《自动化制造系统综合实验》教学改革与实践

陆　炜（南京航空航天大学金城学院机电工程系,南京　211156）



《自动化制造系统综合实验》教学改革与实践

陆炜
（南京航空航天大学金城学院机电工程系,南京211156）

摘 要：针对《自动化制造系统综合实验》课程当前教学中存在的问题与不足，结合实验室硬件条件以及培养综合应用型人才的目标，从教学内容、教学方法、考核方式等三方面对课程进行教学改革与实践。

关键词：自动化制造系统；综合性实验；教学改革

0　引言

《自动化制造系统综合实验》是机械工程以及机械电子工程专业的必修课程之一，是一门综合性和实践性都很强的专业课程。通过本课程的学习，不仅能使学生掌握自动化制造系统的设计理论、设计方法和关键技术，了解机电类产品设计、开发的流程，更重要的是帮助学生实现从理论到实际应用的过渡，在实践中培养解决实际工程问题的能力。由此可见，本课程是培养机电一体化综合应用型人才的重要实践课程。但是由于实验设备有限、综合性实验课程经验较少等原因，本课程并未很好的发挥应有的作用。因此有必要总结过去的教学经验，并结合新的实验设备情况对本课程的教学内容、教学方法、考核方式等进行一些改革。

1　《自动化制造系统综合实验》教学现状分析

1.1教学内容：本综合实验课程目前开设四个子实验

（1）传感器实验，主要内容是识别多种不同类型的传感器，掌握其功能及工作原理；

（2）气动元件实验，主要内容是了解气动系统的组成，识别各种不同的气动元件，掌握其原理和绘制气动原理图的方法；

（3）西门子S7-200 PLC编程实验，主要内容是学习西门子S7-200 PLC编程软件的使用，并编写及调试系统控制程序；

（4）组态软件应用实验，主要内容是学习三维力控工控组态软件的使用，并编写系统联机控制程序。以上四个子实验基本涵盖了自动化制造系统实验平台所涉及的主要知识与技术，但是对于“偏机类”学生比较薄弱的电气设计、电路连接等方面却没有开设相应的实验。

1.2教学方法

目前传感器实验和气动元件实验主要采用讲解法和演示法，即对照实物给学生进行讲解，并且演示其动作。这样能使学生对学习对象有一个直观的感性知识，把书本上的理论知识和实际事物联系起来，有助于对所学理论知识的深入理解、记忆和巩固。不足之处是学生缺少自己动手实际操作的过程，不利于对学生实践动手能力的培养。PLC编程实验和组态软件应用实验则是将4到5名学生分为一组，共用一台实验设备进行程序的编写以及调试。但是在实际实验过程中往往只有1、2名学生在编程及调试，其余的学生只能在边上看或者干脆做别的事情，导致实验效果不理想。

1.3考核方式

目前采用平时成绩（主要是出勤情况）占总成绩40%，实验报告占60%的考核方式。考核方式比较单一，无法调动起学生的积极性，并且由于实验报告存在抄袭现象，因此不能真实的反映出学生的实验情况。

2　《自动化制造系统综合实验》教学改革及实践

由于实验室新购买了6台实验设备，现共有12台设备可供学生实验，硬件条件大为改善，因此在教学内容与教学方式的安排上可展开的余地更大。再针对以上教学现状中的一些不足之处，就教学内容、教学方法和考核办法等方面对本课程进行一些改革。

2.1教学内容

本课程将开设六个子实验：(1)传感器实验；(2)气动元件实验；(3)电路设计及连接实验；(4)西门子S7-200 PLC接线实验；(5)西门子S7-200 PLC编程实验；(6)组态软件应用实验。针对“偏机类”学生的薄弱环节电路连接方面，增加开设了电路设计及连接实验和PLC接线实验，减少PLC编程实验和组态软件编程实验的课时比重，着重培养学生的实践动手能力及实际工程应用能力。

2.2教学方法

传感器实验、气动元件实验、电路设计及连接实验和PLC接线实验采用演示讲解为辅，学生动手实践为主的方法。这样既可以使学生把动手实践内容同书本知识联系起来，以获得比较完整的认识，又能够培养他们的独立探索能力、实际操作能力和研究事物的兴趣。PLC编程实验和组态软件应用实验仍然以老师讲解编程方法和要求为辅，学生动手编程、调试为主。但是因为实验设备增加，同组实验的学生人数由4到5人减少到2到3人，因此实验效率和效果都将显著提高。

2.3课程考核办法

目前的考核办法比较单一，除了平时成绩之外只有实验报告成绩，但是仅凭一份实验报告成绩并不能全面客观的反映出学生真实的实验情况，抄袭现象也屡见不鲜。因此根据改革后的教学内容和教学方法对课程考核办法也做出相应的改革：平时成绩占总成绩的40%，六个子实验各占10%。其中传感器实验、气动元件实验、电路连接实验和PLC接线实验的考核采用随堂提问及实验报告相结合的方式；PLC编程和组态软件应用实验的考核采用检查程序及课堂提问的方式。增加课堂提问的考核方式既可以及时了解学生的实验情况，又可以充分调动学生的积极性。采用涵盖所有实验内容的多种形式的考核办法有助于客观真实地评价出学生对本课程的学习情况和知识掌握情况。

2.4改革实践情况

通过对《自动化制造系统综合实验》课程教学内容、教学方法及考核方式的改革，充分调动学生的学习积极性和参与性，突出了学生在教学实践活动中的主体地位。其中部分改革内容已经应用到当前的教学过程之中，比如随堂提问的检查形式，取得了较好的效果，学生对实验表现出了较高的兴趣，实践动手能力也得到了很好的锻炼。由此可见，本课程的教学改革，对增强教学效果，提高教学质量，加强学生综合能力的培养等方面都将起到一定的推动作用。现今社会越来越重视综合应用型人才，因此培养出具有知识的综合运用能力和创新精神的人才，是教育教学改革的首要目标。

参考文献：

[1]张根保.自动化制造系统[M].北京：机械工业出版社,2003.

[2]赵兵.《自动化制造系统》课程教学改革与探索[J].装备制造技术，2014(04).

[3]庄熙星.机电一体化实验教学探索与实践[J].实验室科学,2009(03).

[4]邵园园,玄冠涛.机电一体化实验教学改革探索与实践[J].中国现代教育装备,2010(09).

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