淺議培養應用型人才下的《機床電氣控制》課程教學改革

楊晨，李偉

（鄭州科技學院 機械工程學院，河南 鄭州 450064）

1 前言

在現今社會中，電氣控制技術已在各行各業中被廣泛應用，其電氣控制系統已經是實現工業生產自動化的重要技術手段。電氣控制技術是工業自動化、電氣技術等專業的一門理論性和實踐性極強的專業技術課。

隨著科學技術迅速發展，企業要求自動化、機電、電子信息類專業技術人才在工作前就具有一定的實際操作能力和創新能力。《機床電氣控制》課程作為機械學院本科的自動化控制基礎的專業課，是培養學生的自動化控制能力的基礎課程,一般分為繼電器的接線邏輯控制和可編程控制器（PLC）的編程邏輯控制兩部分。該課程用來培養學生在一般機械系統的電氣控制基礎，要求學生不僅掌握相關的控制知識，還要具備較強的實踐動手能力，能夠完成電氣原理圖的設計與連線，同時能夠利用PLC實現機械系統的自動控制。

然而，在傳統的教學模式中，教材在內容上的“重理論、輕實際”，偏重各種電氣原理圖的分析、PLC邏輯編程的講解與指令表的轉換，知識點繁雜瑣碎，內容深奧,缺少實際生產應用案例的分析，在培養應用型人才方面存在一定缺陷，學習興趣不大。理論課與實驗課課時比例懸殊，且實驗課內容陳舊單一，跟不上社會發展的需求，這樣也導致了學生的技能得不到鍛煉，與社會脫節。

2 目前課程教學中存在的問題

2.1 教材內容“重理論、輕實際”

長期以來，這門課程選用的教材在內容上偏重各種電器件的結構以及工作原理等這些理論性強的知識點，以及大量邏輯編程程序的理論基礎知識，知識點繁雜瑣碎，內容深奧，缺少實際生產應用案例的分析，學生普遍反映難以接受，學習興趣不大。

教材內容不夠新穎，部分內容與社會脫節，跟不上時代發展的腳步，學生學完之后卻在社會企業中用不到，這與我們培養應用型人才的目標不相符。當今社會是個信息化的時代，電氣設備更新換代較頻繁，跟不上時代發展的電器會被淘汰，而我們的教材卻從未更新過，里面很多例子都已經落后于當今時代了，因此對教材的改革也很重要，教材是學生學習的根本，如果教材不更新，學生的思想就會被禁錮，創新能力得不到啟發和激發，將來會適應不了社會，跟不上時代的腳步。

2.2 實驗課安排存在不合理現象

本課程的實驗課共有4個實驗，第一個和第二個實驗在電機及電氣實驗室，完成電動機的啟動控制，主要以電動機電氣控制原理圖的接線為主。接線對于已經有一定電方面基礎的學生來說很容易，基本上一個小時就能完成，達不到二個學時的任務要求。第三個和第四個實驗是PLC模擬控制實驗，在可編程控制實驗室，完成電動機啟動的PLC模擬控制，能進行的實驗有：物料搬運的模擬控制、十字路口交通燈的模擬控制、LED數碼管的模擬控制。受實驗室容納學生人數的限制，實驗課采取小班教學，使得教師實驗次數增多，同一個實驗可能需要重復講4～6遍，導致時間上安排不開，多數只能排在中午，教師和學生都是在疲勞的狀態下完成實驗課程，效果不佳。

2.3 傳統的教學模式

傳統的教學模式大都以多媒體教學結合板書教學進行的，這樣的教學手段可以達到讓學生掌握相應知識點，理解本課程的意義和作用，但是對于培養學生的實際能力及操作能力未能起到相應的效果，學生都是安安靜靜的坐在教室聽課，他們的動手能力和創造能力得不到鍛煉，從而也達不到培養應用型人才的要求。

3 課程教學改革目標

培養應用型人才是我校的辦學宗旨，使學生能夠真正的學以致用，使學生真正掌握電氣控制原理以及PLC控制的自動化系統，就要將課堂理論教學與實驗室的實踐教學緊密結合。采用項目驅動式教學方法，通過小組討論學習，按照分階段、遞進式的教學改革思路，構建遞進式的電氣控制與PLC控制系統設計項目。

4 課程教學改革措施

4.1 教材內容

教材體系應打破傳統教材模式，從理論性向實踐性和應用性轉變，在教材中增加大量應用實例如圖1所示，增強學生動手能力的訓練，使學生能從學枯燥的知識中找到學習的快樂，增強他們的實踐欲和創新欲。并且讓學生在課堂中積極參與談論，找到身邊的電氣控制知識與自動化控制的案例，這樣既能增加學生的參與積極性，又能讓他們對自動化控制有一個更加感性的認識，從而多留意身邊的自動化控制系統。另外還要加入當今社會比較熱門的電子產品，例如機器人、控制生產線等，研究這些熱門產品的控制系統，從而激發學生的學習興趣和熱情，與時俱進，跟上社會的發展趨勢，為以后就業奠定了一定的理論基礎能力。

圖1 工程實例

在課堂上進行大量工程案例分析和講解，搭建自動化控制系統的電氣原理圖以及PLC控制系統，課間把電器件發給學生讓其觀察期原理并進行討論。使學生明白具體原理，然后進行理論講解，將理論與實驗融合。

4.2 實驗教學

依托學校智能制造學院的PLC自動化控制設備，改革實驗內容。我校智能制造學院引進了一批由PLC控制的自動化設備如圖2所示，有生產線使用的，也有工業機器人試驗臺，充分利用這些資源，讓學生通過操作設備來學習電氣控制知識以及PLC控制知識，將理論知識應用于實際操作中，更深刻更具體地理解所學的相關知識點的應用之處。這種試驗模式相對于以前的簡單接線與PLC模擬控制，可以激發學生的興趣，提高學生的動手能力與實際操作能力，同時啟發學生的創新思維能力。

圖2 自動化設備

針對課程實驗課程存在的不合理現象，優化現有實驗內容，把重復做過的，對學生在自動控制系統中幫助較少的實驗去除，依托學校的PLC設備開發新的實驗內容，包括控制系統電器柜的設計與連線實驗，實際控制系統的實驗學習等，讓學生真做真體驗，把模擬類的實驗上升到與現代工業生產環境當中去，提高學生的感性認識，讓學生更早的接觸到實際生產，理論聯系實際，把理論知識應用到實際工程當中。

4.3 教學方法

項目驅動式教學，小組討論分析教學法。改革教學方法，以項目驅動為引導，引發學生思考問題，將問題融入到課堂中，帶著問題去學習，激發學生的學習興趣，在學習的過程中，以小組討論的方法，讓幾個學生為一小組，自由發揮想象空間，以積極主動的態度去解決問題，提高學生的自主學習能力，善于思考問題并解決問題的能力，為培養學生的應用能力奠定了一定的基礎。以項目考察作為學生學習的一個良好的手段，可以給學生規定命題，也可以讓學生自選命題完成一個控制系統的搭建。命題要聯系實際，可以是解決實際生活中的問題也可以是解決工業生產中的某一工藝過程。以比賽的形式讓學生完成，提倡學生以此申報學校創新項目，同時可以作為自己的畢業設計課題，讓學生在一定的創造氛圍內，提高他們的創新能力與團隊合作能力，更好的解決實際問題。

5 結語

機床電氣控制課程教學改革的宗旨是培養出具有創新能力的應用型人才，提高學生的學習興趣，培養學生的實踐操作能力和創新能力。對該課程的教材內容、實驗教學以及教學方法方面進行教學改革，對充分調動學生學習的積極性，提高學生的自主創新能力和實踐動手能力具有十分重要的現實意義。