電氣控制與PLC應用技術課程教學方法改革與實踐

冮明穎?姜丕杰

摘要：電氣控制與PLC應用技術課程作為高等院校電氣專業的專業技術基礎課，知識點較多，理論性和靈活性均較強，對實踐環節也有較高的要求，單靠傳統的教學方法，已達不到預期的教學目標。結合該課程的特點及教學實踐，對電氣控制與PLC應用技術課程在教學模式上進行了改革與嘗試。實踐證明：采用多媒體課件與案例教學相結合的授課方式有效地增強了學生學習的主動性與積極性，加強了學生對工程實際的理解與應用，取得了良好的教學效果。

關鍵詞：PLC應用技術；多媒體課件；案例教學

作者簡介：冮明穎（1976-），女，滿族，遼寧黑山人，遼寧工業大學電氣工程學院，講師；姜丕杰（1978-），男，遼寧大連人，遼寧工業大學電氣工程學院，講師。（遼寧 錦州 121001）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）09-0058-02

電氣控制與PLC應用技術課程是電氣工程及其自動化專業的技術基礎課，它是在繼電器控制基礎上以微處理器為核心，集計算機技術、電氣控制技術和網絡通信技術于一體的理論與實際相結合的綜合性學科。[1]該課程內容涉及面較廣，理論性和靈活性均較強，對實踐環節也有較高的要求。

隨著可編程控制器在各個行業的廣泛應用，現代企業對PLC技術人員的需求也日益增大。對于高等院校的本科學生而言，應該掌握PLC的基本原理及其在自動控制系統中的應用，會運用PLC改造傳統的繼電器控制系統，具有維護及管理自動化生產線的基本技能。然而傳統的PLC教學模式，對學生的自主學習熱情及實際動手能力的培養嚴重缺乏，[2]與現代企業所需求的用人標準存在很大的差異。故而給PLC教學工作帶來了很大的挑戰。那么，怎樣教好這門課程，使學生對該課程產生濃厚的學習興趣，提高學生的實際動手能力與工程實踐能力，一直以來是教師關注的焦點問題，也是高校教學改革的立足點。因此，對PLC技術及應用課程的教學模式進行改革有著十分重要的意義。本文結合該課程的特點，改革原有的教學模式，以電力系統及其自動化專業11級學生為改革實踐對象，對PLC技術及應用課程在教學模式上進行改革與實踐。

一、教學改革方法探討

電氣控制與PLC應用技術這門課程，知識點較多，以往的授課方式（粉筆+黑板）存在某種弊端，課堂教學內容比較枯燥乏味，教學效率及教學容量較低，影響了上課質量，直接表現為學生的學習積極性不高，對知識點的理解不夠透徹，實際動手能力欠缺。針對教學過程中存在的種種現象，筆者采用了多媒體課件教學與案例教學法相結合的授課方式，以改變教學現狀。

1.多媒體課件教學

采用多媒體教學手段，可以運用多媒體創設教學情境，突破傳統教學模式的局限。筆者結合當前電氣控制與PLC的發展現狀與實際的工程案例，利用PowerPoint技術及Flash動畫技術制作了與教材配套的電氣控制與PLC應用技術這門課程的多媒體課件，該課件內容豐富、形象、生動，深受廣大學生的喜歡。[3]通過幻燈片中的圖片、文字及動畫的放映，增強了學生的感官認識，可以使抽象復雜、難以理解的問題變得具體形象而直觀，降低了學生學習的難度。

對于初學電氣控制與PLC應用技術這門課程的學生而言，單靠教材上給出的國際電工委員會（IEC）做出的定義是很難理解的。俗話說“萬世開頭難”，對于抽象生僻、難以用語言描述的定義及問題，往往教師費盡口舌學生卻還是一知半解。如何讓學生形象直觀地理解可編程控制器的功能及作用呢？這時，在課堂的教學中就要借助多媒體課件，通過簡單的Flash動畫把傳統繼電器控制系統控制電機正反轉的整個控制過程演示出來，然后PLC控制電機正反轉的過程演示一遍，通過幻燈片上電機工作原理的演示，使學生對接觸器、線圈，常開觸點、常閉觸點等電氣設備的工作原理及動作順序有了初步的認識與理解，為后續對各類電器元件工作原理的講解做了有力的鋪墊；接著再演示用PLC實現電機的正反轉的工作過程。通過觀看可知，同是實現電機的正反轉控制，用傳統的繼電接觸器和PLC兩種不同的控制方式都可以實現，并且達到的效果也完全相同，從而可知，這兩種不同的控制方法實現的目標是完全一致的。通過幻燈片課件中的硬件構成可知，不同之處在于，兩種控制方式的工作原理及控制手段是不同的，前者是純硬件控制的，而PLC是靠硬件和軟件共同來實現該控制功能的。PLC就是在傳統的繼電接觸器控制基礎上隨著計算機技術的發展而逐步演變而來的。在此基礎上，可以順理成章地引出PLC的定義。此時，學生對PLC的定義已經有了一定的認識與理解，相信在教師的詳細講解下學生一定能夠很好地掌握該部分的內容。

多媒體的授課方式，既增大了教學容量，又提高了課堂效率。教師利用課下時間先將原理圖、外部接線圖、PLC不同廠家的產品實物圖、各廠家的編程語言、習題等制作成幻燈片，使有限的課堂時間能夠傳授更多的知識。

2.案例教學法

電氣控制及PLC應用技術是一門理論與實踐相結合的課程，提高學生的實際動手能力與工程實踐能力是目前教學中一直關注的問題。在教學的過程中，教師可以根據教學目的和教學內容的需要，引用一些實際生活中經常接觸到的具有實用性、代表性、綜合性及典型性的案例，鼓勵并引導學生積極主動地參與項目方案的設計，即案例教學法。通過對典型案例的分析，可以使學生掌握解決實際問題的思路和方法，以提高學生的主觀能動性。

現以“十字路口交通燈的模擬控制”為案例來介紹案例教學的實施過程，所選擇的案例是日常生活中比較熟悉的實例，綜合性和實踐性都很強。第一步，由教師借助多媒體課件講解十字路口交通燈的控制要求及工藝流程，通過生動形象的動畫演示，學生可以清晰直觀地理解交通燈的實際控制過程及具體變化規律，各個環節之間的相互關系也一目了然，然后給學生布置具體設計任務。通過這一步可以培養學生的理解能力、積極思考及理論與實踐相結合的能力。第二步，將學生分成幾個小組，學生接受設計任務后，通過查閱有關資料，組內成員進行集體討論、相互交流，每個小組制訂出一套較合理的設計方案及設計步驟，編制符合控制要求的梯形圖程序。學生通過查閱相關方面的知識，可以對國內外PLC最新應用技術有進一步的了解與認識，不僅擴大了學生的知識面而且加強了學生的文獻檢索能力，為以后參加工作及開展科研工作打下堅實的基礎，同時也加強了學生團隊意識的培養，鍛煉了學生獨立查閱文獻、獨立分析問題、思考問題及解決問題的能力。第三步，每個小組選出一名代表，闡述各自的設計思路及方法，通過各個小組之間的交流和探討，從中找出各自的優點與不足，最終，每個小組都拿出一套自己的設計方案。通過設計方案的論證，同時也鍛煉了學生的語言表達能力與邏輯思維能力。第四步，教師通過比較各組的設計方案，給出評價，最后作出總結。

案例教學法的應用，使學生加強運用理論知識解決實際工程問題的能力，對于提高學生的工程設計能力，培養團隊合作精神與獨立思考能力，鼓勵個性展示和創新意識有非常明顯的效果，并且對其學習和就業也有一定的幫助。

二、結語

針對PLC技術及應用課程教學過程中存在的幾點問題，積極探討先進、有效的教學方法及教學模式。在PLC教學過程中，始終把學生作為教學的主體，以企業對用人需求的標準為目標，以面向市場的工程意識培養為理念，[4]結合PLC技術及應用課程的特點，改革傳統的教學模式及方法，實現學生學習興趣及自主探究學習能力上的突破與創新。經過對電力系統及其自動化專業學生的教學實踐證明：采用多媒體課件與案例教學相結合的教學方法，有效地提高了學生的學習成績及分析和解決實際問題的能力，教學效果良好。

參考文獻：

[1]廖常初.PLC編程及應用[M].第二版.北京：機械工業出版社，

2005.

[2]李勝多.《電氣控制與PLC技術》系列課程教學改革的探索[J].設備管理與維修，2010，（6）.

[3]冮明穎，魯寶春，姜丕杰.多媒體案例教學法在PLC課程中的應用初探[J].當代教育理論與實踐，2013，4（87）.

[4]于常武.以人為本 實施主體教育——高校青年教師現代教育理念探討[J].黑龍江教育，2006，（1）.

（責任編輯：王意琴）