高職專本銜接電氣傳動與可編程控制器PLC課程教學改革

藍偉銘

【摘 要】針對當前高職院校與本科院校聯合辦學的專本銜接課程特點，以電氣傳動與可編程控制器PLC課程教學現狀和主要問題為例，從理論教學、實驗教學等方面提出教學改革思路，以期優化該類課程的資源，使學生既能學習到專業知識，又能提高自學考試通過率。

【關鍵詞】專本銜接 電氣傳動 可編程 PLC

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2015）01C-0027-03

一、自考“專本銜接”簡述

全國高等教育自學考試，“專本銜接”是指普通高等學校、高等職業技術學院、高等專科學校專科層次在校生在校就讀期間，學有余力，想要學歷提升的同學，可同時參加高等教育自學考試本科階段學習和考試的一種新型自學考試。招生對象是專門針對高職高專在校學生。我院也積極與本地區的本科院校聯合辦學，探索一條有自身特色的職業技術教育持續提升的發展之路。

二、電氣傳動與可編程控制器PLC課程分析

電氣傳動與可編程控制器PLC是機電一體化技術、數控技術及應用、機械制造及其自動化、電氣自動化技術、電氣工程及其自動化等專業的一門專業課，是集傳統繼電器控制技術、計算機技術、自動控制技術和網絡通信技術于一體的綜合性學科。其質量標準是使學生掌握常用電器的原理與使用、控制電路的基本環節、典型電路的基本原理、機床電氣控制線路以及常見故障分析方法、可編程控制器的工作原理與系統構成、指令系統、可編程控制器控制系統的設計及編程方法。本課程的先修課程為電路基礎和數字電子技術基礎。

綜合課程考試大綱分析可知，電氣傳動與可編程控制器PLC課程分為兩大塊重點內容，考試重點在于分析與設計，如表1所示。

表1 電氣傳動與可編程控制器PLC課程分值比重

課程模塊 主要內容 能力層次要求（主要） 所占比重

電氣傳動 機床繼電器控制線路的基本環節 “領會”層次 15%

機床電氣控制線路的分析 “應用”層次 15%

機床電氣控制線路的設計 “應用”層次 15%

可編程控制器PLC 可編程控制器的結構與工作原理 “應用”層次 15%

可編程控制器系統分析 “應用”層次 15%

可編程控制器系統設計及應用 “應用”層次 15%

其他 直流電動機調速控制系統 “識記”層次 5%

交流電動機調速控制系統 “領會”層次 5%

電氣傳動與可編程控制器兩大模塊的應用層次要求較高，多為理解、分析和設計類題目占較大比重，顯然考試分值也占很大比重，如果沒有一定的基礎和實踐過程，比較難以掌握此類題目的解題方法及技巧。

（一）授課對象分析

所教專本銜接課程的班級學生情況特殊，與校內全日制班級的課程相比較，不能用以往傳統的教學方式來對學生進行授課，因為全日制班級學生的課程連續性很好，教學比較容易。但也不能以培訓班的形式來進行授課，培訓班有足夠的時間進行技能訓練，而專本銜接班級則沒有那么多的訓練課時。所以，要想在有限的課時里完成對學生的授課，還要求學生能夠達到一定的理解和應用能力，難度可想而知。不同類型的授課班級的學情分析如表2所示。

表2 不同層次授課對象學情分析表

班級類型 課程連續性 課時 重點要求 考核要求 考試難度 通過率

全日制班級 連續性好 較多 理論與技能要求 學校統一考試 較難 較高

成人函授班級 連續性一般 一般 理論知識掌握 一般考試要求 一般 很高

技能培訓班 連續性好 較多 技能應用掌握 統一技能考證 較難 很高

專本銜接班級 連續性差 較少 理論知識掌握 區內統一考試 較難 一般

（二）學生情況分析

1.我校報讀該專業的學生絕大部分屬于機械類專業專科學生，只有少數電類專業學生。在學習本課程前幾乎沒有學習過電工電子類相關課程，而要在有限的課時內完成相當于電類專業的兩門主干核心課程的學習，難度可想而知，不只是學生難以掌握，教師同樣也難以在短時間內讓學生掌握知識。

2.部分學生對當前課程的認識有誤區，認為課程內容用處不大，只要應付考試就行，目的就是為了拿到學分，最后能拿到自考本科文憑。只要按照老師要求對照大綱要求，啃書本死記硬背就能夠通過考試。

（三）教學中存在的問題

由于課程理論分析性較強，學生學習積極性不高，不知道知識能夠應用在哪里；課程沒有相關實訓環節，學生對一些功能理解不到位，難以自己總結；課程學習要求有一定的專業課程基礎，然而學生對電類的專業基礎知識掌握參差不齊；學生課后復習比較隨意，沒有及時消化課堂內容，導致后續課程跟不上的情況較多；由于是業余課程，考勤與操行較難控制，無法保證學生的上課率，導致學生反復糾結一些由于沒有聽課而遺漏的知識點。

三、教學改革方式

（一）因材施教

為了能夠在課時少的情況下，又能有針對性地給學生授課，并能順利通過區內自學統考，在課程教學的過程中就要因材施教。

1.提高學生的學習積極性。通過一系列的課程視頻和圖片，引導學生對該課程有一個新的認識，能自覺地學習。例如播放自動化技術在企業中的典型應用等，激發學生的學習興趣，讓他們感受到所學的知識在將來是有很大用處的，學生就能夠在后續課程中有意識地認真學習。

2.創造條件進行典型控制線路功能演示，加深學生的印象。在實訓室可以安排一到兩次的實驗實訓課，有助于幫助學生進行理論驗證，更好地理解元器件原理、PLC控制方式等重點內容。

3.充分利用虛擬仿真技術。有時學生在課后想進行PLC的程序編制及驗證，但是沒有PLC實物的情況下，利用仿真技術能很好解決學生課后自主學習的問題。實際意義在于課堂授課課時相當有限，要想在課堂完成項目的驗證過程很難，學生應當充分利用課余時間自主完成項目的編程及調試驗證。

（二）課程進度安排

課程進度安排要求緊湊有序，課時合理并且易于操作，課程進度安排表如表3所示：

表3 課程進度安排表

序號 教學模塊 教學重點 采用教學手段 教學課時（參考）

1 機床繼電器控制線路的基本環節 電氣控制系統圖的畫法及閱讀方法、控制線路的基本環節、電動機的保護 多媒體授課、虛擬仿真、演示法 4

2 機床電氣控制線路的分析 典型機床的電氣控制線路分析 多媒體授課，動畫仿真 6

3 機床電氣控制線路的設計 典型機床電氣控制線路的設計 多媒體授課，例題分析 10

4 可編程控制器的結構與工作原理 可編程序控制器的基本結構及各部分功能、可編程序控制器的工作原理 多媒體授課，演示法 4

5 可編程控制器系統分析 編程控制器系統分析方法 多媒體授課，仿真軟件 4

6 可編程控制器系統設計及應用 可編程控制器系統的設計 多媒體授課，仿真軟件，實操、例題分析 10

7 直流電動機調速控制系統 直流調速的應用場合、特點 多媒體授課 1

8 交流電動機調速控制系統 交流調速系統的基本知識 多媒體授課 1

9 總復習 典型例題解析 多媒體授課，例題分析 9

10 總課時 49

考試中需要技巧進行解題的內容，在課堂上多進行講解，基本知識的內容可以略講，讓學生自己進行學習總結。

（三）“可編程控制器系統設計及應用”模塊教學

“可編程控制器系統設計及應用”模塊與其他基礎知識只要求“了解”和“識記”不同，該模塊考試要求達到應用層次，且沒有固定考題可以背誦，都需要對知識掌握較深才能達到設計的考核要求，所以在該模塊的教學中應當采取一定的教學方法：

1.可編程控制器內容對于大多數沒有電氣基礎的同學來說，軟、硬件和程序編程，要求在前序的電氣傳動部分有一定的知識儲備。所以在課程的前期就要把繼電控制線路的內容講授到位，這樣在該模塊授課時容易理解。

2.將基本典型的PLC控制電路，利用仿真軟件通俗易懂地給學生進行分析，由淺入深才能讓學生掌握編程的方法。例如使用西門子S7-200PLC的STEP7 MicroWIN SP5 V4.0編程軟件，并配合該系列的漢化版仿真軟件進行程序功能仿真，較好解決數字量編程的程序驗證。

3.設計完成的控制程序，以往都是教師進行批閱，發現出錯時再跟同學們解釋。現在可以讓學生使用仿真軟件，學生在課后可以自己完成程序的編制，并且可以通過仿真軟件進行驗證程序是否正確，大大加深了學生的學習興趣，并且也減少了教師的工作量。

4.列舉典型考題案例，給同學們分析，重點掌握該類設計題的解題方法與技巧。比如剛開始從改造典型繼電控制電路著手，如典型的正反轉控制電路、工作臺往復工作控制電路、帶定時功能的Y-△降壓啟動控制電路等；學生入門后，再添加多種制動功能、帶順序控制的多級皮帶運輸控制電路、倉庫計數功能等；可根據學生的具體情況，介紹一到兩種循序控制的方法讓學生掌握，應對不同的設計要求，但是不宜過多。

（四）考前強化訓練

考試大綱中，基礎知識類“領會”“識記”類題目可以通過對課本基本知識點的記憶就可以。通過學習并具備知識基礎后，在考試前可以有針對性的將歷年試題歸類講解，把分析與設計類的題目做重點講解。在多套模擬題目和歷年試題的強化訓練下，學生應對考試的題型有了很好的熟悉程度，對各種類型題的難度都有了一定的了解，對在應用類型題目的設計過程中，什么樣的題型采用什么樣的設計方法，都有了一定的思路和方法。

四、教學效果

通過對2011、2012兩個年級兩個專本銜接班級的教學，學生對電氣傳動及PLC知識的掌握能力有了一定的提高。考試難點的線路分析與設計類題目的分值較之前班級有了較大的提高，參加專本銜接班級課程的學生比以往完全自學的同學在本門課程考試通過率有了很大的提高，第二屆班級的考試通過率也比第一屆班級的通過率有了較大的提高。且一次通過率相比往年提高了30%，平均分數能達到70分。

高等職業院校在不同層次的辦學過程中，應該針對不同的培養對象，有相應的制度及政策的合理支持，才能把握不同層次學生的培養要求。電氣傳動與可編程控制器PLC專本銜接課程要強化學生的電氣技術應用能力，必須要對專業課程有正確的認識，這要求教師針對本門課程進行改革，從軟件和硬件入手，完善課程的配套資源，這樣才能更好地培養適應企業需要的技能型人才。

【參考文獻】

[1]齊占慶.機床電氣控制技術[M].北京：機械工業出版社，2008

[2]李新兵.《電氣控制及可編程控制器》課程教學改革與實踐[J].中國現代教育裝備，2006（12）

[3]廖常初.PLC編程及應用[M].北京：機械工業出版社，2008

[4]姚永剛.機床電器與可編程序控制器[M].北京：機械工業出版社，2008

（責編 丁 夢）