《機床電氣控制》中繼電控制與PLC結合教學探索

[摘 要] 技工院校培養的學生是技術工人，教學目標是學以致用，學生畢業后不需經過太多的專業培訓，就能勝任本職工作。隨著我國科學技術的進步，PLC 的應用越來越廣泛。《機床電氣控制》是機械設計制造類專業的基礎課程，具有很強的理論性及實踐性。針對該課程特點，如何改變教學模式，激發學生學習積極性、提高學習效果、科學整合教學資源，嘗試在《機床電氣控制》教學過程中將繼電控制與PLC結合教學。

[關 鍵 詞] 機床電氣控制；繼電控制；PLC；結合教學

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）17-0130-02

隨著科技的迅猛發展，機械制造行業已經從機械化向智能化方向轉變，加工手段已由技術型向智能型轉化，企業對電氣自動化人才的要求越來越高。因此，不僅要求學生要掌握基本的專業理論知識，更要突出學生的實踐技能和專業水平。讓學生在校期間就能在實操方面達到符合生產實際需要的標準，使學生適應企業需求。因此，將繼電控制電路與PLC技術相結合進行教學，有利于學生專業知識的深度掌握及實際應用，也有利于提高學生的工作能力。

一、課程特點分析

（一）課程特點

《機床電氣控制》是機械設計制造類的基礎課程，其中的內容包括繼電控制電路及PLC知識，具有很強的理論性及實踐性。實際上PLC的應用是傳統電力拖動的延伸，技術的發展使傳統的繼電控制逐漸向PLC控制轉變。而PLC的主要編程語言是梯形圖，也是在繼電控制系統基礎上形成的。教學培養目標是學生今后有獨立解決電氣工程領域基本問題的能力。這就使繼電控制電路和PLC控制成為學生必須掌握的重要內容。筆者認為學生在《機床電氣控制》課程上需要掌握以下基本技能：（1）熟悉常見的繼電控制電路系統結構、原理，具有元器件選擇與設計能力。（2）能判斷和處理常見故障。（3）能把常見繼電控制電路系統改變為用PLC程序控制。

（二）課程難點

《機床電氣控制》是一門系統性課程。其包含：各種機床工藝要求、繼電控制原理、PLC技術等多個領域相關知識，專業基礎要求高、綜合性較強。整體來說是一門難度較大的課程。

（三）教學中需注意的問題

1.避免教授過多理論知識，應當以提升學生學習興趣為主。

2.采用一體化教學方法。避免單純的理論講解，應當在學生充分了解的基礎上進行實踐。務必注意將實際工作中所需的理論與實踐有機結合。

3.培養學生的分析判斷能力。學生應掌握相應的分析方法，不僅包括常規系統問題分析，還包括各種因素對控制系統的影響等。

二、教學現狀分析

學習繼電控制電路的主要目的是讓學生了解機床控制線路部分的主要內容，需要學生掌握一定的基本理論知識才能進行實踐訓練。從目前的教學情況來看，在教學方法上存在一些問題，整體教學質量不高。教學方法過于傳統、單一、枯燥，學生沒有學習興趣，導致學習效率低下，嚴重影響課程教學質量，使學生獨立性較差，思維空間難以拓展。

繼電控制電路教學與PLC教學脫節，兩者不能融會貫通，學生只能“讀死書，死讀書”，綜合能力不能有效提高。

三、教學方法

為提高學生動手能力，培養學生的創新意識，針對課程特點，開展一體化教學十分必要。隨著社會進步和時代發展，傳統教學模式不能使學生學到更多的知識，不能滿足學生今后工作的需要。改變教學模式，激發學生學習主動性，教學方式改革已刻不容緩。

采用一體化教學方式，是為了使理論與實踐更好地銜接，將理論教學與實習教學融為一體，發揮學生的主觀能動性。其內涵主要是打破傳統的學科體系和教學模式，根據職業培養目標的要求來重新整合教學資源。體現能力本位的特點，從而逐步實現了以下轉變：即從以教師為中心如何“教給”學生，向以學生為中心如何“教會”學生轉變；從以教材為中心向以教學大綱和培養目標為中心轉變。由此可見，一體化教學的特點是：（1）理論教學和實踐教學融通合一。（2）專業學習和工作實踐學做合一。（3）能力培養和工作崗位對接合一。

一體化教學過程中采用案例教學法，不僅使學生能夠將所學的理論知識應用到實踐中，還能使學生把學到的知識連貫起來，真正達到應用的目的。它強調充分發揮教師的主導作用，通過設定教學任務和教學目標，全程構建素質和技能培養框架。在整個教學環節

中，理論和實踐交替進行，直觀和抽象交替出現。突出學生動手能力和專業技能的培養，充分調動和激發學生學習興趣。這樣有利于教材內容和教學資源的優化整合，更有利于提高教學質量和督促教師不斷提高業

務技能。

四、教學實施

將《機床電氣控制》中繼電控制電路和PLC兩部分章節相近部分進行有機整合，以繼電控制電路教學為主線，結合PLC的內容進行教學，讓學生在繼電控制電路實訓中完成PLC應用的學習和設計。有利于學生對專業知識的掌握及實踐應用，便于提高學生在今后工作后的業務能力。

將繼電控制電路與PLC的基本技術相結合進行教學。比如，在元器件的認識與PLC軟元件的認識上相對應、比較；分析接觸器的常開、常閉觸頭，與PLC中的常開、常閉進行比較，對應學習，避免了傳統教學過程中對PLC程序中的常開、常閉觸點的學習過于抽象、不利于學生的理解的弊端；在學習電動機的正反轉控制、順序控制、多地控制、Y-△降壓啟動控制等過程中，在控制電路的分析時，與PLC的外圍電路和梯形圖的設計與指令的編譯相結合，將繼電控制電路改成梯形圖。在學生已經掌握如何將繼電控制電路轉換成PLC梯形圖后，對機床電氣的PLC改造自然就是水到渠成了。

一體化教學一般分為：明確任務、制訂計劃、審定計劃、實施計劃、過程控制、驗收總結等六個步驟。

筆者將《機床電氣控制》教材內容分為以下四個工作頁：（1）繼電控制元器件以及PLC軟元件認識；（2）繼電控制的基本電路學習；（3）將基本控制電路轉換成

PLC控制；（4）用PLC技術改造CA6140車床控制電路。

（一）任務的提出要符合教學目標和學生實際情

況，并且要有一定的難度和可操作性。學生對任務不明確勢必影響任務的完成。學生知道“做什么”，但未必知道“怎么做”。“明確任務”環節必須單獨設課，才能讓學生不僅清楚要完成什么任務，而且明白完成任務的過程是怎樣的。只有明白了“應該怎么做”，下一步“怎么做好”才能真正的進行。

（二）為確保安全、確保質量、程序規范，需讓學生通過制訂計劃課，學會規范制訂工作計劃，確保任務順利進行。此過程可以鍛煉學生收集信息資料能力、溝通能力、協作能力、表達能力、方法能力等。

（三）教師下發上一環節收集的已在課后批改、審定的施工計劃，讓學生充分討論，相互幫助，提出修改意見，直至全班學生的工作計劃全部通過審定。

（四）“實施計劃”環節重點是提高學生的專業能

力，是學生職業定位的支撐點，意義重要，效果非凡。與其他環節相比，所需課時較多。是檢驗學生對知識掌握程度的重要途徑。在此過程中，學生必須通過獨立思考、團隊合作，發現問題、解決問題。因此，學生不再是知識的被動接受者，而是發現者和設計者，對于培養學生獨立思考能力、知識綜合運用能力具有顯著效果。

（五）“過程控制”這個環節，既包括實施者自控，也包括他人監控，通過“控制”保證計劃的實施順利進行。在實施計劃過程中，難免與所制訂的計劃存在偏差，必須及時糾正，不能失控。

（六）“驗收總結”環節主要是驗收“實施計劃”的全過程，包括自檢。驗收的依據是“工作計劃”，是對每個學生“實施計劃”情況的評價。總結工作必須在驗收完成之后進行。要總結學習目標落實情況（自我總結和老師總結）；要總結學生除了學會了“做”，還學到了什么？除了學會了專業能力，是不是還提高了方法能力、社會能力和職業素養？問題怎樣改進？老師要把本次學習任務的整個情況反饋給每位學生，對他們的成績和進步予以肯定，并幫助學生進行相關改進，以使在下一次工作任務中得以提高。

五、實施效果

將《機床電氣控制》中繼電控制電路和PLC兩部分章節相近部分進行有機整合，形成系列課程，既加強了它們之間的內在聯系，又減少了不必要的重復，使課程設置更加精練，充分利用了教學資源，課程的總體效果更好。建立立體框架課程體系，推動課程體系整體優化，有利于具有創新精神和實踐能力的優秀人才的培養。教師在“做中教”，學生在“做中學”。激發了學生的學習興趣，也增強了他們學好其他專業課的信心，因此，取得了豐碩的學習成果，為提高學生全面運用所學知識的能力打下了良好的基礎。塑造了學生的成就感，也為他們今后參加工作奠定堅實的基礎。

隨著時代的發展，傳統教學模式已不能滿足未來社會發展的需要，教學改革勢在必行。近年來各校已探索出許多行之有效的教學方法，并取得了豐碩的教學成果。培養具有創新型人才的教學模式是我們的目標和任務。因此，作為專業教師應當更深層次、全面了解教學內容，積極改變教學方法，故步自封不利于人才的培養和自我的發展，只有積極探索，深入實踐，才能促使自身提高專業能力和教學水平。

參考文獻：

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[2]黃景容.一體化課程開發與實施[M]。廣州：廣東教育出版社，2016-06.

[3]周穎惠.淺談電力拖動與PLC的結合教學[J].知識經濟，2013（5）.