《自動化制造系統綜合實驗》教學改革與實踐

陸　煒（南京航空航天大學金城學院機電工程系,南京　211156）

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《自動化制造系統綜合實驗》教學改革與實踐

陸煒
（南京航空航天大學金城學院機電工程系,南京211156）

摘 要：針對《自動化制造系統綜合實驗》課程當前教學中存在的問題與不足，結合實驗室硬件條件以及培養綜合應用型人才的目標，從教學內容、教學方法、考核方式等三方面對課程進行教學改革與實踐。

關鍵詞：自動化制造系統；綜合性實驗；教學改革

0　引言

《自動化制造系統綜合實驗》是機械工程以及機械電子工程專業的必修課程之一，是一門綜合性和實踐性都很強的專業課程。通過本課程的學習，不僅能使學生掌握自動化制造系統的設計理論、設計方法和關鍵技術，了解機電類產品設計、開發的流程，更重要的是幫助學生實現從理論到實際應用的過渡，在實踐中培養解決實際工程問題的能力。由此可見，本課程是培養機電一體化綜合應用型人才的重要實踐課程。但是由于實驗設備有限、綜合性實驗課程經驗較少等原因，本課程并未很好的發揮應有的作用。因此有必要總結過去的教學經驗，并結合新的實驗設備情況對本課程的教學內容、教學方法、考核方式等進行一些改革。

1　《自動化制造系統綜合實驗》教學現狀分析

1.1教學內容：本綜合實驗課程目前開設四個子實驗

（1）傳感器實驗，主要內容是識別多種不同類型的傳感器，掌握其功能及工作原理；

（2）氣動元件實驗，主要內容是了解氣動系統的組成，識別各種不同的氣動元件，掌握其原理和繪制氣動原理圖的方法；

（3）西門子S7-200 PLC編程實驗，主要內容是學習西門子S7-200 PLC編程軟件的使用，并編寫及調試系統控制程序；

（4）組態軟件應用實驗，主要內容是學習三維力控工控組態軟件的使用，并編寫系統聯機控制程序。以上四個子實驗基本涵蓋了自動化制造系統實驗平臺所涉及的主要知識與技術，但是對于“偏機類”學生比較薄弱的電氣設計、電路連接等方面卻沒有開設相應的實驗。

1.2教學方法

目前傳感器實驗和氣動元件實驗主要采用講解法和演示法，即對照實物給學生進行講解，并且演示其動作。這樣能使學生對學習對象有一個直觀的感性知識，把書本上的理論知識和實際事物聯系起來，有助于對所學理論知識的深入理解、記憶和鞏固。不足之處是學生缺少自己動手實際操作的過程，不利于對學生實踐動手能力的培養。PLC編程實驗和組態軟件應用實驗則是將4到5名學生分為一組，共用一臺實驗設備進行程序的編寫以及調試。但是在實際實驗過程中往往只有1、2名學生在編程及調試，其余的學生只能在邊上看或者干脆做別的事情，導致實驗效果不理想。

1.3考核方式

目前采用平時成績（主要是出勤情況）占總成績40%，實驗報告占60%的考核方式。考核方式比較單一，無法調動起學生的積極性，并且由于實驗報告存在抄襲現象，因此不能真實的反映出學生的實驗情況。

2　《自動化制造系統綜合實驗》教學改革及實踐

由于實驗室新購買了6臺實驗設備，現共有12臺設備可供學生實驗，硬件條件大為改善，因此在教學內容與教學方式的安排上可展開的余地更大。再針對以上教學現狀中的一些不足之處，就教學內容、教學方法和考核辦法等方面對本課程進行一些改革。

2.1教學內容

本課程將開設六個子實驗：(1)傳感器實驗；(2)氣動元件實驗；(3)電路設計及連接實驗；(4)西門子S7-200 PLC接線實驗；(5)西門子S7-200 PLC編程實驗；(6)組態軟件應用實驗。針對“偏機類”學生的薄弱環節電路連接方面，增加開設了電路設計及連接實驗和PLC接線實驗，減少PLC編程實驗和組態軟件編程實驗的課時比重，著重培養學生的實踐動手能力及實際工程應用能力。

2.2教學方法

傳感器實驗、氣動元件實驗、電路設計及連接實驗和PLC接線實驗采用演示講解為輔，學生動手實踐為主的方法。這樣既可以使學生把動手實踐內容同書本知識聯系起來，以獲得比較完整的認識，又能夠培養他們的獨立探索能力、實際操作能力和研究事物的興趣。PLC編程實驗和組態軟件應用實驗仍然以老師講解編程方法和要求為輔，學生動手編程、調試為主。但是因為實驗設備增加，同組實驗的學生人數由4到5人減少到2到3人，因此實驗效率和效果都將顯著提高。

2.3課程考核辦法

目前的考核辦法比較單一，除了平時成績之外只有實驗報告成績，但是僅憑一份實驗報告成績并不能全面客觀的反映出學生真實的實驗情況，抄襲現象也屢見不鮮。因此根據改革后的教學內容和教學方法對課程考核辦法也做出相應的改革：平時成績占總成績的40%，六個子實驗各占10%。其中傳感器實驗、氣動元件實驗、電路連接實驗和PLC接線實驗的考核采用隨堂提問及實驗報告相結合的方式；PLC編程和組態軟件應用實驗的考核采用檢查程序及課堂提問的方式。增加課堂提問的考核方式既可以及時了解學生的實驗情況，又可以充分調動學生的積極性。采用涵蓋所有實驗內容的多種形式的考核辦法有助于客觀真實地評價出學生對本課程的學習情況和知識掌握情況。

2.4改革實踐情況

通過對《自動化制造系統綜合實驗》課程教學內容、教學方法及考核方式的改革，充分調動學生的學習積極性和參與性，突出了學生在教學實踐活動中的主體地位。其中部分改革內容已經應用到當前的教學過程之中，比如隨堂提問的檢查形式，取得了較好的效果，學生對實驗表現出了較高的興趣，實踐動手能力也得到了很好的鍛煉。由此可見，本課程的教學改革，對增強教學效果，提高教學質量，加強學生綜合能力的培養等方面都將起到一定的推動作用。現今社會越來越重視綜合應用型人才，因此培養出具有知識的綜合運用能力和創新精神的人才，是教育教學改革的首要目標。

參考文獻：

[1]張根保.自動化制造系統[M].北京：機械工業出版社,2003.

[2]趙兵.《自動化制造系統》課程教學改革與探索[J].裝備制造技術，2014(04).

[3]莊熙星.機電一體化實驗教學探索與實踐[J].實驗室科學,2009(03).

[4]邵園園,玄冠濤.機電一體化實驗教學改革探索與實踐[J].中國現代教育裝備,2010(09).

DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.233