高職電氣控制教學(xué)內(nèi)容改革與實踐

李中帥

摘要：通過對高職電氣控制類課程教學(xué)現(xiàn)狀進行分析，指出了傳統(tǒng)教學(xué)中存在理論與實踐脫節(jié)的問題，研制了符合課程改革的電氣控制柜，設(shè)計了循序漸進的項目式的教學(xué)內(nèi)容，貫徹了前緊后松的以學(xué)生為中心的教學(xué)方法，強化實踐性教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生動手動腦、果敢從容解決問題的工程素質(zhì)。課程改革實施效果好。

關(guān)鍵詞：電氣控制;教學(xué)改革;教學(xué)做一體化;工程素質(zhì)

中圖分類號：G712 ? ? 文獻標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）19-0131-03

筆者一直以來教授電氣控制類課程，以《電氣控制與PLC應(yīng)用》課程為例，既要講授基礎(chǔ)的電氣控制線路，又要兼顧系統(tǒng)的PLC知識，在96個課時中難以面面俱到，甚至容易顧此失彼。鑒于此，計算機控制技術(shù)專業(yè)調(diào)整人才培養(yǎng)方案將加大該課程的課時量，分成《電氣設(shè)備裝配與維護》與《PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計》兩門課程授課。[1]電氣控制課程傳統(tǒng)的教學(xué)方法是先在課堂上對學(xué)生進行理論知識的講解，然后安排到實訓(xùn)室進行實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)。由于理論知識的枯燥性，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高，理解不夠深刻，課堂教學(xué)效果不夠理想。這結(jié)果導(dǎo)致了學(xué)生對知識點的掌握達不到教學(xué)預(yù)期的目的，也導(dǎo)致了學(xué)生在實踐過程中出現(xiàn)理論與實踐脫節(jié)的現(xiàn)象，導(dǎo)致在實際操作時仍然“有些迷惘，不知從何下手”。長期如此，學(xué)生當(dāng)初對課程的熱情終將磨滅。此類課程乃專業(yè)基礎(chǔ)課程，如不正確對待，將會影響后續(xù)課程學(xué)習(xí)效果。因此，教學(xué)方法急需調(diào)整。

一、教具的研制

要保持學(xué)生對課程的熱情，該課程必須采用在實訓(xùn)室進行教學(xué)做一體化的授課方式。[2]譬如，接觸器的主觸頭與輔助接點在原理圖與接線圖的區(qū)分問題。在以前的教學(xué)中，很多學(xué)生對兩類觸頭或接點總要問老師：“主觸頭找到了，輔助接點在哪里呢？”其實，這暴露出他們沒有真正理解電氣原理圖與電氣接線圖的區(qū)別。前者只用來說明工作原理而不反映電氣元件的實際位置，而后者恰恰相反，它反映出各元件實際接線的位置而淡化電氣原理。在教做一體化的實訓(xùn)室授課就不存在這樣的問題。筆者的經(jīng)驗是拿出一個廢舊的接觸器作為道具，當(dāng)場拆開，實施解剖。哪里是主觸頭，哪里是輔助接點？一目了然。接觸器結(jié)構(gòu)、動作原理以及電氣原理圖與接線圖的區(qū)別均能一塊講解，事半功倍。當(dāng)然，僅講授還不夠，還應(yīng)該在實際操作時重點強調(diào)。有感于此，筆者吸取幾年來教授該類課程的經(jīng)驗，設(shè)計了簡易電氣控制柜供學(xué)生實操時使用。如圖1所示。

一柜兩面布置一致，180度對稱，每面單門，分上下兩部分。上半部分：電氣控制線路;A處：安裝電源總開關(guān)，三相四線的4孔插座;B處：安裝斷路器、接觸器、熱繼電器、控制變壓器、中間繼電器、時間繼電器、熔斷器座、行程開關(guān)、線槽等低壓電器;C處：進出線的端子排。

此電氣控制柜結(jié)構(gòu)簡單，分上下兩部分。上半部分僅安裝了若干導(dǎo)軌及線槽，門上預(yù)先打好若干個孔方便安裝指示燈及按鈕，設(shè)計意圖是讓學(xué)生按實訓(xùn)要求像搭積木一樣自行安裝電氣元件完成電氣控制接線，包括在課程初期所使用電源進線的制作，全部由學(xué)生DIY完成。下半部分為預(yù)留位置，可掛裝裝有PLC、開關(guān)電源、中間繼電器的網(wǎng)孔板，方便日后PLC的教學(xué)及畢業(yè)設(shè)計的開展。

該電氣控制柜共制作30臺，可供60名學(xué)生同時使用，在課程教學(xué)中一直使用。

二、項目式教學(xué)設(shè)計

以真實的電氣設(shè)備為實際情境，本課程設(shè)置三大項目，循序漸近，由易到難，如圖2所示。每一項目教學(xué)的最后進行整套電氣控制線路的安裝與調(diào)試，綜合性與難度逐增，有效地鞏固和鍛煉了學(xué)生動手能力與理解能力。三個項目依次是CW6163B型臥式車床電氣控制線路安裝與調(diào)試、Y3150型滾齒機電氣控制線路安裝與調(diào)試、TW-15A儀用螺桿空壓機電氣控制線路安裝與調(diào)試。項目一包括直接啟動控制線路、點動控制線路、具有過載保護的長動控制線路、多地啟停控制線路等常用的基本控制線路。[3]該項目的教學(xué)必須放慢節(jié)拍，因為學(xué)生的理解能力、對接線工藝的掌握及耐心的培養(yǎng)均完成于此階段。教師除了耐心講授、悉心指導(dǎo)之外，還必須在學(xué)生實操的過程中“多走動”，主動觀察學(xué)生的練習(xí)情況，及早發(fā)現(xiàn)問題并及時作總結(jié)性講解，最后還要嚴格打分，指出問題，直至各組完成任務(wù)為止。課程改革初期，有個別組在上課期間未能完成實訓(xùn)任務(wù)，于是要求該組在課余時間來實訓(xùn)室進行補做，教師在課余時間仍然過來指導(dǎo)，目的是讓學(xué)生知道老師非常重視他們，也要讓學(xué)生領(lǐng)悟“今日事今日畢”的道理，日后走上工作崗位也應(yīng)積極上進，提高效率。項目二包括順序控制線路、點動長動混合控制線路、正反轉(zhuǎn)控制線路、位置控制線路、自動往返控制線路等，綜合性增強。項目三綜合性強、難度大、涉及知識面廣、接線復(fù)雜程度高，在這一項目教學(xué)中適當(dāng)進行擴展，側(cè)重于中間繼電器、時間繼電器的應(yīng)用，它包括單只按鈕控制電動機啟停線路、中間繼電器實現(xiàn)順序控制線路、半波整流能耗制動控制線路、全波整流能耗制動控制線、Y-Δ降壓啟動控制線路。

三、以學(xué)生為中心的教學(xué)方法

1.前緊后松，以學(xué)生為中心，授課逐漸輕松。每個班級學(xué)生按2人一組進行分配，分配原則最為簡單，即按全班學(xué)生出生年月日排序，不接受友情組合，因為這不利于整體素質(zhì)的提高。課程的前一、二個項目老師示范，之后的實訓(xùn)練習(xí)必須對學(xué)生從嚴要求，嚴格把關(guān)。目的在于讓學(xué)生從一開始養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣。從電氣元件選用、安裝、布局、接線工藝、調(diào)試步驟、功能各個環(huán)節(jié)嚴格要求，務(wù)求每組出精品。在學(xué)生練習(xí)的過程中，老師“密集巡邏”，遇見不規(guī)范的現(xiàn)象及時制止并要求立即整改，直至該組學(xué)生完成并達標(biāo)為止，最后嚴格打分，如表1。學(xué)生們耐心地接受了極大的考驗，壓力之下效果顯著。

剛開始實施階段上課確實很辛苦，但是當(dāng)學(xué)生們養(yǎng)成習(xí)慣，能力逐漸提高之后，老師逐漸輕松，以學(xué)生中心實施教學(xué)。老師可退居“幕后”進行點撥與監(jiān)督，在整個課程的教學(xué)過程中堅持從嚴打分，與課程實施初期一樣，千萬不可亂了陣腳，不能有絲毫懈怠。endprint

2.以實踐驗真知。學(xué)生分好幾類，其中有一類學(xué)生喜歡獨樹一幟，這并不是壞事，我們需要能夠獨立思考的學(xué)生。為什么要用老師“規(guī)定”的方法來接線呢？我鼓勵同學(xué)按自己的方法來做，但是一定與老師講授的方法進行對比。結(jié)果，很多同學(xué)實訓(xùn)完成后發(fā)現(xiàn)老師講授的方法確實是最有效的，因為這是前人總結(jié)的寶貴財富。于是學(xué)生們下次練習(xí)時不會直接提出說用自己方法來做，而是在心里面比較一下老師講授的方法與自己的方法，擇優(yōu)從之。這便是“實踐出真知”，規(guī)定動作與自選動作并存，并不磨滅學(xué)生的創(chuàng)造性。

3.注重工程素質(zhì)的培養(yǎng)。對于高職的學(xué)生，應(yīng)注重安裝、調(diào)試、維修工程素質(zhì)的培養(yǎng)。[4]在本課程改革過程中，筆者十分注重培養(yǎng)學(xué)生在裝調(diào)電氣設(shè)備發(fā)現(xiàn)問題時，使其做到思維清晰、有步驟，講究方法、果敢從容。譬如，在完成電氣控制接線后進行調(diào)試時，應(yīng)嚴格以下步驟。[5]首先進行“無電無載”檢測（不接電源進線及電動機），利用萬用表電阻檔，主要目的是防止主回路或控制電路的短路。步驟是先檢查主電路：合上總開關(guān)，按下接觸器。再檢查控制電路：仔細檢查每一條可能的控制回路。其次進行“有電無載”檢測（仍不接電動機），接入交流進線利用試電筆與萬用表交流電壓檔。步驟是合上總開關(guān)，用試電筆檢查從電源進線側(cè)開始的每相電路的每一個接線處。操作按鈕檢查功能，觀察接觸器吸合的現(xiàn)象，看功能是否達到了預(yù)期。功能若正確，檢查端子排電動機接線處是否有電，并測試每兩相的電壓是否為380V。最后確認前兩步完成并無誤后，斷電接入電動機進行帶載試運行。嚴格按流程進行調(diào)試，各組學(xué)生完成各任務(wù)的成功率逐漸提高。常出現(xiàn)的接線方面的問題有熔斷器損壞、端子接觸不良、導(dǎo)線接頭未接好，工藝方面問題有露銅過長、壓接導(dǎo)線絕緣皮、走線未垂直入槽、未按電流流向走線（上進下出）、同一端子壓接多于2條線，功能方面問題有常開、常閉接點混淆，接觸線圈連接短路等。

四、結(jié)束語

以實際電氣設(shè)備工作項目，努力營造真實的工作情境，運用前緊后松的以學(xué)生為中心的教學(xué)方法，注重培養(yǎng)學(xué)生果敢從容解決問題的工程素養(yǎng)，既能吸引學(xué)生的注意力、提高學(xué)習(xí)興趣，又能鍛煉學(xué)生獨立解決問題的能力。在整個課改實施的過程中，教師扮演角色是多方面的。在課程初期，必須勤于督促;在學(xué)生掌握了基本技能之后，這時教師又應(yīng)該“懶惰”一點，留點空間給學(xué)生們獨立思考。當(dāng)然，共性的問題必須及時講解總結(jié)。

學(xué)期末對學(xué)生在“對本課程的喜歡程度”、“教師課堂教學(xué)效果”、“本課程對你的動手能力提高程度”、“通過本課程你學(xué)習(xí)到的知識”等方面進行了班級調(diào)查，如表2所示，不滿意的學(xué)生比例為0%，各項指示均比改革前有了較大的提升。

參考文獻：

[1]武艷.基于項目式教學(xué)的電氣控制與PLC技術(shù)課程改革的實踐[J].高等函授學(xué)報（自然科學(xué)版），2012，25（6）.

[2]李樹元，孟玉茹.電氣設(shè)備控制與檢修[M].北京：中國電力出版社，2009.

[3]阮友德.電氣控制與PLC[M].北京：人民郵電出版社，2009.

[4]朱媛.基于學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)的《機床電氣控制與PLC》課程改革研究[J].安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2009.

[5]虞尚明.高職院校工程類專業(yè)教學(xué)法初探——以中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院“逆順工程”模式教學(xué)法為例[J].中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)刊，2013，（4）.endprint