電氣控制與PLC應用技術課程改革與探索

顧亞 朱培逸 高玨 鄒萍

摘? 要 電氣控制與PLC應用技術作為電氣類專業一門實踐性很強的專業選修課，對于全面鞏固和提升學生的綜合素質起著非常重要的作用。結合該課程存在的問題，分別從理論教學、實踐教學、考核方式等多個方面對其進行改革與探索，可極大調動學生的學習積極性，達到顯著提高教學質量的目的。

關鍵詞 電氣控制與PLC應用技術;PLC;教學研究;教學改革

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）22-0094-03

Reform and Exploration of Electrical Control and PLC Applica-tion Technology//GU Ya， ZHU Peiyi， GAO Jue， ZOU Ping

Abstract Electrical Control and PLC Application Technology as a highly practical elective course of electrical specialty， plays a very important role in comprehensively consolidating and improving the comprehensive quality of students. Combined with the problems existing in the course， the reform and exploration are carried out from the aspects of theoretical teaching， practical teaching and assess-

ment methods， which can greatly mobilize students learning enthu-siasm and significantly improve the teaching effect of the course.

Key words electrical control and PLC applied technology; PLC; tea-

ching research; teaching reform

1 前言

電氣控制與PLC應用技術是工科電氣工程及其自動化專業開設的實踐性很強的專業選修課程[1-2]，通過學習使工科學生熟悉電氣控制系統的基本控制電路。教材選用廖常初編著的《S7-300/400 PLC應用教程》（第2版）和電氣控制與PLC應用技術實驗指導書的自編教材，理論授課48學時，實驗課程安排16學時，開設在大三的第一個學期。本課程的教學目的是讓學生具備一定的PLC程序設計和PLC技術工程應用能力。該課程也為工科學生將來從事自動化控制和就業打下良好基礎[3-4]。

電氣控制與PLC應用技術課程是一門專業課，在它之前已開設多門涉及編程基礎的專業課，如數字電子技術、微機原理與接口技術等。許多學生在此前學習過程中往往是單獨地學習這些課程，并沒有將課程之間緊密地聯系起來，即使一些課程考了高分，仍未達到人才培養的要求。電氣控制與PLC應用技術作為課程體系中的最后關口，在這門課程的講授過程中應與前面所學的專業課程相結合，這樣才能鞏固學生的系統知識，從而發揮該課程的核心作用。除此之外，還應在教學方法上采取新的舉措，培養學生能力，提高學生素質。本文根據應用型人才培養的目的，對電氣控制與PLC應用技術課程教學展開一些改革與探索。

2 電氣控制與PLC應用技術教學中的主要問題

電氣控制與PLC應用技術這門課往往只注重理論教學而忽視了實際應用。因此，以企業實際需求為導向，探索這門課程新的教學模式，對實現測控技術與儀器專業新工科應用型人才的培養十分重要。常熟理工學院在課程設置及教學內容等方面進行了探索和改革，取得一定的成效，但在前期電氣控制與PLC應用技術課程教學實施過程中仍存在一些問題。

課堂教學模式單一? 本課程涉及電氣及PLC控制的基礎知識和基本理論知識、電氣控制線路基本設計方法，可以培養對綜合控制系統分析、軟硬件選型和設計的基本能力，學生普遍覺得該課程內容抽象、不連貫、應用難。

傳統的教學方法以教師為主導，主要通過PPT演示以及黑板傳授知識，課堂以教師講解為主，問題多數是教師提問并自己解答，學生很少回答問題，學習的真正目標難以實現，沒有達到以教師為引導、學生為主體的教學效果。以講授法為主的傳統理論教學方式已不能滿足學生的學習需求。社會的信息化變革使學生的認知規律發生巨大變化，以教師為中心的講授法已成為學生最不喜歡的學習方式之一。

除了理論課堂教學模式單一外，實驗教學組織形式也相對固定，主要以實驗指導教師為中心、課堂講授為主體，完成大綱設定的實驗教學內容和課時。教學模式由教師先講解基本原理和方法，并演示如何接線、如何設計程序，學生在課時內完成規定的實驗內容。由于每年的實驗題目類似，學生容易模仿借鑒，并且一組實驗做完，其他組實驗直接輔助。這就導致實驗教學過程缺乏真正的互動、引導和交流，學生大多處于被動接收與執行，不利于發揮創造性思維和自主創新能力。

考試制度形式單一? 本課程的學生成績由平時成績、實驗成績和期末成績三部分組成。其中期末成績由理論閉卷考試成績和實操考試成績構成，平時成績由考勤、平時作業和實驗綜合評定，考核方式有些片面化，只關注最后結果而忽視了學習的全過程，忽視了學生能力的培養，容易助長學生平時懶散、考前突擊、死記硬背的渙散思想?？己朔绞讲粔蛲晟疲y以實現有效的過程控制。

實驗教學通常由理論任課教師負責講解，實驗的成績評定以理論任課教師為評價主體，受師資人數的限制，指導教師難以對每個學生的具體表現進行過程評價，通常以實驗結束后的實驗結果為評價主體，缺乏對學生實驗學習全過程和綜合能力的評價，評價結果具有隨機性，難以實現評價對教學的引導和督促作用。

學生工程素養與創新能力偏弱? 學生能力不能滿足企業需求。在實踐教學過程中，學生基本按照任務書給定的步驟順序操作，關注更多的是實踐最后的結果，而對實踐功能的實現、性能指標要求、實踐的目的了解不夠深入，總習慣于照搬實例、機械模仿，理論知識掌握不足，缺乏團隊協作意識和科研創新能力的引導，造成實訓能力欠佳。不少學生忽略了實訓資料的查找和對實訓方案的論證。造成這種結果的原因主要在于不能靈活運用先修課程的相關知識來解決工程實際問題。

3 改革與探索

理論教學改革? 本次授課選用的教材具有系統性、啟發性、先進性、實用性和適用性。

1）培養學生從實踐中發現問題，從問題中尋找和歸納理論，并以理論指導實踐的能力，真正做到學以致用。課堂教學結合傳統教學模式與多媒體教學模式，學生可以清楚地了解課程的整體安排。采用電子教案可以節省教師板書時間，增大課堂教學的信息量，而且對于有圖形的題目，以PPT的形式展現出來既規范又準確，增強了教學效果。

2）堅持與學生多方位、多渠道的溝通，解決教學過程中學生遇到的問題。加強平時考核，發現問題及時改進：教學過程中增加與課程目標密切相關的教學內容的平時考核，有利于及早發現學生中存在的共性問題和個別問題，通過后續課堂教學的改進以及加強對個別學生的輔導，提高畢業要求指標點的達成度。

3）理論聯系實際。以課堂理論教學為主、實踐教學為輔，在課堂理論教學中引入藍墨云班課手機軟件進行課堂互動。引入自主研制的教學演示系統，“手把手”教學生將理論知識轉化為實踐能力。實踐教學除實驗之外，引入不同應用領域的綜合案例設計，提高學生對理論知識的掌握程度。進一步開發云教材，嘗試將組織形式改革為理論與實踐并重，提高學生的學習興趣。課堂上多傳授課外的工程案例知識，拓寬本科生的知識面，為培養學生的創新思維打下良好的基礎。通過實際工程案例和問題情境激發學生的興趣，鼓勵學生積極尋找解決問題的方法，為他們將來步入社會更快地適應工作環境打下良好的基礎。

實踐教學改革? 電氣控制與PLC應用技術是一門實踐性很強的技術技能課，注重培養學生的工程意識，在多媒體教學中加入大量的設備實際照片，提高學生的學習積極性。多參加科研工作，以科研帶動教學。通過課程建設，推進教學內容和教學方法的改革。邀請專家學者為學生開辦電氣工程學術講座，拓展學生的知識面。

在實驗項目的設置上，安排基礎性、設計性和綜合性的實驗項目。在電氣控制與PLC應用技術課程理論教學環節，指導教師會在每一章節安排相關的課外大作業，要求學生借助西門子PLC實驗室的軟硬件資源，能夠進一步熟練掌握PLC的指令系統和程序設計方法，具備綜合PLC控制系統設計能力，以達到相應的實驗實踐性教學環節的要求。

考核方式改革? 傳統的考核成績以期末考試成績為主，平時成績由考勤、平時作業和課堂表現綜合評定，而這種評價方法會導致學生平時松懈。為了激勵學生的學習熱情，進行課程考核方法改革，考核方案框圖如圖1所示。提髙實踐環節成績的比重，增加項目設計環節10%，把平時成績由20%提高到30%。平時成績包括課堂回答問題成績、實驗過程表現成績和課后作業成績，各占總成績的10%。實驗成績由實驗過程中的表現和實驗結果組成。這樣調整后，可以在很大程度上改變學生平時不用功、考前臨時抱佛腳的現象，促使學生將學習精力和重點放在平時，而不是期末突擊。

4 結語

在電氣控制與PLC應用技術課程教學過程中，注重增加課堂趣味性，激發學生的好奇心，最大限度地調動學生的主動性、積極性和創造性參與課程教學，使學生在愉快的氛圍中學習。學習本課程后，對學生進行電氣控制與PLC應用技術實訓，使學生能夠系統地掌握在工業自動化控制系統中PLC的知識和電氣控制設計的知識，為今后從事專業技術工作打下基礎?！?/p>

參考文獻

[1]魏艷紅，許昌，王桂榮，等.PLC課程實驗教學改革與探索[J].電氣電子教學學報，2014（3）：93-95.

[2]蓋文東，曲承志，劉杰，等.基于STEP7和WinCC的過程控制仿真實驗設計[J].實驗室科學，2018（1）：103-106.

[3]向欣，王卓，禹萬泓.基于PCS7的過程仿真及控制實驗設計[J].實驗室研究與探索，2020（3）：123-127.

[4]張云鴿.能力本位教育觀在PLC應用技術課程教學中的體現[J].中國教育技術裝備，2019（15）：98-99，114.