组态实训总结范文

导语：如何才能写好一篇组态实训总结，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：组态软件 PLC 控制应用技术 课程教学

PLC控制应用技术是电气自动化、机电一体化等专业的一门专业核心课程，也是一门实用性很强的课程。在教学过程中，教师不仅要对理论知识进行系统的讲解，还应该让学生通过实训课来增加知识的应用和理解，学生只有通过理论知识结合实践经验综合训练才能对所学的知识有深入的了解，在今后的工作应用中做到游刃有余。

1 组态软件教学存在的问题

在教学上使用组态软件十分简便快捷，计算机技术应用水平不高的教师也可以按照教学的需要运用组态软件设计出符合自己教学风格的教学课件。运用组态软件拥有的强大功能可以轻松实现图形绘制、程序编写、文字录入、视频输出和动画连接等，充分满足教师在多媒体教学课件制作中的需求。即便如此，组态软件在 PLC 控制技术课程教学方面应用还有一些不足之处[1]。

1.1 教学的资源建设发展与生源变化的问题

近年来，我院在基础建设和教学成绩上都取得了较好的成绩，并且不断完善学院的教学建设和设施，学生在不断增加，但是由于建设的速度滞后于学生的增加速度，因此一些实训基地、实训室一时无法接纳所有的学生，尤其是PLC实训室。PLC实训室在建设上需要投入的资金量较大，特别是大量的装置和外设模拟设备。若只是为了满足现在的生源需求而建设PLC实训室或购置装置和设备，当以后生源减少时，就会降低设备使用率甚至荒废这些资源，不符合建设节约型社会的理念。所以我们需要寻求新的解决方法，既可以满足现在生源的学习需要又能够减少资源的浪费。

1.2 组态软件在PLC控制应用技术课程教学中存在的问题

组态软件在PLC控制应用技术课程教学方面存在的问题还需要我们去解决，如学生对软件使用生疏，需要单独增加一门组态软件课程，加强他们对基础知识的掌握与应用，特别是在PLC与组态软件结合应用时，不容许出现知识的缺漏，否则会导致教学质量下降，学生不能真正掌握技术。此外，因为在数据处理和工业控制中广泛应用了组态软件，涉及PLC等设备控制、工业控制知识、设备连接、封面动画制作、处理中的计算机语言编程等，而大部分学生对动画制作和脚本语言的知识掌握较少，因而在教学过程中需要教师对知识不断进行组织和汇总。由于组态软件主要应用在与工业生产相关的行业上，因此在实训教学时基本上是对某一个生产流程进行模拟操作，学生掌握到的只是几项简单的流程操作、模拟、数据处理等。即便到生产一线实践，因为组态工程正在进行生产操作，无法让学生操作。因此需要教师对实验设备进行分析，开发挖掘实验设备的潜在能力，制定更加符合学生实验的项目[2]。

2 组态软件在 PLC 控制应用技术课程教学方面应用的优势

2.1 组态软件在提高教学质量中的应用

随着自动化信息技术和数字化技术的发展，工业控制广泛应用了组态软件。组态软件是一种能够实现过程控制和数据采集的专用软件，它拥有十分强大的仿真能力，能够为客户提供与实物几乎相同的控制操作环境。组态软件是位于自动控制系统监测层的开发环境和一级软件平台，使用灵活方便的组态软件，能够实现高效率构建工业自动操控系统监测功能和通用层次的组态软件工具，此外组态的软件界面十分友好，编程没有太大的难度和复杂性，简单易学，程序具备了较强的扩展能力和兼容性。其中监视与控制通用系统也就是MCGS组态软件，具备保证Windows95以上多种操作系统稳定运行的32位全中文工业自动化操控软件，集流程控制、数据采集设备控制、动画显示、数据采集设备输出、双机设备、数据与曲线、网络数据传输、工程报表等系列功能于一身，不仅支持国内的众多数据输出与采集设备，还支持国外的输出与采集设备。为达到控制的功能，必须对MCGS组态软件进行变量定义，对用户窗口的画面进行变量连接和设计，以达到用户界面的动画操控。另外为了保证下位机与组态软件能够通信，还应对设备组进行态设置，设置完善通信端口的参数，然后安装PLC驱动程序，最后对各量变进行定义，确保在软件中可以检测出外部设备的使用、操作、控制情况，同时可以将信号输出到实验板，尽可能确保实现系统得到需求，编写组态脚本的控制程序来实现完善大工程的设计。

因此，组态软件的应用对于高校的教学来说是非常方便的，所以越来越多的高校在尝试运用组态软件来模拟PLC的控制对象，这样学校不但可以减少部分实验室的建设资金，还能减少购置实验设备的成本和购置装置难的问题。最重要的是利用组态软件结合PLC控制应用技术模拟成本低，可以设计出多样化的程序来丰富学生的实验内容，满足学生的工程实践经验和PLC实验课的教学效果，增加学生学习兴趣，在一定程度上缓解了教学过程中教与学的问题。有效提高了学生的实际动手能力和编程技巧，加强了学生对PLC工业控制过程的理解。

2.2 组态软件在PLC控制应用技术课程教学上的优势

组态软件在PLC控制应用技术课程教学应用中有诸多优势，不但可以实现PLC课程仿真课件的制作，而且还可以运用于PLC设备的模拟运行。通过改变一下组态界面、数据连接和PLC程序就可以实现实验内容的改变，因此，应用一台PLC主机设备可以做很多实验，大幅度提升了实验的灵活性，这个优点是很多真实的实验环境无法比拟的。在组态软件中运用PLC控制理论与实践，使教学易于实现，便于把实际生产过程中的操作贴近学生的实训项目，从而提高学生的学习积极性和教师的课堂教学质量，而且不用增加实验室和设备，就可以轻松地用现有的设备资源实行多样化、低成本的教学，丰富课堂教学内容。除此之外，组态仿真软件实训项目和实验项目的开发时间较短，在开发后不用进行维护，所以可以同时开发多个仿真项目，学生可进行多次实验和多方面实验，达到全方位教学目的。在实训项目中，组态系统与PLC结合具有较好的利用价值，不仅节约了实训成本，还提供了实物操作中不具备的延伸性和智能特性[3]。

3 对电气专业组态软件高仿真教学应用的展望

众所周知，电气专业大部分课程具有很强的实践操作性，只有经过多次实训才能真正了解和掌握这些技术。但目前的高校，尤其是大专院校，缺少实验类课程资金，学生无法进行更多的实训操作，虽然有国家拨款建设，但是在短期内改变这一问题还有一定难度，因此，这种“先天不足”的矛盾只能靠自身去解决。有关专家经过多次研究和实验，总结出组态软件的高仿真教学是一种有效的解决措施，它可以有效解决场地的不足和资金短缺问题，在教学形式上高仿真教学形象生动，有利于提高学生对知识技术的掌握和教师的教学质量。由此可见，开发和运用组态软件高仿真教学课件在电气专业教学中是十分有意义的[4]。

4 结束语

随着社会经济的发展，对人才的要求越来越高，大部分工作岗位除了要求应聘者具有一定的理论专业知识之外，还应具备较强的操作技术、实践经验以及自主学习的能力。PLC控制技术是电气专业中一门重要的课程，学好这门课程对电气专业的人才培养具有重大意义。组态软件在PLC控制应用技术课程教学方面应用有了新的发展方向，另外它还具有一定的普遍性，在操作性较强的电气专业教学中有较强的推广意义。

参考文献

[1]王艳丽.组态软件在PLC控制应用技术课程教学方面应用的探讨[J].科技信息，2011，2（14）：233.

[2]李强，李敬敬.组态软件在电气控制与PLC课程多媒体教学中的应用[J].中国现代教育装备，2010（3）：60-62.

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关键词：过程控制；Matlab；工程实践能力

引言：自动化仪表与过程控制这门课程是电气工程及其自动化的专业课。教学目标是使学生掌握工业过程控制系统的基本构成、工作原理、一般的分析设计方法和基本的实训技能。了解过程控制新技术，基本掌握现场总线、远程监控及组态软件等技术，理解先进的控制策略等[1]。与其相对应的过程控制课程设计则是检验学生学习过程控制这门课程理论与实践成果的重要环节。先从系统测试，系统建模，再到系统仿真。从单容对象的单回路控制到串级控制。从传统PID控制到先进控制策略。根据控制系统的特性，通过Matlab进行参数整定，并进行设计与仿真调试，最后进行系统实际调试。让学生具有一定的分析问题和解决问题的能力，为从事与本专业相关的科学研究和工程技术等工作打下一定的基础[2]。

一、学情分析

独立学院的学生由于基础一般较差，上课时往往处于听不懂的边缘，久而久之就会产生厌学情绪，直接放弃听课，这种例子屡见不鲜。通过课后与学生交流后了解到，独立学院的学生大多对于动手实践类课程更为感兴趣，尤其是实验环节类课程。而自动化仪表与过程控制这门课程就属于应用实践类课程，所以本课程的某些章节内容就能吸引学生的注意力。但是也仅仅局限于学习了，了解了这门课程的部分内容，并没有达到能使同学们举一反三的目标。

二、改革与探索

（一）教学方法。以往的教学方法均是通过PPT及板书的方式进行授课，较为枯燥乏味，不能营造良好的课堂气氛，学生无法融入其中。为了调动学生的学习兴趣，项目驱动的教学方法就是必不可少的。例如：讲解第一章过程控制系统的组成，这章节的内容是全书的基础，也是全书的引论；以锅炉汽包水位控制系统为例阐述出过程控制系统的四大要素，被控对象，调节器，执行器及反馈装置。让5名学生为一组进行小组讨论，分析出各组成部分的作用，并由1名学生进行解说，另外4名学生进行角色扮演，完成对该过程控制系统工作原理的分析与阐述。

让学生参与其中后，由小组之间互相提出问题，进行分组讨论与演练，达到让同学们主动能动的去学习，去思考问题。除了上述方法外，还可以布置学生自习的内容，第二次上课时以作汇报的方式，让学生自行上台讲解今天的课程内容，最后结束由老师做总结，肯定正确的，纠正错误的观点，并给予相应的评分，作为期末考核的附加分。由此，锻炼了学生的演讲及文献搜集与整理的能力，也激励学生养成自我求真的好品质。

（二）教学手段。所谓教学手段，老师用来教授知识的媒体、设备或是工具。现今大学校园里常见的手段有：黑板，多媒体投影系统及实验教学装置。如何结合这几种设备来更好的完成教学成了重中之重。例如：讲解第二章自动化仪表，多媒体投影系统能将仪表细部进行放大，并能将仪表使用过程通过影片的方式放映出来，直观地让学生了解到仪表的构成及工作原理。但是，学生在学习的当下，学会了相应的课程内容，当学期末或是实验开课时，又需要重头教授课程内容，没有起到直观的教学效果。而将教学视频改为实际的仪表，将普通教室改为实验室，在实验室讲解仪表组成，并立即指导学生进行实训项目，并不断练习，加以巩固，效果立竿见影。对于被控对象建模这章内容，将课堂搬到Matlab机房，通过实训达到学习的目的。

最后，通过课程设计类综合实验，让学生将课本知识与实践知识得到应用，将PLC原理及应用、工业组态软件等课程融会贯通。首先，根据被控对象反应曲线得出其数学模型。然后，通过Matlab/Simulink组件搭建系统模型，通过PID参数整定方法，得出最佳控制参数；最后，将实际设备集成，通过PLC完成系统硬件组态，编写相应的梯形图，根据仿真所得PID参数，实现PID控制，并利用相应的工业组态软件绘制相应组态界面。从工程的角度出发，使学生能具有一定的动手能力，分析和解决问题的能力。

三、结束语

通过对教学方法及教学手段的分析与改革，使学生能积极主动地去学习自己感兴趣的前沿知识以及实践类知识。尤其是课程设计类综合实验，让学生将所学过的相关知识联系起来，从设计的最初到项目的实施，到最后的调试与投用。每一个环节都由相应的组员参与完成，训练学生的团队协作能力，工程实践能力，把学生培养成为更具竞争力的创新型应用技术技能型人才。

参考文献：

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【关键词】专业人才培养；可行性分析

一、编制的依据

（一）指导思想

根据“教育部关于制定高职高专教育专业教学计划的原则意见”和 “教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见”（教高[2006]16号）文件精神，结合自动化生产设备行业的发展现状、行业的人才需求情况及我院实验实训条件、教学团队情况，以人才需求调研为依据，以我院自动化生产设备应用专业的骨干建设为基础，开展本专业建设的研究与实践，制定本专业人才培养方案。

（二）行业背景

通过走访全省多家企事业和高职毕业生的基础上，开展从业情况调查。结果显示：随着陕西制造业的发展，企业对自动化生产设备应用高素质技能型人才需求量大，尤其在国防科技、汽车、机床、自动生产线、包装印刷、自动控制、电力设备制造等领域人才缺口高达58%。近年来，良好的政策环境、迅速发展的区域经济和行业背景，为自动化生产设备应用专业的改革与发展提供了得天独厚的条件，为培养大批自动化生产设备应用高技能高素质人才，对陕西及西北地区的发展和建设有着十分重要的现实意义。

二、人才培养方案可行性论证

（一）专业历史

自动化生产设备应用专业始建于2007年，几年来，自动化生产设备应用专业为国防科技工业和陕西地方经济培养了百余名优秀人才，我院为了适应社会和经济的发展的需要，努力把自动化生产设备应用专业办好、办强，在保证教育教学质量的前提下，逐步扩大招生规模，近三年毕业生一次性就业率一直保持在95%以上。

（二）教学团队

通过建设，本专业现有教师28人，其中校内专任教师与校外兼任教师比例1：1；其中专业带头人1人，骨干教师5人，“双师素质”教师10人、副教授和高级工程师12人，3位教师具有职业技能鉴定中、高级考评员资格。近三年，教师50余篇，获得国家新型实用技术专利3项。

（三）实验实训条件

自动化生产设备应用专业拥有机电综合创新实训室、液压实训室、气动与PLC实训室、工业自动化实训室、电液综合实训室等12个专业实验实训室。与中船重工西安东风仪表厂、陕西飞机工业（集团）有限公司、东方机械厂、汉江机床厂、上海英集斯自动化公司等多家企业建立了校企合作关系，在这些企业建立了稳定的校外实习基地，进行顶岗实习和工学交替。

1、可编程控制器技术实训室。

服务课程：可用于《可编程控制器应用》、《控制系统安全与保证》、《工控组态技术》、《简单机电一体化系统设计》等课程的实验/实训教学。

主要设备：具备满足不少于40人学习，20个工位的可编程序控制器、编程软件、数字量实验模型、模拟量实验模型、触摸屏、手持式编程器、计算机、控制对象（PLC控制系统实验台或工控载体）、兆欧表、数字万用表、压线钳、剥线钳及电烙铁等。

实训项目：PLC硬件组态；电机正反转控制程序的设计与调试；Y-控制程序的设计与调试；红绿灯控制程序的设计与调试；运料小车控制程序的设计与调试；典型工控系统程序设计及工控组态等；以及维修电工取证相关的训练项目。

2、液压传动技术实训室。

服务课程：可用于《液压/气压传动技术与应用》、《液压/气压系统安装与调试》、《比例液压/比例气动技术与应用》、《液压/气动设备故障诊断》、《工程液压技术应用》等课程的实验/实训教学。

主要设备：具备满足不少于40人学习，5个工位的基础液压实验台、液压泵站、控制元件、执行元件、辅助元件、液压油、比例液压实验台、比例压力阀、比例流量阀、比例方向阀、多功能检测箱（包括流量传感器、转速传感器、压力传感器、温度传感器等组件）、工程机械组件、用于拆装的工业液压元件、万用表、常用的机械拆装工具等。

实训项目：液压典型系统安装与调试；比例液压系统安装与调试；液压系统运行维护、故障检测、诊断与排除；典型工程液压系统安装与调试等训练项目。

3、气动传动技术实训室。

服务课程：可用于《液压/气压传动技术与应用》、《液压/气压系统安装与调试》、《液压/气动设备故障诊断》等课程的实验/实训教学。

主要设备：具备满足不少于40人学习，5个工位的基础气动实验台、空压机站、气动控制元件、执行元件、辅助元件、比例气动实验台、比例压力阀、压力继电器、带内置测量系统的气缸、比例阀操作模块、开关、输入输出盒、带数字量和模拟量输入输出模块的PLC、编程软件、计算机、万用表；用于拆装的工业气动元件、常用的拆装工具等。

实训项目：气动典型系统安装与调试；电气气动系统安装与调试；比例气动系统安装与调试；气动系统运行维护、故障检测、诊断与排除等训练项目。

（四）人才培养模式

在专业建设上依托行业优势，实施校企共建，与企业合作共同开发人才培养方案，企业技术骨干参与课程体系设计、课程内容改革、专业课程教学、实习指导等关键教学环节。在实践教学环节上，在充分利用校内实训基地的基础上，与中船重工西安东风仪表厂、陕西飞机制造工业有限公司、西电集团、东方机械厂、上海英集斯自动化设备有限公司等企业开展合作，安排学生进行专业岗位技能训练和顶岗实习，确保了毕业生的专业能力得到训练和提高。经过几年的教学实践，自动化生产设备应用专业初步形成了“以职业岗位需求为培养目标，以职业能力培养为核心，以校企合作为手段”的工学结合人才培养模式。

（五）课程与教材

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论文关键词：电气控制及PLC；项目教学；教学效果

电气控制及PLC应用课程是电气控制及自动化专业的主干课程，其内容与工程应用紧密结合，在工业自动化控制、智能仪器仪表、精密加工、数控机床以及机电一体化技术等领域中得到日益广泛的应用。本课程是浙江工业大学（我校）电气工程及自动化教育专业和机械工程及自动化教育的专业必修课。通过本课程的学习，除了让学生学习电气控制和可编程控制器应用技术基本知识外，还以提高学生的素质和全面能力为宗旨。具体教学要求是熟悉常用低压电器的结构、工作原理、特性及应用，掌握继电接触器控制系统基本分析和设计能力，掌握典型电气控制电路的分析和设计方法，掌握可编程控制器的工作原理及结构特点，熟练掌握基本逻辑指令的应用，掌握步进顺控指令编程方法及应用，了解PLC网络及通讯基本知识，继电接触器控制系统基本分析能力，特别是掌握典型电气控制电路的分析能力，重点是S7-224/S7-300可编程序控制器的编程技术、通信模式及调试技巧。

项目教学是以项目实施为主线有效组织理论和实践知识，师生共同实施并完成一个“项目”为主要学习方式的教学活动，是建立在建构主义和情景学习理论基础上体现行动导向教育理念的教学方法，将传授知识为主的传统教学转变为以完成项目、职业体验和解决问题为主的多维互动式的教学模式，在职业教育的专业课程教学中得到越来越广泛的应用。通过项目实施过程，让学生学习必要的理论知识及掌握必备的专业技能，突出知识的学习服务于职业能力的建构。

一、电气控制及PLC应用项目教学模块

实施项目教学，项目的选取要具有典型性、代表性和全面性，以往的教学选取的项目经常基于小项目来教学，仅能说明一个知识点或某个问题，综合知识无法体现，这样各知识点之间彼此孤立，章节的联系比较匮乏，彼此的知识点无法连贯，逻辑关系无法得到梳理，不能对学生的综合能力进行锻炼。然而学生毕业后往往面对的是比较综合的工程项目，而他们的知识结构是孤立的，面对综合设计一个项目不知道从何处下手，尤其是既需要分析、设计又要安装调试的复杂的项目无从下手了。学生不能立即投入到生产实践中，无奈还要从头学起。

基于以上的问题，在展开项目教学法实施过程中，选取一个比较综合典型的真实项目——节能环保中水回用水处理厂智能控制系统来进行教学设计。参照教学大纲和紧扣教材内容，根据项目组成设计以下主要教学模块：（1）项目教学实施前准备工作及模拟招投标介绍；（2）中水回用水厂供配电介绍及用电安全；（3）中水回用水厂的用到的低压电器设备教学及知识点学习；（4）提升泵房、反冲滤池、加矾加氯、送水泵房仪器仪表的电气控制原理图、元器件布置图及施工图纸设计；（5）提升泵、鼓风机、反冲泵、送水泵的不同启动形式设计；（6）S7-200（含7个从站）和S7-300（含2个主站）PLC设计及编程；（7）主站PLC与各从站的Proface-Bus及中控制室的通信实现；（8）主站PLC触摸屏编程及中控室的主机系统组态；（9）整个中水回用系统与Intenet通信；（10）项目的竣工及验收—课程总结。随着自动化生产的发展，该课程涉及到许多新知识、新技术领域。我们以加强实践教学为突破口，以创新为契机，构建以项目为载体的理论实践一体化教学模式，符合技术师范本科专业的培养特点和定位，既要具备工程性，又要具备师范性，通过课程和专业训练使学生成为具有“讲师”、“工程师”等知识和能力结构的“双师型”人才。

二、项目教学设计

1.项目教学设计

（1）选择合适的配套教材。我们将电气工程及自动化教育和机械工程及自动化教育的专业岗位对电气方面的知识和技能需求为目标，以就业单位人才需要为基准，结合技术师范培养标准选择教材。以现行主流PLC为参考，以必需、实用知识为主，加强学生电气控制技能的培养，教材的内容包括常用低压控制电器、电气控制线路的基本原则和基本环节、可编程控制器基础、S7-200PLC的系统配置及质量系统、SETP7-Micro/WIN32编程软件、S7-300和S7-400PLC系统配置与编程及通信及网络等；被选取的项目与教材结合紧密，涵盖的知识比较吻合，也是现在自动化行业及大学竞赛的主流技术。

（2）项目实施前，先完成模拟投标及中标过程，让学生明白项目实施过程中必经的流程和步骤，体会真实项目的投标中标和方案实施的过程。标书设计就是按项目模块来分类，每进行一个模块就是完成标书方案中的一部分。 　（3）项目教学模块借助组态软件给出系统结构组态图，标出了每个模块应完成的项目任务，根据模块工作量和知识的多少合理安排课时。每个模块预先提出问题，让学生先思考，鼓励学生发挥与创新，根据学生人数，恰当分组，每组模拟为一个施工团队，选出队长，由其对整个组的人员进行协调分工，课前每组先设计一套实施项目模块的方案，课间展开讨论，老师甄别或指出最佳方案及实施方法，课后留给学生扩展的空间。

（4）对要完成的项目教学任务要提出具体要求。如基本的工厂供配电；常用的低压电器；基本的电气控制及启动方式；电气原理图、元器件图、施工图绘制；PLC编程、通信、组态等。课后要求学生提交项目教学实训报告，电子图纸，学生团队自己评价，教师讲评验收。

（5）师生共要明确项目教学过程中要重点锻炼和加强的知识点。力求既全面又重点突出，能最大限度的锻炼技能；对于项目实施过程中可能遇到的难点，要及时为学生重点讲解及辅助突破。

（6）每个项目模块怎么实施，什么时间实施计划要详尽、人员分工要明确。帮助学生完成各个项目模块的实施内容及计划表，开学二周制定好计划，同时要及时拓展学生视野，项目团队制定良好激励机制和完善的管理制度，立争协调高效的完成项目任务。

三、项目教学具体实施

（1）在理论教学中，引导学生运用电机拖动及自动控制原理的基础知识，分析PLC专业课程编程内容，强化闭环控制模型知识的掌握，使学生能在项目实施过程中体会PLC的智能控制思路。

（2）强化实践教学，以实际的节能环保中水回用水厂电气设备的基本功能、结构组成及电路工作原理的分析为重点，让学生学会分析复杂的实际电气设备的工作原理，具备识读电路图、绘制电路图、设计电路图的能力。在此基础上培养学生安装、调试、维修及维护自动化常用电气设备的能力。对重点应用知识在实训室训练，学生自评，教师严格考评，直到达到教学目标为止。

（3）教师将自动化现场实际搜集的智能电气设备及相关资料补充到课堂中，并从网络搜索相关智能电气控制系统新技术，利用组态软件做成展示项目，利用虚拟现实技术展示工程项目的技术细节，如煤矿绞车提升系统、远程恒压供水系统、电厂脱硫智能控制系统等，使学生直观、方便地学到先进的专业技术知识。

（4）将计算机辅助软件的使用引入教学中，如Pro/e绘制电气原理图，SETP7-Micro/WIN32编程软件、组态6.53的使用、GP-2500触摸屏的软件编程等，使学生既学到知识的理论知识也拓展了知识面，使他们明白现代化的电气控制系统是很多先进技术协调服务和集成的综合效果。

四、教学考评方法

（1）设置学生自我评价机制，其包括学生自我评分，也包括组长对每个成员的打分。

（2）设计项目教学验收表格，细化子项目注意事项的考评。

（3）每人必须对项目调试通过，并撰写实验报告。

（4）考评计入平时成绩，同时加大该项考核在总成绩的比重。

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论文关键词：工科专业；项目教学法；工程素质

高等应用型教育突出技术应用能力、创新能力的培养，力求教学与生产实际、工学紧密结合，正是工程素质的核心和内在要求。工科专业具有理论性、实践性和应用性强的特点，学生工程素质的高低是衡量教育改革成效、教学质量和就业前景的重要因素，因此，工程素质培养势在必行。基于工作过程的项目教学法充分体现出学习领域与工作领域一致、学习过程与工作过程一致、学习任务与工作任务一致的有机结合，因此，对工程素质的培养是一种有效的教学方法之一。

一、工程素质、项目教学法概述

1.工程素质的内涵

工程素质是指从事工程实践的工程专业技术人员的一种能力，是面向工程实践活动时所具有的潜能和适应性。工程素质主要是指：良好的数学、自然科学和人文社会科学的基本素养；比较扎实和宽厚的工程技术科学基础和工程应用技术专业知识；受过必要的、基本的工程训练；具有综合分析和解决工程实际问题的能力。工程素质内涵主要包括工程知识、工程意识和工程实践能力，体现了知识、技能和能力三者之间的关系。工程素质尤其在就业、学习和思维能力、创新和科研能力三方面能起到良好的促进作用。

2.基于工作过程的项目教学法

所谓项目教学是指在学生掌握了有关基本知识和技能的基础上，在教师的精心策划和指导以及学生积极主动参与下，根据教学目的和教学内容的要求，运用典型项目，调动学生参与讨论、深入分析及实践，通过学生的独立思考、集体协作，进一步提高其识别、分析和解决某一具体工程问题的能力，培养学生理论联系实际的自觉性，同时培养正确的思维理念、学习方法、沟通能力和合作精神的教学方式。简单地说，就是师生通过共同实施一个完整的“项目”工作而进行的教学活动。

3.工程素质培养引入项目教学法的必要性

项目教学法不仅能实现理论与实践有机结合、局部与整体结合、课堂及学校内外结合、分析问题与解决问题结合，也能充分调动学生的主观能动性，贯彻“教师为主导，学生为主体”的现代教育思想。而且，项目教学能让学生充分领略完整的工程项目链条，通过分析、解决工程面临的各种问题，实实在在地看到自己的成果，不仅能增强自信心，也能充分发掘学生的创造潜能，使学生在工作中学习、学习中工作，提高学生解决实际问题的综合能力。

二、项目教学法与工程素质培养的关系

根据工程素质培养的内在要求，结合近几年的研究探讨及教学实践效果，开展工程素质培养主要要把握六个要素：人才培养方案的改革、课程体系与教学内容的重构、工程实践训练的强化、“双师型”师资队伍建设、教学理念和教学方法创新、产学研与校企的有机结合。由此可见，工程素质培养是一项复杂的系统工程。本文仅就教学方法进行探讨。

项目教学法除了具有实践性、自主性、发展性、综合性、开放性和评价特点内在要求外，与工程素质结合主要体现在三个方面：首先，以能力培养作为出发点和立足点；其次，具有纵览全局的“工程观”，以“完整工程项目”为支撑平台，能实施现场教学和理论教学；再次，以项目为平台，利用研讨式和项目具体实施培养学生选取和使用信息的能力、团队合作精神、工程实践能力。

基于工作过程及项目教学法不仅突出职业能力、方法能力和社会能力并举，实现理论学习与实践的完全融合。尽管工程素质培养涉及多方面，而项目教学法不仅集成了工程素质的内涵，也浓缩了工程素质实现的六个要素，因而成为工程素质培养最为有效的方法之一。基于工作过程及项目教学法作为国家级精品课的建设、评审指标以及国家级示范高职院校的建设基本方向，充分说明基于工作过程的项目教学法是引领职业教育健康、持续发展的重要基石，也成为工程素质培养首选的教学方法。

三、项目教学法在工程素质培养方面的应用实践

1.概述

教师作为教学的主导角色，并作为学生的引路人，教师的周密部署和指导至关重要，需要把握分寸进行讲解和示范，既要避免学生的盲目性，又不能束缚他们的主观能动性和创新思维，为此应指明实施的原则、方向、方法及提供丰富的教学资源。

学生是实施项目教学的主体，只有充分调动学生学习的积极性，通过学生自主性学习，才能贯彻“学、练、研”理实一体化的教学模式，以实现项目教学法“做中学”、“学中做”的教学理念。

基于工作过程的项目教学以典型工作任务为载体、以完成工作任务为目标、以工作过程的行动导向为实施原则、以学习情境作为支撑平台，按资讯、决策、计划、实施、检查、评价六个阶段组织项目教学实施。由于“集散控制系统”课程具有专业性、理论性、实践性、综合性等特点，不仅适于项目教学，也是工程素质内在要求最为典型的课程之一。下面以其恒压供水控制系统项目为载体，说明其在工程素质培养方面的应用。

2.项目资讯

教师通过下发项目任务书，使学生明确工作方向，即围绕基本知识技能回顾、工程工艺调研分析、设备选型、控制柜设计安装、控制程序和组态软件开发、系统集成、调试运行、项目总结等环节开展。

恒压供水控制系统基于A3000实训平台，其主要设备包括水箱、流量传感器、压力传感器、手动控制阀、电磁调节阀或变频器、水泵、PLC控制系统、计算机及开发软件。学生具备识读与绘制原理图能力、仪表使用能力、阅读与整理资料能力、熟练掌握PLC编程、理解PID控制规律及工程应用初步能力。通过DCS组态，满足系统性能指标要求，实现恒压供水控制。

项目资讯在工程实施过程中具有重要的地位，明确用户需求和现状是制订实施方案和完成技术协议及工程报价的基础。利用项目任务单，领会到复杂的项目需要进行分解处理，不仅是一种基本的工作方法，又能实现分工、协作，而且有利于信息收集、整理、交流和应用能力提高以及“工程观”体系构建。

3.项目决策与计划

学生进行人员分配，制订学习和项目计划。首先，通过听课、查阅资料、调研分析等工作，讨论和交流后领会项目要求。其次，在理论上，要对控制方案进行分析验证。再次，基于工程背景，参考案例规程和框架，划分项目子模块，确定项目重点和难点及突破口，综合考虑各种因素，并经过老师审核，制订项目实施方案。结合恒压供水控制系统A3000实训平台，在掌握设备组成、结构、工作原理、信号传递关系基础上，主要围绕硬件和软件两条主线制订实施方案。

通过此环节，既培养学生综合提炼信息、交流、理论分析计算、工程知识应用、工程意识、技术方案文档写作能力以及一定的合作精神和行政领导能力，又能提升正确判断和制订工程方案的能力。

4.项目实施

学生在明晰项目工艺流程、制订了切实可行的实施方案，具备相关知识、技能和能力，并解决了A3000恒压供水系统实施的主要难点，即PLC控制程序的开发、PC操作站与PLC工作站的通讯、监控界面的组态、PID参数的整定及控制策略的改进等方面基础上，首先通过阅读有关手册，掌握设备外特性和功能，完成设备的选型工作。其次，根据设备接口及信号工作关系，设计系统硬件原理和安装接线图，指导完成设备的接线、安装和系统的集成工作。再次，根据工艺流程和控制指标，进行控制程序和组态软件开发。最后，经过调试和试运行，验证方案的可行性，并根据具体情况作进一步改进。

通过项目的“工程化”实施，充分体现了工程训练的要求，有效地提升了工程素质，尤其是工程实践能力。首先，使学生的安装、调试、工具应用、运行、维护等常规工程实践能力得以提升。其次，通过项目小组成员互相交流协作、学习，共同完成项目任务，不仅有利于工程意识的培养、团队合作精神的形成，也能促使学生养成严谨的工作作风，有利于社会责任感和职业道德的培养。再次，利用真实工程情境，不仅训练学生分析问题、解决问题的方法，形成理论联系实践的意识，也能培养学生把握问题本质及分清主次的思维习惯。另外，促使学生懂得如何去设计、开发和改造复杂的技术系统，具备胜任跨学科的工程意识、提升知识与技能综合应用能力。最后，通过工程案例全方位的锻炼，对学生就业、学习和思维能力、创新和科研能力三方面也能起到良好的促进作用。

5.项目检查与评估

学生通过提交工程项目报告、汇报计划与实施过程、回答老师与同学提出的问题，经过教师的进一步点评、总结和深化，从感性认识上升到理性认识，教师的点评起到由点带面及抛砖引玉、画龙点睛的作用。同时，教师不失时机地引导和启发学生对项目进行拓展和延伸，以实现触类旁通。

通过项目检查与评估环节的激情碰撞，使工程知识、工程意识和工程实践能力实现了提炼升华，不仅考核了教学效果，满足教学管理基础性工作，还起到良好的促进作用。首先，促使学生广泛交流，全面深化吸收整个项目活动的精髓。其次，锻炼学生的表达、沟通能力、组织和管理能力，培养工程文化素养，提升他们的社会活动能力。最后，深化学以致用，知识、技能相互融通，提升学习和综合应用能力，养成终生学习的习惯。

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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。

参考文献

[1]张进,张洪.自动化系统集成已成自动化行业新发展趋势[EB/OL].[2010-06-01]..

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关键词：教学改革；可编程控制器；实践能力；创新意识

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2011）35－0121－03

四川农业大学是省属重点大学，是四川省唯一列入“211工程”建设的地方高等院校。自1994年设置农业电气化与自动化专业以来，本着建立有效、适宜的专业知识体系和提高学生综合素质的原则，以培养具有坚实的理论基础、丰富的实践能力和较强的创新意识的农业电气化与自动化领域“宽口径”、“复合型”工程应用技术性人才为目的，在当前社会对人才培养质量要求越来越高的基础上，就如何建立高效、实用的课程教学体系进行了长期的艰苦的研究和探索。[1]作为专业必修课程的可编程控制器（PLC），自然成为教学改革的首选课程。

PLC是一种新型的工业自动化装置，在工业自动化中起着举足轻重的作用，在国内外已广泛应用于机械、冶金、石油、化工、轻工、纺织、电力、电子、食品、交通等行业。经验表明，80％以上的工业控制可以使用PLC来完成。在日本，凡8个以上中间继电器组成的控制系统都已被PLC取代了。当前，PLC、CAD/CAM和机器人已经成为工业自动化的三大支柱产业。[2]

本课程的特点是实践性强，与生产联系紧密，运用的知识覆盖面宽。[3]教学改革的实施对于培养学生适应科技发展趋势、成为应用性和创新性人才具有重要意义。

一、PLC课程改革的指导思想

可编程控制器课程教学改革以“一个基础，两个核心”为指导思想，既强调学生对PLC的基本应用能力，同时也重点培养学生的实践能力和创新意识。所谓基本能力，是指学生必须掌握的基本理论知识、基本实验方法和技能。基本理论知识包括常见低压电器的结构和原理、PLC基本结构、工作原理、常用指令、编程方法、PLC在控制中的典型应用。基本实验方法和技能包括低压电气控制线路的分析和设计、PLC的控制系统的分析和设计。通过对这些基本能力的培养，可以建立学生对PLC的理性认识。[3]

PLC是一门应用性很强的课程，培养学生实践能力无疑是课程改革的核心。PLC课程在完成实验的基础上，应该重点加强实训环节，强调实践能力的培养，以适应农业电气化与自动化专业高层次工程应用技术性人才培养的需要。

“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力，一个没有创新能力的民族很难屹立于世界民族之林。”高校在国家建设创新体系中有着举足轻重的地位，是国家创新体系建设的主力军，肩负着培养创新性人才的重任。[4]因此，培养学生创新意识是PLC课程教学改革的又一个核心。

二、PLC课程改革主要内容

按照“一个基础，两个核心”的指导思想，重点对“三个模块”进行改革和探索，即改革教学内容、教学方法和师资队伍建设。

基于对农业电气化与自动化专业的培养目标的拟定、本专业学生历年就业情况的调查和招聘单位的用人需求调研，重组本课程的教学内容，并且把教学内容模块化、系统化。[3]在掌握PLC基本理论知识的基础上，PLC实验课程主要设计思想是，建立一个系统的、多层次的、结构丰富的适应高技能型人才培养的实验、实训体系，使该体系的知识测试点具有结构性、系统性和创新性，做到理论与实训合一，实践项目驱动理论。[5]

为了满足实践能力和创新意识培养的要求，在PLC的教学实践中，对以前的教学方法和教学手段进行了改革和创新。由传统的教学过程，逐步转变为启发式、讨论式、研究式教学，使学生产生极大的学习热情，增强主动性。

师资队伍是教学改革的灵魂，只有教学的成员不断探索，不断创新，课程教学改革才能不断深化和完善。师资队伍建设最重要的是建立“双师型”教学团队，[6]即专业课教师既能传授理论知识，又能指导专业实践，做到理论和实践教学有机融合。

三、教学内容改革与探索

1.理论教学

PLC课程内容包括传统的电气控制基础、PLC的原理及编程、网络通信和软件组态四个模块。在理论教学中采用模块化教学，四个模块相互独立，相互联系，构成PLC课程完整的知识体系。在强调课程基本理论的基础上，减少传统继电器控制系统中低压电器原理部分的课程内容，突出电气控制中经典电路、典型环节及其设计思路；重点讲授PLC的工作原理及以PLC构成的控制系统的分析与设计；强调PLC控制系统的网络技术应用；难点是控制系统中上位机监控软件的设计与开发。教学内容的调整强调了自动化学科的系统性和完整性，重视了其实际工程应用的属性，加强了实践环节。同时，教学内容的安排按照“先电气，后PLC”的顺序，符合人们对事物的认知规律，使学生能尽快掌握基本的操作技能，形成基本的应用能力。

2.实践教学

PLC的实践环节主要包括三个部分：实验教学、课程设计和校外实习。除了这些规定的实践教学环节，学习优秀的学生还可以通过组队参加各类竞赛和科研项目，提高实践能力和培养创新意识。

（1）实验教学。实验教学在组织形式上以学生为主，教师为辅，内容上以应用型、综合型、设计型、创新型实验为主，基础型、验证性实验为辅。由于PLC的实验内容较多，在规定学时内不能完成的实验，学生可以在开放性实验室利用课余时间完成。同时，学生可以利用实验室的现有条件自主设计实验内容，提高对PLC的应用技能。

（2）课程设计。课程设计安排在学习完本课程之后的第二个学期，此时，学生对PLC有一定的认识和了解，对PLC的应用能力达到初级水平。为了进一步提高学生的PLC的应用能力，达到中级水平，必须进行课程设计。课程设计涵盖一些较为复杂控制系统的设计，包含了教学内容的难点和重点，如联网和组态设计。在硬件上，结合PLC技术的发展趋势，实验室购进了如群控电梯模型、触摸屏、变频器等设备，满足PLC控制系统设计对硬件的要求。有些系统，如锅炉、输煤系统、恒压供水系统等，实验室没有模型，主要采用组态软件进行模拟和仿真，既实现了PLC对大型系统的控制，又大大降低了课程设计成本。而对一些成本较低的控制系统，学生可以使用学校为课程设计所配置的实习经费，购买器件，实现PLC控制系统的设计。[7]

（3）校外实习基地。为适应社会对大学生较高实践能力的要求，信息与工程技术学院积极与企业合作，现已建立了五个校外实践基地，保证了学生教学实习和课程实践的顺利进行。PLC课程结束后，安排学生到学校就近的实习基地进行参观，企业有专门的技术人员讲解PLC在工厂中的应用情况。同时，学生还可以与车间工人、技术人员交流，了解PLC的实际运行情况。

（4）技能竞赛或科研活动。学校、学院都十分重视学生科研能力和创新意识培养，2009年，四川农业大学推出了“科研兴趣培养计划”，让优秀的学生组队参与教师的科研项目，完成教师科研项目的一些子课题，由学校和教师共同资助经费。同时，组织学生参加各种竞赛，申报各类项目，如参加挑战杯、电子设计大赛等。2008年教育部推出“大学生创新实验项目”之后，2008～2011年农业电气化与自动化专业学生在教师的指导下申报到校级创新实验项目2项，国家级创新实验项目4项，这些科研活动和技能竞赛大大锻炼了学生的实践能力，激发了学生的创新意识。

四、教学方法改革与探索

教学方法采用启发式、讨论式、研究式，调动学生学习的积极性，利用现代化教学手段，提高教学质量和效率。将项目经验和科研成果引入教学过程，激发学生的创新意识，培养研究能力，并安排课程报告，引导学生进行文献检索，自主设计实验，提高学生的实践能力和创新意识。

1.教学气氛

在教学过程中，教师始终以学生为主体，使学生对教学过程享有较为充分的“参与权”和“选择权”。既要使学生正确地学习知识，又要培养其创新精神和创新能力。为此开设了讨论式和研究式课堂教学，让学生和教师一起学习和研究知识，提出疑惑和问题，共同讨论，从而激发学生的好奇心与兴趣，培养创新意识。

2.实景教学

实景教学即教学内容形象化、具体化、实体化，[8]使教学生动有趣、气氛活跃，从而激发学生的兴趣和创新意识。如讲PLC工作原理时，和计算机控制、单片机控制及继电器控制系统的工作方式联系起来；又如讲PLC的指令时，和电气控制中继电器的功能联系起来。这样，学生在理解本课程内容的同时，又能找到本课程和其它课程的差别和联系，使所有的课程体系融会贯通。

本课程使用多媒体课件，对抽象的知识采用采用动画演示和模拟仿真。如在讲解指令时，通过flash演示其功能及其执行后观察存储器的存储状态；在讲解PLC控制系统时，通过组态软件演示控制系统的工作过程。动画演示和模拟仿真使本来枯燥无味的课堂变得既生动又活泼，使抽象的理论知识具体鲜活。[7]

3.课程报告

教学大纲修订后，教学课时减少，为了保证完成教学计划，安排课程报告，在一定的教学间隔，给学生布置读书报告，读书报告随讲授内容而定。要求学生尽可能多地收集资料，结合本课程最新发展的趋势，要求学生对所选的技术资料提出改进意见和创新点。学生在此命题下，积极讨论、相互交流，从各种媒体和资讯入手，不断积累与自己报告主题相关的材料。在这一过程中，学生自觉地走到了学科发展的前沿领域，紧紧地感受到最新的科技动态，从而增进对本学科的认识，拓宽知识面，提高理论水平，得到有益的科研锻炼，掌握融合多学科知识的能力。同时，还达到正确引导学生科学利用课余时间的效果。

五、师资队伍建设

打造高水平的师资队伍是专业建设规划中的一个重点，同时也关系到教学质量的提高。提高学生实践能力和创新意识，必须使教学团队具有“双师型”素质，即要求教师能在传授理论知识的同时，又能指导学生实践；既要指导学生实验，又能在课程设计、竞赛、项目中指导学生进行创新。这就要求教学团队定期讨论，形成教学内容的交流机制。让理论课教师进实验室，熟悉每一个实验环节。同时，实验课教师进课堂，掌握实验需要的每一个理论知识点。除此之外，还通过多种渠道来改善师资结构。引进高层次，高学历，高职称人才；邀请专家开设讲座或学术报告；鼓励教师外出攻读学位或留学。随着学校对师资队伍建设的重视，教学团队的教学水平不断提高，为PLC的教学改革与实践提供了良好的条件。

六、结束语

PLC教学改革是一个永无终结的过程。本着“边研究、边改革，边实践”的原则，重在PLC教学改革方案的形成和培养模式的不断完善、创新，重在调研、总结、改革、优化和推广。我们以“一个基础，两个核心”为指导思想，对“三个模块”进行全面的教学改革，在农业电气化与自动化专业2007级和2008级进行了教学实践，使PLC的教学水平有了一个质的提高，培养出了更多具有坚实的理论基础、丰富的实践能力和较强创新意识，农业电气化与自动化等领域的‘宽口径’，‘复合型’工程应用技术性人才。

参考文献：

[1]许丽佳等.农业电气化与自动化专业新模式的建设[J].电气电子教学学报,2007,29(3).

[2]刘.常用低压电器与可编程控制器[M].西安:西安电子科技大学出版社,2005.

[3]谢云敏,李兵.可编程控制器课程教学中的创新教育研究[J].大众科技,2007,(98).

[4]邓何等.参与国家大学生创新性实验计划项目的实践体会[J].中国科教创新导刊,2011,(10).

[5]夏艳萍.项目教学法在《电气控制与可编程控制器》课程中的探索与实践[J].新课程研究,2009,(5).

[6]张世生.《可编程控制器》一体化师资建设探讨[J].教育时空,2009,(9).

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黑板与多媒体有机结合多媒体课件教学可以通过幻灯片集文字、声音、图片、动画、录像视频等多种信息于一体，再通过屏幕或投影机投影以形象直观的形式表现出来，给予学生多方面的感官刺激，提高学生课堂听课的兴趣，将抽象概念以直观、具体、形象的形式展示给学生看，便于学生对复杂内容的理解。目前，东方仿真多媒体素材库有沉淀、混凝、过滤、格栅、A2/O等三维动画素材，能直观形象地展示水处理构筑物结构和工作过程，在缺乏相关实操教学设备的情况下，可借助多媒体课件引入这些素材和构筑物实物图，帮助学生理解所讲授内容。但是，多媒体课件教学需要快速翻阅每一张幻灯片，不利学生直观回顾课堂教学内容，因此应把多媒体幻灯片与黑板有机结合，用幻灯片播放具体教学内容，黑板上书写提纲式的内容。

善用校内实训基地专业实训基地能营造出接近于应用现场的实践环境，用于训练学生的专业技能、团队合作等职业能力。笔者利用课余时间编制了海南省交通学校内水处理运行实训室的建设方案并获得政府财政支持，现已建设完成，配置有生活直饮水净水器、5m3/h校区生活污水处理站、斜板式沉淀池、能运转的污水处理厂立体布置模型和工业自动化控制的水质处理教学教研模型等，全面涵盖了典型的水处理工艺，代表当前发展方向的水污染控制工艺。涉及水处理构筑物结构、工作原理和运行管理内容授课时，充分利用这个平台，直观形象，学生学习兴趣高，容易达到授课目标，提高了教学效率。

2改革教学方法

中职学生年少、好奇、好动，喜欢多样化课堂。在教学方法上，笔者坚持以学生为主体的原则，采用“思维导图法”“讲练结合法”和“项目教学法”，创建多元化课堂，活跃了课堂气氛，提高了教学效率，实现了课程能力教学目标。思维导图教学法思维导图，又称为脑图（MindMap）或概念图（ConceptMap），是用来组织和表征知识的工具。它通常将某一主题的有关概念置于圆圈或方框之中，然后用连线将相关的概念和命题连接，连接上标明两个概念之间的意义关系。思维导图是一个打开大脑潜能的强有力的图解工具，通过它能增强思维能力，启发人们的联想能力与创造力。

如对于课题“水质与水处理方法概论”，笔者在讲授思维导图绘制方法后，引导学生完成水质指标、水质标准和水处理方法思维导图的绘制，从中培养学生收集与处理资料能力、思维能力、表达能力、动手能力、创造能力。讲练有机结合法讲授法是学生直接获取知识的主要途径，而练习法是知识转化为能力的关键，教学过程有机结合讲授法和练习法，能有效避免教师一言堂而导致学生听觉麻木，大脑输入慢的弊端。因此，在讲授新知识时，笔者以“精讲多练”为原则展开教学。如课题“沉淀”，涉及沉淀定义、分类、沉淀原理、各种沉淀池、沉砂池和澄清池的结构、工作原理等内容讲授时，笔者以沉淀池、沉砂池和澄清池的结构、工作原理为重点，每讲授20分钟，练习25分钟，讲以多媒体PPT课件为手段，练以绘制各构筑物结构图和做问答题为主。

本课题最后一课时以操作运行实训室的竖流式沉淀池、斜板沉淀池、曝气沉砂池为主，理论联系实际，达到知识巩固并运用的目的。项目教学法项目教学法是师生通过共同实施一个完整的“项目”工作而进行的教学行动，教学过程以项目为主线，以学生为主体，以教师为引导者和监督者，着重学生综合职业能力培养。对于水处理工程实例和情境实训项目，笔者主要采用项目教学法展开教学。如对于项目“二级水处理系统自动化运行”，笔者采用如下项目化教学实施程序。1）学生自愿组合，每小组七人，经教师确认后成立小组。2）确定项目任务：启动运行二级水处理工艺系统，正常工况时，巡视整个工艺后将结果填入巡视记录表中，表样详见表1；运行故障时，进行故障排除和记录排除方法，故障设置有调节池液位过高或过低报警、搅拌器不运行报警、UASB反应器和MSBR池中DO超标以及接触氧化池DO低于标准报警。3）制订工作计划：学生对工作任务和作业指导书进行消化，确定组态监控、电控柜启停、现场各构筑物巡视、记录等工作步骤。4）实施计划：小组内分工合作，按照已确定的步骤开展工作。5）检查评估，先由学生自评，再由教师进行总结评分。实践证明，通过项目教学法，学生系统化学习了水处理工艺系统的组成、运行管理要点，有效地培养了学生的表达能力、团队合作能力、分析和解决问题能力等综合职业能力。

3结束语

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关键词：工业自动化；多功能控制；实验教学平台

良好的实验实训平台是学习工业自动化类课程的重要保障。一个自动化实验教学平台，不但要能开设一般实验项目，还要方便追踪学习进程，并随着课程的深入，开设更复杂、难度更高的实验项目，满足自动化实验教学由入门到精讲的一系列渐进式课程的实验教学。以往的专业实验教学平台占用空间大、更换元器件困难，无法依据教学需求进一步开发。基于此，自动化与智能控制技术项目团队依据职业技术教育的特点，开发出占用空间小、功能全面、性能稳定的工业自动化多功能控制系统实验教学平台［1］。

1实验平台的框架设计及选型

为使学生能循序渐进地了解实验内容，工业自动化多功能控制系统实验教学平台涵盖从简单的入门级单机、单进程实验，到难度较大的联机、联网、多进程实验［2－3］。该平台的实验项目均来自实际工程项目，由较有代表性的项目经简化或小型化演变而来。设备上采用香蕉插头连线方式，以节约线材和更加充分地利用教学时间，进行多样或者重复性的实验。工业自动化多功能控制系统实验教学平台采用通信模块的目的是为了便于扩展连接多台支持CSMA／CD、RS485的通信设备，弥补自动化实验教学设备在通信教学上的不足；添加支持MODBUS通信协议的总线设备也是为了弥补在自动化实验教学上对现场总线的教学的缺失。而作为一个完整的流程型中大型自动化生产线，总线设备是非常重要的一环，是学生必须掌握的知识。此设备平台在自动化教学的完整性和实用性方面也是一种新的尝试。该实验教学平台分为12个区，分别是电源与电源控制区、PLC与模拟量扩展模块区、伺服驱动器区、触摸屏区、现场总线信号采集器区、伺服电机与丝杆模组区、步进电机与同步带轮及编码器区、变频器与电位器区、步进驱动区、电源状态显示区、信号输出指示区、信号输入区，涉及的元器件有漏电开关、电压电流表、开关稳压电源、可编程逻辑控制器（PLC）、可编程逻辑控制器模拟量扩展模块、PLCRS485通信扩展板、伺服驱动器、触摸屏、固态继电器、现场总线1A＋2D信号采集模块、伺服电机、丝杆滑块模组、步进电机、同步带与同步轮、编码器、变频器、电位器、步进驱动器、红色LED指示灯、绿色LED指示灯、绿色无自锁按钮、绿色有自锁按钮、电阻型温度传感器、电偶型温度传感器、霍尔开关、光电开关等32种自动化教学需要用到的元器件。这些元器件都可以通过香蕉插头方便地进行布线连接。按照红色电源正极、黑色负极、绿色信号的原则选用导线与插头并进行区分，可以更直接地体现各个元器件间的相互关系，有利于学生理解电路原理。该台面上的接口均为弱电接口，并加有漏电保护装置；系统总功率不超过500W。实验教学平台（见图1）已获专利授权。

2可进行的实验项目

2．1实验类型

在实验教学平台所包含12个区中，每个区都可以进行独立实验或者关联实验。主要可分为以下6类实验：（1）按键反馈及人机交互类实验：进行人机工程交互界面设计；（2）运动控制类型实验：进行伺服／步进电机的定位和速度控制；（3）模拟量传输类实验：进行PID恒温控制；（4）本地及远程类实验：进行TCP／IP协议或CS－MA／CD协议联机；（5）工业通信类实验：进行MODBUS通信；（6）现场总线类实验：进行模拟／数字信号的远程读取／采集。为便于实验教学指导，实验教学平台各区的接口都有清晰的指示符，学生可以很方便地找到设计的输入／输出端口。

2．2拓展实验的意义

在进行工业自动化多功能控制系统实验教学平台设计时，通信是着重考虑的内容［4］。该实验教学平台选用市场占有率较高的产品，如支持以太网通信的S7－200SMART，可编程逻辑控制器（PLC）。此外，该实验教学平台引用了物联网概念，伺服驱动器、变频器、远端数据采集模块、触摸屏组态等也具备RS485电气特性，步进驱动器可支持RS232电气特性以及多个支持MODBUS协议的传感器，这使得实验教学平台在进行多机使用的情况下，可以进行复杂的设备现场总线／物联网的搭建。

3教学实验应用

3．1实用性应用

实验教学平台选用了多种类型的传感器，如开关型传感器、电压型传感器、电流型传感器、PNP型传感器、NPN型传感器、远程自带协议型传感器等。多种类型传感器的选用，丰富了授课及实践内容的知识面。可编程逻辑控制器（PLC）采用了支持以太网的设备，虽然短期会受到通信环境及硬件兼容性方面的限制，但是可以满足今后物联网向自动化控制方向的延伸发展，使得学生能紧跟行业发展的步伐，总体上还是利大于弊。由于一些较复杂的中大型自动化工程的技术重点往往是工业通信技术，所以实际通信技术应用也是自动化课程实验教学的重点和难点。实验教学平台被设计成可以搭建成一个完整的自动化控制的实体控制系统，将教学与应用结合起来，从控制到执行构成一个整体，也可控制与执行分离［5－6］总之，该实验教学平台支持工业通信实验，且引入底层的工业通信方式及使用方法，从而让学生掌握工业应用设计的理念、产品选型等知识与技能。

3．2典型性应用

实验实训教学环节在工业自动化课程教学中具有重要作用，旨在培养学生的工程设计能力、新技术应用441实验技术与管理开发能力、创新意识和创新精神［7］。工业自动化多功能控制系统实验教学平台能开设的实验实训项目具有典型性，均为生产过程的典型案例。

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【关键词】 高等职业教育；机电一体化技术；课程改革

1 人才培养目标和课程建设与改革的总目标

机电一体化专业人才通常分为基础研究型、应用开发型和操作实用型三个层次。高职高专应培养操作实用型的机电一体化人才[1]。

深化课程改革，突出工学结合，建设以项目为导向、以工作任务或产品为载体的课程。实施项目驱动式教学法，进行等级制考核。以省级高职精品课程为目标，与企业合作开发核心课程，引领全国高职教育机电一体化技术专业课程建设与改革的发展，为社会培养操作实用型的机电一体化人才。

2 课程建设与改革

2.1 社会需求调查。根据对企业人才需求情况和对近几年毕业生就业情况的调查，机电一体化技术专业的就业岗位群主要有三类：①机电设计方向，包括：计算机辅助绘图、运用CAD／CAM 技术进行机械设计；②机械制造工艺方向，包括：数控加工编程、机械加工工艺规程制定、工装设计与制造、质量检验与质量管理、生产经营与技术管理等；③机电控制方向，包括：生产线的安装、调试、运行、维护与维修、技术改造、管理等。根据市场需求，机电一体化技术专业设机电设计、机械制造工艺和生产线调试与维护、机电控制三个专业方向。

2.2 课程设置和课程内容。高职课程需突出工学结合，双证融通，强调实践性、职业化、一体化；课程设置要抓基础和抓应用，淡化中间。根据学生就业岗位群的任职要求，参照相关的职业资格标准，通过与企业有关人员共同论证，进行课程设置。课程内容的确立与工作过程各阶段的任务密切相关，通过对职业岗位群从业人员和与职业岗位群有关的人员及专家进行调查，通过对在职业岗位上工作的学生的描述，经过分析、归纳、整理、综合，确立职业岗位工作过程中不同阶段的工作任务，将工作任务和内容转化为学习领域的课程内容。通过对工作过程各阶段的各级工作任务的使用频率和难易程度进行分析，确定适用于不同层次的专业核心课程内容和学时安排。

机械图学技术：包含机械制图、公差与配合、AutoCAD、Pro／E的内容。要求学生能阅读和绘制产品零件图和装配图，能正确标注尺寸和技术要求；能熟练运用计算机辅助绘图软件绘制产品零件图和装配图；能熟练运用CAD／CAM 技术进行机械设计和加工编程；取得国家制图员中级或高级职业资格证书。

机械基础：包含工程力学、机械设计基础、机械制造基础热加工部分的内容。要求学生掌握常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本设计和计算方法。

机床与控制技术：包含机床、电工技术、电机与电气控制技术、液气压传动与控制技术、机床维修技术的内容。要求学生掌握各种加工设备的结构特点和使用特点，能正确选择零件的加工方法；掌握液气压传动故障诊断与维修技术；掌握工程中常用的机电控制技术和方法；掌握典型机电控制系统的设计方法；取得电工或钳工中级或高级或技师职业资格证书。

机械加工技术：包含机械制造基础冷加工部分、机械加工工艺与工装设计、数控加工技术的内容。要求学生掌握产品零件的机械加工工艺与工装设计；掌握数控机床的编程与操作；取得数控机床操作工(车或铣或加工中心)中级或高级或技师职业资格证书。

机电控制技术：包含机电一体化技术、机电设备故障维修、机械机构、PLC、组态技术、传感器技术、单片机技术、变频器原理及应用、现场总线技术、电力电子技术、嵌入式系统设计原理及应用的内容。要求学生掌握机械机构、可编程序控制器技术、传感器技术、组态技术、单片机技术及其在自动生产线中的应用；掌握自动生产线系统的安装、调试、维修、管理。

2.3 课程的实施。以机电控制技术课程为例说明如下：目前生产中常用的核心设备是由PLC、变频器和交流伺服驱动器组成的控制系统，高端的涉及到分布式控制系统。从设备的布局到元器件的焊接和参数的设置，从专业素质到心理素质，从大到小，从综合能力到基本能力，从电气到机械，从强电到弱电，从硬件到软件，能够具备动手能力为重点。这些教学内容可由机电一体化课程主讲教师讲，也可由相关课程的教师讲，还可由外部企业专家共同商讨教学方案，组织教学活动。

2.4 教材建设。打破传统学科体系教材模式。在PLC课程教材建设中，以解决利用PLC实现机电液气控制问题所需的知识和技能为课程内容，按典型PLC的典型应用实例进行技能训练；突出学生的职业实践活动，方便学生使用；内容简明扼要，穿插各类图片、表格、标志、标识；典型案例的选择本着由易到难，循序渐进的原则，充分考虑学生的认知能力，难度适宜；加强校企合作，我校和信捷电子合编实验指导书、共同组织实训、共同编写教材，使教材富有时代性、先进性、前瞻性。

2.5 教学方法。采用项目驱动教学法，实行教学做一体化。教学活动项目驱动，教师在教学实践活动中，根据具体情况，适时采用项目教学法，可与学生一起提出合理的项目任务，由学生进行咨询、制定项目计划方案，计划方案经教师认可后，由学生合理分工、合作实施项目计划，并自我进行检查评估。最终教师与学生一起对学生实施项目的结果做出评价。

2.5.1 精心整合教学内容，实行模块化教学。教师根据教学目标将相关专业理论课程和实习课程分解到三大模块中，同时按照专业理论知识与相对应的实践知识有机融合的原则将每个模块再细化成若干个子模块，编制切实可行的教学计划。

2.5.2 精心组织课堂教学，力求教学过程一体化要实现真正意义上教学做一体化。教学，教师必须精心准备好教学的每一个环节。首先，备好教学内容。要围绕岗位应知应会要求，以“实用、够用”为原则，将课程中的理论知识和相对应的技能融合起来，做到彰显理论，强化技能。其次，精心准备教学过程中的操作示范、技能训练、技术纠正、巡回指导等环节。在教学过程的组织、实施上，教师要根据确定的教学内容，现场对照实物，抓住重点，简明扼要地讲解理论知识，同时要将讲授与演示、示范结合起来，加大直观教学的力度；要用较长的时间安排学生进行操作技能练习，训练过程中要加强巡回指导，及时纠正学生的错误，对于共性错误要集中讲解与示范，予以纠正。总之，现场教学要精讲多练，讲练合一，以练为主，引导学生先从理论到实践把知识转化为技能，然后再从技能到理论，加深对理论的理解，让学生在学中做，在做中学。

2.5.3 提高师资队伍素质，力求教师能力一体化[2]“教学做一体化”教学将专业技术理论课和实习课有机地融合在一起，仅由一名专业教师担任教学任务，要求专业教师既是理论教师，又是实习指导教师，教学过程中不仅要讲解理论，又要进行操作示范，学生发生错误还要及时纠正。作为教师，自己要练好内功，力求自身能力适应“一体化”教学的需要；作为学校，要积极创造条件，定期或不定期地对教师进行理论和技术培训，让专业理论教师掌握较为熟练的操作技能。让实习指导教师对理论理解得更透彻，同时要多组织教师到企业实习锻炼，让教师及时了解和掌握实际生产过程中的新技术、新工艺、新知识和新方法。

“教学做一体化”教学模式重在解决分段教学模式中存在的理论知识与实际操作技能不连贯的不足，把抽象而枯燥的理论知识科学地、有效地转化到生动而有趣的实践过程中，开发学生思维，锻炼学生动手能力，保证学生在学中有乐，在乐中求学，使整个教学过程收到事半功倍的效果。

2.6 考核方法。按“等级制”进行综合过程考核。学生对评价结果不满意，可向老师提出，并与教师进行沟通，让师生双方都认为评价结果是合理的。教学过程中或课程结束后及时进行教师与学生互评，随时解决教学过程中出现的质量问题。

3 结语

机电一体化技术课程改革已经取得一定成绩，但仍存在很多问题，表现在：能贯彻教学做一体化的支持项目驱动式课程教材不足；师资队伍建设急需加强，加强教师业务培训势在必行；缺乏先进的机电一体化综合实训室；与企业合作的的力度还需加大。这需要我们在实践中不断探索、不断总结，以利于机电一体化技术专业课程建设与改革的持续健康发展。

参考文献

[1] 梁雯虹等．机电专业发展建设的探索．北京：决策探索．2007