基于工程教育認(rèn)證體系與學(xué)校特色的“電器與PLC控制技術(shù)”課程教學(xué)改革研究

夏晨陽　戴鵬　徐瑞東　王攀攀　劉利民

摘要：針對目前“電器與PLC控制技術(shù)”教學(xué)中存在的不足，基于工程教育認(rèn)證體系，結(jié)合中國礦業(yè)大學(xué)的辦學(xué)特色，以電氣工程專業(yè)背景為依托，以基于PLC技術(shù)的礦井提升機(jī)為對象，設(shè)計教學(xué)、實驗、實踐、考核和企業(yè)實踐環(huán)節(jié)；研究并提出一種基于工程教育認(rèn)證體系與學(xué)校特色的“電器與PLC控制技術(shù)”教學(xué)改革方案，為專業(yè)及應(yīng)用型技術(shù)人才的培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：工程教育認(rèn)證；PLC；特色；應(yīng)用

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）51-0012-02

高等工程教育專業(yè)認(rèn)證是世界工程教育認(rèn)證領(lǐng)域較有影響力的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)[1]?；诠こ探逃J(rèn)證體系的培養(yǎng)方案能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)的不斷提升?！半娖髋cPLC控制技術(shù)”是一門實用性極強(qiáng)的工程性學(xué)科，加強(qiáng)“電器與PLC控制技術(shù)”課程的學(xué)習(xí)，結(jié)合高等工程教育專業(yè)認(rèn)證體系建設(shè)，提高學(xué)生的工程應(yīng)用技術(shù)能力，是本課程教學(xué)的主要目標(biāo)。

本文基于當(dāng)前工程教育認(rèn)證體系，同時結(jié)合中國礦業(yè)大學(xué)的辦學(xué)特色，以基于PLC控制技術(shù)的礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)為主線，貫穿教學(xué)、實驗、實踐與考核等各個環(huán)節(jié)，以期提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出更加優(yōu)秀的工程技術(shù)人才。

一、電器與PLC控制技術(shù)教學(xué)現(xiàn)狀

為提高“電器與PLC控制技術(shù)”的教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效果，國內(nèi)外學(xué)者提出了很多具有建設(shè)性的方法。目前的教學(xué)改革，主要是從“課程學(xué)時的合理分配”“教學(xué)模式的改變”“課程設(shè)計的創(chuàng)新”“考核體系的調(diào)整與改革”等幾個方面進(jìn)行探討[2-4]，縱觀目前國內(nèi)對“電器與PLC控制技術(shù)”的教學(xué)情況，現(xiàn)有的教學(xué)模式雖然較以往有了較大改進(jìn)，但仍沒有擺脫以“教師為中心”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

1.課程教學(xué)。課堂理論教學(xué)占據(jù)了80%左右的課時，意味著同學(xué)們?nèi)狈Ω鄤邮謱嵺`的機(jī)會，這將因缺乏實際的感性認(rèn)識而造成學(xué)習(xí)的被動性和盲目性。

2.實驗教學(xué)。實驗教學(xué)是學(xué)生將課堂上所學(xué)習(xí)的理論知識應(yīng)用到實際中去的絕佳機(jī)會，但是很多學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)上提供的方法和答案“完成”實驗，根本沒有思考如何利用所學(xué)知識完成實驗任務(wù)，更不用說去獨立思考和解決實驗中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，實驗?zāi)康暮蛢r值無從體現(xiàn)。

3.課程設(shè)計。老師布置的課程設(shè)計任務(wù)在網(wǎng)上有著標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計方法和答案，學(xué)生為了取得高分紛紛效仿甚至大段摘抄網(wǎng)上的資料而失去了課程設(shè)計的巨大鍛煉價值。

4.考核方法。目前的考核方式采用傳統(tǒng)的教師一人評定的“平時表現(xiàn)+考試成績”方式，該考核方法很難準(zhǔn)確地去評定一個同學(xué)的實際學(xué)習(xí)情況，打擊了動手能力較強(qiáng)同學(xué)的積極性。

5.企業(yè)實踐。學(xué)生參加企業(yè)實踐，更多的是走個形式，并沒有帶著在課堂或者實驗中遇到的疑惑和問題去學(xué)習(xí)，也沒有主動去咨詢專業(yè)工作人員，缺乏主動性和積極性。

二、教學(xué)改革前景意義及前景

基于上述問題，本文提出了一種基于工程教育認(rèn)證體系和學(xué)校特色的“電器與PLC控制技術(shù)”課程的教學(xué)、實驗、課程設(shè)計、考核和實踐一體化教學(xué)改革方法。結(jié)合中國礦業(yè)大學(xué)辦學(xué)宗旨和特色，以電氣工程專業(yè)背景為依托，以基于PLC技術(shù)的礦井提升機(jī)為載體設(shè)計全新的教學(xué)、實驗、課程設(shè)計、考核和實踐環(huán)節(jié)。課堂教學(xué)更多地結(jié)合實際工程應(yīng)用背景，啟發(fā)學(xué)生思考與解決問題；實驗課將結(jié)合實際工程應(yīng)用設(shè)計實驗任務(wù)和課程設(shè)計，這也將作為整個評價體系的核心；實踐環(huán)節(jié)將結(jié)合工程應(yīng)用背景進(jìn)行學(xué)習(xí)?；谶@一全新教學(xué)模式，可有效解決學(xué)生學(xué)習(xí)的被動性和盲目性，拓寬學(xué)生的社會就業(yè)面并增強(qiáng)新角色適應(yīng)能力，對學(xué)生的綜合能力培養(yǎng)有著很好地促進(jìn)作用，從而有效提高用人單位對畢業(yè)生的滿意度。

三、教學(xué)改革實施方案

1.課堂教學(xué)改革方法。為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和積極性，結(jié)合實際工程應(yīng)用背景，制定全新的教學(xué)課程規(guī)劃，培養(yǎng)學(xué)生建立系統(tǒng)學(xué)習(xí)的觀念。例如，以基于PLC技術(shù)的礦井提升機(jī)為教學(xué)主線，首先通過多媒體從宏觀上介紹礦井提升機(jī)的結(jié)構(gòu)組成部分，然后講述其工作運行階段（礦井提升機(jī)的運行分為啟動、勻加速、勻速、勻減速、停車等幾個階段）和可能出現(xiàn)的故障（緊急停車、事故停車、信號預(yù)報）以及保護(hù)（系統(tǒng)預(yù)先進(jìn)行自檢后運行、迅速識別故障類型并做出反應(yīng)、加載外部保護(hù)電路），最后將整個礦井提升機(jī)“庖丁解牛”，詳細(xì)講解每個模塊的功能以及所運用到的知識點，從而學(xué)習(xí)起來具有系統(tǒng)性。另外，授課老師要及時考查學(xué)生思考靈活運用能力，鼓勵學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中提出新的問題；布置課后作業(yè)，鞏固理論知識，完成對所學(xué)知識點的解讀、掌握解決問題的分析方法。

2.實驗及課程設(shè)計教學(xué)改革方法。首先，針對課堂教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行簡單的實驗驗證，密切關(guān)注實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象和問題并討論研究，通過已經(jīng)掌握的知識尋求解決方案；然后，以基于PLC技術(shù)的礦井提升機(jī)為例，制定新的實驗，比如對實際礦井提升機(jī)緊急停車事故處理進(jìn)行實驗，建立“礦井提升機(jī)事故設(shè)計→理論分析→仿真驗證→實驗驗證”為思路的設(shè)計和分析理念；最后，基于前沿技術(shù)制定創(chuàng)新性課程設(shè)計，通過“資料查閱學(xué)習(xí)→理論分析→部分與整體設(shè)計→仿真驗證→實驗驗證”流程，要求學(xué)生們針對課程設(shè)計任務(wù)獨立思考并完成課程設(shè)計，據(jù)此提高學(xué)生靈活運用知識和解決實際問題的能力。

3.考核體系改革方法。針對傳統(tǒng)的考核體系存在的問題，在試題題型分布、考核指標(biāo)兩個方面做出改革。首先，考試題型將增加40%左右的實際應(yīng)用題并加入一些在實驗中出現(xiàn)的問題，這樣既可以考查學(xué)生對理論知識的掌握，又可以考查學(xué)生的靈活運用能力；對學(xué)生的考核指標(biāo)不僅僅是傳統(tǒng)的課堂表現(xiàn)以及考試成績，學(xué)生在實驗中的表現(xiàn)以及課程設(shè)計的完成情況也將是重要的考核指標(biāo)。新的考核體系可以更全面地考查學(xué)生，避免了在以往考查方式中所存在的問題。

4.企業(yè)實踐改革。企業(yè)實踐給學(xué)生們提供了現(xiàn)場學(xué)習(xí)和操作的機(jī)會。學(xué)院和企業(yè)安排一些專業(yè)人員通過多媒體和現(xiàn)場講解的方式，詳細(xì)地介紹學(xué)生們課堂所學(xué)知識在實際工程的應(yīng)用，學(xué)生可以現(xiàn)場提出問題，專業(yè)人員會做出詳細(xì)的解釋和回答。然后在專業(yè)人員的指導(dǎo)和監(jiān)督下，學(xué)生們可以動手操作一些演示機(jī)器，這樣的動手機(jī)會具有很大的鍛煉價值，對以后的學(xué)習(xí)和就業(yè)都有較大的幫助。企業(yè)實踐讓學(xué)生對就業(yè)方向有了一定的了解，也為專業(yè)及應(yīng)用型技術(shù)人才的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

四、小結(jié)

針對目前“電器與PLC控制技術(shù)”教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，結(jié)合中國礦業(yè)大學(xué)辦學(xué)宗旨和辦學(xué)特色，提出一種基于工程教育認(rèn)證體系和學(xué)校特色的電器與PLC控制技術(shù)課程的教學(xué)改革方法，“學(xué)生為主，老師為輔”的教學(xué)理念貫穿于全新的教學(xué)模式，對課堂教學(xué)和實驗課時的安排、實驗課教學(xué)內(nèi)容和方式、創(chuàng)新性課程設(shè)計任務(wù)的制定、考核體系以及企業(yè)實踐做了一定的改革。

參考文獻(xiàn)：

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