“電器與可編程控制器”課程的教學(xué)改革與實(shí)踐

高敏+廉春原+熊超+馬明宇+陸超然

摘 要：“電器與可編程控制器”課程是電氣與自動(dòng)化專業(yè)的重要專業(yè)課，本文針對(duì)課程特點(diǎn)從理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩方面提出了相應(yīng)的改革措施，實(shí)施后學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和工程實(shí)踐能力得到了提高，取得了不錯(cuò)的效果。

關(guān)鍵詞：電器與可編程控制器；教學(xué)方法；教學(xué)改革

“電器與可編程控制器”是我院自動(dòng)化與電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的一門重要的專業(yè)課，它不僅具有一定的理論要求，而且是多種知識(shí)的綜合應(yīng)用，具有較強(qiáng)的實(shí)踐性。我校作為應(yīng)用型本科教學(xué)單位，培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)具備較強(qiáng)的工程實(shí)踐動(dòng)手能力。通過重點(diǎn)專業(yè)課程提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力也是教師們要研究的一個(gè)重要問題。本文就本課程目前存在的一些問題結(jié)合這一培養(yǎng)目標(biāo)，提出了理論與實(shí)踐上的一些改革和探索。

一、 目前教學(xué)方法的不足

目前在本科專業(yè)課教學(xué)中最常見的是理論加實(shí)驗(yàn)的模式。在這種模式中，基本上是課堂上老師主動(dòng)地講，學(xué)生從頭至尾被動(dòng)地聽，缺乏主動(dòng)性與參與性，教學(xué)效果不甚理想。而在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，首先，實(shí)驗(yàn)課時(shí)數(shù)受培養(yǎng)計(jì)劃所限，不能完全滿足教學(xué)要求；其次，學(xué)校的實(shí)驗(yàn)設(shè)備無(wú)論是數(shù)量上還是功能上通常是滯后于教學(xué)要求的，有些實(shí)驗(yàn)難以開展或者只能做一下演示。考核環(huán)節(jié)也是注重理論，輕實(shí)踐，雖然實(shí)驗(yàn)在總評(píng)中占有一定比例，但是對(duì)學(xué)生而言并沒有什么約束力，學(xué)生普遍不重視。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生的實(shí)踐能力很難得到培養(yǎng)。

二、 理論教學(xué)改革與實(shí)踐

“電器與可編程控制器”這門課程工程應(yīng)用特點(diǎn)很突出，因此在理論教學(xué)中教師要確立以理論服務(wù)于實(shí)踐為導(dǎo)向，在理論講授時(shí)以工程實(shí)例為基礎(chǔ)，同時(shí)改革教學(xué)方法來(lái)吸引學(xué)生聽講，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)來(lái)提高學(xué)習(xí)效果。我們?cè)谡n程建設(shè)中作了以下嘗試。

1. 互動(dòng)式教學(xué)

多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)告訴我們，如果激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教與學(xué)就會(huì)事半功倍。互動(dòng)式教學(xué)就是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生參與到教學(xué)過程中的一種很好的教學(xué)方法。在本次課程改革中，具體做法為：在講授完一定章節(jié)后結(jié)合授課內(nèi)容提前一周指定所要討論的教學(xué)內(nèi)容，讓全班課后分組討論，并要求在課堂上每組會(huì)隨機(jī)抽一名代表給全班同學(xué)做報(bào)告并進(jìn)行評(píng)比，最后老師進(jìn)行總結(jié)。采用這種方式，每位學(xué)生不敢懈怠，都會(huì)積極參與進(jìn)來(lái)。在準(zhǔn)備報(bào)告的過程中，學(xué)生主動(dòng)查閱相關(guān)資料，將可編程控制技術(shù)的熱點(diǎn)問題與前沿知識(shí)自然而然地帶入到課堂，這不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且拓寬了知識(shí)面，對(duì)學(xué)生而言也是一種全新的教學(xué)模式。

2. 工程案例教學(xué)

采用工程實(shí)例進(jìn)行理論教學(xué)要貼近生產(chǎn)和生活。本課程主要由電氣控制與可編程控制器兩部分內(nèi)容組成，無(wú)論采用哪種控制方式所涉及的執(zhí)行器件無(wú)非是電磁閥和電動(dòng)機(jī)。結(jié)合專業(yè)特色選取生產(chǎn)及日常生活中大家都熟悉的實(shí)例來(lái)進(jìn)行講解可以取得不錯(cuò)的效果。如電機(jī)的正反轉(zhuǎn)線路是本課程中的一個(gè)非常重要的知識(shí)點(diǎn)，也是典型控制線路，其應(yīng)用實(shí)例很多。在本課程中我們選取大家日常生活中都很熟悉的電動(dòng)門為例，這個(gè)實(shí)例每一位同學(xué)都見到過，而且大家每天都進(jìn)出校園經(jīng)過校門，但是一般不會(huì)把它和所學(xué)課程聯(lián)系起來(lái)。通過這個(gè)實(shí)例可以把電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，點(diǎn)動(dòng)控制與長(zhǎng)動(dòng)控制，還有限位保護(hù)等知識(shí)串聯(lián)起來(lái)，并且在講到線路的設(shè)計(jì)過程中元件的選取原則和注意事項(xiàng)等。在課程后面講解到可編程控制器時(shí)，同樣還是選取這個(gè)實(shí)例，講解如何將常規(guī)繼電接觸器控制電路轉(zhuǎn)化為梯形圖，兩種控制方式中常開常閉觸點(diǎn)的邏輯關(guān)系及表示方法，讓大家進(jìn)行比較。同時(shí)會(huì)提出線路在實(shí)際工作時(shí)出現(xiàn)的故障問題，如電機(jī)正反轉(zhuǎn)切換時(shí)出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，讓同學(xué)們思考，讓他們找出故障原因及解決方法，以培養(yǎng)他們的實(shí)踐能力。

3. 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

目前新的本科人才教育培養(yǎng)方案趨勢(shì)是削減教育總學(xué)分，減少必修學(xué)分，增加選課空間。本課程受此影響，學(xué)時(shí)由早期64削減為48。為彌補(bǔ)課時(shí)不足，我校引進(jìn)了Blackboard網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，使得學(xué)生可以課后借助于該平臺(tái)繼續(xù)學(xué)習(xí)，與老師進(jìn)行互動(dòng)交流。老師也可以將一些拓展內(nèi)容放入該平臺(tái)，讓有興趣的同學(xué)深入探討。

三、 實(shí)踐教學(xué)改革

要培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是關(guān)鍵。本課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)由課前實(shí)習(xí)、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和后續(xù)的課程設(shè)計(jì)三部分組成。

1. 電工實(shí)習(xí)

根據(jù)新的培養(yǎng)計(jì)劃，對(duì)于電類專業(yè)在大學(xué)二年級(jí)安排了一周的電工實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)內(nèi)容包括低壓電器元件的認(rèn)識(shí)及基本控制線路的安裝、運(yùn)行，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，同時(shí)提高學(xué)生對(duì)本專業(yè)課程的學(xué)習(xí)興趣，為本課程的電氣控制部分的講解作了鋪墊。

2. 實(shí)驗(yàn)

在近年學(xué)校的大力投入下，可編程控制器實(shí)驗(yàn)設(shè)備達(dá)到了20套，基本能做到每2人一組。按目前的培養(yǎng)計(jì)劃，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)基本為6至8學(xué)時(shí)，實(shí)際上是不能滿足課程需求的。為了增加實(shí)驗(yàn)有效時(shí)間，我們?cè)诶碚撜n上布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)，要求同學(xué)課前完成程序的編寫，提前輸入實(shí)驗(yàn)程序，在課堂上學(xué)生的任務(wù)是接線與調(diào)試，并且分析實(shí)驗(yàn)運(yùn)行結(jié)果。這樣基本上不存在課堂上來(lái)不及完成實(shí)驗(yàn)的情況，并且相同實(shí)驗(yàn)課時(shí)內(nèi)所能完成的內(nèi)容相應(yīng)地增加了。

通常學(xué)生比較重視書面考試而對(duì)實(shí)驗(yàn)不以為然，做實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)存在濫竽充數(shù)、渾水摸魚的情況。針對(duì)這種現(xiàn)象，我們適當(dāng)增加了實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)诳傇u(píng)中的比重，并且在上第一次課時(shí)就告知學(xué)生實(shí)驗(yàn)考核制度。具體是每個(gè)實(shí)驗(yàn)課前要檢查預(yù)習(xí)報(bào)告，沒有預(yù)習(xí)的同學(xué)不允許進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室；在實(shí)驗(yàn)課上根據(jù)調(diào)試過程，實(shí)驗(yàn)結(jié)果當(dāng)場(chǎng)給操作項(xiàng)打分；每個(gè)實(shí)驗(yàn)成績(jī)由預(yù)習(xí)、操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告三方面綜合得出，最后的實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)儆擅總€(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目根據(jù)難度系數(shù)加權(quán)平均得到。對(duì)于實(shí)驗(yàn)成績(jī)不及格的同學(xué)直接取消其理論考試資格。通過嚴(yán)格的考核制度，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視程度大為提高，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性增強(qiáng)，實(shí)際動(dòng)手能力得到了鍛煉。

3. 課程設(shè)計(jì)

在新的培養(yǎng)計(jì)劃中，我們把課程設(shè)計(jì)的時(shí)間由一周增加為兩周，彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的不足。對(duì)于每一個(gè)設(shè)計(jì)題目，確保有一定的難度和工作量，并且根據(jù)難度分為一般、中等、較難三個(gè)層次供給學(xué)生選擇，同時(shí)我們?cè)试S并且鼓勵(lì)好學(xué)的學(xué)生根據(jù)興趣自己選擇題目，這樣既保證了教學(xué)要求又滿足了不同學(xué)生的需求。設(shè)計(jì)過程中，老師嚴(yán)控把關(guān)，不僅每組要檢查調(diào)試結(jié)果，而且根據(jù)分工不同會(huì)對(duì)組內(nèi)每位同學(xué)針對(duì)性地提問，最后交報(bào)告時(shí)每位同學(xué)還要進(jìn)行答辯，確保每位學(xué)生都能得到相應(yīng)的訓(xùn)練。這樣操作之后，減少了學(xué)生之間的依賴性，學(xué)生的獨(dú)立解決問題的能力得到了提高。

四、 總結(jié)

針對(duì)“電器與可編程控制器”課程特點(diǎn)，我們從理論和實(shí)踐兩方面雙管齊下進(jìn)行改革，初步取得了不錯(cuò)的效果。最顯著的是學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，工程實(shí)踐能力大為提高。課程的教學(xué)改革是一個(gè)長(zhǎng)期漸進(jìn)的過程，今后我們還要和其他教學(xué)單位多方配合，力爭(zhēng)培養(yǎng)出符合社會(huì)需求的工程技術(shù)人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]王艷芳，孫麗君，任勝杰.電氣控制技術(shù)與PLC課程教學(xué)改革研究[J].中國(guó)電力教育，2014（30）：33-34.

[2]高敏.面向“卓越計(jì)劃”的電氣控制與PLC課程教學(xué)改革探討[J].常州工學(xué)院學(xué)報(bào)，2014（3）：90-92.

[3]史國(guó)生.電氣控制與可編程控制器技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010：7.

作者簡(jiǎn)介：

高敏，廉春原，熊超，馬明宇，陸超然，江蘇省常州市，常州工學(xué)院電氣與光電工程學(xué)院。endprint