电气控制与PLC应用技术课程教学方法改革与实践

冮明颖?姜丕杰

摘要：电气控制与PLC应用技术课程作为高等院校电气专业的专业技术基础课，知识点较多，理论性和灵活性均较强，对实践环节也有较高的要求，单靠传统的教学方法，已达不到预期的教学目标。结合该课程的特点及教学实践，对电气控制与PLC应用技术课程在教学模式上进行了改革与尝试。实践证明：采用多媒体课件与案例教学相结合的授课方式有效地增强了学生学习的主动性与积极性，加强了学生对工程实际的理解与应用，取得了良好的教学效果。

关键词：PLC应用技术；多媒体课件；案例教学

作者简介：冮明颖（1976-），女，满族，辽宁黑山人，辽宁工业大学电气工程学院，讲师；姜丕杰（1978-），男，辽宁大连人，辽宁工业大学电气工程学院，讲师。（辽宁 锦州 121001）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）09-0058-02

电气控制与PLC应用技术课程是电气工程及其自动化专业的技术基础课，它是在继电器控制基础上以微处理器为核心，集计算机技术、电气控制技术和网络通信技术于一体的理论与实际相结合的综合性学科。[1]该课程内容涉及面较广，理论性和灵活性均较强，对实践环节也有较高的要求。

随着可编程控制器在各个行业的广泛应用，现代企业对PLC技术人员的需求也日益增大。对于高等院校的本科学生而言，应该掌握PLC的基本原理及其在自动控制系统中的应用，会运用PLC改造传统的继电器控制系统，具有维护及管理自动化生产线的基本技能。然而传统的PLC教学模式，对学生的自主学习热情及实际动手能力的培养严重缺乏，[2]与现代企业所需求的用人标准存在很大的差异。故而给PLC教学工作带来了很大的挑战。那么，怎样教好这门课程，使学生对该课程产生浓厚的学习兴趣，提高学生的实际动手能力与工程实践能力，一直以来是教师关注的焦点问题，也是高校教学改革的立足点。因此，对PLC技术及应用课程的教学模式进行改革有着十分重要的意义。本文结合该课程的特点，改革原有的教学模式，以电力系统及其自动化专业11级学生为改革实践对象，对PLC技术及应用课程在教学模式上进行改革与实践。

一、教学改革方法探讨

电气控制与PLC应用技术这门课程，知识点较多，以往的授课方式（粉笔+黑板）存在某种弊端，课堂教学内容比较枯燥乏味，教学效率及教学容量较低，影响了上课质量，直接表现为学生的学习积极性不高，对知识点的理解不够透彻，实际动手能力欠缺。针对教学过程中存在的种种现象，笔者采用了多媒体课件教学与案例教学法相结合的授课方式，以改变教学现状。

1.多媒体课件教学

采用多媒体教学手段，可以运用多媒体创设教学情境，突破传统教学模式的局限。笔者结合当前电气控制与PLC的发展现状与实际的工程案例，利用PowerPoint技术及Flash动画技术制作了与教材配套的电气控制与PLC应用技术这门课程的多媒体课件，该课件内容丰富、形象、生动，深受广大学生的喜欢。[3]通过幻灯片中的图片、文字及动画的放映，增强了学生的感官认识，可以使抽象复杂、难以理解的问题变得具體形象而直观，降低了学生学习的难度。

对于初学电气控制与PLC应用技术这门课程的学生而言，单靠教材上给出的国际电工委员会（IEC）做出的定义是很难理解的。俗话说“万世开头难”，对于抽象生僻、难以用语言描述的定义及问题，往往教师费尽口舌学生却还是一知半解。如何让学生形象直观地理解可编程控制器的功能及作用呢？这时，在课堂的教学中就要借助多媒体课件，通过简单的Flash动画把传统继电器控制系统控制电机正反转的整个控制过程演示出来，然后PLC控制电机正反转的过程演示一遍，通过幻灯片上电机工作原理的演示，使学生对接触器、线圈，常开触点、常闭触点等电气设备的工作原理及动作顺序有了初步的认识与理解，为后续对各类电器元件工作原理的讲解做了有力的铺垫；接着再演示用PLC实现电机的正反转的工作过程。通过观看可知，同是实现电机的正反转控制，用传统的继电接触器和PLC两种不同的控制方式都可以实现，并且达到的效果也完全相同，从而可知，这两种不同的控制方法实现的目标是完全一致的。通过幻灯片课件中的硬件构成可知，不同之处在于，两种控制方式的工作原理及控制手段是不同的，前者是纯硬件控制的，而PLC是靠硬件和软件共同来实现该控制功能的。PLC就是在传统的继电接触器控制基础上随着计算机技术的发展而逐步演变而来的。在此基础上，可以顺理成章地引出PLC的定义。此时，学生对PLC的定义已经有了一定的认识与理解，相信在教师的详细讲解下学生一定能够很好地掌握该部分的内容。

多媒体的授课方式，既增大了教学容量，又提高了课堂效率。教师利用课下时间先将原理图、外部接线图、PLC不同厂家的产品实物图、各厂家的编程语言、习题等制作成幻灯片，使有限的课堂时间能够传授更多的知识。

2.案例教学法

电气控制及PLC应用技术是一门理论与实践相结合的课程，提高学生的实际动手能力与工程实践能力是目前教学中一直关注的问题。在教学的过程中，教师可以根据教学目的和教学内容的需要，引用一些实际生活中经常接触到的具有实用性、代表性、综合性及典型性的案例，鼓励并引导学生积极主动地参与项目方案的设计，即案例教学法。通过对典型案例的分析，可以使学生掌握解决实际问题的思路和方法，以提高学生的主观能动性。

现以“十字路口交通灯的模拟控制”为案例来介绍案例教学的实施过程，所选择的案例是日常生活中比较熟悉的实例，综合性和实践性都很强。第一步，由教师借助多媒体课件讲解十字路口交通灯的控制要求及工艺流程，通过生动形象的动画演示，学生可以清晰直观地理解交通灯的实际控制过程及具体变化规律，各个环节之间的相互关系也一目了然，然后给学生布置具体设计任务。通过这一步可以培养学生的理解能力、积极思考及理论与实践相结合的能力。第二步，将学生分成几个小组，学生接受设计任务后，通过查阅有关资料，组内成员进行集体讨论、相互交流，每个小组制订出一套较合理的设计方案及设计步骤，编制符合控制要求的梯形图程序。学生通过查阅相关方面的知识，可以对国内外PLC最新应用技术有进一步的了解与认识，不仅扩大了学生的知识面而且加强了学生的文献检索能力，为以后参加工作及开展科研工作打下坚实的基础，同时也加强了学生团队意识的培养，锻炼了学生独立查阅文献、独立分析问题、思考问题及解决问题的能力。第三步，每个小组选出一名代表，阐述各自的设计思路及方法，通过各个小组之间的交流和探讨，从中找出各自的优点与不足，最终，每个小组都拿出一套自己的设计方案。通过设计方案的论证，同时也锻炼了学生的语言表达能力与逻辑思维能力。第四步，教师通过比较各组的设计方案，给出评价，最后作出总结。

案例教学法的应用，使学生加强运用理论知识解决实际工程问题的能力，对于提高学生的工程设计能力，培养团队合作精神与独立思考能力，鼓励个性展示和创新意识有非常明显的效果，并且对其学习和就业也有一定的帮助。

二、结语

针对PLC技术及应用课程教学过程中存在的几点问题，积极探讨先进、有效的教学方法及教学模式。在PLC教学过程中，始终把学生作为教学的主体，以企业对用人需求的标准为目标，以面向市场的工程意识培养为理念，[4]结合PLC技术及应用课程的特点，改革传统的教学模式及方法，实现学生学习兴趣及自主探究学习能力上的突破与创新。经过对电力系统及其自动化专业学生的教学实践证明：采用多媒体课件与案例教学相结合的教学方法，有效地提高了学生的学习成绩及分析和解决实际问题的能力，教学效果良好。

参考文献：

[1]廖常初.PLC编程及应用[M].第二版.北京：机械工业出版社，

2005.

[2]李胜多.《电气控制与PLC技术》系列课程教学改革的探索[J].设备管理与维修，2010，（6）.

[3]冮明颖，鲁宝春，姜丕杰.多媒体案例教学法在PLC课程中的应用初探[J].当代教育理论与实践，2013，4（87）.

[4]于常武.以人为本 实施主体教育——高校青年教师现代教育理念探讨[J].黑龙江教育，2006，（1）.

（责任编辑：王意琴）