電工學(xué)課程中PLC實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目改革與探索

徐卓君

[摘 要] 電工學(xué)是一門工科非電類專業(yè)的基礎(chǔ)課，多年來以課堂教學(xué)展示為主，在當(dāng)今信息化發(fā)展的形式下，教學(xué)和實(shí)驗(yàn)體系略顯陳舊。以電工學(xué)中的PLC為例，引入工程的思路，在理論教學(xué)中以案例教學(xué)法為主，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中以項(xiàng)目教學(xué)法為主，同時(shí)建立興趣小組，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，改變本科教育中學(xué)生動(dòng)手能力弱的問題。

[關(guān) 鍵 詞] PLC ；工程體系；實(shí)訓(xùn)體系；興趣小組

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2017）22-0077-01

一、現(xiàn)狀分析

電工學(xué)課程是我校工科20個(gè)非電類專業(yè)的電學(xué)基礎(chǔ)課，是一門承上啟下的重要課程。對(duì)某些專業(yè)來說，它雖然不是主干課程，但卻是電氣方面的唯一課程，掌握這部分內(nèi)容對(duì)拓展學(xué)生知識(shí)面、提高學(xué)生工程實(shí)踐能力都具有重要作用。電工學(xué)的教學(xué)目標(biāo)不僅僅是教給學(xué)生純粹的理論知識(shí)和一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，更重要的是讓學(xué)生在教學(xué)中能有更多的機(jī)會(huì)接觸實(shí)際工程例子，在實(shí)驗(yàn)中將理論知識(shí)和實(shí)際聯(lián)系起來，將各個(gè)學(xué)科的知識(shí)融合起來，培養(yǎng)學(xué)生的分析和動(dòng)手能力。PLC是當(dāng)今工業(yè)控制系統(tǒng)的主控單元，但PLC在電工學(xué)課程中只有一章的內(nèi)容，現(xiàn)階段把交流電、電動(dòng)機(jī)和PLC結(jié)合起來構(gòu)建工程體系是電工學(xué)實(shí)驗(yàn)改革的新思路。

二、構(gòu)建工程體系，改革教學(xué)模式及實(shí)驗(yàn)體系

（一）改變教學(xué)方法，引入案例教學(xué)

電工學(xué)作為工科非電類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課程，課程內(nèi)容和教學(xué)方法既要考慮為學(xué)生搭建完整而具可塑性的知識(shí)框架，又要從工程應(yīng)用性出發(fā)，建立理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用的雙向和互動(dòng)體系。目前，電工學(xué)與PLC相關(guān)的內(nèi)容主要包括電路、電機(jī)與繼電—接觸器控制、PLC、電工測量和安全用電五部分。從工程應(yīng)用的角度出發(fā)，以案例法進(jìn)行教學(xué)。通過典型案例來創(chuàng)設(shè)教學(xué)內(nèi)容的情境，提示新舊知識(shí)之間的聯(lián)系，而不是讓學(xué)生記憶和背誦教師講授內(nèi)容，有利于學(xué)生建構(gòu)當(dāng)前所學(xué)知識(shí)的意義，能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（二）改革實(shí)驗(yàn)體系，貼近現(xiàn)場實(shí)際

電工學(xué)課程是一門傳統(tǒng)的電學(xué)基礎(chǔ)課程，給學(xué)生刻板、與專業(yè)知識(shí)疏離的固有印象，尤其電工技術(shù)中包含的直流電、交流電、電動(dòng)機(jī)、PLC四大部分，內(nèi)容切換的過程中缺少銜接。如果電工學(xué)課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)能在日常生活中學(xué)以致用，有助于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)，讓學(xué)生實(shí)實(shí)在在地感覺到專業(yè)課的重要性和實(shí)用性。為了更好地適應(yīng)當(dāng)前形勢修改實(shí)驗(yàn)體系，修改后的實(shí)驗(yàn)體系包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)及自選實(shí)驗(yàn)，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證為主，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)以提高學(xué)生創(chuàng)新能力為主，例如，三相異步交流電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行及正反轉(zhuǎn)。自選實(shí)驗(yàn)以激發(fā)學(xué)生興趣為主，例如，基于PLC的倉庫存儲(chǔ)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等，學(xué)生可以利用課余時(shí)間對(duì)PLC進(jìn)行系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)，從而提高學(xué)生的動(dòng)手能力，彌補(bǔ)本科教育技能不足的缺點(diǎn)。

（三）典型案例介紹

構(gòu)建工程體系是這次課程改革的專業(yè)目的，每個(gè)項(xiàng)目都是按照完成一個(gè)工程的流程完成的。下面以三相異步電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制為例。

1.在課堂教學(xué)利用案例教學(xué)法

在講解三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制時(shí)，首先向?qū)W生介紹工程中三相異步電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制用在哪些方面，然后以完成工程的思路，講解硬件結(jié)構(gòu)包括空開、接觸器、熱繼電器和熔斷器等的原理和結(jié)構(gòu)等，構(gòu)建硬件圖，最后引入PLC完成程序編寫及調(diào)試方法。

2.在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中利用項(xiàng)目教學(xué)法

為了將電路、電機(jī)與繼電—接觸器控制、PLC、電工測量和安全用電聯(lián)系起來，改變原有的參觀性實(shí)驗(yàn)的方法，利用項(xiàng)目教學(xué)法完成實(shí)驗(yàn)。首先老師布置任務(wù)，學(xué)生根據(jù)理論課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容查找資料；老師按照工程的思路引導(dǎo)學(xué)生逐步完成流程圖的編寫；根據(jù)輸入輸出點(diǎn)分配，畫出PLC系統(tǒng)外部接線圖并接線；分析控制要求，編寫符號(hào)表，按照流程圖寫出程序清單并且編程程序。然后學(xué)生按照要求進(jìn)行硬件接線、下載調(diào)試并將調(diào)試過程中的問題記錄下來。最后老師項(xiàng)目驗(yàn)收，學(xué)生編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

（四）建立興趣小組，提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性

由于課時(shí)的原因，想讓學(xué)生在課上充分學(xué)習(xí)PLC的相關(guān)知識(shí)是不夠的。故成立興趣小組，把一部分對(duì)PLC有興趣的學(xué)生集中起來，以完成工程的思路繼續(xù)深入的學(xué)習(xí)。老師給學(xué)生布置實(shí)際的任務(wù)，如分揀站控制系統(tǒng)，學(xué)生按照課程中搭建的工程體系，完成材料的選擇、硬件圖的設(shè)計(jì)、硬件的安裝、軟件的編程及整個(gè)項(xiàng)目的調(diào)試。每個(gè)任務(wù)中，比前面的任務(wù)增加一些新的硬件和新的編程思路，在興趣小組中充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新性。

參考文獻(xiàn)：

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