電氣控制與PLC課程在機械專業中的教學改革研究

陳艷娟，岳宗豪，趙少華，羅劉敏，劉偉

摘要：《電氣控制與PLC》是機械設計制造及其自動化專業的一門專業課，在疫情期間，傳統的授課方式已不再滿足當下需求，迫切需要教學改革。本文從本課程的教學內容和專業特點出發，提出了新的教學方法，不僅解決了當下需求同時提升了教學效果。

關鍵詞：教學改革;教學方法;教學效果

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）20-0219-02

自新冠肺炎疫情爆發以來，教育部明確提出“停課不停教，停課不停學”的方針政策，這對廣大高校教師來說是一項極大地挑戰，《電氣控制與PLC》是一門應用性和實用性很強的課程，在工業領域起著無比重要的基礎作用，比如電梯控制系統，機床操控系統，自動售貨機等等，科技的發展離不開基礎理論的作用，時代的進步依靠的是青年人群，如何讓學生更好地掌握理論知識，并能靈活運用，在突如其來的疫情下，這是一項極其嚴峻的任務[1-3]。僅靠網課和學生自學還是遠遠不能達到目的的，因此為了提高教學效果，本文結合《電氣控制與PLC》課程特點和周口師范學院機械與電氣工程學院機械設計制造及其自動化專業的培養計劃以及周口師范學院提供的網課培訓內容，提出了新的教學方法。

1 教學內容

周口師范學院機械設計制造及其自動化專業的《電氣控制與PLC》課程包括兩部分內容，一是低壓電器部分，二是可編程控制器部分，所以《電氣控制與PLC》既涵蓋了低壓電器的知識，也涵蓋了可編程控制器的知識，主要講授低壓電器、電氣原理圖的基本知識、PLC的基礎知識及工作原理、S7-200PLC的系統配置、基本指令、編程系統及應用、PLC控制系統的設計與應用實例等內容。該課程內容較多、知識點多且瑣碎。該課程包含兩個部分：一是理論教學;二是實驗教學。實驗教學部分在實驗設備上進行，以典型設計案例為導向，開動學生的大腦，不斷的鞏固和靈活應用理論知識。習近平曾明確指出，把課程思政提到一定的高度上來，高校要以立德樹人為根本任務，要利用好每一門課的課堂，讓學生不光在思想政治課能聽到，在其他課程上也能聽到[4]。深挖《電氣控制與PLC》課程的思政元素，融會貫通，不能只做教書匠，也要做學生良好素質的引領人。要全面培養學生的德、智、體、美，讓學生不僅具有科學知識，更要為祖國的事業添磚增瓦。

《電氣控制與PLC》課程具有極強的實用性，學生學完這門課程之后，不僅要具備解決實際問題的能力，還要能夠獨立設計具有一定難度的PLC控制系統。為了讓學生畢業后能夠更快地適應工作崗位，實現學校和企業的對接，在教學中一定要注重結合企業對實際生產崗位在技能上的要求，培養出一批實操能力強并能靈活運用知識的大學畢業生。目前機械領域有很多新的研究方向，如智能制造、智能機器人等，其中的制造原理都離不開這門課程的學習，以此為創新課題，激發學生的學習興趣[5]。

2 教學方式的創新

《電氣控制與PLC》課程是機械設計與制造及其自動化專業的一門實用性很強的專業必修課程。根據機械專業學生的認知規律和特點，總結教學模式，即堅持以學生“學的會”和“懂的用”為中心的教學理念，創新了“教師為輔，學生為主”的教與學模式，并充分挖掘了學生學習的主動性，讓學生學有所得，學以致用。

2.1 教學內容

理論教學方面，選用了線上課程，注重難點的講解、討論、交流互動，并適時穿插最新的研究話題，讓同學們了解前沿的知識。在學習S7-200指令系統時，利用西門子提供V2.0 S7-200編程軟件對各個指令進行實操，讓同學們看到效果和問題，以便加深理解和應用。

實驗教學方面，經過多方面的查找資料，了解該課程的前沿知識，選擇目前比較先進的綜合性應用課題，例如自動配料小車系統、智能交通信號燈系統、智能搶答器系統等。線下學生自己分析系統要求并完成程序編寫，并利用V2.0 S7-200編程軟件觀看實驗結果，重在激發學生的創新能力，在不同的方案下老師提出指導意見，學生完成程序設計并進行驗證。開學后可在開放實驗室進行程序驗證[6]。

課程思政方面，在講解電氣控制部分時，我國最早引入自動控制理論的是錢學森教授，世界著名科學家，中國載人航天奠基人，中國兩彈一星功勛獎章獲得者，被譽為“中國航天之父”“中國自動化控制之父”，一位具有崇高理想的愛國者，經歷重重困難也要堅持回國貢獻自己的力量，才使得中國導彈、原子彈的發射得到了巨大的推進。在講解電機知識時，“中國電機之父”、中國電機工程專家、電機工程教育家鐘兆琳教授，為中國科技的發展做出了很大的貢獻。他們潛心研究，吃苦耐勞的匠人精神培養了一代又一代的青年楷模。通過學習繼電器控制，電氣符號、控制電路以及安全事項，讓同學們具備嚴謹的求學態度和良好的工作作風。

2.2 教學手段

疫情防控期間，學校召開了學習通線上培訓課程，學習通功能強大，例如簽到、建立自己的線上課程、發放批改作業、線上考試等，學生由于特殊情況不能按時上課的或者知識點沒理解的可以重復播放。由于學習通的在線直播功能還不完善，有些知識點需要重點講解，所以使用了深受廣大教師喜愛的釘釘軟件進行線上直播，線上互動。理論課程具體教學方法如下：

課前：課前充分備課，研究每節課的學習任務、學習目標和重難點，總結成文檔形式，將其通過QQ發送給學生，并將相關的學習資料通過學習通和QQ群推送給學生，引導他們進行線上預習和課前討論。同時，在課前讓同學們在學習通進行簽到，以便實時掌握學生考勤情況。

課中：首先，采用學習通平臺讓學生按照任務安排進行課程自主學習，并要求學生詳細做課堂筆記。隨后，要求學生對課前推送問題展開討論，對仍有疑惑的問題進行總結和記錄。最后，通過釘釘直播互動的方式講解重難點，并為學生答疑解惑。由于本課程主要分為兩大部分內容，即電氣控制電路和PLC程序設計，這兩部分內容實用性很強，為了讓學生能夠更好地掌握和運用知識，還設計了更貼近實際生活、更加靈活多樣的題目供學生練習，并采用項目化教學模式進行線上分組、分任務完成設計[7]。