关于电大计算机专业课程设计环节之我见
【摘要】计算机专业的课程体系中部分课程的实践性较强，实践教学是计算机专业教学的一个重要环节，而课程设计是实践教学的关键环节。本文主要从课程设计目前存在的主要问题、解决问题的思路、具体实施过程等方面进行了详细论述。
【关键词】电大;计算机专业;课程设计;实施过程
电大是我国高等教育的重要组成部分，与普通高校(也就是通常所说的“正规大学”)一起承担培养各类专门人才，提高劳动者素质的任务。电大属于高等职业教育，以培养技术应用型人才为目标，培养我国改革开放和现代化建设急需的专门人才。它所实施的是以就业为导向的职业能力系统化课程，实践性是其的基本特征之一。
计算机专业的课程体系中部分课程的实践性较强，故实践教学是计算机专业教学的一个重要环节，它使学生的理论知识与实际工程相结合，使学生动手能力得到培养。而课程设计是实践教学的关键环节。课程设计是专业理论联系实际的桥梁，是学生综合运用本课程和其他课程的基本知识，融合贯通，独立思考解决实际问题的初次尝试，也是培养应用性人才的重要手段，，课程设计体现了“以学生为中心、以教师为指导”的协作学习环境。学生在教师的组织指导下，围绕某一实践设计题目，按照课程设计任务书的具体要求，通过查阅资料、分析资料、确定方案，掌握相关课题的原理、设计、调试技术并撰写设计报告，进行一次综合性、系统性的“练兵”。可以说，课程设计为学生毕业设计乃至将来毕业后的实际工作奠定了坚实的基础。甚至可以把课程设计看成是一个小型的毕业设计，所应用到的知识应略高于课堂上所讲授的知识，教师应该重点培养学生的自学能力、创新精神和团队合作意识，而不是单纯对课堂知识的巩固。通过课程设计，可以提高学生综合运用知识的能力、计算能力、分析问题与解决问题的能力，也可以培养学生学习的自主性、探索性和创造性以及团队合作的精神。
对于我们电大的学生来说，由于教育目标和和正规大学本科生教育不一样，所以教育方法也不能把对本科生的要求、规范生搬硬套过来，必须针对这样一群学员建立自己的体系，
为此我从以下几个方面进行探讨：
一、课程设计当前存在的问题
经过对往年课程设计工作计划及相关材料的审阅，发现我校实践教学环节中的课程设计主要存在以下问题：
1.重视程度不够。电大的培养计划中普遍都是以一些考试课程为主，学生也主要重视这些课程。而课程设计环节多为考查课，学生认为“不出意外，都能通过”，抱着得过且过的态度。部分学生不太重视或有畏难情绪，互相抄袭现象严重。
2.课程设计计划内容不合理。课程设计计划目标不明确，没有明确的计划实施细则，往往由教师布置具体设计内容及要求，设计选题也没有专门的要求。
3.课程设计教学过程不规范。没有对课程设计教学过程的管理提出明确要求，教师上课和课程设计的考核规范不明确，从而使课程设计教学过程缺乏规范，极大地影响了课程设计的教学效果。
4.课程设计课效果不明显。由于没有明确的课程设计教学计划和教学规范，直接导致课程设计教学效果不明显，使课程设计对人才培养目标的实现没有起到良好的支持作用。
5.时间安排上，通常没有安排在课程教学完成之后，与课程教学内容在时间上有脱节现象，导致时间长了学生再进行相关设计时又必须重温之前学习的内容，在一定程度上耽误了真正设计的时间。
二、解决问题的总体思路
针对以上存在的主要问题，我们应从思想上引起高度重视，召开课程设计说明动员会，进行有关课程设计实践教学重要性的教育，端正他们对该教学环节的正确认识，使学生明确课程设计的指导思想、目标要求及方法步骤，课程设计的纪律、要求及评分标准，课程设计任务，使学生对课程设计做到胸中有数，能自觉、积极、认真地着手进行课程设计。学校应组织相关人员在深入研究课程设计与本专业应用性人才培养目标适应性基础上，制订专业、详细的课程设计工作计划，确定课程设计的教学目标、总体要求、时间安排、主要内容、教学任务安排、考核标准、质量控制措施等内容，让教师有据可依，认真按照具体要求并结合教学实际来组织设计过程并最终完成设计、进行考核，学校安排人员进行组织监控、意见反馈和成绩考核。
三、课程设计实施的具体过程
1.选择合理的、有吸引力的课题
好的开始是成功的一半，选择一个合适的题目是课程设计成功的首要条件。首先，题目要符合教学实际，既要尽量覆盖相关课程理论知识，又要有一定的实用价值，这样，让学生感到学有所用，认识到该课程的重要性。内容上要富于现化科技色彩，与现实生活联系密切，具有一定的实用性和趣味性，这样的题目对学生的吸引力大，可激发学生设计与创造的激情。如《图像处理》课程可让学生自己设计的影集、楼盘出售的楼书等。其次，课程设计的题目范围要广，应保证每个学生的设计内容有所不同;题目的难易度要适中，要形成一定的梯度，同时要有一定的挑战性。课题的难易使学生在选题时量力而行，基础好的学生可选择难度较大的题目，原则上应由二至四名学生选择一题，分工合作，使每个学生都有需要独立完成的内容，这样可促使每个学生都积极动手进行课程设计，减少不认真设计和盲目抄袭的现象，使课程设计真正达到锻炼和提高学生能力的目的。基础一般的学生可选择较为简单的题目。这样既可满足学有余力学生的强烈的求知欲，又不会使基础差的学生感到太难以致出现厌学情绪，真正体现因材施教的原则，也可充分发挥学生的潜力。与之相配套的措施是在成绩评定时可根据课题难度的不同，适当提高或降低评分标准。
2.课程设计过程中充分发挥教师的指导作用和学生的主观能动性与合作精神
课程设计是一次培养学生独立分析问题和解决问题能力的重要机会，在整个设计过程中，学生是主体，老师的任务在于引导和启发。教师在整个实践课程的实施阶段应该做到全程跟踪，才能切实得到效果。全程跟踪的主要目的不是为了督促和检查学生，而在于参与到学生的设计当中，了解学生的思路，解决学生的困难，提供给学生更多有参考价值的意见，将学生的被动学习转化为在老师引导下的主动探索性学习。当学生在设计中遇到问题时，指导教师应鼓励他们多方位、多角度地去思考，尽可能找到比较好的解决问题的方法。教师只是在必要时妥善地将学生的思维引导到正确的轨道上来，这样既可培养学生独立思考的好习惯，又可以培养他们敢于创新和独立思考的能力。通常的课程是以向学生传授知识为主，采用的是“注入式”的教学方法，学生的主体地位没有得到体现，学习积极性得不到充分调动。课程设计的教学方法应以“启发式”替代“注入式”，由传授知识转为教会学生如何学习，让学生由“学会”变成“会学”，激发学生的学习欲望，引导学生自主、主动地获取知识。课程设计实施过程中的及时跟踪，不仅仅是针对技术层面引导学生，通过跟踪，还可以监督学生在小组合作中是否做到了积极协助他人和独立完成任务，是否在课程设计中保持了做人的诚信，而没有投机取巧甚至是剽窃他人的成果。
课程设计进行时，可对学员分组合作来共同完成设计任务。每个小组安排3-4人，将设计内容分解，小组中每人安排一定的工作量，小组成员分工合作共同完成，各成员承担的工作既相互独立，又相互关联，必须认真完成各自的任务，又要及时和小组其他成员经常沟通，获得有用信息，才能完成全部工作。这样会调动小组中每个成员的积极性和增强他们责任感，从而既激发了他们的主观能动性，同时又在团结合作中感受到了合作的责任和乐趣。
3.提交课程设计成果，典型作品点评，按评价方案进行认真评价总结
我认为，对学生的测评应该由终结性评价走向过程性评价，要鼓励学生积极参与自我评价，相互评价。学生完成设计后向教师提交设计成果，提交的方式采用个人总结展示并自我评价来完成。自我评价主要让学生客观公正地评价自己在课程设计过程中的努力程度和收获;在此基础上，听取小组对小组各成员的评价，可以让大家了解小组成员与其他成员的团队协作精神和对本组课程设计的贡献;然后再最后进行总结性评价。主要通过3个方面来评定：课程设计报告(含课程设计总结)的质量、成果的演示及自我评价的效果以及课程设计过程中的态度及小组合作的表现，分别占教师评价的60%、30%、10%。随后，教师从学生的作品中选取3到5个典型设计进行点评，重点分析该设计的优点和不足，并详细说明理由，最后指出改进方法和措施。
前面谈到过，在提交设计成果时主要是学生自己讲述设计的特点。这虽然锻炼了学生的能力，但学生的总结很可能比较片面或者不成熟，因此需要教师最终给出一个更为科学的总结。总结是对课程设计的归纳、提高和深化的过程，可以使学生对知识的理解更深刻。通过总结，学生和教师都有机会反思整个课程设计的过程，总结经验教训，从而更有利于师生各自今后的学习。
四、结束语
课程设计是涉及一门课程甚至几门课程的一个重要的综合性实践教学环节，是该课程基本理论与工程和科研实际相联系的训练，它包含了对理论知识的复习深化，也结合了对科研和工程设计的方法、程序的初步尝试，是培养应用性人才总目标的有相当影响的一个步骤。所以，不断探讨课程设计的内容和形式，提高课程设计的质量，则是每位教师必须研究和探讨的问题。只有联系本校实际，不断创新，才能使课程设计达到更好的效果，为社会培养真正有用的人才，这方面仍有许多在理论和实践方面的问题需要研究探讨，可谓任重而道远，需要我们与时俱进，不断学习、实践、总结、研究，为实现教育目标多作贡献。
参考文献
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[3]杨全胜,王晓蔚,吴强.对提高高校计算机专业课程设计质量的思考[J].计算机教育,2007(11).
[4]肖蕙蕙.探索实验教学改革途经,加强创新能力培养[J].实验室研究与探索,2001(5).
作者：陈婷婷
摘要：电大远程开放教育中的高等数学是许多工科专业的必修课，对于数学知识的微课制作，要秉承着科学性和实用性的特点，利用简短，精炼的视频内容，将高等数学知识进行整合，浓缩其精华，制作出适合电大学生的微课程，以完善电大远程教育中数学课程的教学体系。
关键词：远程开放教育 高等数学 微课
现代科学技术的进步，让人与人的沟通更加快捷，从2006年的微博的问世，瞬时间掀起了“微”时代的到来，微信，微话等一系列交流手段，让短小，精炼的概念深入人心，正因为如此，在教育教学上，也开始了翻天覆地的“微”变化，微课的到来，让四十几分钟的传统课堂，变成了十几分钟的精彩视频，这的确是吸引了很多学习者的青睐。
1 远程教育中高等数学的特点
对于广播电视大学来说，主要就是以远程教育为主，学生自主学习和教师辅助教学相结合，那么对于数学课程，一般都是专业课程中的必修课，而高等数学则是水利水电与道路桥梁等专科专业的一门主要课程，内容上包括：函数、极限与连续、导数与微分、导数应用、不定积分和定积分及其应用。
2 高等数学微课程的设计构思
微课程(microlecture)这个术语并不是指为微型教学而开发的微内容，而是运用建构主义方法化成的、以在线学习或移动学习为目的的实际教学内容。这个概念，最早是由美国新墨西哥州圣胡安学院的高级教学设计师、学院在线服务经理戴维·彭罗斯(David Penrose)于2008年秋首创的。后来，戴维·彭罗斯被人们戏称为“一分钟教授”(the One Minute Professor)。戴维·彭罗斯把微课程称为“知识脉冲”(Knowledge Burst)。
我国目前微课程主要应用在教育领域，随着平板电脑和智能手机等电子产品的普及，微学习已经开始飞速的蔓延，而微课程以其简短精悍，随时随地能汲取知识的特点，也在逐步成为教育者和学习者追捧的教育和学习的重要方法。
因此，高等数学作为一门比较枯燥，难懂的课程，更需要这样的技术手段，通过文字，图像，动画，语音，音乐等较为生动活泼的媒介，将知识资源整合和分类，在传递数学知识的同时，又能激发同学们学习的热情，并且培养学生们的发散性思维，从而达到更为有效的教学目的。
微课的三种主要类型，第一种是PPT式微课，这一类型比较简单，通过设计PPT自动播放功能，然后转换成视频形式;第二种是讲课式微课，由主讲教师按照知识点的模块化进行授课拍摄，然后再后期剪辑转换形成微课程;第三种就是情景剧式微课，这种类型要求拍摄技术水平比较高，而且画面更加唯美，生动，其中可能需要对课程内容进行设计策划，撰写脚本，有演员和场地进行拍摄，后期再对视频剪辑制作成微课。那么这三类微课用时都在5-15分钟左右。
那么对于高等数学的知识内容来看，不同的知识模块需要应用不同的类型来制作适合远程教育中的学生们，例如理论性较强的定义，定理等内容，则可以用讲课式的微课进行表达，这样的内容论证严密，逻辑性很强，一般不容易理解，可能会需要有教师板书或肢体语言来讲解，才会记忆深刻。而如公式，方法等计算性的知识，则可以通过PPT，或者更为生动的技术软件，制作成动画形式来表现，不但可以充分掌握计算的过程，也可以在计算中摸索技巧，增加趣味性。当然这其中针对一些比较性，争议性，讨论性等问题，也可以设定特有的故事情节，来引人入胜，从而达到在矛盾中找出真知的目的，也让学生们更有求知欲和学习热情。那么了解了高等数学中的各部分知识应该应用哪些微课形式来表达之后，就可以有的放矢的去制作一些，适合学生们学习的微课，在并不放弃传统的授课形式的同时，在网络的教学平台中加入微课这一新型元素，来提高远程教育中数学课程的教与学的效率和质量，逐步探索出在新技术时代下，教育体系的不断发展和前进的道路。
3 高等数学微课程的制作和应用
对于电大的远程教育中，学生要提高对高等数学的重视程度，同时作为教育者，也要制定出完善的教育体系，提供操作简单，易学，易懂，易用的学习平台，用实际生活中的现象来反应数学问题，在解决问题的过程中来了解知识的本质，然后再将知识扩展，再运用到实际中去，让高等数学的知识立体化，生活化，而不是孤立的，这样就能更吸引学生认真的学习，也达到了理论与实际相结合的教育目的。
例如我们可以拿导数的定义这一知识点，来设计一节微课，让学生们掌握什么是导数。
因为导数来源于许多实际问题的变化率，它描述了非均匀变化现象的变化快慢程度，所以首先可以通过两个实例来引出导数的概念。
3.1 速率问题。例：一辆汽车在公路上作直线运动，已知路程s与时间t有s=s(t)的函数关系，试确定t0时刻汽车的瞬时速率 v(t0)。
解：汽车从时刻t0再行驶一个较短时间Δt，那么t0→t0+Δt，相应地，汽车在这段时间经过的路程为这段时间内的平均速率■=■=■，汽车作变速运动，平均速率近似地等于t■时刻的瞬时速率，令Δt→0时，对平均速率■取极限因此有：■=■■=■■，即：这个极限就是汽车在t0时刻的瞬时速率v(t0)。
3.2 切线问题。如图：在直角坐标系中有一条曲线L：y=f(x)，M是曲线上的一个定点，在曲线上另取一动点N(连接两点)，作割线MN，MN绕点M旋转而趋向极限位置MT，直线MT就称为曲线在点M处的切线。(如下图)
解：设M(x0，y0)，N(x0+Δx，y0+Δy)，MN与x轴的正向夹角为φ，MT与x轴的正向夹角为α，割线MN的斜率为tanφ=■=■
当N■M，Δx→0，φ→α切线MT的斜率为
tanα=■tanφ=■■=■■
以上两个例子的实际背景虽然不同，但从抽象的数量关系来看，它们都归结为，求同一种形式的极限■■=■■。
3.3 引出导数的定义：设函数y=f(x)在点x0的某个邻域内有定义，当自变量x在点x0处取得改变量Δx(≠0)时，函数y取得相应的改变量Δy=fx■+Δx-fx■当 Δx→0时，两个改变量之比■的极限■■=■■存在则称函数y=f(x)在点x0处可导并称此极限值为函数y=f(x)在点x0处的导数。
实际上我们在科学技术和经济分析中凡涉及到变化率的问题，都可归结为函数导数的问题，它概括了各种各样的变化率，虽得出的是抽象概念，但它撇开了变量所代表的特殊意义而纯粹从数量方面刻画变化率的本质。
这个微课中，前两个实际问题中可以利用动画制作来表现，速率问题可以是小汽车在公路上行驶，而后面的切线问题，可以让割线运动到切线位置，更直观的说明运动轨迹。讲解中语言要精炼，问题突出，主题鲜明，最后得到的概念要清晰准确，结论分明。
所以说也并不是所有的定义定理都必须用讲课的方式来传达知识，也可以像这样，结合生活中的实际问题来引出概念，从而也让学生们在掌握概念的同时，知道在实际工作中哪些问题可以应用导数的理论来解决，达到事半功倍的效果。
微课的制作和应用给我们远程开放教育工作者提出了更高的教学要求，不但要对自己的专业知识融会贯通，还要学会灵活运用新技术手段，为学习者提供出更利于他们学习的授课形式和内容，将有限的知识碎片，制作出简短，精炼的视频形式，便于学习，利于理解，但在这些微小的视频课，又不是孤立，单一的，知识点之间还要有相应的衔接，尤其是对于高等数学的内容，通过某个局部知识的理解，来掌握整体知识体系的运用。
参考文献：
[1]潘超.数学微型课及其教学设计[J].内江师范学院学报，2012，
25(2)：80-83.
[2]关中客.微课程[J].中国信息技术教育，2011(17)：14.
[3]张静然.微课程之综述[J].中国信息技术教育，2012(11)：19-
20.
作者：曾翔宇
摘要一体化在线学习平台是新疆广播电视大学为顺应“互联网+教育”新常态的发展趋势，为新疆电大学生提供更好地在线学习服务而开发的教学交互平台。该平台2018年开始筹建，2020年春季学期，全疆电大16万学生上线学习。“经济法律基础”课程是新疆电大开放教育会计专业的选修课，于2020年秋季在一体化在线学习平台上线供学生学习。本文对“经济法律基础”课程一体化在线学习平台资源建设的基本经验进行总结，在介绍课程设计的理论与实践的基础上，提出了进一步完善平台课程建设的思路和建议。
关键词 一体化在线学习平台 经济法律基础 教学设计 反思
TheResearchon the OnlineTeaching DesignoftheCourseBasedonthe IntegratedOnlineLearningPlatformofXinjiangRadioandTVUniversity
——Take the course "Economic and Legal Fundamentals" as an example
YANG Yang， LIU Yajing， LI Hongmei
(Xinjiang Radio and TV University， Urumqi， Xinjiang 830049)
1研究背景及意義
《中国教育现代化2035》聚焦教育发展的突出问题和薄弱环节，部署了面向教育现代化的多项战略任务，其中一项是加快信息化时代教育变革，建设一体化智能化的教学、管理与服务平台。[1]随着网络教学的普及，利用网络教学支撑平台的功能，实现优质教学资源的共享，在教育信息化建设中发挥着越来越重要的作用。新疆广播电视大学(以下简称新疆电大)2018年开始筹建一体化在线学习平台，2019年秋季学期开始在直属学院试运行，2020年春季学期，全疆电大16余万名学生上线学习。一体化在线学习平台集教学、教学管理、考试、招生、收费为一体，将多个平台进行整合，为学生提供了一个能时时学习、处处学习的平台。
“经济法律基础”课程是开放教育会计专科专业的一门专业基础选修课。这门课程的开设目的是使学生了解法律常识、掌握财经法律法规的重点内容，并使学生明确在工作中依法办事，遵守财会法规的重要性。因此，该课程的开设，对于培养学生法治精神，把握财会相关法律法规并运用于工作中具有重要意义。
“经济法律基础”课程开设以来，基于国家开放大学的“学习网”平台，开展了一些具体的在线教学实践。但是随着教育技术日新月异的发展，以及电大学生学习群体特点的变化，原有的学习环境、教学方式、学习资源、考核方式等已不能满足当前学生的需求。为顺应“互联网+教育”新常态的发展趋势，满足电大成人学生的学习需求，更好地实现课程教学目标，有必要进一步开展课程在线教学设计的理论和实践研究，以提升课程教学效果，并形成符合新疆电大实际的在线教学模式。
2在线课程教学设计的理论依据
在线课程教学设计，离不开理论的指导，除了教学设计理论外，还有人本主义学习理论和建构主义学习理论。
2.1教学设计理论
丁兴富教授指出，教学设计是“运用系统方法发现和分析教学问题，确定教学目标和策略，建立解决教学问题的设计方案，对设计方案的试行成果进行评估，并依据评估的结果修改和完善设计方案。”[2]并总结教学设计应当遵循的原则包括：(1)以学生为中心;(2)以进行有效学习的相关经验和理论作为指导;(3)运用系统的方法。[3]
2.2人本主义学习理论
1953年，罗杰斯提出以学生为中心的学习理论，可以说是人本主义心理学家的核心教育原则。人本主义学习理论认为：在适当条件下，每个人所具有的学习、发现、丰富知识与经验的潜能和愿望是能够被释放出来的。[4]基于此理论，学者概括了一些在线课程教学设计应当遵循的原则：(1)以学生为中心;(2)创设问题情景;(3)充分利用各种类型的学习资源。(4)加强线上的协作学习的设计;(5)重视在线上教师的教学反馈。
2.3建构主义学习理论
随着网络教育的兴起和广泛实践，建构主义学习理论受到了现代信息技术的普遍重视。建构主义学历理论认为，知识是学习者在一定情境下，借助他人的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式获得的。基于此理论，学者提出教学设计应当包含：(1)教学目标分析;(2)情景创设;(3)信息资源设计;(4)自主学习设计。[5]
3在线课程教学设计的实践
依据教学设计及学习理论，分析课程内容及学生的具体情况，基于新疆电大一体化在线学习平台的已有功能，展开“经济法律基础”课程设计的实践。
3.1在线资源建设规划
3.1.1教学目标分析及确定
依据会计(专科)专业教学规则及课程内容特点，确定“经济法律基础”课程教学目标为：掌握经济法律基础的基本概念、基本理论和思路、方法，在教学过程中，使学生由浅入深，由表及里，从实践出发，学会运用所学知识解决实际问题。培养学生认识问题、分析问题和解决问题的能力;培养学生养成随时追踪国家相关经济政策变化信息，并据此调整相关经济行为与方案的习惯，为学生从事的财务规划与工作打下坚实的理论基础。
3.1.2学情分析
新疆电大会计(专科)专业学生，工学矛盾突出，专业知识学习不系统、掌握不全面，甚至个别学生以拿文凭为目的。针对这种情况，在教学设计中应以提高学生的学习兴趣，帮助学生克服工学矛盾，能够抽时间、挤时间学习，掌握课程的主要内容，实现“经济法律基础”课程的教学目标。
3.1.3重难知识点的确定
教学重点和难点需要在明確课程教学目标的基础上，综合分析教材内容和学生学习特点来确定。开放教育会计专业的学生多从事会计相关行业，对实践操作有一定的经验，但对理论知识把握不足，概括总结能力较差，法律法规意识还需要加强。因此，在确定需要重点讲解的内容时，认真分析课程知识框架，在教学内容中选取了理论性较强、比较抽象或复杂、通过讲解后能够帮助学生更好地实现知识迁移的内容。比如，在第一章中，法律事实的分类这一知识点，学生在学习中经常会混淆相近概念，因此，将这一知识点作为重点介绍的内容。再比如，第八章中劳动合同中的经济补偿这一内容，在法律规定上比较复杂，学生理解时有困难，因此，选出这一个知识点作为重点讲解的内容。
3.2教学过程的设计
教学过程是指师生在共同实现教学任务中的活动状态变换及其时间流程，由相互依存的教和学两方面构成。
3.2.1教学方法设计
依托新疆电大一体化在线学习平台，针对“经济法律基础”课程内容，教学方法设计为线上自学+辅导的方法，提供适合成人在职学习的线上学习资源，吸引学生线上自学，调动学生自主学习的积极性。
3.2.2教学内容的设计
针对“经济法律基础”课程的概念多、实践性强的特点，易理解的概念性内容由学生通过文字教材，线上文字辅导等形式自学完成，对于课程中的重点核心知识，或不易理解、涉及计算等的理论知识，需要重点讲授，主要通过微视频的方式呈现，并辅之以线上测验、答疑、小组讨论等形式。
关于重点知识的微课视频设计，在内容上，每一个知识点的讲解分为情景导入—讲授—归纳小结—随堂测试四个环节。情景导入选择趣味性强，与学生工作生活密切相关的案例，导入所要介绍和讲解的知识点;讲授把握重点突出、条理清晰的原则;归纳小结环节简明扼要的对导入案例及本讲知识点做一个解释和总结;随堂测试用3至5个练习题加强学生对该微课程的理解和把握。在视频呈现的方式上，结合当前成人学生线上学习的习惯，每一讲总体时间不超过10分钟，做到语言简洁，图文并茂，生动活泼，尽可能做到激发学生的学习热情和兴趣，帮助学生在较短的时间内掌握一个知识点。同时，教师可以利用平台的功能掌握学生学习的进度，以便及时发现，及时解决学生学习中存在的问题。
3.2.3线上答疑教学设计
依据学习理论，“经济法律基础”课程的线上答疑环节设计主要考虑答疑问题的设计，总体思路是要有思考价值，能使学生通过思考，深层次掌握课程重点内容;问题设计要有明确的目的，设计的问题需要学生掌握哪些章节的重点、难点;另外问题设计要具有逻辑性，注重前后知识的衔接。按照此思路，“经济法律基础”课程，在一体化在线学习平台的课程答疑栏目设计5到10个主题问题，教师围绕学生的讨论情况，进行不定期的反馈;同时，每学期安排一至两次实时的线上答疑，与学生进行实时的互动和讨论，及时解答学生学习中存在的疑问。
3.2.4考核环节的设计
课程的考核以学生过程化学习考察为原则。通过对学生自主运用在线学习资源完成自学的情况，及参与在线教学活动的积极性和主动性等方面的情况的考察，检验学生熟练运用在线学习资源开展自学，并在此基础上理解掌握知识的程度。通过这样的考察，也能够促使学生确立正确的学习观念，培养良好的学习习惯。
课程具体考核的方式为任务式学习考核+平时作业考核的方式。任务式学习考核是对学生学习过程于知识掌握的综合性评价。它要求学生观看新疆电大一体化在线学习平台本课程的19个微课视频，并在观看后及时完成19个随堂测试。学生在规定时间内依次完整完成相关学习行为，且随堂测试成绩符合要求的，视为完成该项学习任务。平时作业考核是对学生阶段性学习状况的检查。学生完成平台上的四次作业，教师进行评阅，作业成績符合要求的，视为完成该项考核任务。四次作业按照课程内容，分阶段布置;学生根据自己的学习进度循序渐进地完成。作业的形式即有客观性试题，也有考查学生分析评述能力的主观性试题。任务式学习考核的成绩与平时作业考核的成绩按一定比例合成后，综合成绩达到规定要求的，方可取得课程学分。
4在线课程教学设计反思
“经济法律基础”课程基于一体化在线学习平台的教学设计及教学实践反映，教学的内容及考核的方式基本能满足会计专科专业学生的学习需求，能够达到预期的教学目的。但是在运行过程中还存在一些问题，需要进行教学反思，比如教学资源内容及形式的丰富途径，教学考核设计的进一步完善等。
4.1线上教学资源的完善
“经济法律基础”在一体化在线学习平台的资源还不够充实，尤其是视频类教学资源还不够充足，不能满足学生学习需求。在成人远程高等教育中，视频类教学资源在辅助学生自学，增强教学效果方面，具有十分重要的作用。从平台现有视频类资源的整体情况看，对于重点核心知识的视频类讲解虽然已初步形成微课程群，但是在数量上还略显单薄，在表现形式上，静态图文类呈现方式占比更多一些。在文字类的辅导资源方面，目前的相关辅导存在重点不够突出，针对性不强的问题。
4.1.1视频类教学资源的完善
第一，关于自主学习中视频教学资源作用的相关研究表明：优质教学视频资源要依据学习科学理论、方法，组织教学内容和设计教学过程，结合先进的视频制作技术和经验进行制作。[6]因此，要认真分析课程现有视频类资源的情况，制定较为详细的资源补充方案。
第二，目前视频类教学资源主要以非实时的方式提供给学生。在今后视频资源的提供方面，要安排方便成人学习的周末或者晚上的时间，开展实时的线上视频授课。实时的线上授课能够满足学生突破空间限制与教师开展实时交流的需求，增强师生之间的情感交流，消除线上自学学生的孤独感。线上实时授课的教师要合理整合资源，做好教学设计。授课以为学生自学提供方法性、指导性、答疑解惑性的内容为宜，可以是课程导学、学习方法指导、作业练习疑难问题讲解等。在授课中，能够通过平台的功能，实现师生之间实时的交流沟通。
第三，在视频类教学资源的制作方面，根据电大成人学生的学习特点，应仍然以短小精悍的微视频为主。在知识点的选取上，可以侧重于难理解的、变动性不大的核心内容;在知识点内容的组织与讲解方面，可以采取例题讲解、案例分析等方式，通过教师讲解的画面，真实呈现知识内容和操作过程，帮助学生在理解概念的基础上把握分析解决问题的方法。在呈现方式的设计上，坚持“内容为王”，同时尽量采用动态类视频的方式，图文声像并茂，多角度调动学生的情绪、注意力和兴趣。
4.1.2文字类教学资源的完善
把握学科动态，根据法律法规的修改变动情况，及时更新文字类的教学资源，在内容上，可以侧重对最新规定的解读与适用，帮助学生把握最新的知识，满足学生工作的需求。在形式上，可以多穿插图片、图表及图形，比如思维导图的形式，对理论内容进行概括和阐释。
4.2考核环节的完善
从目前学生线上学习的情况看，多数学生满足于完成基本的学习任务，而通过平台提供的协作学习通道进行深入学习的积极性不高。这与当前课程考核方式不无关系。目前的课程考核方式虽然对学生学习行为有一定的考察，但形式比较单一，考核重点在是否完成了视频观看方面。在今后的考核环节设计上，要增加对学生学习过程的考核评价力度，可以从师生交互、教学活动、同伴交流等方面展开。要依托平台不断完善的功能，除对学生观看视频进度及完成测验的情况进行考察外，还应当运用平台的数据检索和统计功能，根据学生参与讨论次数、直播课签到次数、在线浏览次数等的情况，按比例将这些项目作为自动计分的考核项目。通过这样的方法，可以更好地督促学生积极开展线上学习，提高学生学习积极性，培养学生在线上虚拟学习社区开展学习交流的良好习惯。
基金项目：本文系新疆广播电视大学校级课改课课题资助项目“基于新疆电大一体化学习平台的课程在线教学设计研究——以经济法律基础课程为例”(项目编号：19xjddktkg01)的研究成果
参考文献
[1]人民网.中共中央国务院印发《中国教育现代化2035》[EB/OL].http：//www.people.cn.[2019-02-25].
[2][3]丁兴富.教学设计理论和远程教学系统开发[J].远程教育，2001(04)：49-51.
[4]文冬，杨九民.基于人本主义学习理论的教学设计原则[J].电化教育研究，2002(12)：58-60.
[5]何可抗.建构主义革新传统教学的理论基础(上)[J].电化教育研究， 1997(3)：3-9.
[6]王健，郝银华，卢吉龙.教学视频呈现方式对自主学习效果的实验研究[J].电化教育研究，2014(03)：93-99.
作者：杨扬 刘亚警 李红梅
可编程控制器实训
项 目 设 计 书
专业
机电一体化 班级
秋
姓名
学号
上海电视大学 2012年
12 月 1 日
一、 设计任务：
钻、镗、倒角工艺由四工位旋转工作台完成，工作台的四个工位分别完成零件的安装、钻孔、镗孔、倒角的工艺过程。
四工位旋转工作台的工作步骤：机械手将零件装到四工位旋转工作台的装卸料工位(一工位)后，等机械手离开后，开始加工：
1. 旋转工作台将零件夹紧，顺时针转动90度，将零件送到钻孔工位(二工位)进行加工，钻头先快速进给接近零件，转为工作进给完成钻孔加工，然后快速退回。
2. 等待机械手将下一个零件装到工作台的装卸料工位后,，旋转工作台再转动90度将该零件送到镗孔工位(三工位)进行加工，(同时钻孔工位也对下一个零件进行加工)，镗刀进退往返两次，完成加工。
3. 等
一、
二、三工位都完成后，旋转工作台再转动90度，将第一个零件送到倒角工位(四工位)进行加工，倒角工艺进给后要停留2秒才返回。
4. 四个工位都完成后，旋转工作台再转动90度，将这个零件再送到装卸料工位(一工位)，放松夹紧，完成全部加工，等待机械手将这个零件取走。
钻头镗孔倒角 工装位卸料 工钻位孔工镗位孔工倒位角 项目四 四工位旋转工作台展开图
二、 设计方案： 端口设置：
启
动--------------(X6) 零件夹紧------------ (Y16) 工作台旋转----------- (Y0)--(X25) 快速进给-------------- (Y12)--(X21) 钻
孔-------------- -(Y12+Y3)--(X12) 快速退回------------- (Y13)--(X13) 工作台旋转---------- (Y0)--(X26) 一次镗孔进---------- (Y14)--(X14) 镗
孔
退---------(Y15)--(X17) 两次镗孔进----------(Y14)--(X14) 镗
孔 退----------(Y15)--(X17) 工作台旋转----------(Y0)--(X27) 倒
角-----------(Y11)--(X11) 倒
角
退------ ---(Y10)--(X10) 工作台旋转----------(Y0)--(X24)
三、 设计过程
复位条件复位启动零件加紧工作台旋转初始、停止复位快速进给钻孔快速退回工作台旋转一次镗孔进镗孔退卸料完成加工完成二次镗孔进镗孔退工作台旋转倒角倒角退完成工作台旋转退回2S传送放松夹紧工位三加工完成卸料
X0 X1M8002S0X6S20X7S21X24 X25 X26 X27Y0Y16ZRST S0 S50S22X11S23X14S24X14卸料完成加工完成S25X10S26X11S27TOS28X11S29X12S30Y11Y17Y14Y10Y15Y17T0 K10Y11Y12Y13
四、 程序调试
按X6按钮—则Y16灯亮 按X25按钮—则Y0灯亮 按X21按钮—则Y12灯亮 按X12按钮—则Y12﹑Y3灯亮 按X13按钮—则Y13灯亮 按X26按钮—则Y0灯亮 按X14按钮—则Y14灯亮 按X17按钮—则Y15灯亮 按X27按钮—则Y0灯亮
按X11按钮—则Y11灯亮等待2S后Y10亮 按X24按钮—则Y0灯亮，加工完成，返回初始
五、小结
可编程控制器是机电一体化的一门专业课，是一门实践性很强的课程，且是工业自动化领域中不可缺少的一种逻辑控制器。通过这次的课程设计，使我掌握了PLC技术在现在工厂设备控制中的重要性。
此课程运用了模拟设备来让我们了解电路在自动化控制中的实际操作过程，通过设计一条控制线路，根据加工工艺要求，以及在输送过程中的一系列的情况，输送的位置等不同的要求，让我们正确的选择控制方式以及考虑生产现场的实际条件，如何采取比较合理的措施和解决方案。
根据输送机的启动和工艺过程中给出的变化，保证启动过程和输送过程中系统要求的情况和加工的条件下，设计理想的控制线路。
通过这次的课程设计实训，使我更加深刻理解了课本上的知识，并使我熟悉和掌握了PLC基本指令的使用掌握了PLC的I/O分配程序调试等。加深了对可编程控制器的了解和实际应用，如何把所学到的理论知识运用到实际生产工作中，以理论结合实际的方法来处理工作中的问题。所以我个人认为这是一门非常有用的课程，对我们在实际工作中也有相当大的帮助。
二.验证型实验
1.机械手设计： 1.1程序说明
1.2仿真结果
X0闭合一下启动，Y5高电平。X5闭合一下，Y4高电位，Y5复位。X4闭合一下，Y7高电位，Y4复位。X7闭合一下，Y5高电位，Y7复位。X5闭合一下，Y3高电平0.2s，Y4高电平，Y5复位。X4闭合一下，Y6高电位，Y4复位。X6闭合一下，进入下一次循环。
2.交通灯控制
2.1程序说明
2.2仿真结果
3.大小球分拣系统控制
3.1程序说明
3.2仿真结果
1.捡大球：X0闭合一下启动，X2闭合，Y12高电平10s后，Y13高电平5s，Y11高电平。X5闭合一下，Y5高电平。X7闭合一下，Y12高电平，Y5复位。X4闭合一下，Y12Y13复位，放大球5s后，Y11高电平。X5闭合一下，Y11复位，Y4高电平。X3闭合一下，Y4复位，进入下一次捡球过程。
2.捡小球：X0闭合一下启动，X2闭合，Y12高电平10s后。X4闭合一下，Y13高电平5s，Y11高电平。X5闭合一下，Y5高电平。X7闭合一下，Y12高电平，Y5复位。X4闭合一下，Y12Y13复位，放小球5s后，Y11高电平。X5闭合一下，Y11复位，Y4高电平。X3闭合一下，Y4复位，进入下一次捡球过程。
三.设计型实验
1.电动机控制
1.1两台电动机M1.M2的时序运行
1.1.1 I/O连接图及控制电路图
1.1.2 程序及其说明
1.1.3 仿真结果
1.2.三台电动机M1 M2 M3的时序运行
1.2.1 I/O连接图及控制电路
1.2.2 程序及其说明
1.2.3 仿真结果
2 .彩灯控制
2.1 I/O连接图及控制电路
2.2 程序及其说明
2.2仿真结果
彩灯分为4组，编号0到3为第一组，编号4到7为第二组，编号10到13为第三组，编号14到17为第四组;第一组彩灯由编号0—3逐一点亮，点亮后熄灭，隔3秒后逆序逐一点亮，再熄灭，3秒后编号0和编号2与编号1和编号3交替亮，5秒后全部熄灭;第二组彩灯由编号4—7逐一点亮，点亮后熄灭，隔3秒后逆序逐一点亮，再熄灭，3秒后编号4和编号6与编号5和编号7交替亮，5秒后全部熄灭;第三组彩灯由编号10—13逐一点亮，点亮后熄灭，隔3秒后逆序逐一点亮，再熄灭，3秒后编号10和编号12与编号11和编号13交替亮，5秒后全部熄灭;第四组彩灯由编号14—17逐一点亮，点亮后熄灭，隔3秒后逆序逐一点亮，再熄灭，3秒后编号14和编号16与编号15和编号17交替亮，5秒后全部熄灭;最后，奇数号彩灯与偶数号彩灯交替亮，重复了5次全部熄灭。
3 机械手
3.1 I/O连接图及控制电路
3.2 程序及其说明
3.3仿真结果
X0闭合一下启动，Y5高电位。X5闭合，计数器记1，Y4高电位，Y5复位。X4闭合一下，Y7高电平。X7闭合一下，Y5高电平。X5闭合6次，计数器记7，Y3高电平0.2s，Y4高电平。闭合X5五次，闭合X4一下，Y6高电平。闭合X6一下，进入第二次。X5闭合两次，计数器记14，Y4高电位，Y5复位。X4闭合一下，Y7高电平。X7闭合一下，Y5高电平。X5闭合6次，计数器记21，Y3高电平0.2s，Y4高电平。闭合X5五次，闭合X4一下，Y6高电平。闭合X6一下，进入第三次。X5闭合三次，计数器记29，Y4高电位，Y5复位。X4闭合一下，Y7高电平。X7闭合一下，Y5高电平。X5闭合6次，计数器记37，Y3高电平0.2s，Y4高电平。闭合X5五次，闭合X4一下，Y6高电平。闭合X6一下，进入第四次。X5闭合四次，计数器记46，Y4高电位，Y5复位。X4闭合一下，Y7高电平。X7闭合一下，Y5高电平。X5闭合6次，计数器记55，Y3高电平0.2s，Y4高电平。闭合X5五次，闭合X4一下，Y6高电平。闭合X6一下，进入第五次。X5闭合五次，计数器记65，Y4高电位，Y5复位。X4闭合一下，Y7高电平。X7闭合一下，Y5高电平。X5闭合6次，计数器记75，Y3高电平0.2s，Y4高电平。闭合X5五次，闭合X4一下，Y6高电平。闭合X6一下，进入下一轮循环。
四.实验总结
通过两个周的PLC课程实验，加深了我对这门课程的理解与学习，巩固了知识，增长了更深层次的实践基础。这次课程设计设计的内容包括3个验证型的实验和3个设计型的实验。通过程序的输入，编辑，校验，运行，仿真机械手控制，交通灯控制，大小球分拣系统控制以及设计电动机的时序图运行，彩灯控制和机械手控制。这次设计，将我们所学的PLC理论知识用于具体的设计，进一步巩固了所学的理论知识，同时也认识到只有将理论知识运用到实践操作，才能真正的掌握一门课程。每天都在机房上机，同学之间相互讨论，团队协作能力得到加强，老师也认真的辅导我们，同学积极的去认真的完成所布置的任务，整个教室显示出一种认真的氛围。这次课程设计使我受益匪浅，希望以后有更多的机会去完成类似的设计。
班《PLC及应用》课程设计内容及评分标准要求
----生产过程自动化技术专业 一.课程设计目的： 按照控制要求，分析控制过程，通过可编程控制器进行系统的整体设计。通过实际工程设计，达到应用PLC技术的实际控制工程技术训练，掌握可编程序控制器控制实际过程的设计基本原则、方法和步骤，为毕业设计和实际工作技术设计打下基础。 二.课程设计时间：
2010—2011学年第二学期第1--2周。 三.课程设计地点：
自习教室和PLC控制实验室。 四.课程设计任务要求：
1. 任选设计内容(见第五项)中的一题，或自命题(需经指导教师审核同意)。 2. 完成设计题目内容：
熟悉题目，了解题目中生产装置或设备的控制要求。根据控制要求，给出生产装置的整体电气控制系统设计方案，采用PLC控制。要求给出I/O地址编号分配表，PLC控制梯形图，写出指令程序。通过可编程控制器实验装置模拟调试程序。 (1)画出PLC外部接线图。 (2).画出PLC梯形图。
(3)给出控制盘面板示意图、控制盘的接线图。 (4)给出课程设计报告。
(5)通过在可编程控制器实验装置上操作，验证其可编程的正确性。 五.课程设计题目：(任选一题，若自命题需经老师同意)
1.设计一个智力竞赛抢答控制装置，当出题人按下开始按钮SB1后，在10 S之内，4个参赛者只有最早按下的人抢答有效，抢答桌上的灯亮3 S，赛场上的灯亮2 S，而且SB1复位，使定时器复位。12 S后抢答无效，SB1及定时器复位，设计出原理接线图，设计出梯形图，并模拟调试。
2.
用PLC对自动售货机进行控制，根据工作要求，写出梯形图及指令表。工作要求： (1)
此售货机可投入1元、2元或10元硬币。
(2)
当投入的硬币总值超过12元时，汽水按钮指示灯亮;又投入的硬币总值超过15元时，汽水及咖啡按钮指示灯都亮。
(3)
当汽水按钮灯亮时，按汽水按钮，则汽水排出7s后自动停止，这段时间内，汽水指示灯闪动。
(4)
当咖啡按钮灯亮时，按咖啡按钮，则咖啡排出7s后自动停止，这段时间内，咖啡指示灯闪动。
(5)
若投入硬币总值超过按钮所需德钱数(汽水12元，咖啡15元)时，找钱指示灯亮，表示找钱动作，并退出多余德钱。 (6)
I/O编号：
输入
输出
1元识别口：X0
咖啡出口：Y10 5元识别口：X1
汽水出口：Y11 10元识别口：X2
咖啡按钮指示灯：Y12 咖啡按钮：X3
汽水按钮指示灯：Y13 汽水按钮：X4
找钱指示灯：Y14 计数动复位：X5 3. 利用PLC做一电机转速检测显示及控制装置，写出梯形图及指令表。电机上装有一个转速检测装置(每转输出10个脉冲)，电机转速由PWM输出控制。设计一个程序： (1)检测电机转速，并在7段数码显示器上显示。
(2)当检测值与给定值不同时改变PWM输出，使实际转速与给定值相等。 (3)加上16键输入电路，用于输入给定值。
4. 某设备：粉末冶金制品压制，在初始状态时，冲头和模具在最上面，装好金属粉末后，按下启动按钮X0,Y0变为ON,冲头下行。将粉末压紧后，压力继电器X1为1状态，开始保压延时，5s后，Y1变为ON，冲头上行。上限位开关X2变为1状态时，冲头停止上行，Y2变为ON，模具下行。碰到下限位开关X3时，停止下行。工人取走成品后，按下按钮X5，Y3变为ON，模具上行。限位开关X4变为1状态时，系统返回初始状态。画出控制顺序功能图，原理接线图，设计出梯形图。 5. 设计某医院呼叫系统：
医院护士站，需要照顾所有多个病房的病人，请设计一个由电子电路实现的、16个病房使用的远距离传输、床位对应、集中提示的“医院病人紧急呼叫系统”，每个病房四位病床，要求：
(1)每个病床有一个呼叫的按键。
(2)能够存储医生处理之前的呼叫状态。
(3)设计优先编码电路，根据病人病情设置优先级别。当有多人呼叫时，病情严重者优先。(此功能可选)
(4) 当病人紧急呼叫时，产生声、光提示，并按优先级别显示病人编号。
(5)设计呼叫清除电路，当医生处理完当前(最高优先级)显示的病号后，可将该呼叫清除，系统能自动显示优先级病床呼叫信号。
6.在街道、商场或公共场所，通常装有各种五彩斑斓的灯饰，美化人们的生活空间。用可编程序控制器控制设计一个彩灯控制器，控制红绿黄三个灯，按如下规律依次点亮。
1.红、黄、绿三组彩灯循环闪亮，变化规律是：红灯亮0.5秒-红灯、绿灯亮0.5秒-绿灯亮0.5秒-黄灯、绿灯亮0.5秒-黄灯亮0.5秒-黄灯、红灯亮0.5秒-所有灯全亮1秒-红灯亮0.5秒„„，如此循环产生“流水”般的效果。 2.设计检测装置控制彩灯白天不亮，晚间自动亮。 3.能够控制停止灯亮，可以启动从初始状态开始。 六.主要参考教材
1.《可编程控制器原理及应用》上海交通大学出版社，王整风等主编。 2.《可编程控制器原理及应用方法》重庆大学出版社，廖常初 主编。 七.进度安排
第一周的周三至周日，查阅资料，设计接线图;第二周的周一到周三设计梯形图程序并模拟调试程序，周四到五编写设计说明书，考核验收答辩。 八.成绩考核
依据考核学生的可编程控制器(PLC)的编程设计能力，图纸和设计报告，结合答辩情况给定成绩。
1.设计报告 60%， 2.动手实验模拟调试 20%，3.创新能力 10%， 4.平时学习和答疑 10%。
成绩评定：优秀
良好
中等
及格
不及格五档。 九.注意事项 1.实验时注意安全，通电前必须仔细检查。 2.3月12日前完成设计。
二○一二 ～二○一三 学年第 二 学期
信息科学与工程学院
课程设计说明书
课程名称：
PLC技术课程设计
班
级：
自动化1002班
学
号：
201004134070
姓
名：
吴君
指导教师：
刘晓玉
二○一三 年 五 月
一、设计题目： 液位升降自动控制系统设计
二、设计任务和要求
某进出水系统由进水阀门、储水罐及出水阀门组成，储水罐储水高度为50cm。水位升降分为手动控制和自动控制，通过选择开关进行选择。
1、 手动控制
通过上升按钮、下降按钮和停止按钮控制水位高度(1)上升过程：按下上升按钮，进水阀开，水位以1cm/s开始上升，水位满时，进水阀门自动关闭;按下停止按钮，阀门关闭，水位停止在当前位置。(2)下降过程：按下下降按钮，出水阀开，水位以1cm/s开始下降，水位空时，出水阀门自动关闭;按下停止按钮，阀门关闭，水位停止在当前位置。
2、 自动控制
通过启动按钮和停止按钮进行控制：(1)按下启动按钮，进水阀开，水位以1cm/s开始上升;水位满时，进水阀门关，出水阀打开，水位以1cm/s开始下降，水位空，出水阀门关;然后进水阀重新打开，重复以上过程。(2)按下停止按钮，阀门全部关闭，水位停止在当前位置。
3、 报警
手动和自动过程中，当液位达到高低报警值时，进行灯闪烁报警，闪烁频率位0.5s。
三、题目分析
思路
一、利用PLC模拟开关功能，进行开关量的控制，采用传感器来检测液位的位置，然后相应的模拟开关动作。
思路
二、利用PLC的模拟量输入，采用模拟，不需要采用传感器，并且需要的硬件数量较少。
现用思路一，采用分部程序设计方法，利用无参功能编写。
四、流程图和硬件图(见附录1)
五、硬件配置图，及PLC操作步骤
1、建立工程
2、选择CPU
3、添加硬件
4、符号表
5、建立模块
6、复位模块图
7、主程序模块
8，手动控制模块
9、自动控制模块
10、定时模块
六、设计心得体会
通过这次课程设计，巩固《PLC技术》课程学过的知识，了解了一些典型硬件设备，熟悉PLC系统设计流程，能简单运用基本指令。熟悉梯形图的设计和结构思路，在原有的学习基础上，了解了PLC的编程思想，编程结构，在一定程度上在加深对理论联系实际的方面有了一定的认识。
七、参考书目
西门子S7300PLC应用教程
深入浅出西门子S7-300 PLC[M]
PLC课程设计课题——三层电梯模型 PLC 控制系统设计与调试(带程序注释)
一、控制要求：
1.系统应具备：有司机、无司机、消防三种工作模式。 2.系统应具备下列几项控制功能: 1)自动响应层楼召唤信号(含上召唤和下召唤)。 2)自动响应轿厢服务指令信号。
3)自动完成轿厢层楼位置显示(二进制方式)。 4)自动显示电梯运行方向。
5)具有电梯直达功能和反向最远停站功能。 3.系统提供的输入控制信号: AYS 向上行驶按钮 AYX 向下行驶按钮
YSJ 有/无司机选择开关 1YC 一楼行程开关 2YC 二楼行程开关 3YC 三楼行程开关 A1J 一楼指令按钮 A2J 二楼指令按钮 A3J 三楼指令按钮
AJ 指令专用开关(直驶) ZXF 置消防开关 A1S 一楼上召唤按钮 A2S 二楼上召唤按钮 A2X 二楼下召唤按钮 A3S 三楼上召唤按钮 A3X 三楼下召唤按钮
4.系统需要输出的开关控制信号： KM 开门显示 GM 关门显示 MGB 门关闭显示 DCS 上行显示 DCX 下行显示
S 上行继电器(控制电动机正转) X 下行继电器(控制电动机反转) YX 运行显示
A LED 七段显示器 a 段发光二极管 B LED 七段显示器 b 段发光二极管 C LED 七段显示器 c 段发光二极管 D LED 七段显示器 d 段发光二极管 E LED 七段显示器 e 段发光二极管 F LED 七段显示器 f 段发光二极管 G LED 七段显示器 g 段发光二极管 1DJA 一楼指令信号登记显示 2DJA 二楼指令信号登记显示 3DJA 三楼指令信号登记显示 1DAS 一楼上召唤信号登记显示 2DAS 二楼上召唤信号登记显示 2DAX 二楼下召唤信号登记显示 3DAS 三楼上召唤信号登记显示 3DAX 三楼下召唤信号登记显示
二、课题要求：
1.按题意要求，画出 PLC 端子接线图及控制梯形图。
2.完成 PLC 端子接线工作, 并利用编程器输入梯形图控制程序，完成调试。 3. 完成课程设计说明书
三、答辩问题：
1.阐明程序设计思想及工作流程。
2.当层楼数增加，开关量输入和输出的点数将作如何变化 ? 3.若需要电梯只服务于奇数楼层，梯形图将作如何变换 ? 4.若需要电梯只服务于偶数层楼，梯形图将作如何变换 ? 5.若正常运行方式作为方式 A ，上述
3、4 题运行方式作为 方式 B 、方 式 C 、方式 D , 如何采用两个输入开关来任选其中一个作为当前运行方式? 6.电梯控制中清除召唤登记的条件是什么 ? 7.电梯控制中清除指令登记的条件是什么 ?
线路部分
主回路图
PLC接线图
三菱的FX2n-48MR程序
确定I/O接口点数
确定I/O接口点数
1、输入接口：
(1)安全回路
2、输出接口
(1)上行接触器
(2)门锁
(3)检修开关
(4)上平层感应器
(5)下平层感应器
(6)向上按钮
(7)向下按钮
(8)关门按钮
(9)开门按钮
10)上强迫减速限位
11)下强迫减速限位
(12)消号按钮
(13)锁梯钥匙
14)一楼楼层感应器
15)二楼楼层感应器
16)三楼楼层感应器
(17)一楼指令按钮
(2)下行接触器
(3)快车接触器
(4)慢车接触器
(5)一级加速接触器
(6)一级减速接触器
(7)二级减速接触器
(8)三级减速接触器
以上为一组：选用交流220V电压的接触器
(9)开门继电器
(10)关门继电器
(11)JK继电器
(12)蜂鸣器
(13)向上方向显示
(14)向下方向显示
(15)一楼楼层显示
(16)二楼楼层显示
(((((
(18)二楼指令按钮
(19)三楼指令按钮
(20)一楼向上召唤按钮
(21)二楼向上召唤按钮
(22)二楼向下召唤按钮
(23)三楼向下召唤按钮
(17)三楼楼层显示
(18)一楼指令显示
(19)二楼指令显示
(20)三楼指令显示
(21)一楼上召唤显示
(22)二楼上召唤显示
(23)二楼下召唤显示
(24)三楼下召唤显示
以上合并为一组，选用交流24V电压电源
根据计算，输入共23点，输出共24点，我们可以选用FX2n-48MR的PLC来编制程序(输入输出各24点)。
基于S7-200_PLC十字路口交通灯控制系统设计
1 PLC概述
可编程序控制器(Programmabie Logic Controller,缩写PLC)是以微处理器为基础，综合计算机、通信、联网以及自动控制技术而开发的新一代工业控制装置。可编程序控制器是随着技术的进步与现代社会生产方式的转变，为适应多品种、小批量生产的需要，生产、发展起来的一种新型的工业控制装置，在工业自动化各领域取得了广泛的应用。
1.1 PLC的硬件结构
PLC分为固定式和组合式(模块式)两种。固定式包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，模块式包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架。其结构如图1所示。中央处理单元(CPU)是PLC 的控制中枢，按照系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据、存储器I/O以及警戒定时器的状态;并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC 投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O 映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后，按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O 映象区或数据寄存器内，等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O 映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行直到停止。
图1 PLC的结构图
基于S7-200_PLC十字路口交通灯控制系统设计
1.2 PLC的工作原理
PLC的CPU则采用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式，即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该线圈的所有触点(包括其常开或常闭触点)不会立即动作，必须等扫描到该触点时才会动作。
当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段：
1输入采样阶段
在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。
2用户程序执行阶段
在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态;或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态;或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。
3输出刷新阶段
当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。
1.3 PLC的应用领域
目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为以下几类： (1)开关量的逻辑控制 这是PLC最基本、最广泛的应用领域，可用它取代传统的继电器控制电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，又可用于多机群控制及自动化流水线。如电梯控制、高炉上料、注塑机、印刷机、组合机床、磨 2
基于S7-200_PLC十字路口交通灯控制系统设计
床、包装生产线、电镀流水线等。
(2)模拟量控制 在工业生产过程中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使PLC能处理模拟信号，PLC厂家生产有配套的A/D、D/A转换模块，使PLC可用于模拟量控制。
(3)运动控制 PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在可使用专门的运动控制模块。广泛的运用于各种机床、机械、机器人、电器等场合。
(4)过程控制 这是对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。PLC能编制各种控制算法程序，完成闭环控制。PID控制时一般闭环控制系统中常用的控制方法。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用
(5)数据处理 现代PLC具有数学运算、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较。一般用于大型系统，如无人控制的柔性制造业。
(6)通信及联网 PLC通信包含PLC之间的通信以及PLC与其他智能设备间的通信。在工业自动化网络发展加快前提下，厂家都十分重视PLC的通讯功能，纷纷推出各自的网络系统，通讯十分方便。
1.4 PLC的发展趋势
1969年，美国数字设备公司(DEC)首先研制出第一台符合要求的控制器，即可编程逻辑控制器，并在美国GE公司的汽车自动装配上试用获得成功。此后，这项技术迅速发展，从美国、日本、欧洲普及到全世界。
总的来说发展趋势如下：
(1)向高速度、大容量方向发展为了提高PLC的处理能力，要求PLC具有更好的响应速度和更大的储存容量。
(2)向超大型、超小型两个方向发展。以适应不同类型的自动控制系统的需要。 (3)PLC大力开发智能模块，加强联网通信功能。为了扩大适用范围，厂家还制定了通用的通信彼岸准，已构成更大的网络系统。
(4)增强外部故障的检测与处理能力。外部故障的几率很大，因此，PLC厂家致力 3
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于研制、发展用于检测外部故障的专用智能模块，进一步提高系统的可靠性
(5)编程语言多样化。PLC结构不断发展的同时,PLC的编程语言也越来越丰富。多种语言并存、互补与发展是PLC进步的一种趋势。
1.5 S7-200的概述
西门子S7系列可编程控制器分为S7-400、S7-300、S7-200三个系列，分别为S7系列的大、中、小型可编程控制器系统。S7-200系列可编程控制器有CPU21X系列，CPU22X系列，其中CPU22X型可编程控制器提供了4个不同的基本型号，常见的有CPU221，CPU222，CPU224和CPU226四种基本型号：
小型PLC中，CPU221价格低廉能满足多种集成功能的需要。CPU 222是S7-200家族中低成本的单元，通过可连接的扩展模块即可处理模拟量。CPU 224具有更多的输入输出点及更大的存储器。CPU 226和226XM是功能最强的单元，可完全满足一些中小型复杂控制系统的要求。四种型号的PLC具有下列特点： (1)集成的24V电源
可直接连接到传感器和变送器执行器，CPU 221和CPU222具有180mA输出。CPU224输出280mA，CPU 2
26、CPU 226XM输出400mA可用作负载电源。 (2)高速脉冲输出
有2路高速脉冲输出端，输出脉冲频率可达20KHz，用于控制步进电机或伺服电(3)通信口CPU 2
21、CPU222和CPU224具有1个RS-485通信口。
CPU 2
26、CPU 226XM具有2个RS-485通信口。支持PPI、MPI通信协议，有自由口通信能力。
(4)模拟电位器CPU221/222有1个模拟电位器，CPU224/226/226XM有2个模拟电位器。模拟电位器用来改变特殊寄存器(SMB28，SMB29)中的数值，以改变程序运行时的参数。如定时器、计数器的预置值，过程量的控制参数。 (5)中断输入允许以极快的速度对过程信号的上升沿作出响应。
(6)EEPROM存储器模块(选件)可作为修改与拷贝程序的快速工具，无需编程器并可进行辅助软件归档工作。
(7)电池模块用户数据(如标志位状态、数据块、定时器、计数器)可通过内部的超级电容存储大约5天。选用电池模块能延长存储时间到200天(10年寿命)。电池 4
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模块插在存储器模块的卡槽中。
(8)不同的设备类型CPU 221～226各有2种类型CPU，具有不同的电源电压和控制电压。
(9)数字量输入/输出点CPU 221具有6个输入点和4个输出点;CPU 222具有8个输入点和6个输出点;CPU 224具有14个输入点和10个输出点;CPU226/226XM具有24个输入点和16个输出点。CPU22X主机的输入点为24V直流双向光电耦合输入电路，输出有继电器和直流(MOS型)两种类型
(10)高速计数器CPU 221/222有4个30KHz高速计数器，CPU224/226/226XM有6个30KHz的高速计数器，用于捕捉比CPU扫描频率更快脉冲信号。
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2 交通信号灯的作用和意义
交通十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。靠什么来实现这井然秩序呢?靠的是交通信号灯的自动指挥系统。那么控制系统是如何实现红、绿、黄三种颜色信号灯有条不紊工作的呢?交通信号灯控制方式很多，可以用电子电路来实现，也可以用单片机编程控制来实现。本设计主要介绍如何利用PLC来实现十字路口交通灯的控制。
随着社会的发展，人们的消费水平不断提高，私人车辆不断的增加。人多、车多、道路少的道路交通状况已经很明显了。所以采用有效的方法控制交通灯是势在必行的。PLC的智能控制原则是控制系统的核心，采用PLC根据不同时刻车流量的不同，将红绿灯时长按一定的规律分档。这样就可以达到最大限度的有车放行，减少十字路口的车辆滞留，缓解交通拥挤，实现最优控制，从而提高交通控制系统的效率。
交通信号灯的出现，使得交通得以管制，对于疏导交通流量，提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。为了实现交通道路的管制，力求交通管理先进性、科学化。用可编程控制器实现交通灯管制的控制系统，以及该系统软、硬件设计方法。实验证明该系统实现简单、经济，能够有效的疏导交通，提高交通路口的通行能力。分析了现代城市交通控制和管理问题的现状，结合交通实际情况阐述了交通控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的PLC设计方案。可编程控制器在工业自动化中的地位极其重要。广泛应用于各个行业。随着科技的发展，可编程控制器的功能日益完善，加上小型化、低价格、可靠性高，在现代工业中的作用更加突出。
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3 方案设计
3.1控制要求
交通灯控制系统的控制要求如下：
1 信号灯受一个起动开关(SB1)控制，当起动开关接通时，信号系统开始工作，且先南北红灯亮，东西红灯亮。
2 交通灯按如下顺序循环点亮：红红(2s)-->红绿(3s)-->红黄(1s)-->红红(2s)-->绿红(3s)-->黄红(1s)-->红红(2s)。
3 周而复始。
3.2系统设计方案分析
按照交通灯系统控制要求下，结合西门子S7-200系列可编程控制器的特性，选择适合的型号。设计思想分析如下：给一个启动的输入信号，要配合一个SB1的按钮，当SB1启动按钮动作，系统工作。
按照控制要求，将控制过程分为六步，分别是红红、红绿、红黄、红红、绿红、黄红，程序控制继电器按时序一步步的跳转。可采用多种方案实现跳转，在此，我们采用传送指令与时间继电器结合来控制程序的运转。
首先，上电后，按下启动按钮SB1，I0.0动作，启动通电延时时间继电器T37和T40，Q0.0和Q0.3接通，南北红灯和东西红灯亮，延时2s后，其常闭触点断开，Q0.3断开，东西红灯灭。启动时间继电器T38，T37常开触点闭合，Q0.5接通，东西绿灯亮，延时3s后，T38常闭触点断开，东西绿灯灭。启动时间继电器T39，T38常开触点闭合，Q0.4接通，东西黄灯亮，延时1s后，T39常闭触点断开，东西黄灯灭。T39常开触点闭合,东西红灯亮，延时2s后，南北红灯灭，同时启动时间继电器T41，Q0.1接通，南北绿灯亮，延时3s后，T41常闭触点开、常开触点闭合，南北绿灯灭。同时启动时间继电器T42，Q0.2接通，南北黄灯亮，延时1s后，T42常闭触点开、常开触点闭合,南北黄灯灭，同时南北红灯亮，开始下一轮循环。
按照控制要求，需要一个信号输入，六个信号输出，十字路口有十二个交通信号灯，南北、东西两个为一组用一个输出信号控制。通过如下的十字路口交通灯状态分析表、主流程图、十字路口交通灯时序图一一展开，十字路口交通灯控制系统设计思路逐渐脉络清晰。
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3.3 交通灯状态图
十字路口交通灯如下图1所示，将12个交通灯进行编号
图2 十字路口交通灯状态图
这12个交通灯共有六个状态：
状态1：南北红灯(
1、7)亮，东西红灯(
4、10)亮; 状态2：南北红灯(
1、7)继续亮，东西绿灯(
6、12)亮; 状态3：南北红灯(
1、7)继续亮，东西黄灯(
5、11)亮; 状态4：南北红灯(
1、7)继续亮，东西红灯(
4、10)亮; 状态5：南北绿灯(
3、9)亮，东西红灯(
4、10)继续亮; 状态6：南北黄灯(
2、8)亮，东西红灯(
4、10)继续亮。
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3.4 主程序流程图
图3 主程序流程图
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图4 十字路口交通灯时序图
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4 硬件设计
4.1 硬件选择
本设计采用PLC来实现对十字路口交通信号灯的控制，其控制方法是选用西门子的S7-200系列CPU222型号PLC对东西南北的红、黄、绿灯实现有规律的循环闪亮，以达到对交通信号灯的控制。控制过程中采用顺序控制法用多个定时器自动实现对六个控制对象的控制。根据交通信号灯的亮灭规律，可用PLC编程对其实行自动控制。
4.2 PLC的I/O分配表
硬件结构设计必须了解各个对象的控制要求,分析对象的控制要求,确定输入/输出(I/O)接口的数量,确定所控制参数的精度及类型。如对开关量,模拟量的控制,用户存储器的存储容量等。选择合适的PLC机型及外设,以完成PLC的硬件结构配置。
根据上述选型及控制要求,绘制PLC控制交通灯的电路接线原理图,编制I/O接口功能表, I/O分配及其接线原理图分别如表1和图5所示
表1 交通信号灯PLC的输入/输出点分配表
输入信号
名称 工作按钮
代号 SB1
输入点编号
I0.0
定时元件
T37:状态一2S T38:状态二3S T39:状态三1S T40状态四2S T41:状态五3S T42:状态六1S
名称 南北红灯 南北绿灯 南北黄灯 东西红灯 东西绿灯 东西黄灯
输出信号
代号 输出点编号 L0 L1 L2 L3 L4 L5
Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 11
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4.3 PLC的硬件接线图
图5 PLC 控制接线图
端口I0.0为接入系统开关的传送信号，端口Q0.0接南北红灯，端口Q0.1接南北绿灯，端口Q0.2接南北黄灯，端口Q0.3接东西红灯，端口Q0.4接东西绿灯，端口Q0.5接东西黄灯。
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5 编制程序
5.1 十字路口交通信号灯顺序功能图
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5.2 十字路口交通信号灯梯形图
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5.3 指令表
Network 1 LD I0.0 AN T42 TON T37, 20 TON T38, 50 TON T39, 60 TON T40, 80 TON T41, 110 TON T42, 120
Network 2 LD I0.0 AN T40 O T42 = Q0.0
Network 3 LD I0.0 AN T37 O T39 = Q0.3
Network 4 LD T37 AN T38 = Q0.5
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Network 5 LD T38 AN T39 = Q0.4
Network 6 LD T40 AN T41 = Q0.1
Network 7 LD T41 AN T42 = Q0.2
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6 PLC检查调试
6.1常规检查
在通电之前要耐心细致地作一系列的常规检查(包括接线检查、绝缘检查、接地电阻检查、保险检查等)，避免损坏PLC模块(用STEP7的诊断程序对所有模块进行检查)。
6.2系统调试
系统调试可按离线调试与在线调试两阶段进行。其中离线调试主要是对程序的编制工作进行检查和调试，采用STEP7能对用户编制程序进行自动诊断处理，用户也可通过各种逻辑关系判断编制程序的正误。而在线调试是一个综合调试过程，包括程序本身、外围线路、外围设备以及所控设备等的调试。在线调试过程中，系统在监控状态下运行，可随时发现问题、随时解决问题，从而使系统逐步完善。因此，一般系统所存在的问题基本上可在此过程中得到解决。
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总 结
经过五天的课程设计，我初步掌握了PLC程序设计的基本方法，了解到顺序控制的方法，理解了时序对交通灯设计的重要性。整个课程设计最大的难点在于确定交通灯的控制逻辑和时序分析，在程序设计的最初阶段，我们没有深刻理解交通灯状态变化的时序关系，无法找到状态转换的起始点，所以始终写不出合理的程序。后来，我们采用传送指令来控制时间继电器的启动，也解决了这个问题。总的感觉是，这次课程设计的收获很大，我学到了一些实用的PLC知识，这些知识也将为我以后的学习和工作所用。
通过本次课程设计，我们将所学的所有理论知识都很好的运用到了实际的设计当中，在具体的设计过程中，遇到了很多问题，通过查资料问老师，都一一得到解答，通过本次锻炼主要体现在以下几个方面：
(一) 提高了对知识系统化能力
设计过程中运用了很多的知识，因此如何将知识实用化就成了关键。如本设计中用到了西门子PLC编程理论，因此在设计过程中侧重了知识转变成能力的培养，为今后的工作和学习打下了很好的理论基础。
(二)
提高了计算和微机应用能力得到提高
使自己计算准确度有了明显的进步，没有以前那么马虎大意了。软件方面，熟练了对Photoshop、WORD、绘图等软件的掌握。
(三) 自我学习的能力提高
此次设计过程中遇到了很多的困难，为了解决问题，激发了对获取 知识的追求，使自学能力得到了提高。
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致 谢
本课程设计是段老师的悉心指导下完成的。
课程设计是检验和锻炼学生实际工程设计能力的一项教学环节。在此次设计中，我综合运用所学知识，认真按照 “S7-200PLC编程手册”等相关书籍的设计要求，注重理论联系实际。在段老师的耐心指导下，完成了基于S7-200PLC的十字路口交通灯控制系统设计，培养了综合运用基础知识和技能解决实际问题的能力，初步掌握了工程设计的方法，为将来的工作奠定了基础。
在此期间段老师为我做了大量的辅导和答疑工作，帮我解决了设计过程中的一个个难题，并一次又一次的帮我修改设计说明书，使设计工作顺利完成。在此，谨向段老师致以深深的谢意! 同时，在本次设计及论文的写作过程中，同学们为我提供了力所能及的帮助，并创造了浓厚的学习氛围!
再次感谢段老师悉心的指导和同学们的热心帮助。
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参考文献
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