面向“卓越计划”的“电气控制与PLC”课程教学改革探讨

高敏

(常州工学院电子信息与电气工程学院，江苏常州213002)

面向“卓越计划”的“电气控制与PLC”课程教学改革探讨

高敏

(常州工学院电子信息与电气工程学院，江苏常州213002)

根据“卓越计划”的培养要求和目标，针对“电气控制与PLC”课程的特点及教学过程中存在的问题，从教学内容、教学方式方法、实践环节以及课程考核方式等几方面提出了改革措施，并实施在教学过程中。教学实践表明，学生学习的主动性和动手能力得到了提高，取得了良好的效果。

卓越计划；电气控制与PLC；教学改革

G642

B

教育部“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”)，是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010—2020年)》的一项重大教育改革项目。我国“卓越计划”自2010年6月开始实施，旨在培养造就一大批能适应经济社会发展需要的具备较强创新能力的各类型高质量工程技术人才，为我国走新型工业化发展道路、建设创新型国家和科技人才强国战略服务。[1]

“卓越计划”具有三个特点：一突出对学生的工程能力和创新能力的培养；二强调校企联合，引导行业、企业深度参与高级技术人才的培养过程；三更加明确高等教育应主动服务国家战略需求，主动服务行业企业需求的导向。[2]根据这三个特点，要求高校培养出的学生一方面要理论基础扎实，另一方面又要具备过硬的工程技术应用能力，这就对高校的课程教学提出了不同于普通本科的新要求，并且对老师和学生的要求较之以往也有很大不同。针对这种情况，本文结合“电气控制与PLC”课程教学过程中存在的一些实际问题，面向“卓越计划“的培养目标，从以下几方面探讨本课程的改革措施。

1 目前的教学状况

“电气控制与PLC”是高校自动化及相关专业的一门重要专业课程，它是综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术的一门新兴技术，是实现工业生产、科学研究及其他各领域自动化的重要手段之一，应用十分广泛。[3]因此电气控制与PLC是多种知识的综合应用，具有很强的实践性。但是在现实教学中，这些特点并没有得到充分体现，通常以课堂讲解为主，辅以少量教学实验。这种教学方式的不足是显而易见的，主要体现在以下三方面。

1.1理论教学与实践联系不紧密

学生在学习这门课程时分为“电气控制”与“可编程控制器”两部分，这两部分本是源于同一体系，只是发展阶段不同，在理论和应用上是一脉相承的，把这两部分组合在一起可以使本课程更加合理。在前一部分中，学生学习过程中接触最多的是各种电器以及电气控制线路，根据教学大纲一般这部分不安排实践环节，学生只是从书本上见到器件图片，对器件线路缺乏感性认识，老师讲解费力，学生听起来也枯燥，理论与实践教学难以同步。即使在“可编程控制器”部分安排了实验，一般受学时所限，只能让学生熟悉基本指令及少量专用指令，因此很难培养出学生的应用能力和创新能力。

1.2教学内容和方法存在局限性

“电气控制与PLC”课程的教学课时一般为48学时，其中只包含8个学时的实验。目前本课程的教学内容在不断丰富，如新型器件、更加方便的应用指令、各种特殊功能模块及PLC通讯技术不断涌现。即使采用了多媒体教学，课程学时短、内容多的矛盾仍然十分突出。一方面“理论讲授+实验”的方法往往只能强调书本知识，对学生应用与创新能力训练不够，也很难激发学生学习的积极性。另外，受限于课时少和教学进度要求，教师也难以探索出新的多样化教学方法。

1.3考核方式单一

在本课程中，考核一般是以期末考试为主，再辅以作业、实验、考勤、平时表现等评价学生的学习情况。单一的考核方式无法激发学生主动学习，导致学生最后仍然停留在书本知识的层面上，难以学以致用。

2 教学改革的探索

为了改变目前教学状况，结合学校现有条件以及“卓越计划”的培养要求和目标，二级学院对“电气控制与PLC”课程的内容、教学方法、实践环节及考核方法进行了多方面的改革和探讨。

2.1优化教学内容

面向“卓越计划”的培养要求，任课教师根据电气与PLC通用标准和行业标准制定新的教学大纲。在不改变学时数的情况下，剔除一些陈旧过时的理论和繁琐的内容，加入新型器件及PLC特殊功能模块、通信等新内容，同时认真梳理相关课程的交叉知识，尽量避免知识的重复讲解。在课堂教学时注意电气控制与PLC的衔接，两部分最后都通过解决一典型工程实际问题来优化整合教学内容，避免面面俱到或走马观花式教学，使学生能举一反三、触类旁通。

2.2改进教学方法和手段

教学方法和教学手段对激发学生的学习兴趣起着关键性的作用。结合实际情况，教师在原有板书加多媒体教学的基础上，主要推行下面几种方式，以提高教学质量。

首先，课堂教学做到精讲、多练。讲清课程的要点和基础知识，利用有限的学时来解决主要的问题，更多的内容让学生自学。在此基础上增加课堂练习，培养学生基本线路的设计能力和PLC编程能力。

其次，以多媒体计算机技术为载体，有机组合多种教学手段。教师在原有课件的基础上，增加了实物、图像、音视频、动画等元素，多方面调动学生的注意力和兴趣，以突破教学难点。如在讲解器件时，在课堂上展示具体实物，课间学生可以亲手操作。例如，在讲解“电气控制线路分析”时，插入一段“机床加工”的视频，使得学生对机床的主要结构和运动形式有了感性认识，在此基础上理解具体线路也就顺理成章了；在讲解“可编程控制器指令”时，直接在三菱编程软件GX Developer上介绍，并且利用软件的监控功能实时展示程序执行过程，采用这种方式不但直观而且在实验教学时不用再花时间讲解软件使用方法，节约了实验课时；在讲解具体的线路或PLC系统时，以动画的形式演示系统工作过程，取得了非常好的教学效果。

此外，在课堂上采用引导式、启发式、课堂讨论等多种教学方法。如，在课堂上就某些要点和难点精心设计具体问题，引导学生独立思考，并留出相应的时间集体讨论，使得学生学习由被动变为主动；对于一些有争议的问题和衍生知识，老师不直接给出答案，而是指导和鼓励学生查阅相关资料文献，这样既培养了学生的自学能力，又扩大了其知识面。

2.3改善实践教学环节

如前所述，在课堂上教师已把实验相关编程软件作了详细介绍，因此学生可以直接上手做PLC实验，相对增加了实验时间。针对“卓越计划”，在大学二年级安排了1周的电工实习，既培养了学生们的动手能力又为本课程的电气控制部分的讲解作了铺垫。在实验学时基本不变的前提下，打破常规，在课后安排了2周的电气控制与PLC企业课程设计。课程设计时间的增加，弥补了实验学时的不足，避免了课程设计由于时间短而流于纸上谈兵。此外，通过校企合作平台，将相关生产项目作为课程设计题目，带领学生进入生产现场实地考察生产工艺，由企业指导老师和课程老师共同指导学生完成，从而实现企业深度参与培养过程的目的。

同时，依托学校大学生创新创业计划，组织部分对科研有兴趣的同学组成项目小组，申报大学生创新创业项目，着力培养和提高学生的创新实践能力和工程应用能力。

2.4改进考核方式

在传统考核方式基础上，对考核内容和总评各项比例分配作相应调整。期末总评成绩仍由理论考试、实验、平时三部分组成。调整后，理论考试占总评的50%，实验占30%，平时占20%。

理论考试中，试卷内容减少了概念考题所占比例，相应增加应用类考题分数，同时还增加实验操作的相关内容，并保证此部分内容不少于卷面的15%。

平时成绩则在作业考勤、平时表现等基础上增加综合能力这一项，这可以是学生在学完本课程后自己查阅相关资料写的一个小论文，也可以是就某一具体内容做的一个小制作或者以其他形式体现，并且此项占分不低于总评的10%。

实验成绩从预习、操作、实验报告三方面综合考查，每个实验项目前两项都要当场打分，最后实验成绩根据每个实验项目难度系数加权平均得到。对于实验考核不及格的同学采取一票制否决，取消其理论考试资格，促使学生重视实验操作进而提高实际动手能力。

3 结语

针对国家“卓越计划”项目的培养目标，本文根据“电气控制与PLC”课程的特点结合具体实际情况，从教学方法、教学内容、实践环节和课程考核方式等几个方面探讨了一些改革措施，并初步在教学实践过程中取得了较好的效果。最明显的是激发了学生的学习兴趣，学习由被动转为主动，促使学生发现问题并努力解决问题，同时学生的实际动手能力、创新能力和工程应用能力也得到了显著提高。随着本课程在“卓越计划”中的进一步实施，任课教师将不断总结教学实践经验，积极完善和改进教学方法，努力为社会培养出高质量的工程技术人才。

[1]张鹏，吴东艳，张凌志.“卓越计划”背景下传感器课程改革与探索[J].中国电力教育,2013(19):68-69.

[2]李德才，王俊.关于培养“卓越工程师”的几点认识[J].研究生教育研究，2011(3):53-57.

[3]史国生.电气控制与可编程控制器技术[M].3版.北京：化学工业出版社，2010.

责任编辑：陈 亮

″ExcellenceProgram″OrientedExplorationofTeachingReformforElectricControlandPLC

GAOMin

(School of Electronic Information and Electric Engineering,Changzhou Institute of Technology,Changzhou 213002)

According to the requirements and goal of training program of ″Excellence Program″,and with focus on the characteristics ofElectricControlandPLCcurriculum and the existed problems in the teaching process,we present reform measures from several aspects including the teaching contents,the teaching methods,practice and assessment methods,and implement them in the teaching process.Practice shows that after these reforms,the learning initiative and practicing abilities of the students have been well improved with good results.

Excellence Program;ElectricControlandPLC;reform in education

2014- 04-25

高敏(1974— )，女，硕士，讲师。

1671- 0436(2014)03- 0090- 03