国家开放大学开放本科机械设计制造与自动化专业《机电控制与可编程序控制器技术》课程导学方案模板.docx

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国家开放大学开放本科机械设计制造与自动化专业《机电控制与可编程序控制器技术》课程导学方案模板

国家开放大学开放本科“机械设计制造与自动化”专业

《机电控制与可编程序控制器技术》课程导学方案

导学教师：

宋国庆

引言

教师的导学，是学生自主学习困难的帮助者、教学过程的设计者、教学质量的监控者。

教师多元化的导学主要体现在：

学习计划的指导、学习方法的引导、学习内容的辅导、学习者心理的疏导以及教与学过程的督导。

1.学习计划的指导

教师要对所学课程，要明确学习目标，科学制定学习计划，合理安排学习时间。

教师要全面介绍专业背景与本课程的关系、学习的重点难点以及学习方法讨论等。

2.学习方法的引导

教师的导学主要反映在为学生自主学习在学习方法上提供引导和帮助。

除了前面提到的学生自主学习方法外，学生认真钻研教材，定期参加教学班组织的辅导课，同学之间小组研讨，充分利用网络教学资源等，都是教师引导学生自主学习行之有效的方法。

（1）认真钻研教材

认真钻研教材是最基本的学习方法，也是最重要的学习方法。

教材的一体化设计是国家开放大学办学的重要特色之一。

本教材包括文字教材、辅导教材、网络课件、多媒体CAI课件等。

学生应认真钻研文字教材，不懂得地方记下来，带着问题去看录像教材；文字教材理解困难的，可以看带有形象直观图片以及栩栩如生动画的课件。

（2）定期参加教学班组织的辅导课

教师的辅导可以解答许多疑难问题，建议学生一定要参加。

由于远程开放学员主要利用业余时间学习，因此教师的辅导只能定期进行。

学生一定要注意教学班的通知或学期辅导计划，将平时阅读文字教材、或录像教材等不懂的问题，带到辅导课上，与辅导教师探讨、解决。

这可以收到事倍功半的效果。

（3）同学之间小组研讨

建议教学班组织同学与同学之间的研讨小组。

若没有时间参加教学班组织的辅导课，可以利用研讨小组，解决学习中的问题。

研讨小组3~5人为宜，可以定期活动、QQ讨论、E-MAIL通讯、电话讨论等。

小组的形式根据实际，可以为以地域为特点的地方学习小组，也可以为以职业为特点的行业学习小组，或为以课程为特点的学科学习小组。

（4）充分利用网络教学资源

国家开放大学学习网（【网址】）中，需要了解课程的大致情况，可以浏览“课程说明”，需要了解教学要求，可以浏览“教学大纲”，需要了解主持教师或责任教师的情况，联系方式，可以浏览“教师介绍”，需要了解课程的考核要求，可以浏览“考核说明”，需要做作业，或需要对所做作业是否正确，可以浏览“作业与讲评”，考试前，可以浏览“综合作业”并下练习，需要对课程重点、难点进行了解，可以浏览“教学辅导”，需要解决课程中常见的问题，还可以浏览“爱问”栏目。

总之，网上的教学资源，只要充分运用，认真浏览，是可以帮助学生解决课程中常见的问题。

再有不能解决的问题，还可以通过电话、BBS、QQ、E-MAIL等现代化通讯工具与主持教师或责任教师联系。

3.学习内容的辅导

每门课程都有课程教学大纲。

教师根据课程教学大纲的要求，精心设计了便于学生自主学习的教学实施方案（实施细则），制作了多种教学媒体资源。

辅导教师应认真研究课程主持教师或责任教师根据课程教学大纲所设计的教学实施方案。

在课程教学实施方案中，课程的主持教师或责任教师介绍了本课程的课程简介、课程教学进度、课程的重点和难点、课程教学媒体、课程学习方法建议、学期BBS实时辅导内容和时间、学期视频会议内容和时间、课程形成性考核要求等。

根据这些教学实施方案，辅导教师就可以有的放矢地对学生进行辅导。

而多种教学媒体资源丰富了学生学习的形式和辅导教师的辅导形式，这些媒体主要为以VOD/VCD为主的教学录像、流媒体的PI课件、电子版的PPT课件等，辅导教师可以根据这些教学资源，在学生浏览或阅读的基础上，根据学生的具体情况加以辅导，可以是面授辅导，可以是通讯辅导、可以在BBS论坛上进行辅导等。

4.学习者心理的疏导

在远程开放教育中，参加学习的学员来自各行各业，其入学成绩也参差不齐，第一学期下来，有些学生好几门课程没有通过，感到很失望；有些学员在学习中遇到困难或挫折，想打退堂鼓；等等，就使他们萌生退学或不想学的念头，这就要求教师进行及时的心理疏导，帮他们分析原因，可能是基础较差，可能是没有掌握好学习方法，也可能是工作忙没有时间学习，还有可能是不适应自主学习的形式。

针对学员上述可能出现的种种情况，每个专业都在第一学期开设《开放教育学习指南》课程，为学员今后学习中可能遇到的问题作了分析，制订了对策。

其中第三章为“开放教育的学习准备”，从开放教育学生的特点和心理准备两方面，全面分析了成人学习的优势、成人学习的困难，要求学员正确认识成人学习的优势和困难，做到“自强不息、勤学善问、笃诚养真”。

辅导教师对学员不论什么情况下产生不想学、厌学、退学，都要对他们进行耐心地疏导，以典型实例为案例，对他们的学习信心给予积极鼓励，使他们走出困境，坚持到底，完成学业。

5.教与学过程的督导

对学员自主学习和老师的教学辅导进行全过程的督导，是保证学员学习质量的有效措施。

省校对教与学过程的督导主要体现在：

在“教”方面，定期对市校网上资源进行检查或组织教师深入教学班，检查工作；在“学”方面，要求学生按时完成网上的形成性考核作业，并将其作业上传省校主持或责任教师的课程BBS论坛中，不完成者不得参加期末本课程的考核。

6.导学的基本原则

坚持以满足学员个别化自主学习需要为前提，突出学生的主体地位，不搞花架子，不做表面文章，切合学生的实际，强调可操作性和指导意义。

主要依据是课程教学大纲、专业教学实施方案、专业实践环节教学实施方案。

依据课程教学大纲，结合所属专业教学实施方案和实践环节教学实施方案的要求，对教学资源整合后进行一体化设计

《机电控制与可编程序控制器技术》课程导学方案

一、课程概况

课程的性质和任务：

《机电控制与可编程序控制器技术》是机械设计制造及其自动化专业必修的专业基础课。

该课程的主要内容包含常用低压电器、机械电气控制系统的基本控制线路、典型机械设备电气控制线路分析、可编程序控制器控制系统的原理与应用。

通过本课程的学习，使学生在熟悉常用低压电器、典型机械电气控制线路的基础上，具备分析、设计和改进一般机械设备电气控制线路的能力。

掌握可编程序控制器的基本原理及使用方法，能根据工艺过程和控制要求正确选用可编程序控制器，并完成程序设计。

教学目的与要求：

掌握常用低压电器及继电接触控制线路的基本回路；掌握可编程序控制器的原理和程序设计方法。

熟悉常用继电接触控制线路分析、设计的方法；熟悉可编程序控制器选择方法。

了解常用低压电器的结构；了解可编程序控制器系统配置及网络功能。

1．了解本课程的任务、研究方法及机电控制系统的发展概况。

2．掌握布尔代数的各种运算；熟悉真值表的填写方法；了解顺序控制的概念、卡诺图的画法及状态表法;

3．掌握常用手动电器、自动电器及控制变压器的工作原理、符号。

熟悉手动电器及自动电器的应用场所及选择方法；了解电磁铁、电磁离合器及电磁夹具的工作原理及选择方法。

4．掌握控制线路的基本回路、鼠笼型异步电动机的启动控制线路及电动机正反转控制线路；熟悉异步电动机的调速控制线路、电动机制动控制线路；了解典型机床的电气控制线路。

5．掌握继电接触控制线路的基本设计方法；熟悉机电控制线路的设计步骤及设计规律；了解技术条件及电气传动形式；

6．掌握可编程序控制器的工作原理；熟悉可编程序控制器的性能技术指标和基本配置；了解可编程序控制器的定义、分类及特点。

7．掌握可编程序控制器常用指令；熟悉数据处理指令；了解可编程序控制器的编程语言、功能指令及其它指令。

8．掌握梯形图的画法；掌握程序设计的基本方法及输入输出信号的处理方法；熟悉逻辑程序设计的方法；了解程序设计的基本内容及运算程序设计的方法。

9．掌握系统设计的步骤，掌握可编程序控制器的选型原则;熟悉可编程序控制器的设计。

10．了解可编程序控制器的网络功能。

教学内容说明：

1．本课程为国家开放大学开设的机械设计制造及其自动化（本科）专业统设课程。

2．本方案依据国家开放大学《机电控制与可编程序控制器技术》教学大纲制定。

3．课程主要内容包括：

常用低压电器、机械电气控制系统的基本控制线路、典型机械设备电气控制线路分析、可编程序控制器控制系统的原理与应用等。

4．本课程具有理论性与实践性都很强的特点。

5．课程学时和学分：

本课程课内学时90，5学分，第2学期开设。

与相关课程的关系（已学和将要开设的课程）：

前期课程：

电工电子技术、传感器技术及应用；后续课程：

机电一体化系统、毕业设计等；与本课程实践相关联的技能有：

电机起停联线及检修、编程软件FXGP/WIN、STEP7-MCRO/WIN的安装使用

备注：

教学大纲是导学方案的重要依据，面授辅导重点针对课程内容开展。

同时，针对成人学生特点，在以下方案中安排了“三讲”应用性的导学内容，特别是案例教学，穿插在教学过程，激发了学生的兴趣，效果明显。

二、教学资源（填教学资源整合表）

文字教材（写明教材名称、主编及出版社）：

教材名称：

机电控制与可编程序控制器技术

编著者

王立权

出版社

中央广播电视大学出版社

出版年份及版次

2013年6月第一版

书号

ISBN978-7-304-06203-3

多媒体教材：

除了国家开放大学的资源，由学校制作的、在开大在线教学平台上发布的资源有：

（1）用于指导教学的有：

教学大纲、课程说明、课程教学实施细则；

（2）用于教学辅导的动态文本资源有：

学习辅导等；

（3）用于教学和教学辅导的媒体资源有：

国家开放大学主讲教师王立权教授的“PLC教师辅导PPT”

网上资源（写明网址及使用方法）：

国家开放大学学习网（【网址】）中有与本课程有关的教学文件、教学辅导、直播课堂、VOD点播、IP课等学习资源。

网上教学辅导是本课程教学信息的集合，方便学生阅读、浏览。

运用这种方式，对学生解疑释难非常方便，因此网上教学辅导将是本课程最重要和最主要的辅导方式。

网上教学辅导的主要内容由以下几部分构成：

课程说明、考核说明、实施方案、综合练习、学习重点。

三、教学支持服务

目前开大所提供的网上教学信息，主要包括教学组织管理信息、教学动态辅导信息、BBS（布告板服务）和双向视频教学等。

·教学组织管理信息包括教学计划、专业教学实施方案、课程教学设计方案、课程介绍及各种教学过程中的通知、通告等，主要用于对教学过程的总体指导，教学的组织管理安排等。

·教学动态辅导信息是指按照教学进度要求，及时提供给学生和基层开大教师的有针对性的导学信息，包括各章节教学内容的重点、难点讲解提示，同步的作业与测验题和解析等。

·BBS讨论主要是专题性研讨、学习疑难反馈、个性问题解答等，同时通过讨论了解学生学习中的实际困难，以改进学校的教学工作。

·双向视频是通过计算机网络传输实现的一种异地远程可视教学形式。

在双向视频的“虚拟课堂”上，异地的教师与学生的影像、声音可以相互传递，有面授所具备的形象、简洁、交互的特征，主要用于开拓知识面的讲座和共性问题的解答。

国家开放大学、省开大课程、市校责任教师及联系方式（含联系电话、E-mail、QQ、值班时间等）：

主持教师：

王立权教授Email：

【邮箱地址】

负责教师：

宋国庆副教授Email：

【邮箱地址】QQ:

****************

其它相关网站（对该课程有帮助）的网址：

【网址】工控网

四、主要教学环节及教学方式（侧重教师安排）

国家开放大学、省开大、市开大教师的主要职能：

（1）分级教学

课程主持（主讲）教师：

由国家开放大学教师（或国家开放大学外聘教师）担任。

负责课程的授课，集中辅导、集中答疑（每学期1～2次）。

课程责任教师：

由江苏开大信息工程系专业教师林小宁担任；

课程辅导教师：

由市、县开大专业教师担任。

（2）分级辅导

国家开放大学教师：

负责解答试点单位开大教师的问题，典型的共性问题由国家开放大学教师整理后，反馈主讲教师。

并在国家开放大学主页设立有关栏目。

江苏开大教师：

组织并参与教学实施方案和教学辅导等教学文件；负责组织开展所全省性教研活动；经常性访问“BBS”，及时回复学生提问；每学期至少组织2～4次实时答疑和讨论活动；负责解答市、县开大教师的问题。

市、县开大教师：

进行教学集中辅导、答疑、将学生在学习过程中的共性问题及时反馈给国家开放大学进行沟通。

主要教学环节及教学方式（写出教学具体方案、安排和监控措施）：

1、导学计划时间安排:

序号

教学内容

自学学时

小组学习学时

实验学时

1

绪论、顺序控制工程基础

8

2

2

机电控制中常用低压电器、继电接触控制的基本回路

22

2

2

3

继电接触控制系统的设计基础

8

2

4

可编程序控制器原理

14

2

5

可编程序控制器指令系统

14

2

4

6

可编程序控制器程序设计基本方法

1

2

2

7

应用系统的设计

8

2

2

8

可编程序控制器的网络功能

4

2

合计

90

16

10

2、网上活动（BBS）（课程讨论、网上作业等）:

见相关栏目

3、课程实践：

可编程序控制器（PLC）是以微处理器技术、电子技术、网络通信技术及先进可靠的工艺为基础，综合了计算机、网络通信、自动化控制理论，结合工业生产特定环境发展起来的生产过程及自动化的工业装备，它功能强、可靠性高、使用方便，在工业自动化领域应用非常广泛。

机电控制与可编程序控制器技术课程是本专业的核心课程之一，在介绍继电接触控制的基础上，重点讲述了可编程序控制器原理及在机电控制系统中的应用。

对实验教学的要求是：

9.1低压电器控制实验（2学时）实验要求：

通过电动机的起、停、正反转控制，掌握接触器等低压电器的使用方法，能正确连接主电路和控制电路，并进行调试。

　　9.2编程软件使用实验（2学时）实验要求：

掌握可编程序控制器编程软件的使用方法。

　　9.3常用指令实验（4学时）实验要求：

掌握基本指令和常用应用指令。

　　9.4电动机自动循环控制实验（2学时）实验要求：

掌握可编程控制器基本控制回路的使用方法。

　　9.5可编程序控制器综合应用实验（4学时）实验要求：

通过典型实例，掌握可编程控制器的使用及其程序设计的方法。

4、形成性考核：

平时作业及实验占总成绩30%。

学生考试成绩及格并完成实验，即可获得本课程的学分。

复习考试（说明课程考试形式、题型、成绩评定方式、课改课终结性考试时间等）：

本课程的命题考试及评分标准由国家开放大学提供，考试分笔试和实验考核（含平时作业）两部分，前者占课程总成绩的70%，后者占30%，实验考核成绩由教学点单位辅导教师评定。

学生未完成实验和实验不及格者，不能参加该课程的考试，也不能取得该门课程的学分。

五、学习环节与学习内容辅导（动态内容，暂时共三讲）

五、课程实践

1、指导思想（目的）：

模块式课程实践教学实施方案设计的基本思路是：

以国家开放大学专业培养方案及教学大纲为指导，方案要适应本地工、矿企事业单位对技能型人才的需求，强化学生的操作技能，结合教材、结合学校的设备及成人学生的特点，同时结合本地区对机电、矿产行业维修人才需求量大的特点。

最终对教学全过程进行整体设计，使学生通过实训具备技术岗位需要的技能。

按指导思想提出的思路，方案在具体设计上有三个方面的特点：

1.在内容编排上,力求凸显应用性，彰显适用性，适当增加最新的PLC实用技术方面的内容。

2.在实训计划上，确定了实践教学的次数、时间、内容和使用的PLC机型、数量，列出了与每个模块编程相关的参考书籍及国家开放大学省开大的在线平台等多媒体教学资源，供学生参考，并安排三次工业现场实习。

3.在实训考核上，将大纲规定的八个实验内容，分解为六个实践教学模块，逐一培训考核。

对实训考核成绩评定的内容细化，制定考核内容表，并纳入形成性考核的成绩。

2、实践环节的时间安排：

见教学大纲

3、实践形式：

以学生自己编程、上机调试、带负载运行为主，以教师的个别辅导为补充，再辅以小

组互学、教材等资源，使学员在一学期的时间内能掌握本课程的主要内容，并能学以致用，

完成六个模块的实训任务及PLC的考证。

1.教师导学：

按学员的人数和教学的时间，合理安排并提前准备好每个模块所需的设备及实验场所。

安排表同时报开放学院、机电系、教务处各一份。

指导教师负责学生的分组与编程选题；每组学生可安排2～4人。

每一教师指导1～2组。

教师下达编程设计任务，指导、督促、检查学生设计的进行情况，实训完成后负责学生的成绩考核。

2．现场实习：

一般地，在课程开课前，安排学生定点深入位于铜山新区的“江苏铸本混凝土责任有限公司”参观，深入位于金三桥开发区的“江苏机电研究所有限责任公司”观摩。

学生带着问题到车间，生产一线，了解生产中的设备、工艺等。

通过观察、记录、查阅资料、现场请教等，使问题得到解决，并按国家开放大学实习要求写出“社会调查总结”。

3.实训考核：

（1）能将传统的继一接电气控制电路改成PLC的控制系统。

（2）能读懂PLC的梯形图并写出相应的语句表，或根据语句表画出相应的梯形图。

（3）能根据PLC的典型单元电路输入波形画出相应的输出波形图。

（4）能根据典型的工艺要求，设计PLC的控制电路。

实训考核按照实训的内容和进程，采用步进式考核方法。

其中小组考核占40%，个人技能考核占40%，安全规范占20%。

考核成绩纳入平时成绩。

成绩评定见附表。

另外，按国家PLC考证要求，结合实训考核内容做好培训。

（开放学生获得的国家级证书名单见附二）

4、基本要求：

1.电动机正反转控制（2学时）要求：

掌握接触器等电器的使用方法，能正确连接主电路和控制电路，并进行调试。

2.电动机正反转自动循环控制（2学时）要求：

掌握可编程序控制器及编程器的使用方法。

3.常用指令实验（2学时）要求：

掌握常用指令。

4.可编程序控制器综合应用实验（4学时）要求：

熟悉典型回路可编程控制器的控制方法。

5、成绩评定办法：

模块实训成绩评定表

项目

考核要求

评分标准

分值

扣分

得分

正确使用工具和仪表

1.正确使用常用电工工具

2.安装前使用万用表判断元件

3.正确使用万用表检测和排除故障

1.工具使用不正确每次扣2分

2.损坏工具每次扣4分

3.不使用万用表判断元件扣5分

4.不会使用万用表扣10分

5.使用万用表错误，每次扣2分

6.损坏万用表每次扣10分

7.不使用万用表检测线路扣5分

10

梯形图与电路设计

1.根据控制功能，列出PLC控制I/O地址分配表

2.设计梯形图及PLC控制I/O接线图

3.根据梯形图，列出指令表

1.输入输出地址遗漏或搞错，没处扣8分

2.梯形图表达不正确，或画法不规范，每处扣5分

3.接线图表达不正确，或画法不规范，每处扣

4.指令有错每条扣4分

20

安装与接线

按PLC控制I/O接线图在配线板上正确安装

1.元件布置不整齐、不匀称、不合理扣3分

2.损坏元件每只扣10分

3.不安接线图接线扣10分

4.布线不美观每根扣2分

5.损坏导线绝缘或线心每根扣3分

5.不安PLC控制I/O接线图接线每处扣5分

15

程序输入及调试

1.熟练操作键盘将所编程序输入PLC

2.按照被控元件的动作要求进行调试，达到设计要求

1.不会熟练操作PLC键盘输入指令扣10分

2.不会用删除、插入、修改等命令每项扣2分

3.一次模拟不成功扣10分，二次模拟不成功扣15分

20

故障分析

1.根据故障现象和原理图，会正确分析故障点

2.在原理图上能标出故障范围和线段

1.标不出故障线段或错标在回路以外，每个故障点扣5分

2.不能标出最小故障范围，每个故障点扣5～10分

3.实际排故中思路不清楚扣10分

20

排除故障

1。

能正确地处理故障点，不扩大故障范围或产生新的故障

2.排除故障方法正确

1.不能排除故障点每个扣5分

2.扩大故障范围或产生新的故障点后，不能自行修复，每个扣5～15分

3.损坏元器件扣10分

4.排除故障方法不正确每个故障点扣2～10分

5.违反安全操作扣5～50分

6.违反课堂纪律扣5～15分

15

定额时间

不得超时检查，若在故障修复过程中，允许超时但以每超一分钟扣5分计算

两小时

备注

除超时扣分外，各项内容的最高扣分不得超过配分数

成绩

开始时间

结束时间

实际时间

六、形成性考核

形成性考核包括平时作业（形成性考核册、网上作业等）和网上活动等。

对平时作业提出明确要求。

有形成性考核册（国家开放大学）或平时作业本（省开大）的要特别指明并提出各章（次）完成的时间要求，否则应指定平时作业的内容及完成时间。

课改课要根据国家开放大学要求指定网上完成次数和完成时间。

要求制定详细介绍形成性考核具体的操作步骤，并提出切实可行的要求。

考核要求参见国家开放大学、省开大相应规定及徐州开大形成性考核实施细则：

注：

开放教育各专业必修课和选修课成绩由形成性考核成绩和终结性考试成绩组成。

课程形成性考核成绩不及格的学生，不得参加课程终结性考核（期末考试）。

八、教学评估与总结

1、教学过程检查和评估安排：

1、教学过程检查和评估安排：

一方面，按教务部门的规范进行，填写教学日志、实训报告和设备使用情况报告，以及学生考勤登记表。

另一方面，对考证环节的笔试题、操作题、设计题及现代制造业的基本知识题等进行分析，归档；对考证通过率进行分析评估。

2、教学总结：

每次实训、考证结束后进行。

总结交开放学院一份，系部一份，参与教师每人一份。

2、教学总结（含试卷分析等）：

每个导学周期结束后进行

备注：