，并根據(jù)具體情況作進一步改進。

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

5.項目檢查與評估

學生通過提交工程項目報告、匯報計劃與實施過程、回答老師與同學提出的問題，經(jīng)過教師的進一步點評、總結(jié)和深化，從感性認識上升到理性認識，教師的點評起到由點帶面及拋磚引玉、畫龍點睛的作用。同時，教師不失時機地引導和啟發(fā)學生對項目進行拓展和延伸，以實現(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、工程意識和工程實踐能力實現(xiàn)了提煉升華，不僅考核了教學效果，滿足教學管理基礎性工作，還起到良好的促進作用。首先，促使學生廣泛交流，全面深化吸收整個項目活動的精髓。其次，鍛煉學生的表達、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，深化學以致用，知識、技能相互融通，提升學習和綜合應用能力，養(yǎng)成終生學習的習慣。

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關鍵詞 工業(yè)自動化系統(tǒng)集成；課程體系；教學模式

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

1 引言

中國經(jīng)濟規(guī)模的迅速增長，促使生產(chǎn)裝備迅速向大型化、復雜化方向發(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、更復雜，設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商或?qū)I(yè)技術人員能夠解決生產(chǎn)設備大型化和連續(xù)化后面臨的所有自動化技術問題，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、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于最終用戶[1]。

市場競爭加快了企業(yè)升級換代的步伐，設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，提高設備的裝備水平。工業(yè)企業(yè)的技術改造、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。而中原工學院缺乏相關的專業(yè)和完整的課程體系，已有課程的教學模式也存在不足：1）側(cè)重理論教學，與工程實際結(jié)合不夠緊密，且理論教學與實踐環(huán)節(jié)脫節(jié)，“講”與“做”不連貫；2）各課程實驗獨立設置，驗證性實踐多，各學科之間進行交叉和融合的設計性、綜合性實驗少，學生的綜合應用能力、工作主動性和創(chuàng)造性沒能得到挖掘；3）綜合性實踐環(huán)節(jié)多停留在“圖紙設計和程序設計”層面，現(xiàn)場工藝分析及處理、故障診斷與排除等工程實踐環(huán)節(jié)較少。因此，學生走上工作崗位后，往往需要經(jīng)過幾年的鍛煉才能進入角色。

本著以市場需求為導向，有利于學生就業(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)研的基礎上，充分聽取行業(yè)專家的意見，2007年中原工學院電子信息學院調(diào)整了專業(yè)培養(yǎng)計劃，在電氣類專業(yè)中開設工業(yè)自動化系統(tǒng)集成專業(yè)方向。如何構(gòu)建科學的課程體系，探索與之相適應的教學模式，搭建多層次的實踐平臺，并組織落實培養(yǎng)計劃，就成為“工業(yè)自動化系統(tǒng)集成”課程組的當務之急。

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）學校人才培養(yǎng)目標的定位。中原工學院的定位為培養(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，屬于高級應用型人才，學生畢業(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骨干[2]。因此，課程體系的設計應以先進自動化控制技術應用為主，并與典型工程的系統(tǒng)集成緊密關聯(lián)，強化工程應用訓練，增強學生的工程意識與技術綜合應用能力。

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

3）學生全面發(fā)展的需要。從學生全面發(fā)展的需要出發(fā)，以培養(yǎng)具有學習能力、實踐能力、創(chuàng)新精神和合作精神的大學生為目標來設計課程體系。學生將來要面向企業(yè)、面向工程，就必須具有較強的工程能力、解決實際技術難題的能力、自學能力和與人合作的能力。因此，理論教學及實踐體系構(gòu)建時，除了保證知識的系統(tǒng)性、前瞻性外，更要加強課程的實踐性和綜合交叉性。有必要循序漸進，設置不同層次的實踐環(huán)節(jié)，融入多種類型的工程課題，并要求學生以小組為單位，自主完成資料查詢、系統(tǒng)集成、設計、安裝調(diào)試任務。盡可能多地讓學生接觸和體驗工程設計、施工的全過程，讓學生在“學”和“做”的反復訓練中積累經(jīng)驗，強化工程意識。提倡團隊合作，鼓勵學生獨立思考和大膽創(chuàng)新，使學生在學習和實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、追求卓越的習慣。

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

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，由理論教學和實驗教學體系組成，開設的課程有：①電氣控制與PLC，作為基礎平臺課程，主要包括電氣控制技術及可編程控制器的基礎理論，以西門子小型機S7-200PLC及其網(wǎng)絡系統(tǒng)為目標，學習其基本應用；②3門專業(yè)主干課程，自動化系統(tǒng)集成、變頻器及其應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。其中自動化系統(tǒng)集成課程包含了大、中型PLC及其應用、工業(yè)網(wǎng)絡通信技術、自動化系統(tǒng)集成等內(nèi)容；變頻器及其應用主要包括變頻器的基本構(gòu)成及原理，調(diào)速系統(tǒng)設計、選型，變頻器內(nèi)部參數(shù)設置等。新型自動化軟件課程主要包括組態(tài)軟件的應用、觸摸屏的應用以及AutoCAD繪圖等內(nèi)容。

實踐體系分為3個層次：第一層是基本技能訓練，主要是與課程同步的基礎實驗，以及與其他課程相關的綜合性實驗；第二層是專業(yè)方向綜合訓練，設置了為期3周的專業(yè)方向課程設計；第三層是畢業(yè)設計，進行典型工程設計，運用大學4年所學知識，對自動化系統(tǒng)集成，控制系統(tǒng)安裝、調(diào)試及報告撰寫進行綜合訓練。

3 教學模式的凝練

該專業(yè)方向課程的實踐性和綜合性都很強，為了達到預期的教學效果，將課堂推向?qū)嶒炇?，使學生面向控制設備和對象，將理論教學與實踐環(huán)節(jié)無縫連接。

理論教學上，采用多媒體手段生動、形象地講解基礎知識，每個階段都有設計實例，詳細講解系統(tǒng)集成的思路、方法、步驟以及工程設計中應注意的事項、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，還可以演示設計的結(jié)果，課堂信息量大，感性且直觀。

隨后跟進實踐環(huán)節(jié)，布置工程應用設計小課題，學生以小組為單位自主設計、安裝和調(diào)試，通過反復運行監(jiān)控、發(fā)現(xiàn)問題、修改完善，最終得到滿足要求的結(jié)果。教師下達任務，講清控制要求，指導學生分析疑難問題，尋找解決問題的方法，驗收設計結(jié)果，對普遍存在的問題進行點評，表彰具有創(chuàng)新性的小組和學生。對于程度好、動作快的學生，鼓勵他們協(xié)助教師共同幫助有困難的學生分析問題、查找原因。這樣使學生真正掌握分析問題的切入點、解決問題的方法，在完成任務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，增強團隊意識；在同學的相互幫助下共同進步，加深同學的情誼。

課下再布置一些選擇性課題，讓有興趣的學生自主完成，通過開放實驗室或用仿真軟件進行調(diào)試，使學生可以獲得遠遠超過課內(nèi)實驗學時的工程訓練時間，在學習效率和質(zhì)量上能夠得到進一步的提高。在各課程的后期，都設置有與其他幾門課程相關聯(lián)的綜合性實驗，如打包機生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設計就融入了電氣控制技術、PLC技術、組態(tài)監(jiān)控技術和檢測技術等，提高學生的綜合運用能力。

在專業(yè)方向課程設計環(huán)節(jié)，將電氣控制技術、PLC及其網(wǎng)絡應用、變頻器應用、組態(tài)軟件、觸摸屏應用、檢測技術、自控原理、過程控制等課程的內(nèi)容融入設計課題，要求學生在完成控制系統(tǒng)搭建、軟硬件設計的同時，在開放的實驗設備上完成控制系統(tǒng)的安裝、配線和調(diào)試，并邀請有經(jīng)驗的教師講解和演示正規(guī)電氣設備安裝、配線的過程。通過完整的工程設計、工藝施工過程，一方面訓練學生知識的綜合運用能力，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)設計階段，建議系統(tǒng)集成專業(yè)方向的學生選報本方向課題，運用大學4年所學知識進行典型工程設計。用PLC及其網(wǎng)絡對控制系統(tǒng)進行集成，完成控制系統(tǒng)搭建、組態(tài)、軟硬件設計、電器元件選型、控制柜設計/安裝和調(diào)試、畢業(yè)設計報告撰寫等系統(tǒng)訓練。讓學生了解該行業(yè)的技術進步與發(fā)展動向，培養(yǎng)學生綜合運用多學科技能和先進手段解決復雜實際工程問題的能力，培養(yǎng)學生科學、嚴謹、求實的工作作風。

通過近2年系統(tǒng)的學習，多層次的工程實踐訓練，該專業(yè)方向的學生應當具備以PLC及其網(wǎng)絡為主體的小型自動化系統(tǒng)集成的能力、處理實際工程中常見問題的能力，并具有運用專業(yè)理論和技能進行自主創(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)運作了幾年，學生通過系統(tǒng)學習和強化訓練，理論基礎更加扎實，知識的綜合運用能力大幅提升，學習更加積極主動，工程意識和工程應用能力顯著提高。許多學生畢業(yè)后從事與系統(tǒng)集成相關的工作，并很快成為企業(yè)的技術骨干，反映良好。學生選報工業(yè)自動化集成專業(yè)方向十分踴躍，中原工學院將不斷總結(jié)和完善教學體系，豐富實驗條件，培養(yǎng)年輕教師，使教學步入良性循環(huán)的軌道。

參考文獻

[1]張進,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]..

篇7

關鍵詞：教學改革；可編程控制器；實踐能力；創(chuàng)新意識

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

四川農(nóng)業(yè)大學是省屬重點大學，是四川省唯一列入“211工程”建設的地方高等院校。自1994年設置農(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)知識體系和提高學生綜合素質(zhì)的原則，以培養(yǎng)具有堅實的理論基礎、豐富的實踐能力和較強的創(chuàng)新意識的農(nóng)業(yè)電氣化與自動化領域“寬口徑”、“復合型”工程應用技術性人才為目的，在當前社會對人才培養(yǎng)質(zhì)量要求越來越高的基礎上，就如何建立高效、實用的課程教學體系進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)外已廣泛應用于機械、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。當前，PLC、CAD/CAM和機器人已經(jīng)成為工業(yè)自動化的三大支柱產(chǎn)業(yè)。[2]

本課程的特點是實踐性強，與生產(chǎn)聯(lián)系緊密，運用的知識覆蓋面寬。[3]教學改革的實施對于培養(yǎng)學生適應科技發(fā)展趨勢、成為應用性和創(chuàng)新性人才具有重要意義。

一、PLC課程改革的指導思想

可編程控制器課程教學改革以“一個基礎，兩個核心”為指導思想，既強調(diào)學生對PLC的基本應用能力，同時也重點培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新意識。所謂基本能力，是指學生必須掌握的基本理論知識、基本實驗方法和技能。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在控制中的典型應用?；緦嶒灧椒ê图寄馨ǖ蛪弘姎饪刂凭€路的分析和設計、PLC的控制系統(tǒng)的分析和設計。通過對這些基本能力的培養(yǎng)，可以建立學生對PLC的理性認識。[3]

PLC是一門應用性很強的課程，培養(yǎng)學生實踐能力無疑是課程改革的核心。PLC課程在完成實驗的基礎上，應該重點加強實訓環(huán)節(jié)，強調(diào)實踐能力的培養(yǎng)，以適應農(nóng)業(yè)電氣化與自動化專業(yè)高層次工程應用技術性人才培養(yǎng)的需要。

“創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂，是國家興旺發(fā)達的不竭動力，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)新體系建設的主力軍，肩負著培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的重任。[4]因此，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識是PLC課程教學改革的又一個核心。

二、PLC課程改革主要內(nèi)容

按照“一個基礎，兩個核心”的指導思想，重點對“三個模塊”進行改革和探索，即改革教學內(nèi)容、教學方法和師資隊伍建設。

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

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

師資隊伍是教學改革的靈魂，只有教學的成員不斷探索，不斷創(chuàng)新，課程教學改革才能不斷深化和完善。師資隊伍建設最重要的是建立“雙師型”教學團隊，[6]即專業(yè)課教師既能傳授理論知識，又能指導專業(yè)實踐，做到理論和實踐教學有機融合。

三、教學內(nèi)容改革與探索

1.理論教學

PLC課程內(nèi)容包括傳統(tǒng)的電氣控制基礎、PLC的原理及編程、網(wǎng)絡通信和軟件組態(tài)四個模塊。在理論教學中采用模塊化教學，四個模塊相互獨立，相互聯(lián)系，構(gòu)成PLC課程完整的知識體系。在強調(diào)課程基本理論的基礎上，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)及其設計思路；重點講授PLC的工作原理及以PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)的分析與設計；強調(diào)PLC控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡技術應用；難點是控制系統(tǒng)中上位機監(jiān)控軟件的設計與開發(fā)。教學內(nèi)容的調(diào)整強調(diào)了自動化學科的系統(tǒng)性和完整性，重視了其實際工程應用的屬性，加強了實踐環(huán)節(jié)。同時，教學內(nèi)容的安排按照“先電氣，后PLC”的順序，符合人們對事物的認知規(guī)律，使學生能盡快掌握基本的操作技能，形成基本的應用能力。

2.實踐教學

PLC的實踐環(huán)節(jié)主要包括三個部分：實驗教學、課程設計和校外實習。除了這些規(guī)定的實踐教學環(huán)節(jié)，學習優(yōu)秀的學生還可以通過組隊參加各類競賽和科研項目，提高實踐能力和培養(yǎng)創(chuàng)新意識。

（1）實驗教學。實驗教學在組織形式上以學生為主，教師為輔，內(nèi)容上以應用型、綜合型、設計型、創(chuàng)新型實驗為主，基礎型、驗證性實驗為輔。由于PLC的實驗內(nèi)容較多，在規(guī)定學時內(nèi)不能完成的實驗，學生可以在開放性實驗室利用課余時間完成。同時，學生可以利用實驗室的現(xiàn)有條件自主設計實驗內(nèi)容，提高對PLC的應用技能。

（2）課程設計。課程設計安排在學習完本課程之后的第二個學期，此時，學生對PLC有一定的認識和了解，對PLC的應用能力達到初級水平。為了進一步提高學生的PLC的應用能力，達到中級水平，必須進行課程設計。課程設計涵蓋一些較為復雜控制系統(tǒng)的設計，包含了教學內(nèi)容的難點和重點，如聯(lián)網(wǎng)和組態(tài)設計。在硬件上，結(jié)合PLC技術的發(fā)展趨勢，實驗室購進了如群控電梯模型、觸摸屏、變頻器等設備，滿足PLC控制系統(tǒng)設計對硬件的要求。有些系統(tǒng)，如鍋爐、輸煤系統(tǒng)、恒壓供水系統(tǒng)等，實驗室沒有模型，主要采用組態(tài)軟件進行模擬和仿真，既實現(xiàn)了PLC對大型系統(tǒng)的控制，又大大降低了課程設計成本。而對一些成本較低的控制系統(tǒng)，學生可以使用學校為課程設計所配置的實習經(jīng)費，購買器件，實現(xiàn)PLC控制系統(tǒng)的設計。[7]

（3）校外實習基地。為適應社會對大學生較高實踐能力的要求，信息與工程技術學院積極與企業(yè)合作，現(xiàn)已建立了五個校外實踐基地，保證了學生教學實習和課程實踐的順利進行。PLC課程結(jié)束后，安排學生到學校就近的實習基地進行參觀，企業(yè)有專門的技術人員講解PLC在工廠中的應用情況。同時，學生還可以與車間工人、技術人員交流，了解PLC的實際運行情況。

（4）技能競賽或科研活動。學校、學院都十分重視學生科研能力和創(chuàng)新意識培養(yǎng)，2009年，四川農(nóng)業(yè)大學推出了“科研興趣培養(yǎng)計劃”，讓優(yōu)秀的學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，由學校和教師共同資助經(jīng)費。同時，組織學生參加各種競賽，申報各類項目，如參加挑戰(zhàn)杯、電子設計大賽等。2008年教育部推出“大學生創(chuàng)新實驗項目”之后，2008～2011年農(nóng)業(yè)電氣化與自動化專業(yè)學生在教師的指導下申報到校級創(chuàng)新實驗項目2項，國家級創(chuàng)新實驗項目4項，這些科研活動和技能競賽大大鍛煉了學生的實踐能力，激發(fā)了學生的創(chuàng)新意識。

四、教學方法改革與探索

教學方法采用啟發(fā)式、討論式、研究式，調(diào)動學生學習的積極性，利用現(xiàn)代化教學手段，提高教學質(zhì)量和效率。將項目經(jīng)驗和科研成果引入教學過程，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)研究能力，并安排課程報告，引導學生進行文獻檢索，自主設計實驗，提高學生的實踐能力和創(chuàng)新意識。

1.教學氣氛

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

2.實景教學

實景教學即教學內(nèi)容形象化、具體化、實體化，[8]使教學生動有趣、氣氛活躍，從而激發(fā)學生的興趣和創(chuàng)新意識。如講PLC工作原理時，和計算機控制、單片機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

教學大綱修訂后，教學課時減少，為了保證完成教學計劃，安排課程報告，在一定的教學間隔，給學生布置讀書報告，讀書報告隨講授內(nèi)容而定。要求學生盡可能多地收集資料，結(jié)合本課程最新發(fā)展的趨勢，要求學生對所選的技術資料提出改進意見和創(chuàng)新點。學生在此命題下，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的材料。在這一過程中，學生自覺地走到了學科發(fā)展的前沿領域，緊緊地感受到最新的科技動態(tài)，從而增進對本學科的認識，拓寬知識面，提高理論水平，得到有益的科研鍛煉，掌握融合多學科知識的能力。同時，還達到正確引導學生科學利用課余時間的效果。

五、師資隊伍建設

打造高水平的師資隊伍是專業(yè)建設規(guī)劃中的一個重點，同時也關系到教學質(zhì)量的提高。提高學生實踐能力和創(chuàng)新意識，必須使教學團隊具有“雙師型”素質(zhì)，即要求教師能在傳授理論知識的同時，又能指導學生實踐；既要指導學生實驗，又能在課程設計、競賽、項目中指導學生進行創(chuàng)新。這就要求教學團隊定期討論，形成教學內(nèi)容的交流機制。讓理論課教師進實驗室，熟悉每一個實驗環(huán)節(jié)。同時，實驗課教師進課堂，掌握實驗需要的每一個理論知識點。除此之外，還通過多種渠道來改善師資結(jié)構(gòu)。引進高層次，高學歷，高職稱人才；邀請專家開設講座或?qū)W術報告；鼓勵教師外出攻讀學位或留學。隨著學校對師資隊伍建設的重視，教學團隊的教學水平不斷提高，為PLC的教學改革與實踐提供了良好的條件。

六、結(jié)束語

PLC教學改革是一個永無終結(jié)的過程。本著“邊研究、邊改革，邊實踐”的原則，重在PLC教學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，兩個核心”為指導思想，對“三個模塊”進行全面的教學改革，在農(nóng)業(yè)電氣化與自動化專業(yè)2007級和2008級進行了教學實踐，使PLC的教學水平有了一個質(zhì)的提高，培養(yǎng)出了更多具有堅實的理論基礎、豐富的實踐能力和較強創(chuàng)新意識，農(nóng)業(yè)電氣化與自動化等領域的‘寬口徑’，‘復合型’工程應用技術性人才。

參考文獻：

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[3]謝云敏,李兵.可編程控制器課程教學中的創(chuàng)新教育研究[J].大眾科技,2007,(98).

[4]鄧何等.參與國家大學生創(chuàng)新性實驗計劃項目的實踐體會[J].中國科教創(chuàng)新導刊,2011,(10).

[5]夏艷萍.項目教學法在《電氣控制與可編程控制器》課程中的探索與實踐[J].新課程研究,2009,(5).

[6]張世生.《可編程控制器》一體化師資建設探討[J].教育時空,2009,(9).

篇8

黑板與多媒體有機結(jié)合多媒體課件教學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投影以形象直觀的形式表現(xiàn)出來，給予學生多方面的感官刺激，提高學生課堂聽課的興趣，將抽象概念以直觀、具體、形象的形式展示給學生看，便于學生對復雜內(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，在缺乏相關實操教學設備的情況下，可借助多媒體課件引入這些素材和構(gòu)筑物實物圖，幫助學生理解所講授內(nèi)容。但是，多媒體課件教學需要快速翻閱每一張幻燈片，不利學生直觀回顧課堂教學內(nèi)容，因此應把多媒體幻燈片與黑板有機結(jié)合，用幻燈片播放具體教學內(nèi)容，黑板上書寫提綱式的內(nèi)容。

善用校內(nèi)實訓基地專業(yè)實訓基地能營造出接近于應用現(xiàn)場的實踐環(huán)境，用于訓練學生的專業(yè)技能、團隊合作等職業(yè)能力。筆者利用課余時間編制了海南省交通學校內(nèi)水處理運行實訓室的建設方案并獲得政府財政支持，現(xiàn)已建設完成，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)處理教學教研模型等，全面涵蓋了典型的水處理工藝，代表當前發(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)、工作原理和運行管理內(nèi)容授課時，充分利用這個平臺，直觀形象，學生學習興趣高，容易達到授課目標，提高了教學效率。

2改革教學方法

中職學生年少、好奇、好動，喜歡多樣化課堂。在教學方法上，筆者堅持以學生為主體的原則，采用“思維導圖法”“講練結(jié)合法”和“項目教學法”，創(chuàng)建多元化課堂，活躍了課堂氣氛，提高了教學效率，實現(xiàn)了課程能力教學目標。思維導圖教學法思維導圖，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概念置于圓圈或方框之中，然后用連線將相關的概念和命題連接，連接上標明兩個概念之間的意義關系。思維導圖是一個打開大腦潛能的強有力的圖解工具，通過它能增強思維能力，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”，筆者在講授思維導圖繪制方法后，引導學生完成水質(zhì)指標、水質(zhì)標準和水處理方法思維導圖的繪制，從中培養(yǎng)學生收集與處理資料能力、思維能力、表達能力、動手能力、創(chuàng)造能力。講練有機結(jié)合法講授法是學生直接獲取知識的主要途徑，而練習法是知識轉(zhuǎn)化為能力的關鍵，教學過程有機結(jié)合講授法和練習法，能有效避免教師一言堂而導致學生聽覺麻木，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。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，每講授20分鐘，練習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行實訓室的豎流式沉淀池、斜板沉淀池、曝氣沉砂池為主，理論聯(lián)系實際，達到知識鞏固并運用的目的。項目教學法項目教學法是師生通過共同實施一個完整的“項目”工作而進行的教學行動，教學過程以項目為主線，以學生為主體，以教師為引導者和監(jiān)督者，著重學生綜合職業(yè)能力培養(yǎng)。對于水處理工程實例和情境實訓項目，筆者主要采用項目教學法展開教學。如對于項目“二級水處理系統(tǒng)自動化運行”，筆者采用如下項目化教學實施程序。1）學生自愿組合，每小組七人，經(jīng)教師確認后成立小組。2）確定項目任務：啟動運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；運行故障時，進行故障排除和記錄排除方法，故障設置有調(diào)節(jié)池液位過高或過低報警、攪拌器不運行報警、UASB反應器和MSBR池中DO超標以及接觸氧化池DO低于標準報警。3）制訂工作計劃：學生對工作任務和作業(yè)指導書進行消化，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，先由學生自評，再由教師進行總結(jié)評分。實踐證明，通過項目教學法，學生系統(tǒng)化學習了水處理工藝系統(tǒng)的組成、運行管理要點，有效地培養(yǎng)了學生的表達能力、團隊合作能力、分析和解決問題能力等綜合職業(yè)能力。

3結(jié)束語

篇9

關鍵詞：工業(yè)自動化；多功能控制；實驗教學平臺

良好的實驗實訓平臺是學習工業(yè)自動化類課程的重要保障。一個自動化實驗教學平臺，不但要能開設一般實驗項目，還要方便追蹤學習進程，并隨著課程的深入，開設更復雜、難度更高的實驗項目，滿足自動化實驗教學由入門到精講的一系列漸進式課程的實驗教學。以往的專業(yè)實驗教學平臺占用空間大、更換元器件困難，無法依據(jù)教學需求進一步開發(fā)?；诖?，自動化與智能控制技術項目團隊依據(jù)職業(yè)技術教育的特點，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)實驗教學平臺［1］。

1實驗平臺的框架設計及選型

為使學生能循序漸進地了解實驗內(nèi)容，工業(yè)自動化多功能控制系統(tǒng)實驗教學平臺涵蓋從簡單的入門級單機、單進程實驗，到難度較大的聯(lián)機、聯(lián)網(wǎng)、多進程實驗［2－3］。該平臺的實驗項目均來自實際工程項目，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時間，進行多樣或者重復性的實驗。工業(yè)自動化多功能控制系統(tǒng)實驗教學平臺采用通信模塊的目的是為了便于擴展連接多臺支持CSMA／CD、RS485的通信設備，彌補自動化實驗教學設備在通信教學上的不足；添加支持MODBUS通信協(xié)議的總線設備也是為了彌補在自動化實驗教學上對現(xiàn)場總線的教學的缺失。而作為一個完整的流程型中大型自動化生產(chǎn)線，總線設備是非常重要的一環(huán)，是學生必須掌握的知識。此設備平臺在自動化教學的完整性和實用性方面也是一種新的嘗試。該實驗教學平臺分為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)、伺服電機與絲桿模組區(qū)、步進電機與同步帶輪及編碼器區(qū)、變頻器與電位器區(qū)、步進驅(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、電壓電流表、開關穩(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展模塊、PLCRS485通信擴展板、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、絲桿滑塊模組、步進電機、同步帶與同步輪、編碼器、變頻器、電位器、步進驅(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、光電開關等32種自動化教學需要用到的元器件。這些元器件都可以通過香蕉插頭方便地進行布線連接。按照紅色電源正極、黑色負極、綠色信號的原則選用導線與插頭并進行區(qū)分，可以更直接地體現(xiàn)各個元器件間的相互關系，有利于學生理解電路原理。該臺面上的接口均為弱電接口，并加有漏電保護裝置；系統(tǒng)總功率不超過500W。實驗教學平臺（見圖1）已獲專利授權(quán)。

2可進行的實驗項目

2．1實驗類型

在實驗教學平臺所包含12個區(qū)中，每個區(qū)都可以進行獨立實驗或者關聯(lián)實驗。主要可分為以下6類實驗：（1）按鍵反饋及人機交互類實驗：進行人機工程交互界面設計；（2）運動控制類型實驗：進行伺服／步進電機的定位和速度控制；（3）模擬量傳輸類實驗：進行PID恒溫控制；（4）本地及遠程類實驗：進行TCP／IP協(xié)議或CS－MA／CD協(xié)議聯(lián)機；（5）工業(yè)通信類實驗：進行MODBUS通信；（6）現(xiàn)場總線類實驗：進行模擬／數(shù)字信號的遠程讀?。杉楸阌趯嶒灲虒W指導，實驗教學平臺各區(qū)的接口都有清晰的指示符，學生可以很方便地找到設計的輸入／輸出端口。

2．2拓展實驗的意義

在進行工業(yè)自動化多功能控制系統(tǒng)實驗教學平臺設計時，通信是著重考慮的內(nèi)容［4］。該實驗教學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，該實驗教學平臺引用了物聯(lián)網(wǎng)概念，伺服驅(qū)動器、變頻器、遠端數(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，這使得實驗教學平臺在進行多機使用的情況下，可以進行復雜的設備現(xiàn)場總線／物聯(lián)網(wǎng)的搭建。

3教學實驗應用

3．1實用性應用

實驗教學平臺選用了多種類型的傳感器，如開關型傳感器、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。由于一些較復雜的中大型自動化工程的技術重點往往是工業(yè)通信技術，所以實際通信技術應用也是自動化課程實驗教學的重點和難點。實驗教學平臺被設計成可以搭建成一個完整的自動化控制的實體控制系統(tǒng)，將教學與應用結(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，該實驗教學平臺支持工業(yè)通信實驗，且引入底層的工業(yè)通信方式及使用方法，從而讓學生掌握工業(yè)應用設計的理念、產(chǎn)品選型等知識與技能。

3．2典型性應用

實驗實訓教學環(huán)節(jié)在工業(yè)自動化課程教學中具有重要作用，旨在培養(yǎng)學生的工程設計能力、新技術應用441實驗技術與管理開發(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)實驗教學平臺能開設的實驗實訓項目具有典型性，均為生產(chǎn)過程的典型案例。

篇10

【關鍵詞】 高等職業(yè)教育；機電一體化技術；課程改革

1 人才培養(yǎng)目標和課程建設與改革的總目標

機電一體化專業(yè)人才通常分為基礎研究型、應用開發(fā)型和操作實用型三個層次。高職高專應培養(yǎng)操作實用型的機電一體化人才[1]。

深化課程改革，突出工學結(jié)合，建設以項目為導向、以工作任務或產(chǎn)品為載體的課程。實施項目驅(qū)動式教學法，進行等級制考核。以省級高職精品課程為目標，與企業(yè)合作開發(fā)核心課程，引領全國高職教育機電一體化技術專業(yè)課程建設與改革的發(fā)展，為社會培養(yǎng)操作實用型的機電一體化人才。

2 課程建設與改革

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，機電一體化技術專業(yè)的就業(yè)崗位群主要有三類：①機電設計方向，包括：計算機輔助繪圖、運用CAD／CAM 技術進行機械設計；②機械制造工藝方向，包括：數(shù)控加工編程、機械加工工藝規(guī)程制定、工裝設計與制造、質(zhì)量檢驗與質(zhì)量管理、生產(chǎn)經(jīng)營與技術管理等；③機電控制方向，包括：生產(chǎn)線的安裝、調(diào)試、運行、維護與維修、技術改造、管理等。根據(jù)市場需求，機電一體化技術專業(yè)設機電設計、機械制造工藝和生產(chǎn)線調(diào)試與維護、機電控制三個專業(yè)方向。

2.2 課程設置和課程內(nèi)容。高職課程需突出工學結(jié)合，雙證融通，強調(diào)實踐性、職業(yè)化、一體化；課程設置要抓基礎和抓應用，淡化中間。根據(jù)學生就業(yè)崗位群的任職要求，參照相關的職業(yè)資格標準，通過與企業(yè)有關人員共同論證，進行課程設置。課程內(nèi)容的確立與工作過程各階段的任務密切相關，通過對職業(yè)崗位群從業(yè)人員和與職業(yè)崗位群有關的人員及專家進行調(diào)查，通過對在職業(yè)崗位上工作的學生的描述，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，將工作任務和內(nèi)容轉(zhuǎn)化為學習領域的課程內(nèi)容。通過對工作過程各階段的各級工作任務的使用頻率和難易程度進行分析，確定適用于不同層次的專業(yè)核心課程內(nèi)容和學時安排。

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

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

機床與控制技術：包含機床、電工技術、電機與電氣控制技術、液氣壓傳動與控制技術、機床維修技術的內(nèi)容。要求學生掌握各種加工設備的結(jié)構(gòu)特點和使用特點，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；掌握工程中常用的機電控制技術和方法；掌握典型機電控制系統(tǒng)的設計方法；取得電工或鉗工中級或高級或技師職業(yè)資格證書。

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

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

2.3 課程的實施。以機電控制技術課程為例說明如下：目前生產(chǎn)中常用的核心設備是由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)。從設備的布局到元器件的焊接和參數(shù)的設置，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，從電氣到機械，從強電到弱電，從硬件到軟件，能夠具備動手能力為重點。這些教學內(nèi)容可由機電一體化課程主講教師講，也可由相關課程的教師講，還可由外部企業(yè)專家共同商討教學方案，組織教學活動。

2.4 教材建設。打破傳統(tǒng)學科體系教材模式。在PLC課程教材建設中，以解決利用PLC實現(xiàn)機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的典型應用實例進行技能訓練；突出學生的職業(yè)實踐活動，方便學生使用；內(nèi)容簡明扼要，穿插各類圖片、表格、標志、標識；典型案例的選擇本著由易到難，循序漸進的原則，充分考慮學生的認知能力，難度適宜；加強校企合作，我校和信捷電子合編實驗指導書、共同組織實訓、共同編寫教材，使教材富有時代性、先進性、前瞻性。

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

2.5.1 精心整合教學內(nèi)容，實行模塊化教學。教師根據(jù)教學目標將相關專業(yè)理論課程和實習課程分解到三大模塊中，同時按照專業(yè)理論知識與相對應的實踐知識有機融合的原則將每個模塊再細化成若干個子模塊，編制切實可行的教學計劃。

2.5.2 精心組織課堂教學，力求教學過程一體化要實現(xiàn)真正意義上教學做一體化。教學，教師必須精心準備好教學的每一個環(huán)節(jié)。首先，備好教學內(nèi)容。要圍繞崗位應知應會要求，以“實用、夠用”為原則，將課程中的理論知識和相對應的技能融合起來，做到彰顯理論，強化技能。其次，精心準備教學過程中的操作示范、技能訓練、技術糾正、巡回指導等環(huán)節(jié)。在教學過程的組織、實施上，教師要根據(jù)確定的教學內(nèi)容，現(xiàn)場對照實物，抓住重點，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，加大直觀教學的力度；要用較長的時間安排學生進行操作技能練習，訓練過程中要加強巡回指導，及時糾正學生的錯誤，對于共性錯誤要集中講解與示范，予以糾正?？傊?，現(xiàn)場教學要精講多練，講練合一，以練為主，引導學生先從理論到實踐把知識轉(zhuǎn)化為技能，然后再從技能到理論，加深對理論的理解，讓學生在學中做，在做中學。

2.5.3 提高師資隊伍素質(zhì)，力求教師能力一體化[2]“教學做一體化”教學將專業(yè)技術理論課和實習課有機地融合在一起，僅由一名專業(yè)教師擔任教學任務，要求專業(yè)教師既是理論教師，又是實習指導教師，教學過程中不僅要講解理論，又要進行操作示范，學生發(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“一體化”教學的需要；作為學校，要積極創(chuàng)造條件，定期或不定期地對教師進行理論和技術培訓，讓專業(yè)理論教師掌握較為熟練的操作技能。讓實習指導教師對理論理解得更透徹，同時要多組織教師到企業(yè)實習鍛煉，讓教師及時了解和掌握實際生產(chǎn)過程中的新技術、新工藝、新知識和新方法。

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

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

3 結(jié)語

機電一體化技術課程改革已經(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；師資隊伍建設急需加強，加強教師業(yè)務培訓勢在必行；缺乏先進的機電一體化綜合實訓室；與企業(yè)合作的的力度還需加大。這需要我們在實踐中不斷探索、不斷總結(jié)，以利于機電一體化技術專業(yè)課程建設與改革的持續(xù)健康發(fā)展。

參考文獻

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