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摘要：知识面广、动手能力强已成为用人单位选拔人才的重要标准。实践教学是培养锻炼学生动手能力最为重要的环节。立足所在贝加莱联合实验室的实践平台，在分析各实践教学环节特点基础上，初步探索了可编程控制器内容的系统化实践教学成效。
关键词：实践教学；动手能力；系统化；可编程控制器
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）35-0158-02
实践教学是巩固理论知识和加深对理论认识的有效途径，是培养具有创新意识的高素质工程技术人员的重要环节，是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要平台。相对于理论教学而言，实践教学是教学过程中最薄弱的环节。[1]随着用人单位对毕业生动手能力要求的日益提高，各工科院校纷纷意识到加强实践环节的重要性。为更好地开展实践教学，我校在教学工作中认真贯彻落实党和国家教育方针政策，组织召开了和实践教学专题工作会议，坚持内涵发展，以推进教学方法和手段改革为重点，以提升教师教学水平为抓手，狠抓质量、突出特色、优化结构、科学发展，努力实现跨越式发展。为积极响应学校的号召，贝加莱联合实验室依托所具有的先进设备平台，结合自动化和电气专业的培养方案，在可编程控制方面初步进行了系统化实践教学体系的有益探索。
一、贝加莱联合实验室概况
贝加莱联合实验室由河南工业大学和贝加莱工业自动化有限公司于联合共建，总投资300万元，面积近400平方米。在积极借鉴其他友好联合实验室建设经验的基础上，突出河南工业大学在制造业自动化、楼宇自动化方面的特色与优势，建设面向工程实践环境的完美自动化联合实验室。
实验室配有16套PCC基础教学设备、8套集成自动化控制系统实验装置和2套过程自动化实验装置。硬件产品涵盖了贝加莱公司的PCC控制器、仿真器、人机操作面板、运动控制和工业PC五大产品系列。其中，控制器全部为X20系列的高性能CPU和I/O；人机界面有PP300系列高端控制显示屏；在运动控制方面，配置了ACOPOS系列驱动器及8LS系列永磁同步电机等。[2]
该实验室主要承担我院本科生可编程控制器、电气控制与PLC、运动控制、现场总线等课程的实践教学、学科竞赛及毕业设计等实践教学任务。学生可以接触并学习到最前沿的自动化控制技术，在工程环境中提高动手操作能力与科研能力，为步入社会提升竞争力奠定坚实基础。
二、主要实践环节任务及问题分析
1.课程设计
“课程设计”是高校人才培养体系中的一个重要的实践教学环节。在课程设计过程中，要求学生根据具体的设计题目，运用所学的知识，独立地进行设计和实验。[3]在施行过程中，由于实验设备数量少、经费不足等原因，造成了以下问题：题目呆板，选择余地太少；学生可以从网上下载抄袭、请同学代做等问题。
2.开放性实验
“开放性实验”是一门依托于开放实验室的专业选修课，一般为18学时。由于选课学生年级分布不均，一些依托课程没有开展，所以造成了学生学习过程吃力、短时间无法独立完成项目设计。
3.创新设计
创新设计是本科培养方案中较为关键的一环，一般放在大四上学期期末进行，为期四周。由于学生多集中在这个时间找工作、考研，所以很难集中注意力进行创新设计。
4.毕业设计
毕业设计是教学过程的最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节。[4]学生可综合运用已学知识完成选题表规定的设计任务，收获学以致用的自信和喜悦。然而实际中，大部分同学仍忙碌于找工作和考研面试。加上一部分设计题目还需要学生自学大量的知识，所以效果上总体不是非常理想。
三、系统化实践教学措施
综合上述各重要实践教学环节的特点及问题，依托贝加莱联合实验室已有的充足实验室装置和场地，我们遵循系统化的实践教学体系思想，以可编程控制器为核心，进行了初步大胆地尝试。
1.开放性实验
由于上课前学生暂未开相关可编程控制器的课程，授课过程中，我们采取了“边讲边练、相互学习和强化巩固”的方式。例如，在讲授使用ST语言编程过程中，选择多步停顿法：第一步停顿在新建Project和Program之后，使学生能够进一步温习前面讲授的创建工程内容；第二步停顿在ST编制小程序后，让学生能仔细体会编程过程；第三步停顿在关联硬件后，使学生能够温习软硬件通讯的过程。边讲边练使学生可以零基础尽快熟悉一个全新的系统。相互学习指学生间在练习过程中，熟练的同学来指导不熟练的同学，既使学生相互促进、共同提高，又减轻了老师的负担。强化巩固指规定课时教授完成后，学生可通过预约使用实验室的设备。学生通过开放性实验的学习，通过手动拆装装置，掌握了可编程控制器硬件的特性、软件的操作和软硬件通信，完全不同于以往实验装置不让拆卸的境况。开放性实验内容如表1所示。
2.创新设计
创新设计的题目是在可编程控制器开放性实验基础上的进一步扩展。选题过程中，要求学生必须选修过可编程控制器相关课程。这样，联合实验室每年可承担大约30多人的创新设计任务。学生运用所学可编程控制器知识进行实际项目的初步开发，通过项目研究意义的调研、总体方案的论证、软硬件系统的设计及系统综合调试等步骤完成系统化的控制系统全方案设计。这一选拔过程，保证了进行设计的学生可以如期完成规定的任务。
3.毕业设计
毕业设计的互选阶段类似于创新设计。考虑到毕业设计规定的人数限制，所以要求所选学生必须进行过可编程控制器相关内容的创新设计，并表现优秀。设计内容需要在创新设计基础上进行进一步补充、完善：包括总体方案的完善设计、软件系统程序优化及界面扩展，使学生在毕业设计工作完成后无障碍地进行类似项目的开发。
4.其他认证培训及竞赛工作
实验室凭借充足的先进自动化装置，承担了中国自动化学会的河南工业大学ASEA自动化助理工程师培训工作。通过培训，学生可在开放性实验基础上深入学习，为创新设计及毕业设计打好基础。培训过程中涌现出的优秀学生选拔参加贝加莱学界联盟的建模竞赛。
为了更好的满足教学与系统化实践的培训的需要，我们先后编写了一些教材如《可编程控制器实验指导书》、《ASEA培训指导书》等相关资料。同时我们会搜集些往年的优秀毕业设计论文作为系统化培训授课时的例子，让参与培训者进行再现。每次培训产生的比较有创意的优秀作品也会加入到学院的资料库中，作为毕业设计论文的参考，为高质量的毕业论文选题提供了丰富的资料。无论是教师实践教学还是学生学习，互为补充的教学培训的教材，都可以提供一个较好的选择。同时也给实践教学增加了灵活性，给师生一个更为宽广的学习平台。
四、结论
到目前为止，贝加莱联合实验室已经从最初较为单一的开放性实验课教学方式，迅速发展到现在集开放性实验课、创新设计、毕业设计、资格认证培训等多功能于一身的复合教学体系。系统化多层次的教学体系，在一定程度上，较好地激发了师生的学习热情。随着实践平台使用的日益频繁，实践教学环节日益完善，教学效果也会越来越好。
参考文献：
[1]姜和，刘德蓉，王金波，等.高校实践教学改革与应用型人才培养[J].科技信息，2010，（25）.
[2]齐蓉，肖维荣.可编程控制器技术[M].北京：电子工业出版社，2009.
[3]何中林.大学课程设计的主要问题及其优化[J].信息与电脑（理论版），2012，（5）.
[4]杜启军，水志国.新建本科院校毕业设计工作问题分析与措施建议[J].中国电力教育，2010，（6）.
（责任编辑：韩晓英）
关键词：实践教学；动手能力；系统化；可编程控制器
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）35-0158-02
实践教学是巩固理论知识和加深对理论认识的有效途径，是培养具有创新意识的高素质工程技术人员的重要环节，是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要平台。相对于理论教学而言，实践教学是教学过程中最薄弱的环节。[1]随着用人单位对毕业生动手能力要求的日益提高，各工科院校纷纷意识到加强实践环节的重要性。为更好地开展实践教学，我校在教学工作中认真贯彻落实党和国家教育方针政策，组织召开了和实践教学专题工作会议，坚持内涵发展，以推进教学方法和手段改革为重点，以提升教师教学水平为抓手，狠抓质量、突出特色、优化结构、科学发展，努力实现跨越式发展。为积极响应学校的号召，贝加莱联合实验室依托所具有的先进设备平台，结合自动化和电气专业的培养方案，在可编程控制方面初步进行了系统化实践教学体系的有益探索。
一、贝加莱联合实验室概况
贝加莱联合实验室由河南工业大学和贝加莱工业自动化有限公司于联合共建，总投资300万元，面积近400平方米。在积极借鉴其他友好联合实验室建设经验的基础上，突出河南工业大学在制造业自动化、楼宇自动化方面的特色与优势，建设面向工程实践环境的完美自动化联合实验室。
实验室配有16套PCC基础教学设备、8套集成自动化控制系统实验装置和2套过程自动化实验装置。硬件产品涵盖了贝加莱公司的PCC控制器、仿真器、人机操作面板、运动控制和工业PC五大产品系列。其中，控制器全部为X20系列的高性能CPU和I/O；人机界面有PP300系列高端控制显示屏；在运动控制方面，配置了ACOPOS系列驱动器及8LS系列永磁同步电机等。[2]
该实验室主要承担我院本科生可编程控制器、电气控制与PLC、运动控制、现场总线等课程的实践教学、学科竞赛及毕业设计等实践教学任务。学生可以接触并学习到最前沿的自动化控制技术，在工程环境中提高动手操作能力与科研能力，为步入社会提升竞争力奠定坚实基础。
二、主要实践环节任务及问题分析
1.课程设计
“课程设计”是高校人才培养体系中的一个重要的实践教学环节。在课程设计过程中，要求学生根据具体的设计题目，运用所学的知识，独立地进行设计和实验。[3]在施行过程中，由于实验设备数量少、经费不足等原因，造成了以下问题：题目呆板，选择余地太少；学生可以从网上下载抄袭、请同学代做等问题。
2.开放性实验
“开放性实验”是一门依托于开放实验室的专业选修课，一般为18学时。由于选课学生年级分布不均，一些依托课程没有开展，所以造成了学生学习过程吃力、短时间无法独立完成项目设计。
3.创新设计
创新设计是本科培养方案中较为关键的一环，一般放在大四上学期期末进行，为期四周。由于学生多集中在这个时间找工作、考研，所以很难集中注意力进行创新设计。
4.毕业设计
毕业设计是教学过程的最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节。[4]学生可综合运用已学知识完成选题表规定的设计任务，收获学以致用的自信和喜悦。然而实际中，大部分同学仍忙碌于找工作和考研面试。加上一部分设计题目还需要学生自学大量的知识，所以效果上总体不是非常理想。
三、系统化实践教学措施
综合上述各重要实践教学环节的特点及问题，依托贝加莱联合实验室已有的充足实验室装置和场地，我们遵循系统化的实践教学体系思想，以可编程控制器为核心，进行了初步大胆地尝试。
1.开放性实验
由于上课前学生暂未开相关可编程控制器的课程，授课过程中，我们采取了“边讲边练、相互学习和强化巩固”的方式。例如，在讲授使用ST语言编程过程中，选择多步停顿法：第一步停顿在新建Project和Program之后，使学生能够进一步温习前面讲授的创建工程内容；第二步停顿在ST编制小程序后，让学生能仔细体会编程过程；第三步停顿在关联硬件后，使学生能够温习软硬件通讯的过程。边讲边练使学生可以零基础尽快熟悉一个全新的系统。相互学习指学生间在练习过程中，熟练的同学来指导不熟练的同学，既使学生相互促进、共同提高，又减轻了老师的负担。强化巩固指规定课时教授完成后，学生可通过预约使用实验室的设备。学生通过开放性实验的学习，通过手动拆装装置，掌握了可编程控制器硬件的特性、软件的操作和软硬件通信，完全不同于以往实验装置不让拆卸的境况。开放性实验内容如表1所示。
2.创新设计
创新设计的题目是在可编程控制器开放性实验基础上的进一步扩展。选题过程中，要求学生必须选修过可编程控制器相关课程。这样，联合实验室每年可承担大约30多人的创新设计任务。学生运用所学可编程控制器知识进行实际项目的初步开发，通过项目研究意义的调研、总体方案的论证、软硬件系统的设计及系统综合调试等步骤完成系统化的控制系统全方案设计。这一选拔过程，保证了进行设计的学生可以如期完成规定的任务。
3.毕业设计
毕业设计的互选阶段类似于创新设计。考虑到毕业设计规定的人数限制，所以要求所选学生必须进行过可编程控制器相关内容的创新设计，并表现优秀。设计内容需要在创新设计基础上进行进一步补充、完善：包括总体方案的完善设计、软件系统程序优化及界面扩展，使学生在毕业设计工作完成后无障碍地进行类似项目的开发。
4.其他认证培训及竞赛工作
实验室凭借充足的先进自动化装置，承担了中国自动化学会的河南工业大学ASEA自动化助理工程师培训工作。通过培训，学生可在开放性实验基础上深入学习，为创新设计及毕业设计打好基础。培训过程中涌现出的优秀学生选拔参加贝加莱学界联盟的建模竞赛。
为了更好的满足教学与系统化实践的培训的需要，我们先后编写了一些教材如《可编程控制器实验指导书》、《ASEA培训指导书》等相关资料。同时我们会搜集些往年的优秀毕业设计论文作为系统化培训授课时的例子，让参与培训者进行再现。每次培训产生的比较有创意的优秀作品也会加入到学院的资料库中，作为毕业设计论文的参考，为高质量的毕业论文选题提供了丰富的资料。无论是教师实践教学还是学生学习，互为补充的教学培训的教材，都可以提供一个较好的选择。同时也给实践教学增加了灵活性，给师生一个更为宽广的学习平台。
四、结论
到目前为止，贝加莱联合实验室已经从最初较为单一的开放性实验课教学方式，迅速发展到现在集开放性实验课、创新设计、毕业设计、资格认证培训等多功能于一身的复合教学体系。系统化多层次的教学体系，在一定程度上，较好地激发了师生的学习热情。随着实践平台使用的日益频繁，实践教学环节日益完善，教学效果也会越来越好。
参考文献：
[1]姜和，刘德蓉，王金波，等.高校实践教学改革与应用型人才培养[J].科技信息，2010，（25）.
[2]齐蓉，肖维荣.可编程控制器技术[M].北京：电子工业出版社，2009.
[3]何中林.大学课程设计的主要问题及其优化[J].信息与电脑（理论版），2012，（5）.
[4]杜启军，水志国.新建本科院校毕业设计工作问题分析与措施建议[J].中国电力教育，2010，（6）.
（责任编辑：韩晓英）