高水平應用型大學建設背景下“電氣控制及PLC”教學改革研究

摘"要：在對“電氣控制及PLC”課程教學現狀進行分析后，本文提出了該課程的教學改革思路，包括教學內容、教學方法、實踐教學環節的改革。教學改革中通過引入實實在在的企業項目案例即社會上主流的倍福PLC控制來擴充教學內容，講解倍?？刂破髦髡究傆[圖、電源接線圖、安全開關接線圖、控制系統接線圖、電機限位接線圖、操作按鈕接線圖、PLC輸出接線圖、風扇和照明接線圖、電機接線圖等；同時，采用比較式教學與探索式教學相結合的方式積極引導學生主動學習，提升解決復雜PLC設計問題的能力。

關鍵詞：教學改革；電氣控制及PLC；倍福

本科高層次工科應用型人才與普通應用型人才在必備條件和素質上有所不同。其中一個主要特點在于其高水平性，高水平大學應在很大程度上引領區域的發展，另一個特點是應用性強，在理論知識方面，名校培養的工科本科應用型人才，一方面要比一般應用型人才具有更深厚、更全面的工科背景，另一方面要在掌握學科專業和自然科學的基礎上，具有深厚的人文社會科學背景。然而，在實踐層面，名牌大學培養的本科工科人才主要從事科研、設計、開發、管理和生產等實際工作，強調培養學生的創造力和運用所掌握的科學技術原理解決實際問題的能力。

“電氣控制及PLC”課程的理論和實踐內容多，涉及面廣，需要的信息量大，更新速度快，在學術上具有一定的挑戰性。教師和學生都認為這門課程的教和學都具有挑戰性，傳統的“課堂講授（包括啟發式、研討式教學模式）+驗證性實驗”的教學方法不足以勝任這樣一門課程。本項目根據“電氣控制及PLC”課程的特點和實踐要求，從三個方面來研究高水平應用型大學建設背景下的教學改革，即教學內容、教學方法、實踐教學改革，這三者在教學過程中是相輔相成的，缺一不可；同時這三個方面的改革可以提升教學效果，使課程易學、易懂、易用。

1"“電氣控制及PLC”課程教學現狀

因為“電氣控制及PLC”理論與實踐教學要求有所提高且課時很緊張，所以迫切需要解決以下幾個方面的問題：“灌輸式”和“填鴨式”的課堂教學難以提高學習興趣；理論教學環節與實踐教學環節嚴重脫節。接下來詳細闡述該課程在教學實施過程存在的主要問題。

1.1"“灌輸式”“填鴨式”的課堂教學，使學生學習積極性面臨挑戰

教學模式仍然受到傳統的“填鴨式”“灌輸式”的影響，還是以教師的知識灌輸為主，相對單一，無法調動學生的興趣。即使“電氣控制與PLC”課程教學在一定程度上基本實現了多媒體教學，提高了教學效率，但情況也是如此。以教師傳授知識為主，比較單一，無法激發學生的興趣。

1.2"實踐教學環節設置不合理，缺乏利用理論知識解決實際問題的能力

傳統的實踐教學主要是對理論知識的驗證，對“電氣控制及PLC”的學習往往缺乏工程實踐知識，缺乏對實際系統的感性認識，這樣就無法實現課程培養學生綜合應用能力的目標。由于難以激發學生的興趣，學生也不會對實踐環節的動手學習有足夠的認識和重視，從而不能很好地利用理論知識解決實際問題的能力。

2"“電氣控制及PLC”課程教學改革思路

2.1"教學內容改革

“電氣控制及PLC”課程是理論性強、實踐性強、概念深的課程，學生普遍反映難學。為了解決在更少的課時內提供更多內容，以及理論教學和實驗教學時間間隔長的問題，在授課過程中將“電氣控制及PLC”內容系統化、模塊化和簡化。在教學的過程中應該增加理論教學學時，增添真實案例結合理論教學知識實現理論教學與項目案例結合的教學模式，讓學生對“電氣控制及PLC”課程有真實感性認識。同時，理論教學和實驗教學時間間隔長，在實驗教學的時候學生幾乎已經忘記理論教學的知識點，不能很好地實現理論與實踐相結合的特點，應該在學習完某個重要的理論教學知識點時就對該知識點進行相應的實驗教學，這樣能夠很好地鞏固理論教學知識，真正地實現理論與實踐相結合的特點。

實例如下所示：

2.1.1"倍?？刂破髦髡究傆[圖設計

倍?？刂破髦髡究傆[圖設計如圖1所示。

2.1.2"電源接線

電源部分接線如圖2所示。

2.1.3"安全開關接線

安全開關接線如圖3所示。

2.1.4"控制系統接線圖

控制系統接線如圖4所示。

2.1.5"電機限位接線

電機限位接線如圖5所示。

2.1.6"操作按鈕接線

操作按鈕接線如圖6所示。

2.1.7"PLC輸出接線

PLC輸出接線如圖7所示。

2.1.8"風扇和照明接線

風扇和照明接線如圖8所示。

2.1.9"電機接線

電機接線如圖9～圖11所示。

2.2"教學方法改革

本課程中使用了大量的分析技術，這些技術從多個角度來解決系統的性能問題，它們之間存在著特定的關系。學生在學習過程中經常會將知識點混淆，這阻礙了學生合理運用知識解決實際問題的能力，學習效果較差。為了保證學生牢固掌握電氣控制與PLC的基礎知識，在教學過程中，要對比較教學法的應用以及一系列分析方法進行歸納、總結和比較，在各種方式之間建立起聯系。例如，降壓起動有三種方法：Y△降壓起動方法、定子串電阻降壓起動方法、自耦變壓器降壓起動方法等，比較這三種方法的優缺點及應用場合，讓學生能夠直觀地了解各種方法的應用場景。

啟發式教學是探究式學習的另一個名稱，它是指經常向學生提出開放性問題，以引起他們的思考，激發他們解決問題的興趣。學生們在積極參與學習過程的同時，也鍛煉了獨立思考和自主學習的能力，從而增強了他們的學習動力。例如，分析大功率電氣直接起動會有什么問題？降壓起動有哪幾種方案以及各種方法的適應場合？分析討論具體的實施方案，得出結論。

有意識地引導學生主動學習，用科研的方法鼓勵學生主動學習，培養學生自主學習的習慣。例如，在緒論課上，給學生布置一篇論文，讓學生通過書籍和資料查閱，自主了解電氣控制與PLC課程的發展歷史。那些對學習更感興趣的學生會超越傳統的課堂講授，通過整理材料來理解電氣控制與PLC編程中使用了哪些發明和實際應用。在教學內容中可以加入根據教學內容量身定制的工業現場系統運行功能，以幫助學生更好地理解所學課程與專業方向之間的關系，以及在未來工作中的應用，明確學習目的。

2.3"實踐教學改革

2.3.1"改善實驗課堂教學模式，提高課堂效率

實驗課堂可用于評價學生的學習成果和動手能力。在這種學習環境中，教師應作為學生的輔助，讓學生獨立進行實驗，充分享受動手學習的好處。首先，①為了讓學生學習實驗內容，自主探索實驗步驟——如設計電路圖、自己搭建完成等，教師會在實驗前發給學生實驗指導書和設備使用說明書，還會安排相關的實驗任務，其中包括線路布置、器件安裝、設備連接、系統調試、數據測試、結果驗證等環節，并對實驗過程以及獲得的數據進行整理；②學生將被分成若干實驗小組，每個小組成員輪流設計實際操作的電路圖，并進行一次實驗。其次，其他小組成員將觀看并記錄實驗過程，指出實驗中的缺陷或疏漏等。最后，他們會反復確認小組的實驗結果是否合理。由于每個學生設計和建造的電路系統都是獨一無二的，因此實驗結果也是獨一無二的。不過，通過反復驗證推算結果，學生們能夠發現實驗中存在的問題，共同討論解決的辦法，并得出解決方案，這不僅能增進他們的知識，還能增強他們的團隊合作意識。

2.3.2"調整實驗結構，強化學生動手能力

“電氣控制及PLC”實驗課程中，很多學生課前不預習、課上不認真，明顯達不到以實驗促實踐的教學初衷，這都是實驗興趣缺失的后果。傳統實驗課程中實驗電路占很大比重，在驗證性實驗中，驗證方法都是固定設計的，學生對實驗內容和結果已經非常清楚。為了合理利用學生的頭腦和雙手，布置理論驗證實驗、系統綜合實驗、系統設計實驗的比例勢在必行。通過實驗過程的全程自主控制，將學生的理論知識轉化為動手能力，提高自主學習的效率。以電氣控制、PLC等理論知識為基礎，結合實際應用，在規定的時間內，讓學生自主設計實驗題目、設計方案、完成實驗，如電梯控制系統、溫度控制系統等，自主學習成效顯著，提高了學生的綜合素質。

總而言之，除了傳授知識，教師在課堂上還要掌控所教授的內容，特別是在實踐教學環節，既要負責教會學生如何操作，又要準確發現和解決學生的操作錯誤和學習難題?；趯嶒灤缶V和實驗手冊，這種復合型的控制，可以幫助教師更好地獲取學生的意見，使他們能夠更好地引導學生做好實驗，協同打造實踐教學環節，取得更好的教學效果。

結語

以學生為主體，以學生易學、易懂、易用為目的，在實際的教學中引入實實在在的企業案例，運用社會上主流的EPLAN軟件畫出電氣原理圖，將理論知識與企業實際項目結合；同時，通過科研的方式促進學生自主學習的習慣，比如，與傳統的課堂講授相比，讓學生獨立查閱資料和書籍，了解電氣控制及PLC編程的歷史，可以激發他們的學習興趣。整理信息，了解歷史和當代發明以及PLC編程的實際應用，這不僅拓寬了學生的知識面，還豐富了教學形式。

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基金項目：江蘇理工學院教改項目——高水平應用型大學建設背景下“電氣控制及"PLC”教學改革研究（116101"12301）

作者簡介：姚靈靈（1988—"），女，漢族，江蘇南通人，博士研究生，講師，研究方向：高端紡織裝備控制。