“電器與可編程控制器”課程的教學(xué)改革與實踐

高敏+廉春原+熊超+馬明宇+陸超然

摘 要：“電器與可編程控制器”課程是電氣與自動化專業(yè)的重要專業(yè)課，本文針對課程特點從理論教學(xué)和實踐教學(xué)兩方面提出了相應(yīng)的改革措施，實施后學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和工程實踐能力得到了提高，取得了不錯的效果。

關(guān)鍵詞：電器與可編程控制器；教學(xué)方法；教學(xué)改革

“電器與可編程控制器”是我院自動化與電氣工程及其自動化專業(yè)的一門重要的專業(yè)課，它不僅具有一定的理論要求，而且是多種知識的綜合應(yīng)用，具有較強(qiáng)的實踐性。我校作為應(yīng)用型本科教學(xué)單位，培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)具備較強(qiáng)的工程實踐動手能力。通過重點專業(yè)課程提高學(xué)生的工程實踐能力也是教師們要研究的一個重要問題。本文就本課程目前存在的一些問題結(jié)合這一培養(yǎng)目標(biāo)，提出了理論與實踐上的一些改革和探索。

一、 目前教學(xué)方法的不足

目前在本科專業(yè)課教學(xué)中最常見的是理論加實驗的模式。在這種模式中，基本上是課堂上老師主動地講，學(xué)生從頭至尾被動地聽，缺乏主動性與參與性，教學(xué)效果不甚理想。而在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，首先，實驗課時數(shù)受培養(yǎng)計劃所限，不能完全滿足教學(xué)要求；其次，學(xué)校的實驗設(shè)備無論是數(shù)量上還是功能上通常是滯后于教學(xué)要求的，有些實驗難以開展或者只能做一下演示?？己谁h(huán)節(jié)也是注重理論，輕實踐，雖然實驗在總評中占有一定比例，但是對學(xué)生而言并沒有什么約束力，學(xué)生普遍不重視。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生的實踐能力很難得到培養(yǎng)。

二、 理論教學(xué)改革與實踐

“電器與可編程控制器”這門課程工程應(yīng)用特點很突出，因此在理論教學(xué)中教師要確立以理論服務(wù)于實踐為導(dǎo)向，在理論講授時以工程實例為基礎(chǔ)，同時改革教學(xué)方法來吸引學(xué)生聽講，引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)來提高學(xué)習(xí)效果。我們在課程建設(shè)中作了以下嘗試。

1. 互動式教學(xué)

多年的教學(xué)經(jīng)驗告訴我們，如果激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教與學(xué)就會事半功倍?；邮浇虒W(xué)就是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生參與到教學(xué)過程中的一種很好的教學(xué)方法。在本次課程改革中，具體做法為：在講授完一定章節(jié)后結(jié)合授課內(nèi)容提前一周指定所要討論的教學(xué)內(nèi)容，讓全班課后分組討論，并要求在課堂上每組會隨機(jī)抽一名代表給全班同學(xué)做報告并進(jìn)行評比，最后老師進(jìn)行總結(jié)。采用這種方式，每位學(xué)生不敢懈怠，都會積極參與進(jìn)來。在準(zhǔn)備報告的過程中，學(xué)生主動查閱相關(guān)資料，將可編程控制技術(shù)的熱點問題與前沿知識自然而然地帶入到課堂，這不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且拓寬了知識面，對學(xué)生而言也是一種全新的教學(xué)模式。

2. 工程案例教學(xué)

采用工程實例進(jìn)行理論教學(xué)要貼近生產(chǎn)和生活。本課程主要由電氣控制與可編程控制器兩部分內(nèi)容組成，無論采用哪種控制方式所涉及的執(zhí)行器件無非是電磁閥和電動機(jī)。結(jié)合專業(yè)特色選取生產(chǎn)及日常生活中大家都熟悉的實例來進(jìn)行講解可以取得不錯的效果。如電機(jī)的正反轉(zhuǎn)線路是本課程中的一個非常重要的知識點，也是典型控制線路，其應(yīng)用實例很多。在本課程中我們選取大家日常生活中都很熟悉的電動門為例，這個實例每一位同學(xué)都見到過，而且大家每天都進(jìn)出校園經(jīng)過校門，但是一般不會把它和所學(xué)課程聯(lián)系起來。通過這個實例可以把電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，點動控制與長動控制，還有限位保護(hù)等知識串聯(lián)起來，并且在講到線路的設(shè)計過程中元件的選取原則和注意事項等。在課程后面講解到可編程控制器時，同樣還是選取這個實例，講解如何將常規(guī)繼電接觸器控制電路轉(zhuǎn)化為梯形圖，兩種控制方式中常開常閉觸點的邏輯關(guān)系及表示方法，讓大家進(jìn)行比較。同時會提出線路在實際工作時出現(xiàn)的故障問題，如電機(jī)正反轉(zhuǎn)切換時出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，讓同學(xué)們思考，讓他們找出故障原因及解決方法，以培養(yǎng)他們的實踐能力。

3. 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

目前新的本科人才教育培養(yǎng)方案趨勢是削減教育總學(xué)分，減少必修學(xué)分，增加選課空間。本課程受此影響，學(xué)時由早期64削減為48。為彌補(bǔ)課時不足，我校引進(jìn)了Blackboard網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，使得學(xué)生可以課后借助于該平臺繼續(xù)學(xué)習(xí)，與老師進(jìn)行互動交流。老師也可以將一些拓展內(nèi)容放入該平臺，讓有興趣的同學(xué)深入探討。

三、 實踐教學(xué)改革

要培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)是關(guān)鍵。本課程的實踐環(huán)節(jié)由課前實習(xí)、課內(nèi)實驗和后續(xù)的課程設(shè)計三部分組成。

1. 電工實習(xí)

根據(jù)新的培養(yǎng)計劃，對于電類專業(yè)在大學(xué)二年級安排了一周的電工實習(xí)，實習(xí)內(nèi)容包括低壓電器元件的認(rèn)識及基本控制線路的安裝、運行，培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力，同時提高學(xué)生對本專業(yè)課程的學(xué)習(xí)興趣，為本課程的電氣控制部分的講解作了鋪墊。

2. 實驗

在近年學(xué)校的大力投入下，可編程控制器實驗設(shè)備達(dá)到了20套，基本能做到每2人一組。按目前的培養(yǎng)計劃，實驗學(xué)時數(shù)基本為6至8學(xué)時，實際上是不能滿足課程需求的。為了增加實驗有效時間，我們在理論課上布置實驗任務(wù)，要求同學(xué)課前完成程序的編寫，提前輸入實驗程序，在課堂上學(xué)生的任務(wù)是接線與調(diào)試，并且分析實驗運行結(jié)果。這樣基本上不存在課堂上來不及完成實驗的情況，并且相同實驗課時內(nèi)所能完成的內(nèi)容相應(yīng)地增加了。

通常學(xué)生比較重視書面考試而對實驗不以為然，做實驗時會存在濫竽充數(shù)、渾水摸魚的情況。針對這種現(xiàn)象，我們適當(dāng)增加了實驗成績在總評中的比重，并且在上第一次課時就告知學(xué)生實驗考核制度。具體是每個實驗課前要檢查預(yù)習(xí)報告，沒有預(yù)習(xí)的同學(xué)不允許進(jìn)入實驗室；在實驗課上根據(jù)調(diào)試過程，實驗結(jié)果當(dāng)場給操作項打分；每個實驗成績由預(yù)習(xí)、操作、實驗報告三方面綜合得出，最后的實驗成績再由每個實驗項目根據(jù)難度系數(shù)加權(quán)平均得到。對于實驗成績不及格的同學(xué)直接取消其理論考試資格。通過嚴(yán)格的考核制度，學(xué)生對實驗課的重視程度大為提高，學(xué)習(xí)的主動性增強(qiáng)，實際動手能力得到了鍛煉。

3. 課程設(shè)計

在新的培養(yǎng)計劃中，我們把課程設(shè)計的時間由一周增加為兩周，彌補(bǔ)了實驗學(xué)時的不足。對于每一個設(shè)計題目，確保有一定的難度和工作量，并且根據(jù)難度分為一般、中等、較難三個層次供給學(xué)生選擇，同時我們允許并且鼓勵好學(xué)的學(xué)生根據(jù)興趣自己選擇題目，這樣既保證了教學(xué)要求又滿足了不同學(xué)生的需求。設(shè)計過程中，老師嚴(yán)控把關(guān)，不僅每組要檢查調(diào)試結(jié)果，而且根據(jù)分工不同會對組內(nèi)每位同學(xué)針對性地提問，最后交報告時每位同學(xué)還要進(jìn)行答辯，確保每位學(xué)生都能得到相應(yīng)的訓(xùn)練。這樣操作之后，減少了學(xué)生之間的依賴性，學(xué)生的獨立解決問題的能力得到了提高。

四、 總結(jié)

針對“電器與可編程控制器”課程特點，我們從理論和實踐兩方面雙管齊下進(jìn)行改革，初步取得了不錯的效果。最顯著的是學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，工程實踐能力大為提高。課程的教學(xué)改革是一個長期漸進(jìn)的過程，今后我們還要和其他教學(xué)單位多方配合，力爭培養(yǎng)出符合社會需求的工程技術(shù)人才。

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作者簡介：

高敏，廉春原，熊超，馬明宇，陸超然，江蘇省常州市，常州工學(xué)院電氣與光電工程學(xué)院。endprint