《電氣控制及PLC》課程工程案例教學方法研究與實踐

[摘 要]《電氣控制及PLC》課程工程案例教學是教師在精心策劃和指導下，以實際應用為教學理念，根據教學目的和教學內容以及學生的認知規律和思維習慣的特點，運用典型的工程項目材料，將學生帶入整個項目的開發過程中，指導學生自主探究性學習的過程。它使學生更好地掌握《電氣控制及PLC》課程教學內容，培養學生的工程實踐能力。在其課程教學中，可以采用工程案例教學方法，通過精心選擇典型工程案例，采取有效措施，較好地實施課程工程案例教學。

[關鍵詞]工程案例教學 電氣控制及PLC 教學方法 工程實踐能力

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2013）19-0070-02

隨著我國科學技術的飛速發展，社會對工程技術人員的工程素質和專業水平的要求不斷提高。大學畢業生要適應市場競爭、滿足社會的需要，就必須具備扎實的理論基礎、較強的工程實踐能力；具備擴張、深化知識和獨立獲取新知識的能力；具備獨立分析、解決實際工程問題的能力。為此，我們按照普通院校應用型人才培養目標，對教學模式進行改革，經過幾年來的教學實踐，取得了較好的教學效果。

一、課程特點及采用工程案例教學的必要性

《電氣控制及PLC》課程是我校自動化專業和電氣工程專業的主干課程。課程主要包含兩個方面的內容：一為繼電接觸器控制系統的分析、設計及其所用電器元件的原理和特點，二為可編程序控制器（PLC）的原理、結構和應用。由于課程知識內容多，綜合性強，且覆蓋面寬，而授課課時又不多，使得教師如果在授課過程中按章節講解，難免會出現“滿堂灌”的教學情況，學生也是被動地接受知識。并且，學生由于實踐經驗少，對這類實踐性強的課程學習起來感到費力。我校是一所普通院校，絕大多數學生畢業后將在中小企業從事電子線路設計和電氣系統設計、改造及維護工作。他們進入企業后，將會在工作中直接應用這門課程的內容。為此，我們采用工程案例教學模式，使理論和實踐很好地結合在一起，這樣可極大地提高學生學習的積極性和自覺性，變被動學習為主動學習，使學生能夠較好地掌握理論知識、具有較高的知識應用能力。

二、課程工程案例教學的實施

（一）工程案例教學法的特點

工程案例教學法是教師在課堂上通過工程案例向學生傳授知識，引導和啟發學生主動分析、積極思考，共同討論的一種教學方法。所用的工程案例取自于生產實際中的工程設計項目，經過文字、數據、圖表、動畫等方式進行概括和整理，形成了可用于課堂交流或探討的案例材料。其實質就是要貫徹“課堂教學不只是傳授知識，更重要的是幫助學生自我學習，同時向學生傳授學科學習方法”的教育理念，讓學生能夠最大限度地開闊視野，活躍思維，同時又必須注意從復雜的項目設計中解析出基本原理，突出重點。

（二）課程工程案例的確定

我們根據課程特點和學生實際工作經驗不足的情況，在采用工程案例教學時，并不是用它完全取代常規理論教學，而是把它作為常規理論教學的補充，作為理論和實踐的橋梁，目的是開闊學生觀察問題的視角，培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。為此，我們從教師科研項目中和工礦企業實踐活動中，選用了5個典型的工程案例，分別是“C650車床的控制系統故障分析及改進”，“工業自動門電氣控制系統設計及分析”，“鐵芯切割機控制系統設計及分析”、“熱壓成型機PLC控制系統設計及分析”，“電動機烘箱溫度PLC控制系統設計及分析”。根據難易程度的不同，在一學期授課中，分階段在課堂中組織學生分析討論。每個工程案例占兩個課時，為了在有限的時間內完成案例教學，在每次工程案例教學課前，先把工程案例材料通過網上電子郵箱發給學生，讓學生事先了解工程案例內容和工程背景。這樣在工程案例課中，學生已經進行了充分的思考、研究，就有底氣發言討論，提出自己的一些想法，與授課教師進行有效的互動。

如在電氣控制系統設計內容之后，可以安排“工業自動門電氣控制系統設計”這個工程案例教學。由于我校校門就是自動門，學生非常熟悉。因此，他們具有極大的能動性，積極上網查找驅動電機、行程開關等電氣元件資料，在課堂上提出了“繼電接觸器控制系統方案”、“PLC控制方案”、“LOGO！控制方案”。

通過這5個工程案例教學，教學的內容與工程實際不再脫節，促進了學生工程素養的完善與發展，激發了學生課程內容學習的積極性。學生也更加認識到理論知識的重要性，學習更用功、更刻苦。

（三）保證課程工程案例教學有效進行的措施

1.《電氣控制及PLC》課程理論課時只有54學時，要進行工程案例教學，理論課時必然更少，而課程理論內容，是工程案例教學的保證。為解決這個矛盾，我們運用了多媒體教學，這樣可以增加教學容量，提高教學效率。

2.精心選擇恰當的并與課程內容密切相關的工程案例，最好能包含較多的知識點，但不能過于復雜，涉及的其他學科知識不能太多。否則，會給學生造成問題成堆、思路堵塞，導致分析、討論時間不夠，或演變成教師的自說自唱等現象發生。

3.準確制定課程教學計劃表，使得每次進行工程案例教學課時，其需要的課程知識內容已經給學生講過，涉及的其他專業課程知識，最好讓學生課外復習或補習。這樣在工程案例分析討論中，學生才能有基礎、有思路、有信心。

4.工程案例完全用文字和數據來表達有時顯得不夠豐富，通常需要輔以結構圖樣、照片、多媒體動畫等課件，以使學生更清楚地了解一個工程項目的背景。其內容要反應工程案例發展的全過程，讓學生了解案例的起因，激發學生參與分析討論的熱情。

三、課程工程案例教學體會

（一）教師要具有豐富的工程實踐經驗

本課程的工程案例教學，授課教師要有自動化控制專業的學習研究背景，要有較強的工程科研能力和豐富的工程設計經驗。教師如果缺乏扎實的專業功底，他就不能很好地應用諸多的專業理論，多視角地剖析工程案例。授課教師還要有親和力、較高的教學組織能力，能激發學生積極參與討論的興趣，使其主動去探索解決工程問題的方法。

（二）教師要轉換自己的角色

工程案例教學法的核心是工程項目分析，相互交流、自由討論，教學總結，是以學生為主體，教師來主導。因此，教師要轉換自己的角色，讓自己成為一名傾聽者。要認真地了解學生的解決問題思路，思考理解后再加以引導。要鼓勵學生大膽闡述自己的觀點，提出自己的設計方案。在課堂總結時，要重視工程案例分析討論過程，強調教師給的是參考方案。要善于組織協調，調動全體學生積極性，避免成為個別學生的討論課。

（三）學生應重視課前準備

工程案例教學要求教師和學生之間要進行互動。學生只有對本次工程案例有一定的了解，經過認真的思考分析，才能有底氣地在課堂交流中發表自己的觀點，提出解決方案。這就要求學生在課前做大量的準備工作，要仔細地閱讀工程案例材料，在圖書館里或互聯網上查找資料。通過材料分析、同學之間的討論，可先做一個設計方案。這樣在工程案例教學課程中，才能有效地探討和交流，最大限度地發揮工程案例教學的作用。對于在工程案例教學課程中表現優秀的學生，可以直接給予加分，以鼓勵學生認真做好課前預習。

（四）確定的工程案例要真實

真實的工程案例可以激發學生強烈的探究興趣，他們會從技術工作者角度去分析、研究和解決工程項目中的問題，把這項設計工作看成自己的分內事，并有一定的責任心。這些真實的工程案例也能讓學生體會到解決實際問題的成就感，增強專業知識學習的積極性，更有信心地完成各項專業學習任務。

《電氣控制及PLC》課程工程案例教學是教師在精心策劃和指導下，以實際應用為教學理念，根據教學目的和教學內容以及學生的認知規律和思維習慣的特點，運用典型的工程項目材料，將學生帶入整個項目的開發過程中，指導學生自主探究性學習的過程。它不同于傳統的課程教學，更強調培養學生獨立和主動學習的能力。將課程知識點的學習隱藏在經過精心計的工程案例中，可使學生更好地掌握課程內容。

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[責任編輯：劉鳳華]