《常用電氣控制技術(shù)》課程的改革探索

摘要：《常用電氣控制技術(shù)》是一門實(shí)用性很強(qiáng)的復(fù)合型課程，為滿足社會(huì)發(fā)展與市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)對(duì)電氣控制相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用型人才的需求。本文從教學(xué)理念、教學(xué)材料、教學(xué)模式和課程評(píng)價(jià)體系等多個(gè)方面介紹了我們?cè)凇冻Ｓ秒姎饪刂萍夹g(shù)》課程改革的認(rèn)識(shí)與實(shí)踐的措施。實(shí)踐證明，我們的《常用電氣控制技術(shù)》課程的建設(shè)與改革是成功的，學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的積極性和學(xué)習(xí)的效果有了明顯的改觀。

關(guān)鍵詞：常用電氣控制；PLC；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）31-0039-02

一、概述

《常用電氣控制技術(shù)》課程是我校自動(dòng)化專業(yè)和電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)的主干專業(yè)課程，是一門綜合計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、電氣控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多領(lǐng)域、多學(xué)科的復(fù)合型課程，是學(xué)生未來從事相關(guān)工作時(shí)直接可以使用的專業(yè)技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電氣控制技術(shù)等技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC（可編程邏輯控制器，后文簡(jiǎn)稱PLC）得到了廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，從最初的PLC取代傳統(tǒng)的分離式繼電接觸式電氣控制線路而主宰工業(yè)邏輯控制，到PLC逐漸搶占DCS（分布式控制系統(tǒng)，主要控制模擬量）的模擬量控制領(lǐng)域；從為節(jié)省接線成本而采用PLC的控制網(wǎng)絡(luò)，到各大PLC廠商基于各種控制網(wǎng)絡(luò)、PLC、變頻器等推出的功能強(qiáng)大的集成控制系統(tǒng)。PLC及以PLC為核心的電氣控制技術(shù)也在不斷地發(fā)生著深刻的變化。在這種工業(yè)背景下，傳統(tǒng)的教學(xué)理念、教學(xué)模式、考核方法已不能滿足社會(huì)發(fā)展與市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)對(duì)此類應(yīng)用型人才的需求。因此，改革《常用電氣控制技術(shù)》的課程目標(biāo)、課程模式以及課程考核方法勢(shì)在必行。

二、課程改革，理念先行

隨著社會(huì)的發(fā)展和職業(yè)需求的變化，高等學(xué)校的教育理念也在不斷地調(diào)整。從實(shí)施“雙證”的工程型碩士教育體系，到“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的啟動(dòng)都體現(xiàn)了高等教育理念的轉(zhuǎn)變。這種理念為我們《常用電氣控制技術(shù)》課程的改革指明了方向，即培養(yǎng)造就創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量的工程技術(shù)人才。

三、適當(dāng)革新教學(xué)材料，是保證教學(xué)質(zhì)量的基本條件

在《常用電氣控制技術(shù)》的課程教學(xué)中，我們使用的教材雖然經(jīng)過了數(shù)次的更新與調(diào)整，但是仍然存在很多與實(shí)際教學(xué)不相適應(yīng)的章節(jié)、內(nèi)容。學(xué)生在學(xué)習(xí)教材中對(duì)較為枯燥、單調(diào)的理論知識(shí)很難形成學(xué)習(xí)興趣，從而導(dǎo)致學(xué)習(xí)積極性受到不同程度的影響。因此，在《常用電氣控制技術(shù)》的課程的教學(xué)中，教師應(yīng)在總結(jié)和積累教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，適當(dāng)進(jìn)行教材乃至其他教學(xué)材料的改革，抓住學(xué)生的興趣，保證教學(xué)質(zhì)量。由于我們的實(shí)驗(yàn)裝置采用的是西門子的S7-300系列的PLC，所以我們針對(duì)這一系列PLC準(zhǔn)備的教學(xué)材料為：（1）自動(dòng)化生產(chǎn)線的視頻。為了使學(xué)生從感性認(rèn)識(shí)上理解常用電氣技術(shù)及PLC的應(yīng)用，我們精心挑選了近百個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)線的視頻。涉及行業(yè)有制造、能源、冶金、紡織、智能家居等。我們?cè)谡n堂上播放數(shù)個(gè)視頻并加以適當(dāng)?shù)闹v解與引導(dǎo)，余下的視頻留給學(xué)生課下自行觀看。相信學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣會(huì)由此而倍增，學(xué)習(xí)的積極性也會(huì)倍增。（2）理論課的教學(xué)課件。一直以來，我們理論課使用的教學(xué)課件都是以常用電氣技術(shù)及PLC理論知識(shí)為主。為了培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才，我們對(duì)理論課重新定位，并將認(rèn)真仔細(xì)地重新制作理論課用的教學(xué)課件，增加了對(duì)相關(guān)工程能力的培養(yǎng)內(nèi)容，使之與實(shí)驗(yàn)課更好地銜接。并且力求重點(diǎn)突出、深入淺出、簡(jiǎn)單明了、美觀大方。（3）實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。《常用電氣控制技術(shù)》的課程PLC部分的應(yīng)用性很強(qiáng)，必須通過上機(jī)操作和練習(xí)才能真正掌握。為此，我們學(xué)校下大力氣投資興建了以S7-300為主的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)施。這些設(shè)施對(duì)學(xué)生掌握PLC的操作起到了重要的作用。但是，曾經(jīng)的實(shí)驗(yàn)課上教師布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)后，便直接給出了程序代碼。這導(dǎo)致很多學(xué)生不去認(rèn)真思考，而直接照搬參考答案，實(shí)驗(yàn)效果事倍功半。因此我們開發(fā)了合適的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。在指導(dǎo)書中我們不再給出程序代碼，而是針對(duì)初學(xué)者的特點(diǎn)，適當(dāng)?shù)亟o出提示和常見的錯(cuò)誤及原因。另外，由于PLC所實(shí)現(xiàn)的功能主要都是由一個(gè)個(gè)的指令組成，所以在實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)用到各種各樣的指令。因此，我們準(zhǔn)備在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中言簡(jiǎn)意賅地、深入淺出地、形象地寫出常用指令的講解。同時(shí)，通過加分的方式鼓勵(lì)學(xué)生為實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書提出建議。這樣，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的同時(shí)通過指導(dǎo)書和自己的實(shí)踐將學(xué)到實(shí)實(shí)在在的東西。（4）編程訓(xùn)練題庫。理論課學(xué)習(xí)知識(shí)，明確方法；實(shí)驗(yàn)課掌握技能，熟悉應(yīng)用。然而由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有限，很多積極進(jìn)取的學(xué)生在完成《常用電氣控制技術(shù)》的所有實(shí)驗(yàn)課后，都覺得意猶未盡。針對(duì)這種情況，我們編制出了一套《西門子PLC編程訓(xùn)練題庫》，題庫中PLC的應(yīng)用案例題百余道，涵蓋了PLC應(yīng)用領(lǐng)域里的很多知識(shí)。它的難度分為五個(gè)等級(jí)，分別為一星題至五星題，難度由淺入深。它是鞏固學(xué)生PLC知識(shí)、訓(xùn)練學(xué)生PLC編程能力、創(chuàng)新能力以及分析問題、解決問題能力的“葵花寶典”。目前，題庫已不再僅僅作為好學(xué)生的餐后甜點(diǎn)。我們決定讓每一位學(xué)生根據(jù)自身的水平與勇氣去選擇不同難度的應(yīng)用案例題，并將其完成情況記入本課程的總成績(jī)。這樣，由于是以個(gè)人為單位完成題庫中的某些題，并且同班同學(xué)之間不允許選擇相同的題目。這樣就最大限度地杜絕了因“打醬油”而毫無收獲的現(xiàn)象。經(jīng)過我們上學(xué)期在兩個(gè)班中的測(cè)試，采用這種自選題庫并記入成績(jī)的做法，大大地刺激了學(xué)生的主觀能動(dòng)性。很多學(xué)生在對(duì)本課程的感受及建議中寫道“第一次為完成實(shí)驗(yàn)而整天到圖書館里看材料”、“第一次這么認(rèn)認(rèn)真真地做實(shí)驗(yàn)”等等，有記錄為證。除了準(zhǔn)備針對(duì)西門子PLC的教學(xué)材料，我們還時(shí)刻關(guān)注技術(shù)發(fā)展的動(dòng)態(tài)，并整理成教學(xué)課件，在課堂中介紹給學(xué)生，使學(xué)生走上工作崗位之后對(duì)新技術(shù)不陌生。當(dāng)然，這些教學(xué)材料的改革并不是一次性的，通過這次《常用電氣控制技術(shù)》課程的改革，我們將努力建立一種長(zhǎng)期持續(xù)更新教學(xué)材料的機(jī)制，以保證與時(shí)俱進(jìn)。

四、改革教學(xué)模式是實(shí)施教學(xué)質(zhì)量保證的重要前提

有了正確的改革理念以及合適的教學(xué)材料，我們還需要把握好教師理論課的授課的過程以及實(shí)驗(yàn)課的授課過程。科學(xué)合理地設(shè)置授課流程，特別是實(shí)驗(yàn)課的授課流程，比如：先講什么，后講什么；先做哪個(gè)實(shí)驗(yàn)，后做哪個(gè)實(shí)驗(yàn)等。都應(yīng)該根據(jù)初學(xué)者的普遍接受能力認(rèn)真研究，形成授課流程，并記錄在案，進(jìn)而形成授課標(biāo)準(zhǔn)。這種文檔化、標(biāo)準(zhǔn)化的思想，在某些西方的管理科學(xué)里被認(rèn)為是實(shí)施質(zhì)量保證的有力手段。因此，我們?cè)O(shè)置了標(biāo)準(zhǔn)的授課流程。我們教師不但可以持續(xù)地提供有質(zhì)量的課程，而且授課過程也有了可以量化的考核標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)事先印發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生成為教師執(zhí)行授課流程的監(jiān)督者，那么好的教學(xué)理念、好的教學(xué)材料才能真正地發(fā)揮出它們的價(jià)值。目前，我們《常用電氣控制技術(shù)》的實(shí)驗(yàn)課已經(jīng)按各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目制定了《實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目授課參考表》，表中需要填寫的大致內(nèi)容有：實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱、教師在實(shí)驗(yàn)課前需要準(zhǔn)備的內(nèi)容、本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目需要用到的指導(dǎo)書及PPT、本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目用到的其他材料、本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的授課流程、本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中學(xué)生容易出現(xiàn)的問題、本實(shí)驗(yàn)中容易損壞的器件及預(yù)防措施、可接受的實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告及要求。

五、建立多元化的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵措施

在《常用電氣控制技術(shù)》的課程教學(xué)中，更新成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)機(jī)制的重要性是不可忽視的，也是促進(jìn)學(xué)生全面成長(zhǎng)與發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在以往的《常用電氣控制技術(shù)》課程成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)中，教師對(duì)于學(xué)生表現(xiàn)的評(píng)價(jià)由于種種原因普遍缺乏客觀性、合理性與公平性，從而導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、自尊心受到傷害。這是不符合現(xiàn)代教育理念的。在今后的課程教學(xué)中，我們應(yīng)堅(jiān)持尊重學(xué)生的個(gè)性發(fā)展為基本原則，打破“一卷評(píng)終身”的傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方式，實(shí)現(xiàn)“重視結(jié)果評(píng)價(jià)”向“重視過程評(píng)價(jià)”的轉(zhuǎn)變，即理論部分的成績(jī)不是簡(jiǎn)單地按照考試成績(jī)對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)，而實(shí)驗(yàn)的成績(jī)也不是簡(jiǎn)單地按照完成實(shí)驗(yàn)的先后順序給分。而是要更加重視學(xué)生的自學(xué)能力、再學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新思維能力以及獨(dú)立思考、分析、解決問題的能力。然后在這個(gè)過程中，根據(jù)學(xué)生的整體表現(xiàn)給分。我們準(zhǔn)備建立的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系為：電氣控制技術(shù)部分成績(jī)占40分，PLC技術(shù)部分成績(jī)占60分。由于電氣控制技術(shù)部分主要在理論課上完成，所以我們改革的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系主要體現(xiàn)在PLC部分。PLC部分的60分的成績(jī)組成為：五次實(shí)驗(yàn)（20學(xué)時(shí)），共30分。其中每次實(shí)驗(yàn)無遲到早退得2分；完成實(shí)驗(yàn)，并通過提問驗(yàn)收得2分；積極思考，踴躍發(fā)問得2分，共6分。除了五次實(shí)驗(yàn)的30分，還有完成《西門子PLC編程訓(xùn)練題庫》中一部分題的成績(jī)15分。這個(gè)題庫中的題作為實(shí)驗(yàn)課的課后作業(yè)，是需要學(xué)生利用課后的時(shí)間來完成的。同時(shí)，我們不允許同班的同學(xué)選擇相同的題，同學(xué)們?cè)谧詈笠淮螌?shí)驗(yàn)結(jié)束前需提交所選題的程序文件。教師將根據(jù)每位學(xué)生的完成情況為其打分。并且在隨后的理論課上，教師將就本班同學(xué)完成的題庫情況，進(jìn)行點(diǎn)評(píng)與講解。使學(xué)生理解自己在題庫部分的得分依據(jù)，而且通過點(diǎn)評(píng)與講解，學(xué)生將真正找到自己所欠缺的環(huán)節(jié)，而得到醍醐灌頂般的提升。完成了實(shí)驗(yàn)課的基本實(shí)驗(yàn)和課后的附加練習(xí)，學(xué)生需要面對(duì)的就是上機(jī)考試。上機(jī)考試部分將占15分，這15分并不是做不出最終的結(jié)果就1分也得不到，而是按照學(xué)生完成的程度給分，比如：連接PLC成功得2分，成功創(chuàng)建工程并正確組態(tài)再得3分，正確編寫程序再得5分，下載到PLC后無異常狀態(tài)再得3分，最后程序通過教師的測(cè)試再得2分，共15分。

綜上所述，在《常用電氣控制技術(shù)》的課程的教學(xué)改革過程中，我們要結(jié)合現(xiàn)代社會(huì)對(duì)于應(yīng)用型人才的實(shí)際需求以及教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)與積累，逐步打破傳統(tǒng)的教學(xué)理念、方法與模式。構(gòu)建符合素質(zhì)教育和新課程理念的改革體系。同時(shí)，在《常用電氣控制技術(shù)》的課程的教學(xué)改革中，我們還要注重對(duì)于學(xué)生綜合素質(zhì)與能力的培養(yǎng)，特別是要在充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和積極性的基礎(chǔ)上，促進(jìn)學(xué)生更好地參與理論與實(shí)踐教學(xué)。