《電氣控制與PLC技術》課程教學創新與實踐研究

裴玖玲　孫少杰　周丹

摘 要：針對目前塔里木大學電氣與機電專業《電氣控制與PLC技術》課程教學的實際情況，結合CDIO新的教育理念，對這門實踐性強的課程進行了創新性教學改革。重點闡述了如何把CDIO工程教育理念貫徹到該課程的教學中，提出的改革措施有篩選教學內容、改變教學方法、加強實踐鍛煉等，從而激發學生學習興趣、增強實踐動手能力，在教學實踐中獲得了良好效果。

關鍵詞：電氣控制；PLC；CDIO；教學創新

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.238

我校地處新疆南疆沙漠邊緣，電氣和機電專業屬于我校新興專業，而《電氣控制與PLC技術》課程是它們的核心專業基礎課，實踐性強，其相關知識學生畢業后隨時都用得上，對學生的就業和工作有著很深的影響。隨著南疆工、農業的發展，社會對這方面的人才需求越來越高，這就要求教師結合實際教學情況，結合新的教育理念，對《電氣控制與PLC技術》課程進行教學創新。近幾年，隨著CDIO[1]工程教育理念引入到我國，課題組嘗試結合CDIO工程教育理念對該課程進行教學創新，盡可能地加強課程理論教學和實踐的結合，在實踐環節、理論課堂中著重培養學生的工程意識、實踐能力、團隊合作等綜合素質。

1 教學內容優化

課題組根據CDIO工程教育理念，從實用性和工程性角度出發，及時更新和調整了教學內容。我校該課程共60個學時，理論46學時，實驗14學時，新的教學內容以實際工程項目為載體，將課程教學內容融入到相關項目中，通過項目的提出、設計、調試、運行來獲得相關知識，實現傳統的以教師為中心教給學生向以學生為中心學會學習的轉變。

2 理論課堂的改進

為了使理論與實踐緊密結合，授課之前，帶學生到阿拉爾周邊的自來水廠、棉花加工廠、滴管帶廠、天山雪米農業有限責任公司、紡織廠等實際調研，讓他們了解工廠電氣控制線路和PLC在工業自動化領域的實際應用情況以及典型應用案例。通過現場觀察，能夠使學生對該課程有深刻的感性認識，更清晰學習方向，增加了學習興趣。

為了改變過去學生被動學習的局面，需要教師將CDIO工程教育理念靈活地貫穿于整個教學活動中來。為了吸引學生的“眼球”，增強理論課活力，上課時教師不妨把實物帶到教室，進行講解。例如，在講常用低壓控制電器時，教師把空開帶到教室，以家用配電箱項目入手，講解空開和延時保護器的工作原理、技術參數和電氣控制線路，然后引申到其它常用低壓控制電氣元件，如熔斷器、接觸器、繼電器等，同時在教學中引入晶體管時間繼電器、電子繼電器、接近開關、行程開關等新型的、工業應用越來越廣泛的低壓電器元件。同時，在教學中將傳統電氣控制與PLC控制兩種線路結合、對應起來進行講解。如對于實現電機的Y-△降壓啟動、順序控制、自動循環控制，將傳統電氣控制與PLC控制兩種控制線路結合、對應起來，引導學生比較學習，有助于學生體會兩種控制線路的差異。更重要的是，結合實物講解相關理論內容完畢，一定要實時提出工程項目來引導學生思考、研討、設計、仿真，提倡“做中學”的教學方法，以增強學生的工程實踐意識，培養分析問題、解決問題的能力，提高團隊合作精神。這樣通過實物講解、項目激勵，挑起了學生的學習欲望，完成了我校電氣控制與PLC技術以學生動手為主，教師為輔的教學方式轉變。

利用現代教育技術，更新教學手段。采用板書和多媒體相結合，充分發揮現代和傳統教學手段的各自優勢。另外，為了把CDIO教育理念更好地貫穿到教學中來，課堂上結合三菱FX系列GPPW編程器和組態王仿真軟件，通過簡單編程，現場調試程序，引導學生動手摸索和實踐，加深對理論知識的理解，為學生的工程設計項目提供技術支持。

3 實踐教學改革

實驗安排和理論教學齊頭并進，改變先理論后試驗的安排順序。以往為了避免實驗安排沖突，大部分老師選擇先理論，后實驗的教學順序，學生反映，這樣學過的理論是囫圇吞棗，到實驗時忘了個凈光，這種安排使理論與實踐完全脫節。為了改變這種狀況， 教師在講完相關理論時隨機通過實驗來驗證，以加強學生的認識和理解。例如，教師結合電機的Y-△啟動、制動控制、PLC的交通信號燈控制、油壓裝置控制等項目講解相關理論時，只有在實驗室里通過實物連接，才能加深理解，徹底領會其中奧妙。

開放實驗室，實現資源共享[2]。我校只有一個PLC實驗室，為了解決資源緊張，實驗室全天開放，課余時間學生可以泡到實驗室，通過編程、現場調試、實物連接來加強理論學習和項目設計。只不過，因為是強電，動手的時候，一定要有實驗老師檢查指導，然后通電。

加強項目設計力度。學生分組合作設計，完成在每部分教學內容要求的項目，并把此項納入到課程考核中。一學期下來，此項成績是整個學期要求的所有項目的平均成績，這就促使學生平時設計、調試項目，把考核重心放在實踐上來（歷時一個學期，時間較長，要求老師嚴格把關）。

建立校企合作方式，對于動手能力強的學生，通過學院聯系，到周邊企業帶薪實習，這樣可以激勵學生鉆研理論，投入實踐。

4 考核改革

結合教學創新，對考核進行改革。在新的考核過程中， 我們弱化理論占分比例，增強實驗項目考核，以此讓學生從思想上重視實驗、項目設計環節。經過改革，《電氣控制及PLC技術》考核分期末試卷、項目設計實物、實驗和考勤四部分組成，它們分別占40%，30%， 5%和5%。

5 結束語

把CDIO工程教育模式引入到《電氣控制與PLC技術》課程的教學創新中，經過課題組成員幾年的教學摸索，取得了良好的教學效果，極大地提高了我校學生這方面的實踐動手能力，學生的學習興趣也空前提高，而且還增強了學生的實踐創新能力和團隊合作精神。

參考文獻：

[1]顧佩華，包能勝，康全禮等.CDIO在中國（上）[J].高等工程教育研究，2013（03）.

[2]任彥，崔桂梅.電氣控制與PLC技術教學改革的探索[J].實驗室研究與探索，2011，30（01）：112-113.

基金項目：此文為塔里木大學高等教育研究項目成果，項目編號TDGJ1414。

作者簡介：裴玖玲（1980-），女，河南開封人，碩士，講師，研究方向：電力電子技術與自動化領域。

*為通訊作者