基于CDⅠO理念的電氣控制及PLC三級(jí)項(xiàng)目教學(xué)改革研究

韓立強(qiáng)，劉 錦

（1.燕山大學(xué)，河北 秦皇島 066004；2.秦皇島職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 秦皇島 066100）

基于CDⅠO理念的電氣控制及PLC三級(jí)項(xiàng)目教學(xué)改革研究

韓立強(qiáng)1，劉 錦2

（1.燕山大學(xué)，河北 秦皇島 066004；2.秦皇島職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 秦皇島 066100）

本文以電氣控制及PLC課程為例，研究了基于CDⅠO理念的三級(jí)項(xiàng)目教學(xué)的實(shí)施方案，將課程教學(xué)內(nèi)容與項(xiàng)目式教學(xué)相結(jié)合，通過對(duì)原有課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)一步改進(jìn)，在三級(jí)項(xiàng)目中增加實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解程度。

CDⅠO；三級(jí)項(xiàng)目；實(shí)踐

基于CDIO教育理念的項(xiàng)目教學(xué)是圍繞多個(gè)完整的真實(shí)項(xiàng)目而開展的教學(xué)活動(dòng)，綜合了當(dāng)前傳統(tǒng)探究教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)和案例教學(xué)的特點(diǎn)，將學(xué)生探索興趣、解決問題毅力和合作競爭精神的培養(yǎng)，融入CDIO項(xiàng)目過程中，讓學(xué)生以實(shí)踐為導(dǎo)向，積極地學(xué)習(xí)、自主地進(jìn)行知識(shí)的建構(gòu)。具體來說，就是所有需要學(xué)習(xí)和掌握的專業(yè)知識(shí)都圍繞項(xiàng)目這個(gè)核心展開，并與這個(gè)核心融合在一起，形成一個(gè)有機(jī)整體。因此，在編制專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃時(shí)，依據(jù)項(xiàng)目所涉及的專業(yè)知識(shí)范圍以及項(xiàng)目本身的規(guī)模，為學(xué)生設(shè)置了一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)項(xiàng)目。按照專業(yè)特色，建立完整的項(xiàng)目體系，貫穿整個(gè)大學(xué)專業(yè)培養(yǎng)教學(xué)過程，重點(diǎn)構(gòu)建專業(yè)核心課程模塊項(xiàng)目體系，每門專業(yè)課程根據(jù)課程特點(diǎn)設(shè)計(jì)三級(jí)項(xiàng)目，每個(gè)三級(jí)項(xiàng)目隨核心課程模塊中相關(guān)課程進(jìn)行實(shí)施和完成。若干個(gè)三級(jí)研究項(xiàng)目按照專業(yè)核心課程模塊（一般為2～3門課程），構(gòu)思一系列基于團(tuán)隊(duì)的二級(jí)研究項(xiàng)目（專業(yè)課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目）。這樣二級(jí)項(xiàng)目最終以畢業(yè)設(shè)計(jì)或者小型綜合項(xiàng)目形成一級(jí)項(xiàng)目。

一、總體思想

電氣控制及PLC技術(shù)在生產(chǎn)過程、科研及其他各領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛。本課程是電類專業(yè)應(yīng)用性較強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程。將課程教學(xué)內(nèi)容與項(xiàng)目式教學(xué)相結(jié)合，通過對(duì)原有課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)一步改進(jìn)，在三級(jí)項(xiàng)目中增加實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解程度。主要改革內(nèi)容如下：（1）修訂教學(xué)大綱及教學(xué)計(jì)劃。以實(shí)踐為導(dǎo)向，增加實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)。（2）改革教學(xué)方法。以學(xué)生為導(dǎo)向，加強(qiáng)師生教學(xué)互動(dòng)交流，給學(xué)生留有思考余地，讓學(xué)生在“思考中學(xué)，學(xué)中思考”；課程教學(xué)中以項(xiàng)目教學(xué)為導(dǎo)向，面向?qū)嶋H對(duì)象，增加實(shí)例，使學(xué)生更加直觀。（3）改革課程設(shè)計(jì)內(nèi)容。多模塊設(shè)計(jì)，融合專業(yè)知識(shí)，面向各種實(shí)際對(duì)象，增強(qiáng)實(shí)踐能力。（4）在綜合實(shí)訓(xùn)中進(jìn)一步增加PLC實(shí)際項(xiàng)目內(nèi)容。（5）改革考核方式。課程考核包括6個(gè)部分，分別為出勤、作業(yè)、討論課、項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)和結(jié)課考試，以增強(qiáng)教學(xué)效果。

二、三級(jí)項(xiàng)目實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)內(nèi)容

本課程設(shè)有一個(gè)三級(jí)項(xiàng)目，該項(xiàng)目將與課程設(shè)計(jì)相結(jié)合，最終構(gòu)成二級(jí)項(xiàng)目。三級(jí)項(xiàng)目將從以下3個(gè)實(shí)際對(duì)象方面進(jìn)行選題，也可由學(xué)生根據(jù)興趣自行選題。以市場(chǎng)占有率較高的三菱FX2N系列、西門子S7-200系列、西門子S7-300系列PLC為基礎(chǔ)進(jìn)行編程控制，模擬仿真完成以下對(duì)象內(nèi)容的設(shè)計(jì)。（1）小車自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)；（2）工業(yè)洗衣機(jī)自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)；（3）液體混合裝置自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)。學(xué)生分組根據(jù)任務(wù)要求完成以下內(nèi)容：（1）給出I/O分配表；（2）編制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖；（3）編制梯形圖程序；（4）仿真調(diào)試；（5）項(xiàng)目報(bào)告及答辯。

三、項(xiàng)目實(shí)施方案

1.總體實(shí)施步驟。第一階段：修訂教學(xué)大綱及教學(xué)計(jì)劃。梳理課程體系，制定總體教學(xué)改革方案。第二階段：課堂教學(xué)改革方案實(shí)施。結(jié)合總體方案，進(jìn)行課堂教學(xué)方法改革及實(shí)施。第三階段：實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)改革。增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。第四階段：課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)改革實(shí)施。結(jié)合多模塊對(duì)象，面向?qū)嶋H。第五階段：依據(jù)全程監(jiān)控的理念進(jìn)行考核。第六階段：總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，撰寫報(bào)告。

2.三級(jí)項(xiàng)目的實(shí)施。三級(jí)項(xiàng)目采用分組的方式進(jìn)行。培養(yǎng)學(xué)生既競爭又合作的精神。4名同學(xué)組成1組，每組設(shè)組長1人，每組1題。每個(gè)題目由3組學(xué)生分別以企業(yè)中使用較多的三菱FX2N系列、西門子S7-200系列、西門子S7-300系列PLC為基礎(chǔ)進(jìn)行編程控制，這樣3個(gè)題目共9組。同一對(duì)象內(nèi)容項(xiàng)目各組之間競爭比較。各組的三級(jí)項(xiàng)目題目將在課程開始時(shí)下發(fā)。由組長負(fù)責(zé)組織本組同學(xué)依據(jù)三級(jí)項(xiàng)目題目及同學(xué)的實(shí)際情況進(jìn)行工作分配。學(xué)生應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目題目及課程的進(jìn)度，按時(shí)完成資料的查閱及方案的設(shè)計(jì)。項(xiàng)目的課內(nèi)學(xué)時(shí)要求學(xué)生必須集中進(jìn)行項(xiàng)目的研究討論工作。三級(jí)項(xiàng)目將以答辯的形式進(jìn)行驗(yàn)收。答辯結(jié)束后，學(xué)生需及時(shí)上交項(xiàng)目研究報(bào)告。

3.三級(jí)項(xiàng)目的進(jìn)程安排。項(xiàng)目題目下發(fā)后，各小組應(yīng)積極開展資料搜集、查閱、整理等前期工作，完成小車自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)等項(xiàng)目，項(xiàng)目學(xué)時(shí)安排如下表1。

表1 進(jìn)程安排

4.三級(jí)項(xiàng)目的要求和成績?cè)u(píng)定?？己梭w現(xiàn)出合作和競爭精神。項(xiàng)目執(zhí)行期間，嚴(yán)格考勤。學(xué)生必須按時(shí)參加項(xiàng)目研究，不準(zhǔn)無故缺席、早退。在項(xiàng)目研究中表現(xiàn)突出的學(xué)生將給予獎(jiǎng)勵(lì)，并記入考核成績。每位同學(xué)的三級(jí)項(xiàng)目成績由小組成績和組內(nèi)成績兩部分構(gòu)成。小組得分為組內(nèi)所有同學(xué)的平均分，每位同學(xué)的得分依據(jù)其在組內(nèi)的貢獻(xiàn)，在小組平均分的基礎(chǔ)上浮動(dòng)。組內(nèi)得分定由各小組成員自行討論確定，簽字后由小組組長上報(bào)。教師僅考核小組整體成績。

5.三級(jí)項(xiàng)目研究報(bào)告要求。項(xiàng)目報(bào)告要求總字?jǐn)?shù)在3000字以上，字跡工整，公式、圖表規(guī)范。各組的研究報(bào)告應(yīng)獨(dú)立完成，若嚴(yán)重雷同，將會(huì)嚴(yán)重影響成績。項(xiàng)目報(bào)告中應(yīng)明確說明每個(gè)人負(fù)責(zé)的內(nèi)容，在總體工作中的貢獻(xiàn)和工作比例等。研究內(nèi)容的多少會(huì)影響到每組的最終成績，鼓勵(lì)學(xué)生自己選取感興趣的研究內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)和深入研究。嚴(yán)禁剽竊抄襲行為，發(fā)現(xiàn)有剽竊抄襲行為的，研究項(xiàng)目成績以零分計(jì)。剽竊抄襲行為主要指：從參考資料中引用有關(guān)思想或結(jié)果，但沒有在報(bào)告中指明該思想或結(jié)果的出處并且沒有與你的思想或研究結(jié)果進(jìn)行清晰的區(qū)分；直接拷貝別人的研究結(jié)果當(dāng)作自己的研究結(jié)果。項(xiàng)目報(bào)告主要包括以下主要內(nèi)容：（1）封面 封面設(shè)計(jì)應(yīng)美觀大方，且至少包含以下內(nèi)容：項(xiàng)目名稱、姓名、指導(dǎo)教師、日期。（2）摘要

表2 成績?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

摘要應(yīng)簡明、確切地記述報(bào)告的重要內(nèi)容，150字左右，摘要后應(yīng)注明3～5個(gè)關(guān)鍵詞。（3）前言 前言簡要說明項(xiàng)目研究報(bào)告的目的和范圍，介紹相關(guān)領(lǐng)域所做的工作和研究的概況，研究報(bào)告的意圖、預(yù)期的結(jié)果及項(xiàng)目組分工。（4）研究報(bào)告正文 包括介紹相關(guān)項(xiàng)目開展的研究內(nèi)容的基本原理、所采用的研究方法及相關(guān)工具；詳細(xì)說明項(xiàng)目的方案設(shè)計(jì)；給出研究結(jié)果并討論等。主要提綱如下：（a）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，建立系統(tǒng)總圖；（b）輸入輸出I/0表；（c）流程圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖；（d）仿真調(diào)試結(jié)果。（5）結(jié)論 簡要總結(jié)項(xiàng)目的主要工作、主要結(jié)果、心得感受主要發(fā)現(xiàn)以及下一步應(yīng)當(dāng)開展的主要工作等。（6）主要參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn)的書寫要符合規(guī)范。

三級(jí)項(xiàng)目需要頂層設(shè)計(jì)，貫穿整個(gè)專業(yè)教學(xué)過程，整合各個(gè)專業(yè)課程，以項(xiàng)目帶動(dòng)教與學(xué)，以典型的工作任務(wù)來組織理論和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，克服理論教學(xué)和實(shí)踐相脫節(jié)的問題，增強(qiáng)教與學(xué)的互動(dòng)性，使教學(xué)從原理性向應(yīng)用性、綜合性轉(zhuǎn)變，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和動(dòng)手能力。項(xiàng)目教學(xué)為學(xué)生營造了多元智能發(fā)展的良好環(huán)境，在項(xiàng)目教學(xué)過程中，教師以項(xiàng)目為主線，引導(dǎo)學(xué)生把分散于各個(gè)專業(yè)課程中的知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來，學(xué)生通過項(xiàng)目任務(wù)學(xué)習(xí)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)并融會(huì)貫通，綜合運(yùn)用，樹立系統(tǒng)化、工程化的理念，將知識(shí)從感性認(rèn)識(shí)升華到理性認(rèn)識(shí)，提高了學(xué)習(xí)的興趣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，使學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)。

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G642.0

A

1674-9324（2014）28-0030-02

韓立強(qiáng)（1976-），男，河北隆堯縣人，燕山大學(xué)副教授。