面向“卓越計(jì)劃”的“電氣控制與PLC”課程教學(xué)改革探討

高敏

(常州工學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院，江蘇常州213002)

面向“卓越計(jì)劃”的“電氣控制與PLC”課程教學(xué)改革探討

高敏

(常州工學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院，江蘇常州213002)

根據(jù)“卓越計(jì)劃”的培養(yǎng)要求和目標(biāo)，針對(duì)“電氣控制與PLC”課程的特點(diǎn)及教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式方法、實(shí)踐環(huán)節(jié)以及課程考核方式等幾方面提出了改革措施，并實(shí)施在教學(xué)過(guò)程中。教學(xué)實(shí)踐表明，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和動(dòng)手能力得到了提高，取得了良好的效果。

卓越計(jì)劃；電氣控制與PLC；教學(xué)改革

G642

B

教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”(以下簡(jiǎn)稱“卓越計(jì)劃”)，是貫徹落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》和《國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》的一項(xiàng)重大教育改革項(xiàng)目。我國(guó)“卓越計(jì)劃”自2010年6月開(kāi)始實(shí)施，旨在培養(yǎng)造就一大批能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的具備較強(qiáng)創(chuàng)新能力的各類型高質(zhì)量工程技術(shù)人才，為我國(guó)走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和科技人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略服務(wù)。[1]

“卓越計(jì)劃”具有三個(gè)特點(diǎn)：一突出對(duì)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；二強(qiáng)調(diào)校企聯(lián)合，引導(dǎo)行業(yè)、企業(yè)深度參與高級(jí)技術(shù)人才的培養(yǎng)過(guò)程；三更加明確高等教育應(yīng)主動(dòng)服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略需求，主動(dòng)服務(wù)行業(yè)企業(yè)需求的導(dǎo)向。[2]根據(jù)這三個(gè)特點(diǎn)，要求高校培養(yǎng)出的學(xué)生一方面要理論基礎(chǔ)扎實(shí)，另一方面又要具備過(guò)硬的工程技術(shù)應(yīng)用能力，這就對(duì)高校的課程教學(xué)提出了不同于普通本科的新要求，并且對(duì)老師和學(xué)生的要求較之以往也有很大不同。針對(duì)這種情況，本文結(jié)合“電氣控制與PLC”課程教學(xué)過(guò)程中存在的一些實(shí)際問(wèn)題，面向“卓越計(jì)劃“的培養(yǎng)目標(biāo)，從以下幾方面探討本課程的改革措施。

1 目前的教學(xué)狀況

“電氣控制與PLC”是高校自動(dòng)化及相關(guān)專業(yè)的一門重要專業(yè)課程，它是綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)的一門新興技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究及其他各領(lǐng)域自動(dòng)化的重要手段之一，應(yīng)用十分廣泛。[3]因此電氣控制與PLC是多種知識(shí)的綜合應(yīng)用，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。但是在現(xiàn)實(shí)教學(xué)中，這些特點(diǎn)并沒(méi)有得到充分體現(xiàn)，通常以課堂講解為主，輔以少量教學(xué)實(shí)驗(yàn)。這種教學(xué)方式的不足是顯而易見(jiàn)的，主要體現(xiàn)在以下三方面。

1.1理論教學(xué)與實(shí)踐聯(lián)系不緊密

學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程時(shí)分為“電氣控制”與“可編程控制器”兩部分，這兩部分本是源于同一體系，只是發(fā)展階段不同，在理論和應(yīng)用上是一脈相承的，把這兩部分組合在一起可以使本課程更加合理。在前一部分中，學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中接觸最多的是各種電器以及電氣控制線路，根據(jù)教學(xué)大綱一般這部分不安排實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生只是從書本上見(jiàn)到器件圖片，對(duì)器件線路缺乏感性認(rèn)識(shí)，老師講解費(fèi)力，學(xué)生聽(tīng)起來(lái)也枯燥，理論與實(shí)踐教學(xué)難以同步。即使在“可編程控制器”部分安排了實(shí)驗(yàn)，一般受學(xué)時(shí)所限，只能讓學(xué)生熟悉基本指令及少量專用指令，因此很難培養(yǎng)出學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。

1.2教學(xué)內(nèi)容和方法存在局限性

“電氣控制與PLC”課程的教學(xué)課時(shí)一般為48學(xué)時(shí)，其中只包含8個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)。目前本課程的教學(xué)內(nèi)容在不斷豐富，如新型器件、更加方便的應(yīng)用指令、各種特殊功能模塊及PLC通訊技術(shù)不斷涌現(xiàn)。即使采用了多媒體教學(xué)，課程學(xué)時(shí)短、內(nèi)容多的矛盾仍然十分突出。一方面“理論講授+實(shí)驗(yàn)”的方法往往只能強(qiáng)調(diào)書本知識(shí)，對(duì)學(xué)生應(yīng)用與創(chuàng)新能力訓(xùn)練不夠，也很難激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。另外，受限于課時(shí)少和教學(xué)進(jìn)度要求，教師也難以探索出新的多樣化教學(xué)方法。

1.3考核方式單一

在本課程中，考核一般是以期末考試為主，再輔以作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、考勤、平時(shí)表現(xiàn)等評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。單一的考核方式無(wú)法激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)生最后仍然停留在書本知識(shí)的層面上，難以學(xué)以致用。

2 教學(xué)改革的探索

為了改變目前教學(xué)狀況，結(jié)合學(xué)?，F(xiàn)有條件以及“卓越計(jì)劃”的培養(yǎng)要求和目標(biāo)，二級(jí)學(xué)院對(duì)“電氣控制與PLC”課程的內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐環(huán)節(jié)及考核方法進(jìn)行了多方面的改革和探討。

2.1優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

面向“卓越計(jì)劃”的培養(yǎng)要求，任課教師根據(jù)電氣與PLC通用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定新的教學(xué)大綱。在不改變學(xué)時(shí)數(shù)的情況下，剔除一些陳舊過(guò)時(shí)的理論和繁瑣的內(nèi)容，加入新型器件及PLC特殊功能模塊、通信等新內(nèi)容，同時(shí)認(rèn)真梳理相關(guān)課程的交叉知識(shí)，盡量避免知識(shí)的重復(fù)講解。在課堂教學(xué)時(shí)注意電氣控制與PLC的銜接，兩部分最后都通過(guò)解決一典型工程實(shí)際問(wèn)題來(lái)優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容，避免面面俱到或走馬觀花式教學(xué)，使學(xué)生能舉一反三、觸類旁通。

2.2改進(jìn)教學(xué)方法和手段

教學(xué)方法和教學(xué)手段對(duì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣起著關(guān)鍵性的作用。結(jié)合實(shí)際情況，教師在原有板書加多媒體教學(xué)的基礎(chǔ)上，主要推行下面幾種方式，以提高教學(xué)質(zhì)量。

首先，課堂教學(xué)做到精講、多練。講清課程的要點(diǎn)和基礎(chǔ)知識(shí)，利用有限的學(xué)時(shí)來(lái)解決主要的問(wèn)題，更多的內(nèi)容讓學(xué)生自學(xué)。在此基礎(chǔ)上增加課堂練習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生基本線路的設(shè)計(jì)能力和PLC編程能力。

其次，以多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)為載體，有機(jī)組合多種教學(xué)手段。教師在原有課件的基礎(chǔ)上，增加了實(shí)物、圖像、音視頻、動(dòng)畫等元素，多方面調(diào)動(dòng)學(xué)生的注意力和興趣，以突破教學(xué)難點(diǎn)。如在講解器件時(shí)，在課堂上展示具體實(shí)物，課間學(xué)生可以親手操作。例如，在講解“電氣控制線路分析”時(shí)，插入一段“機(jī)床加工”的視頻，使得學(xué)生對(duì)機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)形式有了感性認(rèn)識(shí)，在此基礎(chǔ)上理解具體線路也就順理成章了；在講解“可編程控制器指令”時(shí)，直接在三菱編程軟件GX Developer上介紹，并且利用軟件的監(jiān)控功能實(shí)時(shí)展示程序執(zhí)行過(guò)程，采用這種方式不但直觀而且在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)不用再花時(shí)間講解軟件使用方法，節(jié)約了實(shí)驗(yàn)課時(shí)；在講解具體的線路或PLC系統(tǒng)時(shí)，以動(dòng)畫的形式演示系統(tǒng)工作過(guò)程，取得了非常好的教學(xué)效果。

此外，在課堂上采用引導(dǎo)式、啟發(fā)式、課堂討論等多種教學(xué)方法。如，在課堂上就某些要點(diǎn)和難點(diǎn)精心設(shè)計(jì)具體問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，并留出相應(yīng)的時(shí)間集體討論，使得學(xué)生學(xué)習(xí)由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)；對(duì)于一些有爭(zhēng)議的問(wèn)題和衍生知識(shí)，老師不直接給出答案，而是指導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生查閱相關(guān)資料文獻(xiàn)，這樣既培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力，又?jǐn)U大了其知識(shí)面。

2.3改善實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

如前所述，在課堂上教師已把實(shí)驗(yàn)相關(guān)編程軟件作了詳細(xì)介紹，因此學(xué)生可以直接上手做PLC實(shí)驗(yàn)，相對(duì)增加了實(shí)驗(yàn)時(shí)間。針對(duì)“卓越計(jì)劃”，在大學(xué)二年級(jí)安排了1周的電工實(shí)習(xí)，既培養(yǎng)了學(xué)生們的動(dòng)手能力又為本課程的電氣控制部分的講解作了鋪墊。在實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)基本不變的前提下，打破常規(guī)，在課后安排了2周的電氣控制與PLC企業(yè)課程設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)時(shí)間的增加，彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的不足，避免了課程設(shè)計(jì)由于時(shí)間短而流于紙上談兵。此外，通過(guò)校企合作平臺(tái)，將相關(guān)生產(chǎn)項(xiàng)目作為課程設(shè)計(jì)題目，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地考察生產(chǎn)工藝，由企業(yè)指導(dǎo)老師和課程老師共同指導(dǎo)學(xué)生完成，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過(guò)程的目的。

同時(shí)，依托學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃，組織部分對(duì)科研有興趣的同學(xué)組成項(xiàng)目小組，申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，著力培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力和工程應(yīng)用能力。

2.4改進(jìn)考核方式

在傳統(tǒng)考核方式基礎(chǔ)上，對(duì)考核內(nèi)容和總評(píng)各項(xiàng)比例分配作相應(yīng)調(diào)整。期末總評(píng)成績(jī)?nèi)杂衫碚摽荚?、?shí)驗(yàn)、平時(shí)三部分組成。調(diào)整后，理論考試占總評(píng)的50%，實(shí)驗(yàn)占30%，平時(shí)占20%。

理論考試中，試卷內(nèi)容減少了概念考題所占比例，相應(yīng)增加應(yīng)用類考題分?jǐn)?shù)，同時(shí)還增加實(shí)驗(yàn)操作的相關(guān)內(nèi)容，并保證此部分內(nèi)容不少于卷面的15%。

平時(shí)成績(jī)則在作業(yè)考勤、平時(shí)表現(xiàn)等基礎(chǔ)上增加綜合能力這一項(xiàng)，這可以是學(xué)生在學(xué)完本課程后自己查閱相關(guān)資料寫的一個(gè)小論文，也可以是就某一具體內(nèi)容做的一個(gè)小制作或者以其他形式體現(xiàn)，并且此項(xiàng)占分不低于總評(píng)的10%。

實(shí)驗(yàn)成績(jī)從預(yù)習(xí)、操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告三方面綜合考查，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目前兩項(xiàng)都要當(dāng)場(chǎng)打分，最后實(shí)驗(yàn)成績(jī)根據(jù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目難度系數(shù)加權(quán)平均得到。對(duì)于實(shí)驗(yàn)考核不及格的同學(xué)采取一票制否決，取消其理論考試資格，促使學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)而提高實(shí)際動(dòng)手能力。

3 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)國(guó)家“卓越計(jì)劃”項(xiàng)目的培養(yǎng)目標(biāo)，本文根據(jù)“電氣控制與PLC”課程的特點(diǎn)結(jié)合具體實(shí)際情況，從教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐環(huán)節(jié)和課程考核方式等幾個(gè)方面探討了一些改革措施，并初步在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中取得了較好的效果。最明顯的是激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)由被動(dòng)轉(zhuǎn)為主動(dòng)，促使學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并努力解決問(wèn)題，同時(shí)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和工程應(yīng)用能力也得到了顯著提高。隨著本課程在“卓越計(jì)劃”中的進(jìn)一步實(shí)施，任課教師將不斷總結(jié)教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，積極完善和改進(jìn)教學(xué)方法，努力為社會(huì)培養(yǎng)出高質(zhì)量的工程技術(shù)人才。

[1]張鵬，吳東艷，張凌志.“卓越計(jì)劃”背景下傳感器課程改革與探索[J].中國(guó)電力教育,2013(19):68-69.

[2]李德才，王俊.關(guān)于培養(yǎng)“卓越工程師”的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)[J].研究生教育研究，2011(3):53-57.

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

責(zé)任編輯：陳 亮

″ExcellenceProgram″OrientedExplorationofTeachingReformforElectricControlandPLC

GAOMin

(School of Electronic Information and Electric Engineering,Changzhou Institute of Technology,Changzhou 213002)

According to the requirements and goal of training program of ″Excellence Program″,and with focus on the characteristics ofElectricControlandPLCcurriculum and the existed problems in the teaching process,we present reform measures from several aspects including the teaching contents,the teaching methods,practice and assessment methods,and implement them in the teaching process.Practice shows that after these reforms,the learning initiative and practicing abilities of the students have been well improved with good results.

Excellence Program;ElectricControlandPLC;reform in education

2014- 04-25

高敏(1974— )，女，碩士，講師。

1671- 0436(2014)03- 0090- 03