《PLC应用技术》课程标准（含课程思政）

《PLC应用技术》课程标准56学时3.5学分《PLC应用技术》是自动化类专业核心课程。本课程采用线上线下混合式教学，与企业深度合作，实施以职场典型工作任务为驱动的项目化教学，开展尊重学生个体差异的多维度混合式增值评价，为培养有社会责任感和敬业精神，健全人格与健康体魄，规则意识与创新思维，具有一定的蓝海视野，勇于交流，具备终身学习能力，能胜任自动化类专业岗位，长于技术应用的高素质技术技能人才奠定坚实基础。本课程应在《电路基础》、《模拟电子技术基础》、《电机应用技术》《工厂电气控制技术》等课程之后开设，以获取本课程所需的电路基础、低压电器等专业基础知识，为后续课程《机器人技术基础》、《自动控制系统》等课程提供储备。一、课程目标教学总目标：本课程以立德树人为根本，以培养学生职业能力为目的，根据自动化类专业人才培养目标，针对电气工程技术岗位对PLC技术的设计操作能力要求，瞄准电气设备安装调试岗位职业能力，结合1+X可编程控制系统集成证书中级职业能力要求，重构了以“门座港口起重机控制系统”为典型工作任务为主线的教学内容，采用OBE理念，构建“理虚实创思”教学策略，让学生熟悉PLC基本指令、定时器计数器、顺控指令等，能分析项目任务，撰写设计方案，严格按照电气操作规范进行电气操作，独立查找文献，实现控制系统的设计、调试与故障分析，培养分工协作、安全规范操作、解决问题、精益求精的工匠精神。课程分目标为：M—1：掌握PLC工作原理、基本指令、通信方式；M—2：能够分析项目任务，撰写设计方案，选择合适的PLC及硬件配置，设计并调试程序，建立通信，熟练使用仿真软件，整理文档；M—3：培养团结协作，沟通交流，创新能力；提升学生的安全意识，质量意识；M—4：能够用PLC完成门座式起重机起升机构系统项目的设计及调试；M—5：能够综合应用电子技术、传感器技术、电机应用技术、电气控制技术；M—6：能够完成门座式起重机电气控制系统起升、运行、抓斗等设计及仿真；M—7：所有学生完成项目的硬软件设计（基础版）；善于思考、钻研的学生可完成项目的改造和创新；实践动手强的学生可进行项目的工艺优化；M—8：学生能够适任电气安装与调试岗位（操作司机——一线主管——部门经理）。M—1Z—1●●●●●●N—1●●●●●●●●●●●●●S—1●●●●●●二、课程内容、要求及学时分配1.主要教学内容《PLC应用技术》依据国家教学标准和自动化类专业人才培养方案，对接企业标准，结合岗位要求和本专业实际情况，将教学内容重构为3个模块、10个项目。图2课程项目设计序号项目/任务内容及要求学时备注1项目一PLC基本模块的使用项目二PLC编程软件的使用1、了解PLC的硬件结构；2、了解PLC的输入、输出电路形式；3、了解编程软件的界面及功能；4、会将PLC与计算机连接、学会PLC编程软件安装；5、会对PLC的输入、输出进行外围接线；6、会使用PLC编程软件；7、建立做事认真负责、目标明确、分工明确、相互协作的团队意识；8、培养耐心细致刻苦的技术钻研精神；9、培养善于提出问题、分析问题和解决问题的研究攻关能力。4实验3学时研讨1学时2项目三PLC实现电机启停控制1、理解基本逻辑指令和输入继电器、输出继电器和辅助继电器的功能和用法；2、掌握电路编程的基本方法；3、能正确编写PLC实现电动机启停控制的梯形图程序；4、能用仿真软件画出PLC实现电动机启停控制电路并进行仿真调试；5、能根据系统方案要求，完成PLC控制器及扩展模块的选型；6、具备安全意识、规范意识；7、养成乐于自主探究的学习兴趣；8、具备良好的沟通能力和团队合作能力。4实验3学时研讨1学时3项目四PLC实现电机正反转控制1、能使用电气绘图软件，完成电气原理图绘制；2、掌握正反转电路编程的基本方法；3、掌握电气互锁编程的基本方法；4、能用仿真软件画出PLC实现电机正反转控制电路并进行仿真调试；5、能正确编写PLC实现电机正反转控制的梯形图程序；6、能根据硬件配置，完成变量表绘制；7、具备安全意识、规范意识；8、养成整理工位、清理卫生的好习惯。4实验2学时研讨2学时4项目五PLC实现带式传送机控制1、理解定时器、加/减计数器的功能和用法；2、能正确编写PLC实现带式传送机控制的梯形图程序；3、能用仿真软件画出PLC实现带式传送机控制并进行仿真调试；4、能根据任务要求，完成基本逻辑控制程序调试；5、能根据系统设计要求，完成控制器及扩展I/O硬件组态；6、具备安全意识、规范意识；7、养成查阅参考文献和文档整理的习惯。4实验2学时研讨2学时5项目六PLC实现电葫芦控制1、了解顺序功能图的基本知识；2、理解顺序功能图的核心思想；3、能根据任务使用编程软件，实现顺序逻辑控制；4、能正确绘制顺序功能图，并编写PLC程序实现基于PLC电葫芦控制功能；5、能对PLC电葫芦PLC控制进行调试与故障排除；6、具备安全意识、工程规范意识。4实验2学时研讨2学时6项目七基于PLC物料小车往返控制系统1、能正确绘制顺序功能图，并编写PLC程序实现基于PLC物料小车往返控制功能；2、能根据任务，实现通信控制；3、能进行项目任务文档整理；4、培养创新思维能力与沟通能力；5、形成良好的团队合作意识。4实验3学时研讨1学时7项目八基于PLC的多种液体混合装置电路设计1、按控制要求完成液体混合装置控制系统功能流程图；2、掌握顺序、选择、循环等功能流程图画法，掌握功能流程图的四个注意事项；3、掌握起保停电路设计转换法；4、能正确编写PLC实现液体混合控制的梯形图程序；5、能用仿真软件画出PLC实现液体混合控制电路并进行仿真调试；6、能在PLC控制台对PLC实现液体混合控制进行接线调试和故障排除；7、具备人身安全、设备安全意识、操作规范意识；8、养成整理工位、及时整理打扫卫生的习惯。8实验6学时研讨2学时8项目九PLC实现搬运机械手臂控制系统的电路设计1、理解机械手工作过程，运行状态及触发条件；2、掌握机械手搬运编程的基本方法；3、掌握自动运行编程的基本方法；4、能用画出搬运机械手的状态转移图；5、能正确编写搬运机械手自动运行的梯形图程序，机械手单步、手动、初始（回原点）等功能的仿真；6、能在PLC控制台对搬运机械手自动方式进行接线调试和故障排除，在不同模式下进行转换；7、具备安全意识、规范意识；8、养成乐于自主探究的学习兴趣；9、具备良好的沟通能力和团队合作能力。12实验8学时研讨4学时9项目十基于PLC的门座起重机控制系统设计1、理解港口起重机的机构原理；2、掌握港口门座起重机的工作原理；3、能设计港口起重机电机变频器控制设计原理图；4、能对港口起重机控制PLC硬件系统和软件系统设计，实现变频驱动的工业以太网控制；5、能根据故障现象，进行控制系统电气设备故障排查；6、具备工程现场安全和规范意识；7、养成正确整理项目文档资料的职业素养。12实验6学时研讨6学时合计5656学时三、课程思政设计教学内容精心映射“复工复产”、“精益求精”、“大国工匠”等时代热点思政主题，弘扬爱国爱民、创新可控的时代主旋律。在实训中，通过接线、清理工位，参与实训室设备的清扫和整理，培养学生吃苦耐劳的劳动精神。安排学习身边的南京市劳模—优秀毕业生明州码头史俊峰事迹，全国劳模—江苏海事学院产业教授沙夕兰等事迹视频，“安全素养、标准规范”职业精神的同时，培养学生精益求精的工匠精神。图1课程思政映射点四、师资队伍1.师资配置：课程教学团队共计15人，其中校内专职教师12名，校外兼职教师3名。其中，校外兼职教师曾任企业总工程师，具有电气、机电、船港设备实操与管理经验。本课程配有课程负责人1名，江苏省青蓝工程优秀骨干教师，副教授，维修电工技师，维修电工高级考评员，机电一体化技术专业带头人，有着丰富的专业建设和教学实践经验。课程团队中理论兼实践教学主讲教师8人，8人均有丰富的教学经验，均在省级以上教学比赛中获奖，本课程的教龄均为8年以上；参与辅导教师经验丰富，具有电气自动化设备维护与管理的实际工作经验，能够胜任本课程的在线辅导工作；参与在线教学网站建设教师4人，技术支持教师4人。2．学历结构：《PLC应用技术》课程团队现有15名教师，博士3位。3．年龄结构：本课程是理论与实践教学结合课程，主要以具有丰富实践经验的中青年教师为主。45岁以下青年教师8名，保证了该课程相关技术知识的及时更新，有助于课程网站可持续发展。4．学缘结构：团队教师主要毕业于南京理工大学、上海理工大学、东南大学、武汉水运学院等大学，行业特征明显，学缘结构合理。5．职称、双师型结构：副教授、高级工程师5人，中级职称（讲师）8人，中高级职称以上的教师占100%，双师型教师15人，7人为维修电工高级考评员。五、教材、资源及教学参考1．主体教材（1）必须依据本课程标准编写或选用教材，教材应贯彻“以全面素质为基础，以能力培养为本位”的原则，重点突出“必需、够用”原则；（2）教材在内容上应简洁实用，应能根据现代电气设备的最新技术发展趋势及时更新，注意及时把新知识、新技术、新理念融入到教学中去，主动适应社会经济发展的需要；（3）教材应以学生为本，文字通俗、表达简练，内容展现应图文并茂，图例与案例应引起学生的兴趣，重在提高学生学习的主动性和积极性；（4）教材中注重实践内容的可操作性，强调在操作中理解与应用理论，融入课程思政。本课程选用《PLC应用技术项目课程—西门子S7—200Smart》，丁金林王峰主编，第二版（融入课程思政），机械工业出版社，2021.10出版2.线上课程《PLC应用技术》，团队负责人季明丽，职教云教学平台3.教学参考西门子S7—200电子手册、自编活页式项目化教材、中国工控网等。五、教学组织基于OBE教学理念，创新提出针对线上线下混合教学的“理、虚、实、创、`思”五阶段教学策略。理：借助专业教学资源库和职教云平台“PLC应用技术”国家级精品资源共享课程，实现“名师名课”随看随学，授课教师针对学生疑难问题进行个性化指导；虚：以虚拟仿真软件、三维动画软件实现虚拟训练，置身工业控制场景，提高学生岗位意识；实：充分利用PLC综合实训室、PLC创新实训室及PLC开发平台、涉及PLC大赛设备等夯实技能基础；创：依托PLC创新实验室，带领学生研发PLC相关控制系统，如海水淡化、鱼菜共生绿色生态系统，培养学生的创新创业能力；思：充分融入课程思政元素，通过身边的优秀学生事迹，劳模精神的渗透，让学生浸润式学习，潜移默化中培养提升学生的职业能力、对职业的认同感。以“门座起重机电气系统PLC控制”为任务主线，课程任务贴近企业实际，贴合实际工作岗位需求，营造学生职业场景环绕感；采用理实一体化课程组织形式——包含情景导入、知识学习、虚拟仿真、实训操作、评价展示五部分，各环节采用游戏教学法、小组合作探究法等多种教学方法，调动学生积极性、提高学生注意力；采用职教云、腾讯课堂、虚拟仿真和实操练习四平台联动线上线下结合，攻克学生怕编程实操问题；采用分组法，使学生更了解真实工作过程及岗位要求，同时增加优秀毕业生、业界劳模【优秀毕业生】等互动机会，破解分析解决、表达的能力问题，增强团队协作意识，职业自信、职业认同度；依托平台和课堂数据分析进行多维教学评价，通过教学评价测评教学目标促进教学改进。课程所有知识点全部配套教学视频，视频在呈现上实现了素材形式多样化，有案例、图片、实景等，对于某些复杂枯燥的和语言文字难以描述的知识点，制作了教学动画，最大程度提高了学习者的学习体验感。通过设置“课堂讨论”、“在线作业”、等方式将课堂交给学生，学生中心，教师引导，学生参与度相对提高。围绕教学目标和教学内容的需要，本团队目前已经完成的资源建设情况如下：eq\o\ac(○,1)视频资源1+47+14课堂教学条。包括课程介绍、项目化教学、现场教学等视频。eq\o\ac(○,2)非视频资源近500条。包含图片、课件，微课、使用手册，延展阅读资料，相关文献等教学资源。eq\o\ac(○,3)习题≥300条。习题分为测试与作业，其中选择题测试可用于学生对所学内容自测自评，编程作业需学生拍照上传，授课教师批改。成绩均计入总评。④试卷库。题型为客观题，编程设计题（问答）选择题可以让每位学生的试卷随机组卷自行复习测试，可组合出考试卷。eq\o\ac(○,5)讨论区。将教学内容的重点和难点作为讨论话题，加强学生的理解。学生使用讨论区提问，教师团队及时解答，为师生之间、生生之间的有效沟通提供有效的平台。需进阶学习学生：个性化题库建设、在线互动、引导创新（分为软件设计、硬件接线、通信等几个方向）需加强基础知识学生：帮扶（小组互助）、个别辅导语言表达能力较弱的学生：成果汇报、方案展示、鼓励引导文字表达能力较弱的学生：撰写项目报告、整理文档、标准模板展示、教师点评六、课程考核评价体系诊断性评价形成性评价总结性评价反馈性评价评价方法交谈口头报告问卷调查行为观察（形成能力雷达图）日常表现实际操作实作成品口头报告过程档案设计制作结果档案项目报告问卷调查实际操作评价者教师评价自我评价教师评价同学评价（组间、组内）教师评价同学评价（组间、组内）教师评价评价时间课程开始每一个项目子任务进行一次课程结束贯穿课程评价后果低风险高风险中风险低风险权重分配5%70%20%5%评价方案：在线学习（10%）+过程性考核（40%）+