高職《電氣控制與PLC應用技術》課程教學改革研究與實踐

黃紅玉

（廣西現代職業技術學院，廣西河池 547000）

高職院校的傳統教學方法常常是教師在課堂上講解大量的理論知識而學生則被動地跟著教師的思路來學習。這種相對傳統的教學模式常常導致學生不能充分地融入課堂教學中去且相應的學習效果也是差強人意的。因此，高職院校應該通過課程改革來克服傳統教學模式中存在的問題及提高教學質量。在具體實施過程中應該改進教學方法、優化課程內容、強化實踐教學以及規范課程考核標準。

1 教學問題分析

電氣控制與PLC 應用技術在電氣自動化控制工作中具有非常重要的作用，因而高職院校的自動化及機電一體化專業的學生需要學好這門課程中的理論知識以及必備的實踐技能。相關技術的不斷發展以及教材內容發展滯后的客觀情況要求高職院校在開展此類教學工作時必須重視改革和創新，傳統的教學模式在當前階段已經不能完全滿足全社會對此類人才在理論知識和實踐技能方面的需求。現階段高職院校在此類課程的教學過程中主要存在以下幾個方面的問題。

1.1 理論深度和廣度不足

高職院校在培養人才的過程中需要將重點放在提升其理論基礎、塑造良好的實踐動手能力以及突出各種實用技能方面。這門課程在教學過程中需要學生掌握繼電器、接觸器以及主令電器電氣等常用的低壓電氣工作原理，與此同時還需要學生對三相異步電機的啟動、控制以及調速等進行較為深入的理論學習。學生只有在掌握好這些理論的基礎上才能進一步提高其實際操作能力和解決工程問題的能力，而這些綜合因素會對其將來的就業和工作都產生非常深遠的影響。然而，實際的教學情況是很多高職院校中使用的教材相對比較老舊且還是在講授多年前的知識，而電氣控制和PLC 控制方面的技術在過去幾十年大的發展和應用中已經取得了很大的進步，很多新的應用已經誕生。現階段的教材內容已經不能全面地反映出相關理論的最新發展狀態且教師在課堂上也很少對教材內容進行補充和擴展，長此下去學生在相關理論的深度和廣度方面就不能達到良好的學習效果。

1.2 教學方法單一

高職院校的教師在開展相關的教學工作時往往還是采用非常傳統的教學模式且主要還是圍繞課本來組織教學內容。教師在課堂教學過程中會花費大量的時間來繪制與電氣控制相關的波形圖或者一些相對基礎的電路圖，進而在此基礎上引導學生們掌握電氣控制和PLC 編程的相關原理和方法等，因而在非常有限的授課時間內很難教授學生更多有用的理論知識和學習方法。部分教師則比較習慣于通過粉筆和黑板來手繪相關的教學內容并引導學生們也重視基本的作圖能力，不可否認這也是一種非常重要的能力。但是一個不容忽視的問題是這種相對傳統的教學模式在改善課堂教學氣氛、提高教學效率以及激發學生的參與度等方面都存在較大的不足。在互聯網和信息技術高度發達的今天還有不少教師沒能完全適應計算機輔助教學的模式，在互動教學、探究教學以及實驗教學方面也存在較大的不足[1]。

1.3 實踐不足

電氣控制與PLC 應用技術是一門實用性非常強且具備廣泛工程應用價值的課程，因而教師在開展相關教學工作時需要通過強化理論教學和實驗教學的模式來提升學生的實踐能力。然而高職院校的相關教學工作往往都存在重視理論講解而輕視實踐動手教學的問題。學生長期在這種教學模式的影響下難以掌握足夠的處理實際工程問題的能力。另外，高職院校的相關課程內容中除了大量的理論知識外還設置了專門的實驗教學內容，但是這些教學內容目前主要還是以基礎性的實驗為主，那些真正能夠訓練學生工程意識、提升其解決實際問題能力的綜合性實驗以及設計性實驗內容還比較匱乏。而且教師在學生做實驗之前還會將實驗目的、實驗內容以及主要的實驗方法等進行講解，然后才安排學生動手實踐。這種實驗教學方法顯然不能有效地訓練學生的自主學習能力、動手實踐能力以及大工程意識[2]。

1.4 考核標準落后

國內的教學與考試方法從長期受到應試思維的影響并形成了以理論考察、計算考察為主干的考核標準。因而高職院校在組織電氣控制與PLC 應用技術的相關考試時也常常將理論考察作為最主要的內容。這種考核標準勢必會導致學生在日常學生中將更多的時間和精力用于學習理論知識以及訓練各種解題技巧。因而這種比較落后的考評標準在很大程度上將學生因導致存在一定偏差的學習方向上去。另外，高職院校的考核標準中并沒有設置足夠的實驗內容且這部分內容在學生的成績中所占的比重也非常小[3]。

2 課程改革

2.1 優化課程內容

電氣控制和PLC 的課本教學內容主要集中在三相異步電動機的啟動、過程控制與調節，同時還了解了包括接觸器、繼電器等在內的低壓電氣運行原理和控制技術。而PLC 控制的原理以及PLC 編程的相關技術也是教學內容的重要組成部分之一。不過這些基本的教學內容在現階段已經遠遠不能滿足高職院校自動化專業的學生對電氣控制方面的理論需求。第一，在電氣控制系統的設計工作中需要大量使用CAD 等專業的工程繪圖工具，因而教師在日常教學工作中應該將這些與電氣控制相關的基礎性工具也作為重要的講解內容，引導學生掌握相關的技能。第二，PLC 控制器的原理、如何實現通信功能以及各種PLC 控制器的異同點等也是重要的補充性內容，主要原因是PLC 控制技術在過去的發展中不斷地發生迭代并產生新的應用場景，因而教師需要在傳統教學內容的基礎上對PLC 相關的理論知識點進行深入的挖掘和拓展。第三，通常情況下現實生活中的問題常常并非僅僅涉及電氣控制和PLC 方面的知識，教師在組織教學工作時還需要在電氣控制的基礎上綜合考慮軟啟動以及變頻器等方面的知識，引導學生不斷提升其綜合能力[4]。

2.2 革新教學方法

傳統的教學模式下教師主要圍繞相關的教材來組織課堂教學的內容并且學生主要是跟隨教師的思路來完成學習任務。學生自己本身在學習過程中常常存在參與感不強、自主性較低以及學習效果不佳等問題。另外，實踐教學相對匱乏也是嚴重制約學生個人能力提升的重要因素之一。學生在這種單一的教學模式下往往不能深入地掌握相關的理論知識和基本的實踐能力。因而教師在組織課堂教學的過程中需要根據以上這些制約教學效果的因素來重新構建課堂教學的模式。例如，可以將學生需要掌握的主要能力細分成不同的模塊并據此來設置有針對性的教學內容。理論講解中需要在教材內容的基礎上對各種與電氣控制或者PLC 技術相關的知識點進行全面的擴展，通過這種方式來為學生奠定出寬厚的理論基礎[5]。

2.3 重構課堂教學形式

傳統的課堂教學形式是教師通過黑板或者多媒體課件將主要的理論知識點展示給學生并進行深入淺出的講解，而作為教學主體的學生在課堂上反而沒有足夠的發揮空間，這種教學形式的弊端是課堂氛圍比較沉悶、學生的參與感非常低且教學效果也差強人意。對相關課程進行改革的過程中需要教師通過課堂教學形式的革新來克服傳統課堂中存在的種種缺陷。第一，重視運用信息技術。教師在日常的課堂教學中可以通過多媒體課件來展示一些具備良好教學效果的視頻、圖片或者文字等信息。例如，在講解三相異步電動機的工作原理時就可以通過形象化的視頻來引導學生掌握其內部構造以及各個部分的運行過程。同時還可以通過錄制微視頻或者開辦微信公眾號等方式來延伸教學的空間以及豐富教學的形式。微視頻中可以對一些重點或者難點知識進行更加深入透徹地分析并形成一個個精準的知識點。第二，在課堂教學過程中還要打破過去那種學生被動聽講而主動思考嚴重匱乏的局面。例如，教師可以在課堂教學過程中留出一部分時間來組織開展一些探究性的教學活動，讓每個小組都派一名代表對本組的研究過程和研究結果進行分享。這種教學形式的運用可以顯著增加學生參與課堂教學的積極性并為學生個人提供了展示風采的機會[6]。

2.4 改進考核標準

高職院校的傳統考核模式是將學生在期中考試、期末考試中的卷面成績作為主要的參考，然后在此基礎上綜合考量其他方面的因素。因而這種考評模式很容易將學生引導至過分重視理論學習和習題訓練的方向上去。實際上《電氣控制及PLC 應用技術》主要是一門具有廣泛實踐意義的課程，學生在掌握相關理論知識的基礎上還必須具備通過這些理論知識來解決實際工程問題的能力。然而傳統的教學與考核標準中都存在過于重視理論考核而輕視實踐考核的問題。因而在相關的教學改革中應該通過考核方式、考核內容以及成績構成方面的調整來提升課程考核的科學性。筆者認為在評估學生學習效果時應該按照素質教育的要求增大實踐技能方面的考核力度，重點是根據高職院校技能型人才的培養目標來合理地設置一些實踐考核的內容，進而將學生根據理論知識解決實際問題的能力作為重要的考核內容之一。然后在最終的成績評定中將理論知識、實踐技能以及日常表現等3 個方面按照一定的比例來進行計分，最終得出一個相對全面、相對客觀的成績。

2.5 重視實踐教學

僅僅依靠基礎性的實驗教學內容來提升學生的實踐能力是遠遠不能達到素質教育和技能訓練的目標的。因而高職院校的相關專業應該根據這一課程在實際工作中的主要應用場景來搭建出科學的實訓平臺，學生在日常學習過程中可以將自己掌握的各種理論知識在這些實訓平臺中進行有效的練習。例如，在學習三相異步電動機時就可以通過實物展示、實物拆解等方式來講解電動機的內部構造，在學習電動機的啟動、控制和運行狀態分析時可以通過具體的實驗來加深效果。

3 教學實踐

用人單位在招聘工程類專業人才的過程中越來越重視其動手能力和解決實際工程問題的能力。因而高職院校在進行人才培養的過程中應該通過有效的措施來全面提升學生的工程實踐能力。筆者認為在組織開展實踐教學時可以通過項目化、工程化的實踐活動來強化相關的教學效果。具體實施包括以下環節。

第一，組成學習團隊。在開展項目化的實踐教學時可以將學生劃分成不同的小組并通過一定的研究課題來提升其實踐能力。教師可以按照5～6 人為一組的方法將學生劃分成若干個研究小組。

第二，設計研究項目。這些項目化的教學活動應該根據教學進度、某一階段的主要教學內容來合理地制定，重點是通過這些具備良好實踐效果的工程項目來讓學生將所學的理論融會貫通。

第三，現場實驗教學。在劃分完小組并確定項目內容之后就應該通過現場的實驗教學將理論和實踐進行有效的串接，教師可以通過對實物的講解和指導讓學生充分地理解理論知識所對應的實際場景。每一個小組的學生在接受完教師的現場講解之后還應該通過動手實踐的方式來消化理論知識，并且在理論和實際場景之間構建起有效地連接。這種更加形象生動的授課方式可以有效地化解理論講解的抽象性并加深學生的理解。

第四，小組項目實踐。在這一過程中主要是通過事先設計好的項目化實驗內容來引導各個小組的學生進行動手操作，這一過程中教師應該減少理論講解，而且應該將大量的時間留給學生并讓他們依靠團隊成員的集思廣益來共同解決工程問題。

第五，結果分析。在完成小組項目實踐之后應該根據各個小組的項目實際結果來分析學生在這一過程中暴露出來的問題。一方面，各個小組的成員在完成項目實踐之后應該先分析自身在這一過程中存在的不足。另一方面，教師應該根據實踐項目的教學目標、教學內容來指出學生存在的問題。

第六，重視和企業之間的合作。高職類院校的學生在升入較高的年級之后就應該接觸一些更加接近實際工作場景的項目，因而學校可以通過和企業之間的合作來為學生們提供更具實踐意義的項目實習機會。

4 結語

高職院校在組織開展《電氣控制和PLC 應用技術》 的相關課程時需要根據實際教學效果以及社會需求的變化來不斷改革教學方法。在具體實施過程中可以從優化課程內容、革新教學方法、強化實踐教學以及規范課程考核等途徑來提升教學效果。同時教師還可以通過一些項目化的實踐教學內容來強化學生的實踐動手能力。