本课程是机械电子工程、机械设计及自动化专业的一门专业选修课程。可编程控制器是集计算机技术、自动控制技术、通信技术于一体的通用新型工业自动化控制设备，是现代工业生产自动化的支柱。通过学习本课程让学生掌握可编程控制器技术的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生获取工业控制领域先进的专业知识和更新知识的能力；提升学生的分析问题、解决问题的能力以及创新性思维和探索能力；使学生具备基本的现代工业控制系统的分析、设计能力和解决自动化工程领域技术问题的能力。 学习本课程前，前导课有“大学计算机”、“高级语言程序设计”“电工学”、“模拟电路”、“数字电路”、“控制理论与技术”、“传感器与检测技术”等课程，本课程为后续课程“通用控制器实验”、“机电系统设计”、“机电系统设计实验”、“ 专业综合设计”以及“毕业设计”等课程奠定基础。 1．发展历程 可编程序控制器原理及应用课程开设于1992年，为机械专业新设立的机电一体化方向开设，1996年为机械设计与制造专业开设，1998年为机械设计与制造及其自动化专业开设，2000年为测控技术与仪器专业开设，2006年为机械电子工程专业开设，历经30年，培养可编程控制器应用学生6500余名。2008年以前以三菱系列CPU讲授课程，随着西门子PLC(Programmable Logic Controller)在工业自动化领域广泛应用，2008年用西门子S7-300CPU讲授，2018年用西门子S7-1200/ 1500CPU讲授。2020按照“两性一度” 的“金课”，学校立项建设可编程序控制器原理及应用线上线下混合课程。 2．课程与教学改革要解决的重点问题 1）课程目标低阶，重知识轻能力，目标设计不足。知识导向课程目标，强调知识的记忆与应用，对学生能力、素质、价值塑造贡献小。培养过程受学生能力和工程问题复杂性限制，难以培养社会需求、有创新能力的大学生。 2）教学设计无力，重讲授轻学习，能力培养不足。强调课程体系完整和逻辑连贯性，忽视匹配培养目标，教学过程复制知识。学生学习动力不足，应付考试。教学活动设计呆板、僵化，不能有效激发学生质疑精神和创新能力。 3）教学评价粗放，重结果轻过程，持续改进不足。注重评定和选拔功能，忽视诊断和改进功能；注重预期学习成果，忽视核心能力培养；注重面向教学内容评价，忽视面向产出评价；注重班级学习效果评价，忽视自我参照达成评价。 3．混合式教学设计，课程内容与资源建设及应用情况 1）混合式教学设计。将课堂教学分为导入、学习目标、前测、参与式学习、后测、课堂总结六个阶段。依据六个阶段的设计和实施，提高学生在教学活动中的参与度，通过设立了前测、后测反馈，帮助教师及时把握学生的动态学情，持续改进和完善课程体系建设，引导、督促学生根据预期目标完成各项学习任务，确保课程质量和教学效果的不断提高，线上12，线下20学时。 2）课程内容。 在电工学和控制工程课程基础上，以逻辑控制为主导，以工业生产自动化为线索，讨论可编程控制在工业自动化领域的应用。包括PLC工作原理，PLC模块技术参数，PLC系统工程项目实施流程、设计规范、制约因素和技术标准，工业网络通信配置方法。学习目标是可按控制要求进行控制器选型、设计、安装和调试。培养学生沟通，合作和创新创业的能力。 3）线上资源建设及应用 课程基本信息。包含教学大纲、教学进度、考核标准、学生信息管理、学习情况统计与管理、线上评价策略、课程共享与开放等方面管理信息。 单元学习资源。包括课前线上预习视频、课件资源、课堂讨论、作业4个子模块。 课程活动资源。包含课程作业、答疑讨论、播课单元、在线测试、课程问卷，作业展示6 个子模块。课前预习视频134个，课中、课后进阶学习视频90个，课程资源9.27G。开设了电机与编码器、传感器、虚拟调试、EPLAN软件进阶学习内容。 在线题库。将基本理论、基本知识建设为在线题库，方便教师做前测和后测，覆盖学生需要了解、列举、理解熟悉的概念和理论。 仿真系统。针对创新大赛需求，由易到难建设逻辑控制、过程控制、运动控制3类10种工业被控对象。 4．教学方法改革 以专业、工程、素质融合模式实施教学改革，强调机械、信息、控制学科融合贯通，合理设计课程教学内容，以任务驱动、项目导入组织教学，激发学生主观能动性、锻炼其独立性、创造性思维。采用开放式、启发式、研讨式、探究式等教学方法，实施翻转课堂和线上线下混合教学，促进学生自主探究式学习。建立过程化考核和形成性评价，激发学生的主动性和兴趣爱好。转变课堂的教学模式，以理论教学与实践仿真教学校核教学模式，突破实验和实践教学环节的时空界限，提升实践教学效果。分别从教学内容，教学方法，教学模式，考核评价进行教学研究及教学改革，并挖掘课程知识点与人才培养环节所蕴涵的德育资源，同时推进课程思政建设，持续提升团队成员教学能力和教学水平。 5．课程教学内容及组织实施 教学设计以预期学习成果为核心，与课程目标协调一致，支撑专业毕业要求指标。预期学习成果决定课程“高阶性”的程度，通过课程教的有效性判断是否达成预期学习成果。课程内容包括： PLC控制系统构成及应用场；工作原理，模块性能和技术参数；编程指令和程序设计方法；工程项目设计规范、制约因素；工业网络通信配置。采用线上线下混合教学方法。 6．课程成绩评定方式 按照课程学习过程，课前线上学习、课上分组讨论、课后作业以及课程结束的分组小论文实践四个部分进行评价，通过阶段教学情况发现问题、指导学生学习。利用在线题库前测评价线上学习，作业后测评价课上学习，分组小论文和课上小组讨论评价能力素质。 7．课程评价及改革成效 线上学习评价：2020年用学生进入课程次数和阅读资源次数评价。2021年用登录次数、学习时长和浏览视频数量进行评价。计划运用面向学习行为的形成性评价目标，登录频率、在线时长；阅读资料、浏览视频；反复浏览内容。作业：提交次数、反应时间。过程评价激发了学生参与性，使学生产生自信心和成就感，形成继续学习的动力，促进教学与评价的良性循环。 8. 教学环境 1）线上教学资源。完成了知识点、播课、作业、答疑、在线测试、课程问卷，作业展示等栏目建设。课前预习视频134个，课中、课后进阶学习视频90个，课程资源9.27G。开设了电机与编码器、传感器、虚拟调试、EPLAN软件进阶学习内容。 2）实验设备。2014年购置网络型可编程控制器实验台9套，可开展相关实验40余项，2018年将S7-300CPU升级到博途系列S7-1200CPU。实验室还配有控制电机、变频器、触摸屏、各类传感器，实验设备原值150余万。 3）竞赛设备。2016年购入西门子智能制造挑战赛运动控制和过程控制系统，设备原值200万元。2016年以来先后有200多位同学参加竞赛选拔和比赛。 9. 创新特色 推动教学与科技融合，将教师科研成果融入教学中，开展项目式教学，以科研促进课程建设。在基本指令、程序设计、工艺控制等环节引入6项教师科研项目，强化了学生理论和工程技能，引导学生参于教师科研项目，提高学生自主学习能力。 尊重学生个性发展，合理分组，师生互动，人人参与，激发学生学习的兴趣。学习过程自主探究，合作交流，你追我赶，达成目标。让每个学生在学习中体验到自身的价值，体验成功或进步的喜悦，培养了合作和独立思考精神。 构建第二课堂，搭建学生创新创业能力培养平台，指导学生参加西门子杯中国智能制造挑战赛，6年来，200多名同学参赛，共获分赛区特等奖6次，一等奖9次，二等奖21次，三等奖3次，全国总决赛一等奖6次，二等奖3次，三等奖3次。 注重过程考核内容深度、广度、形式和综合性的设计，提高阶段性考核挑战度，加大过程考核在课程成绩中的比重，提升形成性考核实质内涵。注重学生个体发展的独特性，激励学生发挥多方面的潜能，发挥其智能强项。