面向工程教育的“電氣與PLC控制系統的設計、安裝、調試與維護”課程教學改革初探

黑龍江 劉微 林長青 宋建偉 劉燁 任艷

隨著社會經濟的發展，工程教育在社會經濟發展中所處的重要地位與作用已得到人們的認可，高等教育體制改革的不斷深入，如何進一步提高高等教育質量，培養出滿足社會需求的學生，成為一個迫切需要解決的問題，而加強工程教育則是提高教學質量的重要組成部分和有力措施。“電氣與PLC控制系統的設計、安裝、調試與維護”這門課程，后簡稱“電氣與PLC”，作為電氣自動化專業的一門核心課程，在學生能力的培養方面占有重要的作用。因此，本文以工程教育為前提，對該課程教學改革進行了探索。

一、工程教育

（一）含義

工程教育，作為教育的一個類別，廣義而言，是一種以技術科學為主要科學基礎的培養工程人才的專門教育，它以傳授技術科學與工程知識和技能為基本特征；狹義而言，是指培養工程人才的學校教育，其終極目標就是造就合格的工程師。

（二）屬性

由于工程活動所具有的特性，工程教育除了具有一般教育的共同特征外，還具有自身獨特的屬性，概括為:(1)實踐性。工程是一種特定的社會實踐活動，工程師是從事這種實踐活動的主體，因此，以培養工程師為目的的工程教育在本質上具有實踐性；(2)綜合性。工程的整體性、協調性意味著工程實踐不單純是科學技術問題，而且包含著社會、人文、生態等因素，因此，工程教育要求科學教育、技術教育、人文教育和社會科學教育相互融合；(3)創新性。工程活動是創造一個世界上原本不存在的存在物，工程師的重要品質在于其創新能力，因此，創新能力的培養是工程教育的關鍵[1]。

二、“電氣與PLC”課程傳統教學方法

（一）課程的地位及作用

“電氣與PLC控制系統的設計、安裝、調試與維護”這門課程，作為電氣自動化專業的一門核心課程，目的是讓學生熟悉電氣控制系統的基本控制電路，具有電氣控制系統分析和設計的基本能力；掌握可編程控制器原理及編程方法，具備一定的PLC程序設計和PLC應用能力。本門課程的特點是要求理論與實踐同等重要，要求理論必須與操作密切結合，強調實際應用。

（二）傳統教學方法存在的不足

1.動手訓練少、實踐能力薄弱

教學過程中，以課堂講授為主、教師把自己已有的知識傳授給學生，實踐環節少，注重理論性、系統性、學科性、知識性，缺乏結合實際的案例式教學、綜合性教學，存在理論教學與實踐環節相脫離的問題，教學過程中的工程因素、工程含量和實踐內容貧乏。

2.注重科學技術問題的學習、對綜合能力的培養欠缺

大部分教師在教學過程中，僅僅重視專業知識的講授，而忽略學生人文素質的培養，使學生掌握的知識比較片面，缺乏整體性、協調性。

3.學生過分依賴教師、缺乏創新能力

學生在學習過程中，按照教師的指導完成實驗任務，其過程是把實驗指導書上的程序輸入到計算機里去，然后編譯運行觀看結果。實驗指導書過于詳細，學生過分依賴教師，缺乏對學生創新能力的培養【2】。

三、面向工程教育的“電氣與PLC”課程教學改革

（一）教學方法

以工程教育為前提，結合社會需求、學院培養目標、專業培養目標、學生實際及“兩化原則”、“五會標準”，將本門課程進行調整。將本門課程劃分為7個工程任務，分別是三相異步電動機典型電氣控制系統的設計、安裝、調試與維護；車床電氣控制系統的設計、安裝、調試與維護；銑床電氣控制系統的設計、安裝、調試與維護；三相異步電動機PLC控制系統的設計、安裝、調試與維護；十字路口交通燈PLC控制系統的設計、安裝、調試與維護；LED數碼顯示PLC控制系統的設計、安裝、調試與維護；機械手PLC控制系統的設計、安裝、調試與維護。將課程教學目標、能力分解到每一個任務中，做到每一個工程任務目標明確。

每一個工程任務可分為理論教學和實踐教學環節。對于理論教學部分，每一個任務在實施過程中分為4個步驟，步驟一：上課之前，下發引導文，學生根據引導文完成預習任務。步驟二：采用小組競賽的方式，讓學生對本節課內容進行講解。步驟三：教師對學生所講內容進行評價，總結，并補充，同時講解例題。對所講知識進行提問。步驟四：教師給出練習題，對所學知識點當堂進行練習。最終達到每個學生都能對所學知識理解透徹的目的。經過實踐證明，這種教學方式充分調動了學生學習的積極性，變被動學習為主動學習，提高了學生獨立分析問題解決問題的能力。

對于實踐教學部分，每一個工程任務，二分之一的時間用來完成理論教學，另二分之一的時間用來完成實踐學習，在每個工程任務實施前，會下發任務書，在學習完基本的理論知識后，學生根據控制要求設計出控制系統，并且到實訓室進行驗證自己的設計結果。教師進行評價。在設計過程中，學生主動查閱資料、與同學進行研究、并到現場進行驗證。培養了學生的實踐能力及創新能力。此外，利用我系開辦的齊齊哈爾第三機床有限公司，學生可以與企業接觸，洽談生意，進行機床電氣控制系統的設計、安裝、維修等工作，使學生的綜合能力得到了鍛煉。

（二）教學模式

構建“學中做、做中學、學做合一”的一體化教學模式，在實踐過程中，教室、實訓室及工程現場形成一體化教學場所，不管是理論教學、還是實踐教學都盡量在實際的工作現場來完成，真正做到理論與實踐相結合。增加學生與實際環境接觸的機會。

（三）考核方案

在考核方案的制定時，除了要考慮學生掌握知識的情況，還要充分考慮學生的實踐能力、創新能力等方面的考核。因此，本門課程的成績由以下幾個方面組成：平時出勤占總成績的10%，課堂表現占20%，項目作業占（控制系統設計和陳述報告）30%；期末筆試占20%；實際操作占20%。

四、結語

經過實踐證明，本課程教學改革有效的提高了學習效果。學生的實踐能力、創新能力得到了很大的提高,當然在具體實施過程中也遇到了一些困難,但正是在解決困難的過程中，不斷調整方案,使之更加貼近學生，貼近實際。

[1]范桂梅.中國工程教育改革研究.北京交通大學，2011年4月.6～7.

[2]朱江，鄧志輝.PLC課程教學改革的研究與探討.教育教學，2008年12月.100.