基于工程教育認證體系與學校特色的“電器與PLC控制技術”課程教學改革研究

夏晨陽　戴鵬　徐瑞東　王攀攀　劉利民

摘要：針對目前“電器與PLC控制技術”教學中存在的不足，基于工程教育認證體系，結合中國礦業大學的辦學特色，以電氣工程專業背景為依托，以基于PLC技術的礦井提升機為對象，設計教學、實驗、實踐、考核和企業實踐環節；研究并提出一種基于工程教育認證體系與學校特色的“電器與PLC控制技術”教學改革方案，為專業及應用型技術人才的培養奠定了基礎。

關鍵詞：工程教育認證；PLC；特色；應用

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）51-0012-02

高等工程教育專業認證是世界工程教育認證領域較有影響力的認證標準[1]。基于工程教育認證體系的培養方案能夠實現學生專業素質的不斷提升。“電器與PLC控制技術”是一門實用性極強的工程性學科，加強“電器與PLC控制技術”課程的學習，結合高等工程教育專業認證體系建設，提高學生的工程應用技術能力，是本課程教學的主要目標。

本文基于當前工程教育認證體系，同時結合中國礦業大學的辦學特色，以基于PLC控制技術的礦井提升機控制系統為主線，貫穿教學、實驗、實踐與考核等各個環節，以期提高教學質量，培養出更加優秀的工程技術人才。

一、電器與PLC控制技術教學現狀

為提高“電器與PLC控制技術”的教學質量與教學效果，國內外學者提出了很多具有建設性的方法。目前的教學改革，主要是從“課程學時的合理分配”“教學模式的改變”“課程設計的創新”“考核體系的調整與改革”等幾個方面進行探討[2-4]，縱觀目前國內對“電器與PLC控制技術”的教學情況，現有的教學模式雖然較以往有了較大改進，但仍沒有擺脫以“教師為中心”的傳統教學模式，主要表現在以下幾個方面。

1.課程教學。課堂理論教學占據了80%左右的課時，意味著同學們缺乏更多動手實踐的機會，這將因缺乏實際的感性認識而造成學習的被動性和盲目性。

2.實驗教學。實驗教學是學生將課堂上所學習的理論知識應用到實際中去的絕佳機會，但是很多學生通過互聯網上提供的方法和答案“完成”實驗，根本沒有思考如何利用所學知識完成實驗任務，更不用說去獨立思考和解決實驗中出現的各種現象，實驗目的和價值無從體現。

3.課程設計。老師布置的課程設計任務在網上有著標準的設計方法和答案，學生為了取得高分紛紛效仿甚至大段摘抄網上的資料而失去了課程設計的巨大鍛煉價值。

4.考核方法。目前的考核方式采用傳統的教師一人評定的“平時表現+考試成績”方式，該考核方法很難準確地去評定一個同學的實際學習情況，打擊了動手能力較強同學的積極性。

5.企業實踐。學生參加企業實踐，更多的是走個形式，并沒有帶著在課堂或者實驗中遇到的疑惑和問題去學習，也沒有主動去咨詢專業工作人員，缺乏主動性和積極性。

二、教學改革前景意義及前景

基于上述問題，本文提出了一種基于工程教育認證體系和學校特色的“電器與PLC控制技術”課程的教學、實驗、課程設計、考核和實踐一體化教學改革方法。結合中國礦業大學辦學宗旨和特色，以電氣工程專業背景為依托，以基于PLC技術的礦井提升機為載體設計全新的教學、實驗、課程設計、考核和實踐環節。課堂教學更多地結合實際工程應用背景，啟發學生思考與解決問題；實驗課將結合實際工程應用設計實驗任務和課程設計，這也將作為整個評價體系的核心；實踐環節將結合工程應用背景進行學習。基于這一全新教學模式，可有效解決學生學習的被動性和盲目性，拓寬學生的社會就業面并增強新角色適應能力，對學生的綜合能力培養有著很好地促進作用，從而有效提高用人單位對畢業生的滿意度。

三、教學改革實施方案

1.課堂教學改革方法。為提高學生的學習自主性和積極性，結合實際工程應用背景，制定全新的教學課程規劃，培養學生建立系統學習的觀念。例如，以基于PLC技術的礦井提升機為教學主線，首先通過多媒體從宏觀上介紹礦井提升機的結構組成部分，然后講述其工作運行階段（礦井提升機的運行分為啟動、勻加速、勻速、勻減速、停車等幾個階段）和可能出現的故障（緊急停車、事故停車、信號預報）以及保護（系統預先進行自檢后運行、迅速識別故障類型并做出反應、加載外部保護電路），最后將整個礦井提升機“庖丁解牛”，詳細講解每個模塊的功能以及所運用到的知識點，從而學習起來具有系統性。另外，授課老師要及時考查學生思考靈活運用能力，鼓勵學生在學習過程中提出新的問題；布置課后作業，鞏固理論知識，完成對所學知識點的解讀、掌握解決問題的分析方法。

2.實驗及課程設計教學改革方法。首先，針對課堂教學內容，進行簡單的實驗驗證，密切關注實驗中出現的現象和問題并討論研究，通過已經掌握的知識尋求解決方案；然后，以基于PLC技術的礦井提升機為例，制定新的實驗，比如對實際礦井提升機緊急停車事故處理進行實驗，建立“礦井提升機事故設計→理論分析→仿真驗證→實驗驗證”為思路的設計和分析理念；最后，基于前沿技術制定創新性課程設計，通過“資料查閱學習→理論分析→部分與整體設計→仿真驗證→實驗驗證”流程，要求學生們針對課程設計任務獨立思考并完成課程設計，據此提高學生靈活運用知識和解決實際問題的能力。

3.考核體系改革方法。針對傳統的考核體系存在的問題，在試題題型分布、考核指標兩個方面做出改革。首先，考試題型將增加40%左右的實際應用題并加入一些在實驗中出現的問題，這樣既可以考查學生對理論知識的掌握，又可以考查學生的靈活運用能力；對學生的考核指標不僅僅是傳統的課堂表現以及考試成績，學生在實驗中的表現以及課程設計的完成情況也將是重要的考核指標。新的考核體系可以更全面地考查學生，避免了在以往考查方式中所存在的問題。

4.企業實踐改革。企業實踐給學生們提供了現場學習和操作的機會。學院和企業安排一些專業人員通過多媒體和現場講解的方式，詳細地介紹學生們課堂所學知識在實際工程的應用，學生可以現場提出問題，專業人員會做出詳細的解釋和回答。然后在專業人員的指導和監督下，學生們可以動手操作一些演示機器，這樣的動手機會具有很大的鍛煉價值，對以后的學習和就業都有較大的幫助。企業實踐讓學生對就業方向有了一定的了解，也為專業及應用型技術人才的培養奠定基礎。

四、小結

針對目前“電器與PLC控制技術”教學現狀進行了綜述，結合中國礦業大學辦學宗旨和辦學特色，提出一種基于工程教育認證體系和學校特色的電器與PLC控制技術課程的教學改革方法，“學生為主，老師為輔”的教學理念貫穿于全新的教學模式，對課堂教學和實驗課時的安排、實驗課教學內容和方式、創新性課程設計任務的制定、考核體系以及企業實踐做了一定的改革。

參考文獻：

[1]姜海麗，孫秋華，趙言誠.工程教育專業認證背景下工程實例教學模式的探析[J].黑龍江高教研究，2017，（2）：162-164.

[2]夏建平.《電器控制與PLC》課程教學改革和實踐[J].職業，2009，（36）：136.

[3]原菊梅.電器與PLC控制技術教學模式改革與實踐[J].中國教育技術裝備，2015，（6）：95-97.

[4]于會群，高揚.教育改革背景下PLC教學方法的探索與實現[J].中國電力教育，2014，（35）：131-132.