《電氣控制與PLC技術(shù)》課程教學(xué)創(chuàng)新與實踐研究

裴玖玲　孫少杰　周丹

摘 要：針對目前塔里木大學(xué)電氣與機電專業(yè)《電氣控制與PLC技術(shù)》課程教學(xué)的實際情況，結(jié)合CDIO新的教育理念，對這門實踐性強的課程進行了創(chuàng)新性教學(xué)改革。重點闡述了如何把CDIO工程教育理念貫徹到該課程的教學(xué)中，提出的改革措施有篩選教學(xué)內(nèi)容、改變教學(xué)方法、加強實踐鍛煉等，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、增強實踐動手能力，在教學(xué)實踐中獲得了良好效果。

關(guān)鍵詞：電氣控制；PLC；CDIO；教學(xué)創(chuàng)新

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.238

我校地處新疆南疆沙漠邊緣，電氣和機電專業(yè)屬于我校新興專業(yè)，而《電氣控制與PLC技術(shù)》課程是它們的核心專業(yè)基礎(chǔ)課，實踐性強，其相關(guān)知識學(xué)生畢業(yè)后隨時都用得上，對學(xué)生的就業(yè)和工作有著很深的影響。隨著南疆工、農(nóng)業(yè)的發(fā)展，社會對這方面的人才需求越來越高，這就要求教師結(jié)合實際教學(xué)情況，結(jié)合新的教育理念，對《電氣控制與PLC技術(shù)》課程進行教學(xué)創(chuàng)新。近幾年，隨著CDIO[1]工程教育理念引入到我國，課題組嘗試結(jié)合CDIO工程教育理念對該課程進行教學(xué)創(chuàng)新，盡可能地加強課程理論教學(xué)和實踐的結(jié)合，在實踐環(huán)節(jié)、理論課堂中著重培養(yǎng)學(xué)生的工程意識、實踐能力、團隊合作等綜合素質(zhì)。

1 教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化

課題組根據(jù)CDIO工程教育理念，從實用性和工程性角度出發(fā)，及時更新和調(diào)整了教學(xué)內(nèi)容。我校該課程共60個學(xué)時，理論46學(xué)時，實驗14學(xué)時，新的教學(xué)內(nèi)容以實際工程項目為載體，將課程教學(xué)內(nèi)容融入到相關(guān)項目中，通過項目的提出、設(shè)計、調(diào)試、運行來獲得相關(guān)知識，實現(xiàn)傳統(tǒng)的以教師為中心教給學(xué)生向以學(xué)生為中心學(xué)會學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變。

2 理論課堂的改進

為了使理論與實踐緊密結(jié)合，授課之前，帶學(xué)生到阿拉爾周邊的自來水廠、棉花加工廠、滴管帶廠、天山雪米農(nóng)業(yè)有限責任公司、紡織廠等實際調(diào)研，讓他們了解工廠電氣控制線路和PLC在工業(yè)自動化領(lǐng)域的實際應(yīng)用情況以及典型應(yīng)用案例。通過現(xiàn)場觀察，能夠使學(xué)生對該課程有深刻的感性認識，更清晰學(xué)習(xí)方向，增加了學(xué)習(xí)興趣。

為了改變過去學(xué)生被動學(xué)習(xí)的局面，需要教師將CDIO工程教育理念靈活地貫穿于整個教學(xué)活動中來。為了吸引學(xué)生的“眼球”，增強理論課活力，上課時教師不妨把實物帶到教室，進行講解。例如，在講常用低壓控制電器時，教師把空開帶到教室，以家用配電箱項目入手，講解空開和延時保護器的工作原理、技術(shù)參數(shù)和電氣控制線路，然后引申到其它常用低壓控制電氣元件，如熔斷器、接觸器、繼電器等，同時在教學(xué)中引入晶體管時間繼電器、電子繼電器、接近開關(guān)、行程開關(guān)等新型的、工業(yè)應(yīng)用越來越廣泛的低壓電器元件。同時，在教學(xué)中將傳統(tǒng)電氣控制與PLC控制兩種線路結(jié)合、對應(yīng)起來進行講解。如對于實現(xiàn)電機的Y-△降壓啟動、順序控制、自動循環(huán)控制，將傳統(tǒng)電氣控制與PLC控制兩種控制線路結(jié)合、對應(yīng)起來，引導(dǎo)學(xué)生比較學(xué)習(xí)，有助于學(xué)生體會兩種控制線路的差異。更重要的是，結(jié)合實物講解相關(guān)理論內(nèi)容完畢，一定要實時提出工程項目來引導(dǎo)學(xué)生思考、研討、設(shè)計、仿真，提倡“做中學(xué)”的教學(xué)方法，以增強學(xué)生的工程實踐意識，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力，提高團隊合作精神。這樣通過實物講解、項目激勵，挑起了學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，完成了我校電氣控制與PLC技術(shù)以學(xué)生動手為主，教師為輔的教學(xué)方式轉(zhuǎn)變。

利用現(xiàn)代教育技術(shù)，更新教學(xué)手段。采用板書和多媒體相結(jié)合，充分發(fā)揮現(xiàn)代和傳統(tǒng)教學(xué)手段的各自優(yōu)勢。另外，為了把CDIO教育理念更好地貫穿到教學(xué)中來，課堂上結(jié)合三菱FX系列GPPW編程器和組態(tài)王仿真軟件，通過簡單編程，現(xiàn)場調(diào)試程序，引導(dǎo)學(xué)生動手摸索和實踐，加深對理論知識的理解，為學(xué)生的工程設(shè)計項目提供技術(shù)支持。

3 實踐教學(xué)改革

實驗安排和理論教學(xué)齊頭并進，改變先理論后試驗的安排順序。以往為了避免實驗安排沖突，大部分老師選擇先理論，后實驗的教學(xué)順序，學(xué)生反映，這樣學(xué)過的理論是囫圇吞棗，到實驗時忘了個凈光，這種安排使理論與實踐完全脫節(jié)。為了改變這種狀況， 教師在講完相關(guān)理論時隨機通過實驗來驗證，以加強學(xué)生的認識和理解。例如，教師結(jié)合電機的Y-△啟動、制動控制、PLC的交通信號燈控制、油壓裝置控制等項目講解相關(guān)理論時，只有在實驗室里通過實物連接，才能加深理解，徹底領(lǐng)會其中奧妙。

開放實驗室，實現(xiàn)資源共享[2]。我校只有一個PLC實驗室，為了解決資源緊張，實驗室全天開放，課余時間學(xué)生可以泡到實驗室，通過編程、現(xiàn)場調(diào)試、實物連接來加強理論學(xué)習(xí)和項目設(shè)計。只不過，因為是強電，動手的時候，一定要有實驗老師檢查指導(dǎo)，然后通電。

加強項目設(shè)計力度。學(xué)生分組合作設(shè)計，完成在每部分教學(xué)內(nèi)容要求的項目，并把此項納入到課程考核中。一學(xué)期下來，此項成績是整個學(xué)期要求的所有項目的平均成績，這就促使學(xué)生平時設(shè)計、調(diào)試項目，把考核重心放在實踐上來（歷時一個學(xué)期，時間較長，要求老師嚴格把關(guān)）。

建立校企合作方式，對于動手能力強的學(xué)生，通過學(xué)院聯(lián)系，到周邊企業(yè)帶薪實習(xí)，這樣可以激勵學(xué)生鉆研理論，投入實踐。

4 考核改革

結(jié)合教學(xué)創(chuàng)新，對考核進行改革。在新的考核過程中， 我們?nèi)趸碚撜挤直壤?，增強實驗項目考核，以此讓學(xué)生從思想上重視實驗、項目設(shè)計環(huán)節(jié)。經(jīng)過改革，《電氣控制及PLC技術(shù)》考核分期末試卷、項目設(shè)計實物、實驗和考勤四部分組成，它們分別占40%，30%， 5%和5%。

5 結(jié)束語

把CDIO工程教育模式引入到《電氣控制與PLC技術(shù)》課程的教學(xué)創(chuàng)新中，經(jīng)過課題組成員幾年的教學(xué)摸索，取得了良好的教學(xué)效果，極大地提高了我校學(xué)生這方面的實踐動手能力，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也空前提高，而且還增強了學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力和團隊合作精神。

參考文獻：

[1]顧佩華，包能勝，康全禮等.CDIO在中國（上）[J].高等工程教育研究，2013（03）.

[2]任彥，崔桂梅.電氣控制與PLC技術(shù)教學(xué)改革的探索[J].實驗室研究與探索，2011，30（01）：112-113.

基金項目：此文為塔里木大學(xué)高等教育研究項目成果，項目編號TDGJ1414。

作者簡介：裴玖玲（1980-），女，河南開封人，碩士，講師，研究方向：電力電子技術(shù)與自動化領(lǐng)域。

*為通訊作者