電氣調控與PLC教改研討

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一、引言

隨著信息化時代的來臨和科學技術的迅猛發展，特別是微處理機技術的發明及應用及大規模集成電路的產生，電氣控制技術在生產過程的廣泛應用，出現了可編程序控制器（plc），操作簡單，使用方便。近幾年，許多高職院校都開設了電氣控制與PLC課程，并將其設為核心專業課程。但是電氣控制與PLC技術課程的教學目前存在一些問題亟待解決，認清該課程教學的性質和面臨的現狀，進而實行電氣控制與PLC技術教學改革的探索是擺在我們面前迫切需要解決的問題。

二、課程性質和意義

電氣控制與PLC課程是高職院校機電類工科專業開設的實踐性、應用性很強的一門技術型課程。目前是高職院校數控技術應用和機電一體化專業的一門核心課程，該課程不僅為電機調速控制技術、數控機床維修及調試、機電一體化技術應用等后續課程及畢業設計打下扎實的理論基礎，而且為相關專業考取資格證書等做好了有力的準備，為社會輸送人才奠定了堅強的后備軍，在專業人才的培養和輸送方面起著重要的支撐作用。本課程的特色是理論教學與實際操作并重，在某種程度上更強調技術的應用。培養學生具備電氣控制系統分析和設計的基本能力；熟悉可編程控制器原理及編程方法，掌握PLC程序設計和PLC應用能力。

三、電氣控制與PLC技術教學的現狀

如上所述，電氣控制與PLC技術這門專業課是理論和實踐密切結合的課程，在一定程度上更注重實踐的應用。但是在大多數院校的課程開設中，通常將《電氣控制技術與PLC》分成獨立的兩門課程，即：《電氣控制技術》和《PLC》，先開《電氣控制技術》，后開《PLC》，且是分為兩個學期開設[1]。原本聯系密切的兩部分因為相隔時間太長，無法將理論及時的應用到實踐中去，抽象的理論知識無法具體形象化，學生容易忘記，長此以往，導致學生對該課程興趣低下，甚至覺得枯燥、厭倦，教學效率低糜。整合課程的設置迫在眉睫，筆者根據專業特色和目前的現狀，從教學內容、教學手段、學習方式及考核評價方式角度，提出以下對策，將這兩門課程有機整合。促進電氣控制與PLC技術教學的有效性。

四、電氣控制與PLC技術教學改革的策略探究

（一）教學內容及學時安排

針對上述電氣控制與PLC技術教學中存在課程獨立分散的問題，將兩門課程整合，不斷優化是首先需要解決的問題。將整個課程分為9章（如表1所示），將電氣控制與PLC技術相互融合，不斷強化滲透，并將理論教學和實踐項目相結合，學生學到的理論知識在短期內就能應用到實際操作中去，教學內容直觀、具體，教學要求更是明確、科學。上述的課表中，加強了實驗課的教學，專門開設了課內實踐項目，利用實驗課，進行現場教學指導，能及時發現學生掌握的程度和操作能力的水平。由于《電氣控制與PLC技術》這門課程的應用性很強，課內實踐環節是學生對所學理論知識的一個消化、吸收的過程，能不能將所學理論應用于實踐，關鍵還是看課內實踐的指引和操作。所以教師一定認真備好課，抓好實驗課的教學。精選實驗題目，有計劃有組織的安排實驗課程，而不能盲目發揮。實驗課的作業的布置也是至關重要的，學生課堂上大多數聽懂、明白，回家不及時強化，很容易混淆一些操作細節，因此在實驗課中，教師要給學生布置的作業應與課堂講授知識密切相關，且應呈梯度趨勢，靈活多樣。讓學生自己編程序，培養學生的操作能力和創新意識。

（二）更新教學方法及手段

教學內容決定了采用什么樣的教學方法和教學手段，將電氣控制與PLC技術教學合二為一，必須積極建構“教、學、做”一體化教學模式。在實踐過程中，教室、實驗室、實訓室形成一體化教學場所，達到在“做中學、學中做”的融會貫通，這就要求更新教學方法和手段，傳統的講授式教學法已經不能適應對人才培養的需求[2]。電氣控制與PLC技術課程理論相對抽象枯燥，學生很難理解，那么借助多媒體和仿真軟件進行演示是大有必要的。在實際教學過程中，聲形并茂，圖文交映的課件能使教學過程變得簡單而有趣，直觀形象，更具有吸引力和趣味性，對于提高學生的學習積極性和主動性，變被動學習為自主學習，從而提高課堂效率具有重大意義。例如，在講到不同類型電器元件時，學生沒有見過電器元件往往理解起來比較困難，而且費時較多，如果直接在多媒體上展示幾張電器元件的圖片，可以起到立竿見影的效果。可以有效幫助學生理解電器元件的構造及其功能[3]。如，在講解機床電氣控制線路時，教師到車間進行現場教學，現場操作演示給學生了解機床各部分的構造、運動控制等，學生就能很快根據相關電氣控制的要求，分析電氣控制線路的工作原理，診斷機器的故障。這樣學生的理解能力大大提高的同時，還能增強學生的積極主動性。

（三）轉變學習方式，實現小組合作學習

針對這種實踐性很強的課程，傳統的被動聽老師講解的學習方式是很難達到學習的標準和要求的。尤其是實踐課程，一個人的學習和摸索是費時頗多的，但是集眾人之智，大家圍繞一個共同的目標，分工協作，才思廣溢，往往能高效的解決問題的同時，每個人都有收獲，這就要求小組成員每個人都參與其中，并且各自扮演好自己的角色。實踐是學生比較喜愛的學習方式，因為可以滿足學生們的好奇心，激發他們學習的興趣和學習動機。在小組合作過程中，每一位成員都能體會到它這是一門能解決實際問題的實用學科，而非枯燥的說教。讓每一位成員切身見證伙伴們成長足跡的同時能感受到自己的點滴進步。例如在PLC進行電動機的啟動項目中，由于項目的實施涉及到多個環節，包括原理圖、接線圖的繪制，梯形圖的設計，接線和調試等方面，尤其是在課程實驗和綜合實訓環節，由于時間相對集中，學生沒有足夠的時間和精力將項目的所有內容都做完[4]。為了確保每個學生能夠在有限的時間內，得到全方面的鍛煉，可進行小組合作，共同完成任務。讓學生參與不同的分組，扮演不同角色從而保證在表1知識單元計劃學時教學內容及學時安排教學要求理論教學內容學時課內實踐項目學時場所常用低壓電器8接觸器、繼電器、熔斷器開關、斷路器、主令電器6低壓電器使用實訓2實訓室熟悉常用電器的原理、特性及應用電氣控制基本電路14電氣識圖、異步電動機起動和正反轉控制、制動控制、順序控制等基本控制線路8異步電動機起動和正反轉控制；制動控制、順序控制等實訓6實訓室掌握電氣識圖、電氣控制線路的分析和設計、實踐能力典型電氣控制線路8*工業機床電氣控制線路4現場教學4實訓室掌握線路工作原理、及實踐能力PLC結構及工作原理4可編程控制器的工作原理及結構特點3PLC認識實踐1實訓室熟悉PLC基本原理、結構基本邏輯指令及應用16邏輯取及輸出線圈觸點串聯觸點并聯串聯電路塊的并聯并聯電路塊的串聯多重輸出電路主控觸點自保持與解除計數器、定時器脈沖輸出空操作指令程序結束指令6編程器的使用；簡單控制系統PLC編程訓練（如彩燈控制、電機順序控制等）10實訓室深化基本邏輯指令及其應用步進順控指令及應用6狀態轉換移圖：1狀態的功能2簡單流程狀態轉移圖3選擇性分支與匯合4并行型分支與匯合編程方法3步進順控指令應用編程訓練3實訓室熟練掌握步進順控指令的編程方法功能指令及應用61.功能指令通則2.程序流控制指令3.傳送和比較指令4.四則運算及邏輯運算指令5.其他指令3編程綜合訓練3實訓室掌握常用功能指令的應用；了解功能指令的通則PLC與計算機通訊2工業通訊基本知識介紹FX系列通訊模塊介紹2了解通訊模塊的應用綜合應用實訓16*四層電梯、工業控制模型等PLC控制系統實訓16實訓室強化綜合應用能力注：*少于80學時情況下，視專業要求減少。各個方面都得到鍛煉[5]。同學之間相互討論，互相幫助，共同成長、進步。從中不但僅可以收獲友誼，體驗團隊合作的快樂，更能提高實際操作能力，增強學生的創造性和主觀性。

（四）考核評價方式的革新

教學內容、教學手段、學習方式的變革要求考核評價方式的革新。教師是教學改革的主體，教師除了在教學內容、教學手段、學習方式等方面做出改變以外，還必須更新考核評價機制。建立科學合理的考核評價機制，才能在提高學生理論水平的同時，切實加強學生的實踐能力。因此，本課程學生成績的評定應加大實踐考核力度，理論考試成績與實踐考核成績各占50%，其中的實踐考核成績應由平時的實驗表現、綜合項目等環節形成一定的比例[6]。只有這樣才能切實做好考核工作，才能真正發揮考核評價對學生意識和行動力的督促作用。進而才能做到這樣學生全面、認真參與，勤于動手，積極思考，全面提升自身的技能。

五、小結

電氣控制與PLC技術這門課程實踐性強的特殊性要求教學改革的措施也應突出實用性和可操作性，理論與實際密切結合。無論是從教學內容、教學手段、還是從學習方式及考核評價方式，都要強調實踐性，相信通過我們的共同努力，電氣控制與PLC技術教學改革一定能取得驕人的成果。