现代电气控制与可编程控制器课程的教学方法改革及探索

缪仲翠

（兰州交通大学 自动化与电气工程学院，甘肃 兰州730070）

“现代电气控制与可编程控制器” 课程是实现电器控制的通用性和专业性极强的课程,是自动化领域的一门专业课, 由继电、接触器控制系统应用基础和可编程控制器( PLC) 应用两大部分组成。这门课的特点是：（1）实用性很强。电气控制在工业生产等各个领域应用非常广泛，各类企业都有对相关知识人才的需求，将来学生就业就有可能直接应用所学知识。 （2）实践性很强。 必须有实验和实训作为平台，提高学生的实践分析能力动手能力。 （3）综合性强。 它是集电机原理，电力电子技术、微机原理、网络通信等课程为一体。尤其是随着科学技术的发展，各类电器逐渐小型化、电子化、智能化，同时可编程控制器向高集成、高性能、高速度、大容量、模块化发展，同时也向普及化发展，因此，作为自动化专业的学生上好这门课程是非常重要的。 根据本课程的性质和针对社会对学生的需求，本文对“现代电气控制与可编程控制器”本科教学方法进行了探索和研究。

1 教学改革的实施策略

1.1 上好绪论课，激发学生的学习积极性和学习兴趣

作为一门实用性课程，学生的学习兴趣尤其重要。 但是很多学生因为之前学过理论性强、抽象的课程，就很容易产生“难学、没信心”的念头，出现还没学就退缩的现象。 在上绪论课时，应该从各个方面动员、激发学生的学习兴趣和积极性。

1.1.1 强调该课程的实用性以及应用领域

首先要强调本课程实践性极强的特点， 使学生明确学习目的、重点，各知识点在以后工作中的用处。 例如：在讲解继电器-接触器系统时，因自动化专业很大一部分去工业生产现场，强调继电器-接触器控制系统应用很广泛，机加工的很大机床任然在使用。 在讲解PLC 内容时，首先列举PLC 在工业、农业、交通运输业及日常生活中广泛应用的例子，如：各生产单位的数控机床、电梯控制、小区恒压供水、都市的霓虹灯、人工喷泉等等，这些与大家日常生活息息相关的例子，学生知道学习这门课程的用途，可激发他们的学习兴趣。 同时还可以联系就业市场的需求（有较多单位提出“懂得PLC 者优先”、“我们上课的实例就是我们将来可能要维修的机床”），从而激发了学生的学习欲望。

1.1.2 强调该课程的特点——直观、简单

很多学生在学习时，一开始对课程有了“我肯定学不好”“我的单片机、电机学都学的那么差”等的想法。 在绪论课上强调本课程的特点，并指出和其他课程的区别，强调本课程很直观，也很简单，课举例证明。

1.1.3 讲解电气控制系统的发展

讲述电气控制从手动控制到继电器接触器控制，然后到可编程逻辑控制再到可编程控制器的发展，并分析继电器接触器控制系统的特点，强调随着科学技术的发展，各种电器也在向无触点化、智能化发展，在工业生产领域占很重要的领域。 讲解可编程逻辑控制器的是如何在继电器接触器控制系统基础上发展的，以及发展到现在的可编程控制器的特点，以及其强大的功能。 并讲解继电器接触器控制系统和可编程控制器之间的关系，使学生对课程有了总体的概念。

1.2 课堂教学中激发学生的学习热情和信心

本课程的课堂教学，切忌不能像有些理论性较强的课程老师从头到尾的进行讲解、推导，而是调动学生的学习主动性。在课程安排上以实际应用项目为主线，由实际项目带出电器元件的应用、各种控制方法、原理的学习，这样可使学生一边学新的电器元件，学习新的控制方法，一边用到实际的应用中。

1.2.1 在讲解电器器件时，最好拿实物让学生有感官上的认识，然后结合图纸讲解工作原理。 作为自动化本科专业，对各种电器不仅要知道器用途，也要熟悉其工作、动作原理，这样才会加深理解。 同时不能从头到尾把各个电器罗列讲解，这样学生听起来很枯燥，而是由具体应用项目带出电器。 例如，在第一讲首先讲解电动机的正反转控制，分析正反转的主辅电路的工作原理，这样就带出按钮、接触器、熔断器、热继电器的应用，在讲解它们的工作原理用途，这样学生比较容易接受。

1.2.2 在讲解控制原理时，充分发挥学生的主观能动性。 让学生积极地主动地参与在课堂教学中。 在控制原理的讲解中，老师并不是在原理图基础上枯燥的讲解，而是和学生一起在课堂上根据实际的需求共同设计。 刚开始学时可能考虑不全面有很多设计缺陷，这时和同学们一起讨论缺陷的后果，从而讨论解决问题的方法。 这样就从一开始培养学生设计、分析、解决问题的能力，在课程教学中引导和开发学生。

2 在实践教学中培养学生的动手和解决问题的能力

实践教学是人才培养中不可或缺的重要环节，也是非常重要的人才培养手段。 对于自动化专业的人才培养更应重视实践教学，实践教学能够实现传统理论教学难以实现的教学效果，能尊重并提升学习者的主体性和创新意识，把学习者的“体验性知识”作为课程内容的有机构成。 对于这门课程的实践教学我校自动化专业主要是实验课和课程设计。

2.1 实验教学

现在很多课程的实验都是傻瓜式实验，无非将课本上的原理图般在了实验面板上，学生看不见实物。 而电气控制与可编程控制器课程的实验，给出了分离的电气器件，学生自己设计、自己接线、自己调试。当学生接线有误导致电机不旋转时，自己查找问题，要求一定要理解电机不能正常运行的原因，这样才能达到实验的目的。 当学生见到自己的电机正转、反转、停车时，能感受到该课程给他们带来的乐趣并激发了学习的兴趣。

2.2 课程设计

作为自动化专业的学生，通过课程设计可以使学生更深入理解电气控制系统的基本理论和基本方法，掌握控制系统的分析与综合的方法。对于培养和提高学生运用理论分析和解决实际问题的能力和水平有极大的意义。 在课程设计中基本是一人一题，学生首先要根据实际对项目进行分析，然后根据PLC 设计的步骤设计。 课程设计要求对每个学生进行小组答辩，答辩老师由5-6 人组成。 答辩时在讲解的过程必须能进行仿真演示，不同的老师要从各个方面进行提问，这可强化学生的理解， 要求学生有比较全面的综合知识和解决实际问题的能力。通过课程设计不仅综合强化了学生知识，更是锻炼了学生解决实际问题分析能力和动手能力。

3 教学经验和心得

3.1 老师一定要在教材、教法的研究上下功夫，提高教学的艺术性和科学性。 在现代化科技飞速发展的信息时代，教师应多获取与本专业相关的资料，提高自身素质，给学生以信心，激发学生的学习兴趣。

3.2 随着科学技术的发展，现在一些低压电器向电子化、智能化、小型化发展，同时PLC 控制系统不仅能代替继电器接触器控制系统，而且能实现复杂先进的控制，因此老师要通过不断的学习和补充新的知识，把先进的控制技术引入课堂。

3.3 在课堂中尽可能引入实际的工程应用， 让学生知道它的应用领域，可以激发了学生的兴趣。在讲解控制原理时，尽可能的设计一些故障，以培养学生故障判断和排除的能力。 要求有较强的解决问题的能力，是当前很多工厂急需的技术人员。

3.4 注意学生实验时的安全，培养学生现场安全意识和责任。 强调个人人身安全、他人人身安全和设备安全。 强调在电路通电前一定要经过教师的检查和确认。这要求教师要有很强的责任心和较强的实践动手、处理问题的能力。

总之，现代电气控制与可编程控制器课程的教学不仅注重课堂的教学方法，更要加强实践教学，以提升学生的学习兴趣和学习的主动性，培养学生综合实践能力。同时这也对老师提出了更高的要求，只有不断的充实自己才能在教学中应用自如，才能有更好的教学效果。

［1］赵琦,苟小军. 地方高校生物技术类专业实践教学改革[J].实验科学与技术，2013(4):56-58.

［2］章小印,林丽君,高振萍.电气控制与PLC 的教学方法改革探索[J].科技信息，2010(29):56-58.