現代電氣控制與可編程控制器課程的教學方法改革及探索

繆仲翠

（蘭州交通大學 自動化與電氣工程學院，甘肅 蘭州730070）

“現代電氣控制與可編程控制器” 課程是實現電器控制的通用性和專業性極強的課程,是自動化領域的一門專業課, 由繼電、接觸器控制系統應用基礎和可編程控制器( PLC) 應用兩大部分組成。這門課的特點是：（1）實用性很強。電氣控制在工業生產等各個領域應用非常廣泛，各類企業都有對相關知識人才的需求，將來學生就業就有可能直接應用所學知識。 （2）實踐性很強。 必須有實驗和實訓作為平臺，提高學生的實踐分析能力動手能力。 （3）綜合性強。 它是集電機原理，電力電子技術、微機原理、網絡通信等課程為一體。尤其是隨著科學技術的發展，各類電器逐漸小型化、電子化、智能化，同時可編程控制器向高集成、高性能、高速度、大容量、模塊化發展，同時也向普及化發展，因此，作為自動化專業的學生上好這門課程是非常重要的。 根據本課程的性質和針對社會對學生的需求，本文對“現代電氣控制與可編程控制器”本科教學方法進行了探索和研究。

1 教學改革的實施策略

1.1 上好緒論課，激發學生的學習積極性和學習興趣

作為一門實用性課程，學生的學習興趣尤其重要。 但是很多學生因為之前學過理論性強、抽象的課程，就很容易產生“難學、沒信心”的念頭，出現還沒學就退縮的現象。 在上緒論課時，應該從各個方面動員、激發學生的學習興趣和積極性。

1.1.1 強調該課程的實用性以及應用領域

首先要強調本課程實踐性極強的特點， 使學生明確學習目的、重點，各知識點在以后工作中的用處。 例如：在講解繼電器-接觸器系統時，因自動化專業很大一部分去工業生產現場，強調繼電器-接觸器控制系統應用很廣泛，機加工的很大機床任然在使用。 在講解PLC 內容時，首先列舉PLC 在工業、農業、交通運輸業及日常生活中廣泛應用的例子，如：各生產單位的數控機床、電梯控制、小區恒壓供水、都市的霓虹燈、人工噴泉等等，這些與大家日常生活息息相關的例子，學生知道學習這門課程的用途，可激發他們的學習興趣。 同時還可以聯系就業市場的需求（有較多單位提出“懂得PLC 者優先”、“我們上課的實例就是我們將來可能要維修的機床”），從而激發了學生的學習欲望。

1.1.2 強調該課程的特點——直觀、簡單

很多學生在學習時，一開始對課程有了“我肯定學不好”“我的單片機、電機學都學的那么差”等的想法。 在緒論課上強調本課程的特點，并指出和其他課程的區別，強調本課程很直觀，也很簡單，課舉例證明。

1.1.3 講解電氣控制系統的發展

講述電氣控制從手動控制到繼電器接觸器控制，然后到可編程邏輯控制再到可編程控制器的發展，并分析繼電器接觸器控制系統的特點，強調隨著科學技術的發展，各種電器也在向無觸點化、智能化發展，在工業生產領域占很重要的領域。 講解可編程邏輯控制器的是如何在繼電器接觸器控制系統基礎上發展的，以及發展到現在的可編程控制器的特點，以及其強大的功能。 并講解繼電器接觸器控制系統和可編程控制器之間的關系，使學生對課程有了總體的概念。

1.2 課堂教學中激發學生的學習熱情和信心

本課程的課堂教學，切忌不能像有些理論性較強的課程老師從頭到尾的進行講解、推導，而是調動學生的學習主動性。在課程安排上以實際應用項目為主線，由實際項目帶出電器元件的應用、各種控制方法、原理的學習，這樣可使學生一邊學新的電器元件，學習新的控制方法，一邊用到實際的應用中。

1.2.1 在講解電器器件時，最好拿實物讓學生有感官上的認識，然后結合圖紙講解工作原理。 作為自動化本科專業，對各種電器不僅要知道器用途，也要熟悉其工作、動作原理，這樣才會加深理解。 同時不能從頭到尾把各個電器羅列講解，這樣學生聽起來很枯燥，而是由具體應用項目帶出電器。 例如，在第一講首先講解電動機的正反轉控制，分析正反轉的主輔電路的工作原理，這樣就帶出按鈕、接觸器、熔斷器、熱繼電器的應用，在講解它們的工作原理用途，這樣學生比較容易接受。

1.2.2 在講解控制原理時，充分發揮學生的主觀能動性。 讓學生積極地主動地參與在課堂教學中。 在控制原理的講解中，老師并不是在原理圖基礎上枯燥的講解，而是和學生一起在課堂上根據實際的需求共同設計。 剛開始學時可能考慮不全面有很多設計缺陷，這時和同學們一起討論缺陷的后果，從而討論解決問題的方法。 這樣就從一開始培養學生設計、分析、解決問題的能力，在課程教學中引導和開發學生。

2 在實踐教學中培養學生的動手和解決問題的能力

實踐教學是人才培養中不可或缺的重要環節，也是非常重要的人才培養手段。 對于自動化專業的人才培養更應重視實踐教學，實踐教學能夠實現傳統理論教學難以實現的教學效果，能尊重并提升學習者的主體性和創新意識，把學習者的“體驗性知識”作為課程內容的有機構成。 對于這門課程的實踐教學我校自動化專業主要是實驗課和課程設計。

2.1 實驗教學

現在很多課程的實驗都是傻瓜式實驗，無非將課本上的原理圖般在了實驗面板上，學生看不見實物。 而電氣控制與可編程控制器課程的實驗，給出了分離的電氣器件，學生自己設計、自己接線、自己調試。當學生接線有誤導致電機不旋轉時，自己查找問題，要求一定要理解電機不能正常運行的原因，這樣才能達到實驗的目的。 當學生見到自己的電機正轉、反轉、停車時，能感受到該課程給他們帶來的樂趣并激發了學習的興趣。

2.2 課程設計

作為自動化專業的學生，通過課程設計可以使學生更深入理解電氣控制系統的基本理論和基本方法，掌握控制系統的分析與綜合的方法。對于培養和提高學生運用理論分析和解決實際問題的能力和水平有極大的意義。 在課程設計中基本是一人一題，學生首先要根據實際對項目進行分析，然后根據PLC 設計的步驟設計。 課程設計要求對每個學生進行小組答辯，答辯老師由5-6 人組成。 答辯時在講解的過程必須能進行仿真演示，不同的老師要從各個方面進行提問，這可強化學生的理解， 要求學生有比較全面的綜合知識和解決實際問題的能力。通過課程設計不僅綜合強化了學生知識，更是鍛煉了學生解決實際問題分析能力和動手能力。

3 教學經驗和心得

3.1 老師一定要在教材、教法的研究上下功夫，提高教學的藝術性和科學性。 在現代化科技飛速發展的信息時代，教師應多獲取與本專業相關的資料，提高自身素質，給學生以信心，激發學生的學習興趣。

3.2 隨著科學技術的發展，現在一些低壓電器向電子化、智能化、小型化發展，同時PLC 控制系統不僅能代替繼電器接觸器控制系統，而且能實現復雜先進的控制，因此老師要通過不斷的學習和補充新的知識，把先進的控制技術引入課堂。

3.3 在課堂中盡可能引入實際的工程應用， 讓學生知道它的應用領域，可以激發了學生的興趣。在講解控制原理時，盡可能的設計一些故障，以培養學生故障判斷和排除的能力。 要求有較強的解決問題的能力，是當前很多工廠急需的技術人員。

3.4 注意學生實驗時的安全，培養學生現場安全意識和責任。 強調個人人身安全、他人人身安全和設備安全。 強調在電路通電前一定要經過教師的檢查和確認。這要求教師要有很強的責任心和較強的實踐動手、處理問題的能力。

總之，現代電氣控制與可編程控制器課程的教學不僅注重課堂的教學方法，更要加強實踐教學，以提升學生的學習興趣和學習的主動性，培養學生綜合實踐能力。同時這也對老師提出了更高的要求，只有不斷的充實自己才能在教學中應用自如，才能有更好的教學效果。

［1］趙琦,茍小軍. 地方高校生物技術類專業實踐教學改革[J].實驗科學與技術，2013(4):56-58.

［2］章小印,林麗君,高振萍.電氣控制與PLC 的教學方法改革探索[J].科技信息，2010(29):56-58.