《单片机及PLC技术》课程标准.docx
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《单片机及PLC技术》课程标准
《单片机与PLC技术》课程标准
（60学时+2w）
一、概述
（一）课程性质
本课程是高等职业教育数控技术专业核心教学与训练项目课程《电气控制技术基础》的重要组成模块之一，是一门实践性很强的理论实践一体化课程。
本课程以传统的继电器-接触器控制系统作为前期基础课程，通过本课程的学习，掌握使用PLC解决实际控制问题的方法，并为后续的较复杂的自动化设备及生产线的学习打下基础。
（二）课程基本理念
坚持以就业为导向，以能力为本位，理论与实践相结合，与生产实际相结合的原则，围绕对数控技术高技能人才的职业要求，充分体现职业教育的特点，打破传统的学科体系的框架，注重实用、够用的原则，对于较难理解和掌握的PLC内部结构、组成原理，不作详细讲解，以实际的PLC应用项目作为本课程讲解的主线，突出系统的构建、指令的运用、程序的设计和系统的安装、调试与优化，注重技能训练，着重培养学生应用PLC解决实际问题的能力，从理论到实践，提高学生的动手能力和综合素质。
在各项目的学习和实施过程中培养学生的职业意识和职业习惯，提高学生的综合职业能力。
（三）课程设计思路
精选PLC在工业生产和实际工作中的典型应用实例作为理论实践一体化项目教学的主要内容。
选用的项目由浅入深，循序渐进，内容详实。
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，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指令的功能、格式基本用法，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安装、调试的全过程。
让学生在做中学，在学中做，这样不仅能够提高理论学习的效率，而且便于提高学生的应用能力，激发学生的学习热情，从而达到理想的教学效果。
课程结构框图如图1所示：
二、课程目标
（一）总目标
通过对本课程的学习和训练，使学生熟悉PLC的基础知识，掌握PLC的指令系统和编程方法，能够应用PLC完成实际控制系统的设计、安装及调试。
培养学生分析、解决生产实际问题的能力，提高学生的职业技能和专业素质。
提高学生学习的能力，养成良好的思维和学习习惯。
发展好奇心和求知欲，培养坚持真理、勇于创新、实事求是的科学态度与科学精神，形成科学的价值观。
培养学生的团队合作精神。
（二）具体目标
1．知识与技能
（1）说出PLC的基本结构、工作原理、发展趋势和应用领域。
（2）说PLC的主要性能指标、工作方式、安装布线的技术要求。
（3）熟练掌握典型PLC的编程指令，具备编制一般复杂程度控制程序的能力，会使用手持编程器和编程软件编制与修改一般PLC控制程序。
（4）初步具备分析实际PLC控制系统的能力，能合作完成简单控制系统的设计、安装、编程和调试工作。
（5）能对PLC控制系统进行日常维护。
（6）养成良好的职业习惯和职业意识，具备专业岗位所要求的职业能力。
2．过程与方法
（1）经历各种科学探究过程，进一步理解科学探究的意义，学习科学探究的基本方法，提高科学探究能力。
（2）在学习过程中，学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息，并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工。
（3）能对自己的学习过程进行计划、反思、评价和调控，提高自主学习的能力。
（4）通过理论知识和实践活动相结合的一体化学习过程，深入了解实践和理论之间的相互关系。
（5）通过各种实践活动，尝试经过思考发表自己的见解，尝试运用技术知识和研究方法解决一些工程实际问题。
（6）具有一定的质疑能力，分析、解决问题能力，交流、合作能力。
3．情感态度与价值观
（1）能领略本领域科技发展的过程，激发对科学技术探究的好奇心与求知欲，能体验技术改革的艰辛与喜悦。
（2）有参与科技活动的热情，有将科学知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究各种工程问题。
（3）具有敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神，
（4）具有主动与他人合作的精神，有将自己的见解与他人交流的愿望，敢于坚持正确观点，勇于修正错误，具有团队精神。
（5）养成认真细致、实事求是、积极探索的科学态度和工作作风，形成理论联系实际、自主学习和探索创新的良好习惯。
（6）关心国内、外科技发展现状与趋势，有振兴中华的使命感与责任感，有将科学技术服务于人类的意识。
三、内容标准
项目名称
一、PLC的认识
参考学时
8学时
教学目标
知识
1.说出可编程序控制器的产生、现状、发展状态及应用领域；
2.说出可编程序控制器的分类、功能特点、主要性能指标；
2.说出可编程序控制器的软件系统；
3.解释可编程序控制器的工作过程及循环扫描工作方式；
4.列举可编程序控制器控制系统与继电器控制系统的区别与联系；
能力
1.识别可编程序控制器及其配件，辨认其基本结构；
2.熟练进行可编程序控制器电源线的连接、I/O电路的接线，熟练进行可编程控制器与其他配件的安装。
素质
1.培养学习的兴趣；
2.养成良好的思维、学习、工作习惯，增加职业意识；
3.形成科学的态度。
相关知识
及拓展
1.电子元器件的发展状况；
2.电子计算机的知识；
3.各种传感器、执行机构与可编程控制器的连接。
考核评价
1.教师的考核评价占80%。
其中，单元测试成绩占30%、学习过程档案资料（作业、课堂笔记、实验的准备工作、学习的态度、创新精神和创造力、安全意识等）占20%、实验报告成绩占20%，资料的查询和整理占10%，实训操作成绩占20%。
2.学生自评与互评占20%。
项目名称
二、PLC编程元件和基本逻辑指令
参考学时
16学时
教学目标
知识
1.说出所学PLC指令的功能、格式、用法、注意事项；
2.总结电机的PLC控制特点；
3.能够归纳出PLC控制系统的设计、构建、编程和调试的一般方法。
能力
1.能对电机的点动及自锁的PLC控制电路进行正确的分析，确定PLC的I/O分配；
2.能绘制电动机的PLC控制电路图；
3.能完成PLC控制电路的接线安装；
4.能按照控制要求编写控制程序；
5.能根据基本指令编写相应的梯形图程序；
6.能够熟练把梯形图转换为语句表；
7.能够将程序输入PLC；
8.能完成PLC控制系统的调试、运行和分析。
素质
1.培养吃苦耐劳的精神；
2.培养学习的能力；
3.养成良好的思维、学习、工作习惯，增加职业意识；
4.形成科学的态度。
5.通过实训评价，增强学习成就感和自信心
6.树立就业和自主创业的坚强信心。
相关知识
及拓展
1.电动机的知识；
2.电动机的传统控制方法；
3.电动机的PLC控制在生产实际中的应用。
操作训练
任务-电动机点动和自锁的PLC控制
任务二两盏灯的单独控制及总停止
任务三七段数码管的简单显示
考核评价
1.教师的考核评价占80%。
其中，单元测试成绩占30%、学习过程档案资料（作业、课堂笔记、实验的准备工作、学习的态度、创新精神和创造力、安全意识等）占20%、实验报告成绩占20%，资料的查询和整理占10%，实训操作成绩占20%。
2.学生自评与互评占20%。
项目名称
三、交通灯控制
参考学时
28学时
教学目标
知识
1.说出所学PLC指令的功能用途、格式、用法、执行过程和注意事项；
2.掌握定时器的基本使用方法；
3.说明数码显示的两种不同方法
能力
1.能对交通信号灯进行准确的控制，合理确定PLC的I/O分配；
2.能绘制PLC控制电路图；
3.能完成PLC控制电路的接线安装；
4.能按照控制要求编写控制程序；
5.能根据基本指令编写相应的梯形图程序；
6.能够熟练把梯形图转换为语句表；
7.能够将程序输入PLC；
8.能完成PLC控制系统的调试、运行和分析。
素质
1.培养吃苦耐劳的精神；
2.培养学习的能力；
3.养成良好的思维、学习、工作习惯，增加职业意识；
4.形成科学的态度。
5.通过实训评价，增强学习成就感和自信心
6.树立就业和自主创业的坚强信心。
相关知识
及拓展
1.LED数码的知识；
2.功能拓展：
交通灯与8段数码管配合使用。
操作训练
任务一：
LED数码显示控制
任务二：
天塔之光的花样控制
考核评价
1.教师的考核评价占80%。
其中，单元测试成绩占30%、学习过程档案资料（作业、课堂笔记、实验的准备工作、学习的态度、创新精神和创造力、安全意识等）占20%、实验报告成绩占20%，资料的查询和整理占10%，实训操作成绩占20%。
2.学生自评与互评占20%。
项目名称
四、自动控制流水线
参考学时
16学时
教学目标
知识
1.说出所学PLC指令的功能用途、格式、用法、执行过程和注意事项；
2.说出积算定时器特点；
3.总结使用PLC控制流水线的方法、步骤和注意事项。
能力
1.能对机床的功能进行分析，归纳出控制要求，确定PLC的I/O分配；
2.能绘制机床的PLC控制电路图；
3.能完成PLC控制电路的接线安装；
4.能按照控制要求编写控制程序；
5.能根据基本指令编写相应的梯形图程序；
6.能够熟练把梯形图转换为语句表；
7.能够将程序输入PLC；
8.能完成PLC控制系统的调试、运行和分析，对出现的控制故障能进行处理解决。
素质
1.培养吃苦耐劳的精神；
2.培养学习的能力；
3.养成良好的思维、学习、工作习惯，增加职业意识；
4.形成科学的态度。
5.通过实训评价，增强学习成就感和自信心
6.树立就业和自主创业的坚强信心。
相关知识
及拓展
1.计算定时器的应用；
2.计数器的使用；
操作训练
任务一积算定时器的应用
任务二计数器的应用
任务三流水线的打包控制
考核评价
1.教师的考核评价占80%。
其中，单元测试成绩占30%、学习过程档案资料（作业、课堂笔记、实验的准备工作、学习的态度、创新精神和创造力、安全意识等）占20%、实验报告成绩占20%，资料的查询和整理占10%，实训操作成绩占20%。
2.学生自评与互评占20%。
项目名称
五、PLC步进控制指令
参考学时
20学时
教学目标
知识
1.说出自动装料小车的控制方式；
2.说出多种液体自动混合控制方式；
3.说出洗衣机的控制方式；
4.总结使用PLC控制数控车床刀架回转运动控制的方法、步骤和注意事项。
能力
1.正确分析各种装置的控制要求，确定PLC的I/O分配；
2.能绘制PLC控制电路图；
3.能完成PLC控制电路的接线安装；
4.能按照控制要求编写控制程序；
5.能根据基本指令编写相应的梯形图程序；
6.能够熟练把梯形图转换为语句表；
7.能够将程序输入PLC；
8.能完成PLC控制系统的调试、运行和分析，对出现的控制故障能进行处理解决。
素质
1.培养吃苦耐劳的精神；
2.培养学习的能力；
3.养成良好的思维、学习、工作习惯，增加职业意识；
4.形成科学的态度。
5.通过实训评价，增强学习成就感和自信心
6.树立就业和自主创业的坚强信心。
相关知识
及拓展
1.定时器、计数器的使用；
2.扫描周期的概念；
3.步进控制的基本知识。
操作训练
任务一自动送料小车控制
任务二十字交通灯控制
任务三多种液体的混合控制
任务四洗衣机的自动控制
考核评价
1.教师的考核评价占80%。
其中，单元测试成绩占30%、学习过程档案资料（作业、课堂笔记、实验的准备工作、学习的态度、创新精神和创造力、安全意识等）占20%、实验报告成绩占20%，资料的查询和整理占10%，实训操作成绩占20%。
2.学生自评与互评占20%。
四、实施建议
（一）教学建议
1．学时分配建议
序号
模块
课程内容
课时
1
项目一PLC的认识
任务一可编程序控制器的基本认识
2
2
任务二可编程序控制器的组成及原理
2
3
任务三可编程序控制器的性能指标及分类
2
5
项目二PLC编程元件和基本逻辑指令
任务-电动机点动和自锁的PLC控制
4
6
任务二两盏灯的单独控制及总停止
4
7
任务三七段数码管的简单显示
8
8
项目三交通灯控制
任务一定时器的简单应用
8
9
任务二天塔之光的控制
8
10
任务三八段数码管的循环显示
8
11
任务四交通灯的东西方向控制
4
任务五交通信号灯（闪烁）控制
4
12
任务六天塔之光花样控制
8
10
项目四自动控制流水线
任务一积算定时器的应用
8
11
任务二计数器的应用
8
任务三流水线的打包控制
8
12
项目五PLC步进控制指令
任务一自动送料小车控制
8
任务二十字交通灯控制
4
任务三多种液体的混合控制
8
13
任务四洗衣机的自动控制
8
14
机动
6
14
总计
60
2．教学建议
（1）本课程应开设在《电工技术基础》、《工业电子技术基础》、《电机控制与调速技术》、《电工、电子技术训练》、《气动液压控制技术》课程之后，在《数控设备管理和维护技术基础》课程之前。
（2）本课程教学宜采用理论实践一体化的教学方法，在实验室或实训中心实施教学。
（3）以项目的设计、实施作为驱动主线，实现理论实践一体化教学。
学生通过感性认识，理性思维，动手操作，完成项目的设计、编程、安装、调试和运行，在做在学，在学中做，最终达到真正听得懂，学得会，做得好，切实提高动手能力和分析问题、解决问题的综合素质。
（4）在教学过程中，应立足于加强学生实际操作能力的培养，通过项目训练提高学生学习兴趣，激发学生的成就感，每个项目的实施可采用小组合作学习的方法，强化学生的团队协作精神。
（5）在教学过程中，要尽量应用多媒体、投影等教学资源辅助教学，帮助学生理解相关控制电路和控制程序的执行过程。
（6）在教学过程中，要重视介绍本专业领域新技术、新工艺、新设备的发展趋势，贴近生产实际。
（7）在教学过程中，应发挥学生学习的自主性，为学生提供职业生涯发展的空间，努力培养学生获取、分析和处理信息的能力。
（8）教学过程中教师应积极引导学生提升职业素养，提高职业道德，形成职业习惯，努力培养创新能力。
（二）考核方式和评价方法建议
1．改革传统的学生评价方法，采用阶段（过程性）评价，目标评价，项目评价，理论与实践一体化评价模式。
2．实施评价主体的多元化，采用教师评价、学生自我评价、社会评价相结合的评价方法。
3．具体的评价手段可以采用观测、现场操作、提交实验报告、闭卷或开卷测试等，参见表1。
4．评价重点为学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力（及创新能力），对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励。
江苏联合职业技术学院镇江分院
2008.6.20
表1参考评价表
目标
评价要素
评价标准
评价依据
考核方式
评分
权重
知识
基本
知识
按课程标准要求掌握的知识点，运用知识完成书面作业；运用知识分析和解决问题。
个人作业
课堂笔记
课堂练习
单元测验
阶段考试
小组互评
5%
教师评定
5%
作业成绩
5%
笔试
期中考试
10%
期末考试
25%
能力
基本
技能
实验教材、用具齐备，正确使用工具、仪表中，认真观察、记录数据，安全措施、操作规范，实验结果。
实验记录
实验报告
小组作业
调查报告
实
验
实验、实习态度
与操作
20%
实验、实习报告与回答问题
15%
素质
学习
态度
遵守课堂纪律；积极参与课堂教学活动；按时完成作业；按要求完成准备。
课堂表现记录；考勤表；同学、教师观察；课堂笔记。
学生自评
5%
小组互评
教师评定
沟通
协作
管理
乐于请教和帮助同学；小组活动协调和谐；协助教师教学管理；做好教室值日工作；按要求做课前准备和课后整理。
小组作业；小组活动记录；自评、互评记录；值日记录；同学、教师观察。
学生自评
5%
小组互评
教师评定
创新
精神
有自主学习计划；在作业练习中能提出问题和见解；对教学或管理提出意见或建议；积极参与小组活动方案设计。
个人作业；自主学习计划；学习活动；个人口头或书面提议。
学生自评
5%
小组互评
教师评定
总计
（三）教材编写建议
1．根据专业人才培养方案的总体设计思想及本课程的教学目标要求选用合适的理论实践一体化或项目课程教材。
2．根据五年制高职教学特点及专业人才培养方案和本课程标准，开发院本教材。
教材开发的建议为：
（1）组织开发专业主干课程系列教材，以更好地实现专业人才培养目标；
（2）开发教材的主编和主审，须是直接参与人才培养方案和课程标准制订的骨干教师；
（3）教材结构和内容须符合人才培养方案和课程标准提出的要求，讲究“实在”、“实效”，编排时要符合五年制高职教学的特点和要求；
（4）选取的项目或课题应将企业的实际应用和学校的实际有机结合，由浅入深，由简到繁，循序渐进，符合学生的学习基础和认知规律的原则；
（5）教材编写应充分体现理论实践一体化教学的特点，理论知识和实践操作有机结合，内容的选择力求明确，可操作性强，便于贯彻“做中学、学中做”的理念；
（6）教材语言平实、图文并茂，便于学生自主学习。
注重新技术、新知识、新工艺、新方法的介绍，适度关注学生的可持续发展，为学有余力的学生留下进一步拓展知识能力的内容和空间。
（四）实验实训设备配置建议（按每学期两个班，每班45名学生配置）
1．PLC系统综合实验装置16套（3人一组，教师一套教用使用）。
2．万能铣床、车床、数控车床刀架等，可以到机械加工实训中心去完成相应内容的实验实训内容。
（五）课程资源开发与利用建议
1．充分利用已有的各类教学资源，选用符合教学要求的录像、多媒体课件、电影、资料文献、企业生产现场参观等资源辅助教学，以提高教学效率和质量。
2．针对教学的需要和难点，对理论性强，较为抽象的内容；技术性强，学校能力滞后的内容；尚未开发但能切实提高教学效率和质量的相关教学资源，组织力量，开发相应的影像资料、多媒体课件、PPT文本资料等辅助教学资源。
发挥我院联合优势，逐步实现资源共享，共同提高。
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