本文引進(jìn)典型電氣控制項(xiàng)目“節(jié)能環(huán)保中水回用水處理廠智能控制系統(tǒng)”來輔助電氣控制及plc可編程項(xiàng)目教學(xué)的開展，以實(shí)際工程項(xiàng)目為基礎(chǔ)來設(shè)計(jì)教學(xué)模塊、開展教學(xué)，使電氣控制及plc中的應(yīng)用課程的絕大多數(shù)知識點(diǎn)都能在該項(xiàng)目中得以體現(xiàn)和應(yīng)用，學(xué)生感受真實(shí)項(xiàng)目、學(xué)以致用，同時項(xiàng)目具有綜合性，鍛煉學(xué)生項(xiàng)目設(shè)計(jì)能力，提高綜合素質(zhì)，教學(xué)效果良好。
電氣控制及plc應(yīng)用課程是電氣控制及自動化專業(yè)的主干課程，其內(nèi)容與工程應(yīng)用緊密結(jié)合，在工業(yè)自動化控制、智能儀器儀表、精密加工、數(shù)控機(jī)床以及機(jī)電一體化技術(shù)等領(lǐng)域中得到日益廣泛的應(yīng)用。本課程是（我校）電氣工程及自動化教育專業(yè)和機(jī)械工程及自動化教育的專業(yè)必修課。通過本課程的學(xué)習(xí)，除了讓學(xué)生學(xué)習(xí)電氣控制和plc可編程控制器應(yīng)用技術(shù)基本知識外，還以提高學(xué)生的素質(zhì)和全面能力為宗旨。具體教學(xué)要求是熟悉常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、工作原理、特性及應(yīng)用，掌握繼電接觸器控制系統(tǒng)基本分析和設(shè)計(jì)能力，掌握典型電氣控制電路的分析和設(shè)計(jì)方法，掌握可編程控制器的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，熟練掌握基本邏輯指令的應(yīng)用，掌握步進(jìn)順控指令編程方法及應(yīng)用，了解plc網(wǎng)絡(luò)及通訊基本知識，繼電接觸器控制系統(tǒng)基本分析能力，特別是掌握典型電氣控制電路的分析能力，重點(diǎn)是s7-224/s7-300可編程序控制器的編程技術(shù)、通信模式及調(diào)試技巧。
項(xiàng)目教學(xué)是以項(xiàng)目實(shí)施為主線有效組織理論和實(shí)踐知識，師生共同實(shí)施并完成一個“項(xiàng)目”為主要學(xué)習(xí)方式的教學(xué)活動，是建立在建構(gòu)主義和情景學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上體現(xiàn)行動導(dǎo)向教育理念的教學(xué)方法，將傳授知識為主的傳統(tǒng)教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橐酝瓿身?xiàng)目、職業(yè)體驗(yàn)和解決問題為主的多維互動式的教學(xué)模式，在職業(yè)教育的專業(yè)課程教學(xué)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。通過項(xiàng)目實(shí)施過程，讓學(xué)生學(xué)習(xí)必要的理論知識及掌握必備的專業(yè)技能，突出知識的學(xué)習(xí)服務(wù)于職業(yè)能力的建構(gòu)。
一、電氣控制及plc應(yīng)用項(xiàng)目教學(xué)模塊
實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)，項(xiàng)目的選取要具有典型性、代表性和全面性，以往的教學(xué)選取的項(xiàng)目經(jīng)常基于小項(xiàng)目來教學(xué)，僅能說明一個知識點(diǎn)或某個問題，綜合知識無法體現(xiàn)，這樣各知識點(diǎn)之間彼此孤立，章節(jié)的聯(lián)系比較匱乏，彼此的知識點(diǎn)無法連貫，邏輯關(guān)系無法得到梳理，不能對學(xué)生的綜合能力進(jìn)行鍛煉。然而學(xué)生畢業(yè)后往往面對的是比較綜合的工程項(xiàng)目，而他們的知識結(jié)構(gòu)是孤立的，面對綜合設(shè)計(jì)一個項(xiàng)目不知道從何處下手，尤其是既需要分析、設(shè)計(jì)又要安裝調(diào)試的復(fù)雜的項(xiàng)目無從下手了。學(xué)生不能立即投入到生產(chǎn)實(shí)踐中，無奈還要從頭學(xué)起。
基于以上的問題，在展開項(xiàng)目教學(xué)法實(shí)施過程中，選取一個比較綜合典型的真實(shí)項(xiàng)目——節(jié)能環(huán)保中水回用水處理廠智能控制系統(tǒng)來進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。參照教學(xué)大綱和緊扣教材內(nèi)容，根據(jù)項(xiàng)目組成設(shè)計(jì)以下主要教學(xué)模塊：（1）項(xiàng)目教學(xué)實(shí)施前準(zhǔn)備工作及模擬招投標(biāo)介紹；（2）中水回用水廠供配電介紹及用電安全；（3）中水回用水廠的用到的低壓電器設(shè)備教學(xué)及知識點(diǎn)學(xué)習(xí)；（4）提升泵房、反沖濾池、加礬加氯、送水泵房儀器儀表的電氣控制原理圖、元器件布置圖及施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)；（5）提升泵、鼓風(fēng)機(jī)、反沖泵、送水泵的不同啟動形式設(shè)計(jì)；（6）s7-200（含7個從站）和s7-300（含2個主站）plc設(shè)計(jì)及編程；（7）主站plc與各從站的proface-bus及中控制室的通信實(shí)現(xiàn)；（8）主站plc觸摸屏編程及中控室的主機(jī)系統(tǒng)組態(tài)；（9）整個中水回用系統(tǒng)與intenet通信；（10）項(xiàng)目的竣工及驗(yàn)收—課程總結(jié)。隨著自動化生產(chǎn)的發(fā)展，該課程涉及到許多新知識、新技術(shù)領(lǐng)域。我們以加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)為突破口，以創(chuàng)新為契機(jī)，構(gòu)建以項(xiàng)目為載體的理論實(shí)踐一體化教學(xué)模式，符合技術(shù)師范本科專業(yè)的培養(yǎng)特點(diǎn)和定位，既要具備工程性，又要具備師范性，通過課程和專業(yè)訓(xùn)練使學(xué)生成為具有“講師”、“工程師”等知識和能力結(jié)構(gòu)的“雙師型”人才。
二、項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)：
1.項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)
（1）選擇合適的配套教材。我們將電氣工程及自動化教育和機(jī)械工程及自動化教育的專業(yè)崗位對電氣方面的知識和技能需求為目標(biāo)，以就業(yè)單位人才需要為基準(zhǔn)，結(jié)合技術(shù)師范培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)選擇教材。以現(xiàn)行主流plc為參考，以必需、實(shí)用知識為主，加強(qiáng)學(xué)生電氣控制技能的培養(yǎng)，教材的內(nèi)容包括常用低壓控制電器、電氣控制線路的基本原則和基本環(huán)節(jié)、plc可編程控制器基礎(chǔ)、s7-200plc的系統(tǒng)配置及質(zhì)量系統(tǒng)、setp7-micro/win32編程軟件、s7-300和s7-400plc系統(tǒng)配置與編程及通信及網(wǎng)絡(luò)等；被選取的項(xiàng)目與教材結(jié)合緊密，涵蓋的知識比較吻合，也是現(xiàn)在自動化行業(yè)及大學(xué)競賽的主流技術(shù)。
（2）項(xiàng)目實(shí)施前，先完成模擬投標(biāo)及中標(biāo)過程，讓學(xué)生明白項(xiàng)目實(shí)施過程中必經(jīng)的流程和步驟，體會真實(shí)項(xiàng)目的投標(biāo)中標(biāo)和方案實(shí)施的過程。標(biāo)書設(shè)計(jì)就是按項(xiàng)目模塊來分類，每進(jìn)行一個模塊就是完成標(biāo)書方案中的一部分。
3）項(xiàng)目教學(xué)模塊借助組態(tài)軟件給出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組態(tài)圖，標(biāo)出了每個模塊應(yīng)完成的項(xiàng)目任務(wù)，根據(jù)模塊工作量和知識的多少合理安排課時。每個模塊預(yù)先提出問題，讓學(xué)生先思考，鼓勵學(xué)生發(fā)揮與創(chuàng)新，根據(jù)學(xué)生人數(shù)，恰當(dāng)分組，每組模擬為一個施工團(tuán)隊(duì)，選出隊(duì)長，由其對整個組的人員進(jìn)行協(xié)調(diào)分工，課前每組先設(shè)計(jì)一套實(shí)施項(xiàng)目模塊的方案，課間展開討論，老師甄別或指出最佳方案及實(shí)施方法，課后留給學(xué)生擴(kuò)展的空間。
（4）對要完成的項(xiàng)目教學(xué)任務(wù)要提出具體要求。如基本的工廠供配電；常用的低壓電器；基本的電氣控制及啟動方式；電氣原理圖、元器件圖、施工圖繪制；plc編程、通信、組態(tài)等。課后要求學(xué)生提交項(xiàng)目教學(xué)實(shí)訓(xùn)報(bào)告，電子圖紙，學(xué)生團(tuán)隊(duì)自己評價，教師講評驗(yàn)收。
（5）師生共要明確項(xiàng)目教學(xué)過程中要重點(diǎn)鍛煉和加強(qiáng)的知識點(diǎn)。力求既全面又重點(diǎn)突出，能最大限度的鍛煉技能；對于項(xiàng)目實(shí)施過程中可能遇到的難點(diǎn)，要及時為學(xué)生重點(diǎn)講解及輔助突破。
（6）每個項(xiàng)目模塊怎么實(shí)施，什么時間實(shí)施計(jì)劃要詳盡、人員分工要明確。幫助學(xué)生完成各個項(xiàng)目模塊的實(shí)施內(nèi)容及計(jì)劃表，開學(xué)二周制定好計(jì)劃，同時要及時拓展學(xué)生視野，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)制定良好激勵機(jī)制和完善的管理制度，立爭協(xié)調(diào)高效的完成項(xiàng)目任務(wù)。
三、項(xiàng)目教學(xué)具體實(shí)施：
（1）在理論教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用電機(jī)拖動及自動控制原理的基礎(chǔ)知識，分析plc專業(yè)課程編程內(nèi)容，強(qiáng)化閉環(huán)控制模型知識的掌握，使學(xué)生能在項(xiàng)目實(shí)施過程中體會plc的智能控制思路。
（2）強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，以實(shí)際的節(jié)能環(huán)保中水回用水廠電氣設(shè)備的基本功能、結(jié)構(gòu)組成及電路工作原理的分析為重點(diǎn)，讓學(xué)生學(xué)會分析復(fù)雜的實(shí)際電氣設(shè)備的工作原理，具備識讀電路圖、繪制電路圖、設(shè)計(jì)電路圖的能力。在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生安裝、調(diào)試、維修及維護(hù)自動化常用電氣設(shè)備的能力。對重點(diǎn)應(yīng)用知識在實(shí)訓(xùn)室訓(xùn)練，學(xué)生自評，教師嚴(yán)格考評，直到達(dá)到教學(xué)目標(biāo)為止。
（3）教師將自動化現(xiàn)場實(shí)際搜集的智能電氣設(shè)備及相關(guān)資料補(bǔ)充到課堂中，并從網(wǎng)絡(luò)搜索相關(guān)智能電氣控制系統(tǒng)新技術(shù)，利用組態(tài)軟件做成展示項(xiàng)目，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)展示工程項(xiàng)目的技術(shù)細(xì)節(jié)，如煤礦絞車提升系統(tǒng)、遠(yuǎn)程恒壓供水系統(tǒng)、電廠脫硫智能控制系統(tǒng)等，使學(xué)生直觀、方便地學(xué)到先進(jìn)的專業(yè)技術(shù)知識。
（4）將計(jì)算機(jī)輔助軟件的使用引入教學(xué)中，如pro/e繪制電氣原理圖，setp7-micro/win32編程軟件、組態(tài)6.53的使用、gp-2500觸摸屏的軟件編程等，使學(xué)生既學(xué)到知識的理論知識也拓展了知識面，使他們明白現(xiàn)代化的電氣控制系統(tǒng)是很多先進(jìn)技術(shù)協(xié)調(diào)服務(wù)和集成的綜合效果。
四、教學(xué)考評方法：
（1）設(shè)置學(xué)生自我評價機(jī)制，其包括學(xué)生自我評分，也包括組長對每個成員的打分。
（2）設(shè)計(jì)項(xiàng)目教學(xué)驗(yàn)收表格，細(xì)化子項(xiàng)目注意事項(xiàng)的考評。
（3）每人必須對項(xiàng)目調(diào)試通過，并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
（4）考評計(jì)入平時成績，同時加大該項(xiàng)考核在總成績的比重。
五、項(xiàng)目教學(xué)效果：
實(shí)踐證明，整體性項(xiàng)目教學(xué)法的設(shè)計(jì)能加強(qiáng)學(xué)生綜合能力素質(zhì)的培養(yǎng)，提高專業(yè)課教學(xué)效率，更重要就是通過該項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施，可以有效鍛煉學(xué)生的總體能力素質(zhì)的培養(yǎng)，在課程學(xué)習(xí)期間就獲得了解決實(shí)際工程項(xiàng)目的真實(shí)經(jīng)驗(yàn)，打破實(shí)踐與教學(xué)脫離的尷尬局面，幫助學(xué)生走出困境。項(xiàng)目教學(xué)法實(shí)施兩年來，學(xué)生具備申報(bào)國家級大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目的能力，并能參與到具體項(xiàng)目設(shè)計(jì)和施工中，而且畢業(yè)生特別受用人單位青睞。