高職電氣控制教學內容改革與實踐

李中帥

摘要：通過對高職電氣控制類課程教學現狀進行分析，指出了傳統教學中存在理論與實踐脫節的問題，研制了符合課程改革的電氣控制柜，設計了循序漸進的項目式的教學內容，貫徹了前緊后松的以學生為中心的教學方法，強化實踐性教學，培養學生動手動腦、果敢從容解決問題的工程素質。課程改革實施效果好。

關鍵詞：電氣控制;教學改革;教學做一體化;工程素質

中圖分類號：G712 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）19-0131-03

筆者一直以來教授電氣控制類課程，以《電氣控制與PLC應用》課程為例，既要講授基礎的電氣控制線路，又要兼顧系統的PLC知識，在96個課時中難以面面俱到，甚至容易顧此失彼。鑒于此，計算機控制技術專業調整人才培養方案將加大該課程的課時量，分成《電氣設備裝配與維護》與《PLC應用系統設計》兩門課程授課。[1]電氣控制課程傳統的教學方法是先在課堂上對學生進行理論知識的講解，然后安排到實訓室進行實踐環節的教學。由于理論知識的枯燥性，學生的學習興趣不高，理解不夠深刻，課堂教學效果不夠理想。這結果導致了學生對知識點的掌握達不到教學預期的目的，也導致了學生在實踐過程中出現理論與實踐脫節的現象，導致在實際操作時仍然“有些迷惘，不知從何下手”。長期如此，學生當初對課程的熱情終將磨滅。此類課程乃專業基礎課程，如不正確對待，將會影響后續課程學習效果。因此，教學方法急需調整。

一、教具的研制

要保持學生對課程的熱情，該課程必須采用在實訓室進行教學做一體化的授課方式。[2]譬如，接觸器的主觸頭與輔助接點在原理圖與接線圖的區分問題。在以前的教學中，很多學生對兩類觸頭或接點總要問老師：“主觸頭找到了，輔助接點在哪里呢？”其實，這暴露出他們沒有真正理解電氣原理圖與電氣接線圖的區別。前者只用來說明工作原理而不反映電氣元件的實際位置，而后者恰恰相反，它反映出各元件實際接線的位置而淡化電氣原理。在教做一體化的實訓室授課就不存在這樣的問題。筆者的經驗是拿出一個廢舊的接觸器作為道具，當場拆開，實施解剖。哪里是主觸頭，哪里是輔助接點？一目了然。接觸器結構、動作原理以及電氣原理圖與接線圖的區別均能一塊講解，事半功倍。當然，僅講授還不夠，還應該在實際操作時重點強調。有感于此，筆者吸取幾年來教授該類課程的經驗，設計了簡易電氣控制柜供學生實操時使用。如圖1所示。

一柜兩面布置一致，180度對稱，每面單門，分上下兩部分。上半部分：電氣控制線路;A處：安裝電源總開關，三相四線的4孔插座;B處：安裝斷路器、接觸器、熱繼電器、控制變壓器、中間繼電器、時間繼電器、熔斷器座、行程開關、線槽等低壓電器;C處：進出線的端子排。

此電氣控制柜結構簡單，分上下兩部分。上半部分僅安裝了若干導軌及線槽，門上預先打好若干個孔方便安裝指示燈及按鈕，設計意圖是讓學生按實訓要求像搭積木一樣自行安裝電氣元件完成電氣控制接線，包括在課程初期所使用電源進線的制作，全部由學生DIY完成。下半部分為預留位置，可掛裝裝有PLC、開關電源、中間繼電器的網孔板，方便日后PLC的教學及畢業設計的開展。

該電氣控制柜共制作30臺，可供60名學生同時使用，在課程教學中一直使用。

二、項目式教學設計

以真實的電氣設備為實際情境，本課程設置三大項目，循序漸近，由易到難，如圖2所示。每一項目教學的最后進行整套電氣控制線路的安裝與調試，綜合性與難度逐增，有效地鞏固和鍛煉了學生動手能力與理解能力。三個項目依次是CW6163B型臥式車床電氣控制線路安裝與調試、Y3150型滾齒機電氣控制線路安裝與調試、TW-15A儀用螺桿空壓機電氣控制線路安裝與調試。項目一包括直接啟動控制線路、點動控制線路、具有過載保護的長動控制線路、多地啟停控制線路等常用的基本控制線路。[3]該項目的教學必須放慢節拍，因為學生的理解能力、對接線工藝的掌握及耐心的培養均完成于此階段。教師除了耐心講授、悉心指導之外，還必須在學生實操的過程中“多走動”，主動觀察學生的練習情況，及早發現問題并及時作總結性講解，最后還要嚴格打分，指出問題，直至各組完成任務為止。課程改革初期，有個別組在上課期間未能完成實訓任務，于是要求該組在課余時間來實訓室進行補做，教師在課余時間仍然過來指導，目的是讓學生知道老師非常重視他們，也要讓學生領悟“今日事今日畢”的道理，日后走上工作崗位也應積極上進，提高效率。項目二包括順序控制線路、點動長動混合控制線路、正反轉控制線路、位置控制線路、自動往返控制線路等，綜合性增強。項目三綜合性強、難度大、涉及知識面廣、接線復雜程度高，在這一項目教學中適當進行擴展，側重于中間繼電器、時間繼電器的應用，它包括單只按鈕控制電動機啟停線路、中間繼電器實現順序控制線路、半波整流能耗制動控制線路、全波整流能耗制動控制線、Y-Δ降壓啟動控制線路。

三、以學生為中心的教學方法

1.前緊后松，以學生為中心，授課逐漸輕松。每個班級學生按2人一組進行分配，分配原則最為簡單，即按全班學生出生年月日排序，不接受友情組合，因為這不利于整體素質的提高。課程的前一、二個項目老師示范，之后的實訓練習必須對學生從嚴要求，嚴格把關。目的在于讓學生從一開始養成良好的工作習慣。從電氣元件選用、安裝、布局、接線工藝、調試步驟、功能各個環節嚴格要求，務求每組出精品。在學生練習的過程中，老師“密集巡邏”，遇見不規范的現象及時制止并要求立即整改，直至該組學生完成并達標為止，最后嚴格打分，如表1。學生們耐心地接受了極大的考驗，壓力之下效果顯著。

剛開始實施階段上課確實很辛苦，但是當學生們養成習慣，能力逐漸提高之后，老師逐漸輕松，以學生中心實施教學。老師可退居“幕后”進行點撥與監督，在整個課程的教學過程中堅持從嚴打分，與課程實施初期一樣，千萬不可亂了陣腳，不能有絲毫懈怠。endprint

2.以實踐驗真知。學生分好幾類，其中有一類學生喜歡獨樹一幟，這并不是壞事，我們需要能夠獨立思考的學生。為什么要用老師“規定”的方法來接線呢？我鼓勵同學按自己的方法來做，但是一定與老師講授的方法進行對比。結果，很多同學實訓完成后發現老師講授的方法確實是最有效的，因為這是前人總結的寶貴財富。于是學生們下次練習時不會直接提出說用自己方法來做，而是在心里面比較一下老師講授的方法與自己的方法，擇優從之。這便是“實踐出真知”，規定動作與自選動作并存，并不磨滅學生的創造性。

3.注重工程素質的培養。對于高職的學生，應注重安裝、調試、維修工程素質的培養。[4]在本課程改革過程中，筆者十分注重培養學生在裝調電氣設備發現問題時，使其做到思維清晰、有步驟，講究方法、果敢從容。譬如，在完成電氣控制接線后進行調試時，應嚴格以下步驟。[5]首先進行“無電無載”檢測（不接電源進線及電動機），利用萬用表電阻檔，主要目的是防止主回路或控制電路的短路。步驟是先檢查主電路：合上總開關，按下接觸器。再檢查控制電路：仔細檢查每一條可能的控制回路。其次進行“有電無載”檢測（仍不接電動機），接入交流進線利用試電筆與萬用表交流電壓檔。步驟是合上總開關，用試電筆檢查從電源進線側開始的每相電路的每一個接線處。操作按鈕檢查功能，觀察接觸器吸合的現象，看功能是否達到了預期。功能若正確，檢查端子排電動機接線處是否有電，并測試每兩相的電壓是否為380V。最后確認前兩步完成并無誤后，斷電接入電動機進行帶載試運行。嚴格按流程進行調試，各組學生完成各任務的成功率逐漸提高。常出現的接線方面的問題有熔斷器損壞、端子接觸不良、導線接頭未接好，工藝方面問題有露銅過長、壓接導線絕緣皮、走線未垂直入槽、未按電流流向走線（上進下出）、同一端子壓接多于2條線，功能方面問題有常開、常閉接點混淆，接觸線圈連接短路等。

四、結束語

以實際電氣設備工作項目，努力營造真實的工作情境，運用前緊后松的以學生為中心的教學方法，注重培養學生果敢從容解決問題的工程素養，既能吸引學生的注意力、提高學習興趣，又能鍛煉學生獨立解決問題的能力。在整個課改實施的過程中，教師扮演角色是多方面的。在課程初期，必須勤于督促;在學生掌握了基本技能之后，這時教師又應該“懶惰”一點，留點空間給學生們獨立思考。當然，共性的問題必須及時講解總結。

學期末對學生在“對本課程的喜歡程度”、“教師課堂教學效果”、“本課程對你的動手能力提高程度”、“通過本課程你學習到的知識”等方面進行了班級調查，如表2所示，不滿意的學生比例為0%，各項指示均比改革前有了較大的提升。

參考文獻：

[1]武艷.基于項目式教學的電氣控制與PLC技術課程改革的實踐[J].高等函授學報（自然科學版），2012，25（6）.

[2]李樹元，孟玉茹.電氣設備控制與檢修[M].北京：中國電力出版社，2009.

[3]阮友德.電氣控制與PLC[M].北京：人民郵電出版社，2009.

[4]朱媛.基于學生創新素質培養的《機床電氣控制與PLC》課程改革研究[J].安徽電子信息職業技術學院學報，2009.

[5]虞尚明.高職院校工程類專業教學法初探——以中山職業技術學院“逆順工程”模式教學法為例[J].中山職業技術學院學刊，2013，（4）.endprint