《電氣控制及PLC》課程工程案例教學(xué)方法研究與實(shí)踐

[摘 要]《電氣控制及PLC》課程工程案例教學(xué)是教師在精心策劃和指導(dǎo)下，以實(shí)際應(yīng)用為教學(xué)理念，根據(jù)教學(xué)目的和教學(xué)內(nèi)容以及學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和思維習(xí)慣的特點(diǎn)，運(yùn)用典型的工程項(xiàng)目材料，將學(xué)生帶入整個(gè)項(xiàng)目的開發(fā)過程中，指導(dǎo)學(xué)生自主探究性學(xué)習(xí)的過程。它使學(xué)生更好地掌握《電氣控制及PLC》課程教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。在其課程教學(xué)中，可以采用工程案例教學(xué)方法，通過精心選擇典型工程案例，采取有效措施，較好地實(shí)施課程工程案例教學(xué)。

[關(guān)鍵詞]工程案例教學(xué) 電氣控制及PLC 教學(xué)方法 工程實(shí)踐能力

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2013）19-0070-02

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，社會(huì)對(duì)工程技術(shù)人員的工程素質(zhì)和專業(yè)水平的要求不斷提高。大學(xué)畢業(yè)生要適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、滿足社會(huì)的需要，就必須具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力；具備擴(kuò)張、深化知識(shí)和獨(dú)立獲取新知識(shí)的能力；具備獨(dú)立分析、解決實(shí)際工程問題的能力。為此，我們按照普通院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行改革，經(jīng)過幾年來的教學(xué)實(shí)踐，取得了較好的教學(xué)效果。

一、課程特點(diǎn)及采用工程案例教學(xué)的必要性

《電氣控制及PLC》課程是我校自動(dòng)化專業(yè)和電氣工程專業(yè)的主干課程。課程主要包含兩個(gè)方面的內(nèi)容：一為繼電接觸器控制系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)及其所用電器元件的原理和特點(diǎn)，二為可編程序控制器（PLC）的原理、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用。由于課程知識(shí)內(nèi)容多，綜合性強(qiáng)，且覆蓋面寬，而授課課時(shí)又不多，使得教師如果在授課過程中按章節(jié)講解，難免會(huì)出現(xiàn)“滿堂灌”的教學(xué)情況，學(xué)生也是被動(dòng)地接受知識(shí)。并且，學(xué)生由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)少，對(duì)這類實(shí)踐性強(qiáng)的課程學(xué)習(xí)起來感到費(fèi)力。我校是一所普通院校，絕大多數(shù)學(xué)生畢業(yè)后將在中小企業(yè)從事電子線路設(shè)計(jì)和電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)、改造及維護(hù)工作。他們進(jìn)入企業(yè)后，將會(huì)在工作中直接應(yīng)用這門課程的內(nèi)容。為此，我們采用工程案例教學(xué)模式，使理論和實(shí)踐很好地結(jié)合在一起，這樣可極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和自覺性，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠較好地掌握理論知識(shí)、具有較高的知識(shí)應(yīng)用能力。

二、課程工程案例教學(xué)的實(shí)施

（一）工程案例教學(xué)法的特點(diǎn)

工程案例教學(xué)法是教師在課堂上通過工程案例向?qū)W生傳授知識(shí)，引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)分析、積極思考，共同討論的一種教學(xué)方法。所用的工程案例取自于生產(chǎn)實(shí)際中的工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目，經(jīng)過文字、數(shù)據(jù)、圖表、動(dòng)畫等方式進(jìn)行概括和整理，形成了可用于課堂交流或探討的案例材料。其實(shí)質(zhì)就是要貫徹“課堂教學(xué)不只是傳授知識(shí)，更重要的是幫助學(xué)生自我學(xué)習(xí)，同時(shí)向?qū)W生傳授學(xué)科學(xué)習(xí)方法”的教育理念，讓學(xué)生能夠最大限度地開闊視野，活躍思維，同時(shí)又必須注意從復(fù)雜的項(xiàng)目設(shè)計(jì)中解析出基本原理，突出重點(diǎn)。

（二）課程工程案例的確定

我們根據(jù)課程特點(diǎn)和學(xué)生實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)不足的情況，在采用工程案例教學(xué)時(shí)，并不是用它完全取代常規(guī)理論教學(xué)，而是把它作為常規(guī)理論教學(xué)的補(bǔ)充，作為理論和實(shí)踐的橋梁，目的是開闊學(xué)生觀察問題的視角，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。為此，我們從教師科研項(xiàng)目中和工礦企業(yè)實(shí)踐活動(dòng)中，選用了5個(gè)典型的工程案例，分別是“C650車床的控制系統(tǒng)故障分析及改進(jìn)”，“工業(yè)自動(dòng)門電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及分析”，“鐵芯切割機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及分析”、“熱壓成型機(jī)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及分析”，“電動(dòng)機(jī)烘箱溫度PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及分析”。根據(jù)難易程度的不同，在一學(xué)期授課中，分階段在課堂中組織學(xué)生分析討論。每個(gè)工程案例占兩個(gè)課時(shí)，為了在有限的時(shí)間內(nèi)完成案例教學(xué)，在每次工程案例教學(xué)課前，先把工程案例材料通過網(wǎng)上電子郵箱發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生事先了解工程案例內(nèi)容和工程背景。這樣在工程案例課中，學(xué)生已經(jīng)進(jìn)行了充分的思考、研究，就有底氣發(fā)言討論，提出自己的一些想法，與授課教師進(jìn)行有效的互動(dòng)。

如在電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容之后，可以安排“工業(yè)自動(dòng)門電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”這個(gè)工程案例教學(xué)。由于我校校門就是自動(dòng)門，學(xué)生非常熟悉。因此，他們具有極大的能動(dòng)性，積極上網(wǎng)查找驅(qū)動(dòng)電機(jī)、行程開關(guān)等電氣元件資料，在課堂上提出了“繼電接觸器控制系統(tǒng)方案”、“PLC控制方案”、“LOGO！控制方案”。

通過這5個(gè)工程案例教學(xué)，教學(xué)的內(nèi)容與工程實(shí)際不再脫節(jié)，促進(jìn)了學(xué)生工程素養(yǎng)的完善與發(fā)展，激發(fā)了學(xué)生課程內(nèi)容學(xué)習(xí)的積極性。學(xué)生也更加認(rèn)識(shí)到理論知識(shí)的重要性，學(xué)習(xí)更用功、更刻苦。

（三）保證課程工程案例教學(xué)有效進(jìn)行的措施

1.《電氣控制及PLC》課程理論課時(shí)只有54學(xué)時(shí)，要進(jìn)行工程案例教學(xué)，理論課時(shí)必然更少，而課程理論內(nèi)容，是工程案例教學(xué)的保證。為解決這個(gè)矛盾，我們運(yùn)用了多媒體教學(xué)，這樣可以增加教學(xué)容量，提高教學(xué)效率。

2.精心選擇恰當(dāng)?shù)牟⑴c課程內(nèi)容密切相關(guān)的工程案例，最好能包含較多的知識(shí)點(diǎn)，但不能過于復(fù)雜，涉及的其他學(xué)科知識(shí)不能太多。否則，會(huì)給學(xué)生造成問題成堆、思路堵塞，導(dǎo)致分析、討論時(shí)間不夠，或演變成教師的自說自唱等現(xiàn)象發(fā)生。

3.準(zhǔn)確制定課程教學(xué)計(jì)劃表，使得每次進(jìn)行工程案例教學(xué)課時(shí)，其需要的課程知識(shí)內(nèi)容已經(jīng)給學(xué)生講過，涉及的其他專業(yè)課程知識(shí)，最好讓學(xué)生課外復(fù)習(xí)或補(bǔ)習(xí)。這樣在工程案例分析討論中，學(xué)生才能有基礎(chǔ)、有思路、有信心。

4.工程案例完全用文字和數(shù)據(jù)來表達(dá)有時(shí)顯得不夠豐富，通常需要輔以結(jié)構(gòu)圖樣、照片、多媒體動(dòng)畫等課件，以使學(xué)生更清楚地了解一個(gè)工程項(xiàng)目的背景。其內(nèi)容要反應(yīng)工程案例發(fā)展的全過程，讓學(xué)生了解案例的起因，激發(fā)學(xué)生參與分析討論的熱情。

三、課程工程案例教學(xué)體會(huì)

（一）教師要具有豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

本課程的工程案例教學(xué)，授課教師要有自動(dòng)化控制專業(yè)的學(xué)習(xí)研究背景，要有較強(qiáng)的工程科研能力和豐富的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。教師如果缺乏扎實(shí)的專業(yè)功底，他就不能很好地應(yīng)用諸多的專業(yè)理論，多視角地剖析工程案例。授課教師還要有親和力、較高的教學(xué)組織能力，能激發(fā)學(xué)生積極參與討論的興趣，使其主動(dòng)去探索解決工程問題的方法。

（二）教師要轉(zhuǎn)換自己的角色

工程案例教學(xué)法的核心是工程項(xiàng)目分析，相互交流、自由討論，教學(xué)總結(jié)，是以學(xué)生為主體，教師來主導(dǎo)。因此，教師要轉(zhuǎn)換自己的角色，讓自己成為一名傾聽者。要認(rèn)真地了解學(xué)生的解決問題思路，思考理解后再加以引導(dǎo)。要鼓勵(lì)學(xué)生大膽闡述自己的觀點(diǎn)，提出自己的設(shè)計(jì)方案。在課堂總結(jié)時(shí)，要重視工程案例分析討論過程，強(qiáng)調(diào)教師給的是參考方案。要善于組織協(xié)調(diào)，調(diào)動(dòng)全體學(xué)生積極性，避免成為個(gè)別學(xué)生的討論課。

（三）學(xué)生應(yīng)重視課前準(zhǔn)備

工程案例教學(xué)要求教師和學(xué)生之間要進(jìn)行互動(dòng)。學(xué)生只有對(duì)本次工程案例有一定的了解，經(jīng)過認(rèn)真的思考分析，才能有底氣地在課堂交流中發(fā)表自己的觀點(diǎn)，提出解決方案。這就要求學(xué)生在課前做大量的準(zhǔn)備工作，要仔細(xì)地閱讀工程案例材料，在圖書館里或互聯(lián)網(wǎng)上查找資料。通過材料分析、同學(xué)之間的討論，可先做一個(gè)設(shè)計(jì)方案。這樣在工程案例教學(xué)課程中，才能有效地探討和交流，最大限度地發(fā)揮工程案例教學(xué)的作用。對(duì)于在工程案例教學(xué)課程中表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生，可以直接給予加分，以鼓勵(lì)學(xué)生認(rèn)真做好課前預(yù)習(xí)。

（四）確定的工程案例要真實(shí)

真實(shí)的工程案例可以激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的探究興趣，他們會(huì)從技術(shù)工作者角度去分析、研究和解決工程項(xiàng)目中的問題，把這項(xiàng)設(shè)計(jì)工作看成自己的分內(nèi)事，并有一定的責(zé)任心。這些真實(shí)的工程案例也能讓學(xué)生體會(huì)到解決實(shí)際問題的成就感，增強(qiáng)專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的積極性，更有信心地完成各項(xiàng)專業(yè)學(xué)習(xí)任務(wù)。

《電氣控制及PLC》課程工程案例教學(xué)是教師在精心策劃和指導(dǎo)下，以實(shí)際應(yīng)用為教學(xué)理念，根據(jù)教學(xué)目的和教學(xué)內(nèi)容以及學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和思維習(xí)慣的特點(diǎn)，運(yùn)用典型的工程項(xiàng)目材料，將學(xué)生帶入整個(gè)項(xiàng)目的開發(fā)過程中，指導(dǎo)學(xué)生自主探究性學(xué)習(xí)的過程。它不同于傳統(tǒng)的課程教學(xué)，更強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立和主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力。將課程知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)隱藏在經(jīng)過精心計(jì)的工程案例中，可使學(xué)生更好地掌握課程內(nèi)容。

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[責(zé)任編輯：劉鳳華]