高职电气控制教学内容改革与实践

李中帅

摘要：通过对高职电气控制类课程教学现状进行分析，指出了传统教学中存在理论与实践脱节的问题，研制了符合课程改革的电气控制柜，设计了循序渐进的项目式的教学内容，贯彻了前紧后松的以学生为中心的教学方法，强化实践性教学，培养学生动手动脑、果敢从容解决问题的工程素质。课程改革实施效果好。

关键词：电气控制;教学改革;教学做一体化;工程素质

中图分类号：G712     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2015）19-0131-03

笔者一直以来教授电气控制类课程，以《电气控制与PLC应用》课程为例，既要讲授基础的电气控制线路，又要兼顾系统的PLC知识，在96个课时中难以面面俱到，甚至容易顾此失彼。鉴于此，计算机控制技术专业调整人才培养方案将加大该课程的课时量，分成《电气设备装配与维护》与《PLC应用系统设计》两门课程授课。[1]电气控制课程传统的教学方法是先在课堂上对学生进行理论知识的讲解，然后安排到实训室进行实践环节的教学。由于理论知识的枯燥性，学生的学习兴趣不高，理解不够深刻，课堂教学效果不够理想。这结果导致了学生对知识点的掌握达不到教学预期的目的，也导致了学生在实践过程中出现理论与实践脱节的现象，导致在实际操作时仍然“有些迷惘，不知从何下手”。长期如此，学生当初对课程的热情终将磨灭。此类课程乃专业基础课程，如不正确对待，将会影响后续课程学习效果。因此，教学方法急需调整。

一、教具的研制

要保持学生对课程的热情，该课程必须采用在实训室进行教学做一体化的授课方式。[2]譬如，接触器的主触头与辅助接点在原理图与接线图的区分问题。在以前的教学中，很多学生对两类触头或接点总要问老师：“主触头找到了，辅助接点在哪里呢？”其实，这暴露出他们没有真正理解电气原理图与电气接线图的区别。前者只用来说明工作原理而不反映电气元件的实际位置，而后者恰恰相反，它反映出各元件实际接线的位置而淡化电气原理。在教做一体化的实训室授课就不存在这样的问题。笔者的经验是拿出一个废旧的接触器作为道具，当场拆开，实施解剖。哪里是主触头，哪里是辅助接点？一目了然。接触器结构、动作原理以及电气原理图与接线图的区别均能一块讲解，事半功倍。当然，仅讲授还不够，还应该在实际操作时重点强调。有感于此，笔者吸取几年来教授该类课程的经验，设计了简易电气控制柜供学生实操时使用。如图1所示。

一柜两面布置一致，180度对称，每面单门，分上下两部分。上半部分：电气控制线路;A处：安装电源总开关，三相四线的4孔插座;B处：安装断路器、接触器、热继电器、控制变压器、中间继电器、时间继电器、熔断器座、行程开关、线槽等低压电器;C处：进出线的端子排。

此电气控制柜结构简单，分上下两部分。上半部分仅安装了若干导轨及线槽，门上预先打好若干个孔方便安装指示灯及按钮，设计意图是让学生按实训要求像搭积木一样自行安装电气元件完成电气控制接线，包括在课程初期所使用电源进线的制作，全部由学生DIY完成。下半部分为预留位置，可挂装装有PLC、开关电源、中间继电器的网孔板，方便日后PLC的教学及毕业设计的开展。

该电气控制柜共制作30台，可供60名学生同时使用，在课程教学中一直使用。

二、项目式教学设计

以真实的电气设备为实际情境，本课程设置三大项目，循序渐近，由易到难，如图2所示。每一项目教学的最后进行整套电气控制线路的安装与调试，综合性与难度逐增，有效地巩固和锻炼了学生动手能力与理解能力。三个项目依次是CW6163B型卧式车床电气控制线路安装与调试、Y3150型滚齿机电气控制线路安装与调试、TW-15A仪用螺杆空压机电气控制线路安装与调试。项目一包括直接启动控制线路、点动控制线路、具有过载保护的长动控制线路、多地启停控制线路等常用的基本控制线路。[3]该项目的教学必须放慢节拍，因为学生的理解能力、对接线工艺的掌握及耐心的培养均完成于此阶段。教师除了耐心讲授、悉心指导之外，还必须在学生实操的过程中“多走动”，主动观察学生的练习情况，及早发现问题并及时作总结性讲解，最后还要严格打分，指出问题，直至各组完成任务为止。课程改革初期，有个别组在上课期间未能完成实训任务，于是要求该组在课余时间来实训室进行补做，教师在课余时间仍然过来指导，目的是让学生知道老师非常重视他们，也要让学生领悟“今日事今日毕”的道理，日后走上工作岗位也应积极上进，提高效率。项目二包括顺序控制线路、点动长动混合控制线路、正反转控制线路、位置控制线路、自动往返控制线路等，综合性增强。项目三综合性强、难度大、涉及知识面广、接线复杂程度高，在这一项目教学中适当进行扩展，侧重于中间继电器、时间继电器的应用，它包括单只按钮控制电动机启停线路、中间继电器实现顺序控制线路、半波整流能耗制动控制线路、全波整流能耗制动控制线、Y-Δ降压启动控制线路。

三、以学生为中心的教学方法

1.前紧后松，以学生为中心，授课逐渐轻松。每个班级学生按2人一组进行分配，分配原则最为简单，即按全班学生出生年月日排序，不接受友情组合，因为这不利于整体素质的提高。课程的前一、二个项目老师示范，之后的实训练习必须对学生从严要求，严格把关。目的在于让学生从一开始养成良好的工作习惯。从电气元件选用、安装、布局、接线工艺、调试步骤、功能各个环节严格要求，务求每组出精品。在学生练习的过程中，老师“密集巡逻”，遇见不规范的现象及时制止并要求立即整改，直至该组学生完成并达标为止，最后严格打分，如表1。学生们耐心地接受了极大的考验，压力之下效果显著。

刚开始实施阶段上课确实很辛苦，但是当学生们养成习惯，能力逐渐提高之后，老师逐渐轻松，以学生中心实施教学。老师可退居“幕后”进行点拨与监督，在整个课程的教学过程中坚持从严打分，与课程实施初期一样，千万不可乱了阵脚，不能有丝毫懈怠。endprint

2.以实践验真知。学生分好几类，其中有一类学生喜欢独树一帜，这并不是坏事，我们需要能够独立思考的学生。为什么要用老师“规定”的方法来接线呢？我鼓励同学按自己的方法来做，但是一定与老师讲授的方法进行对比。结果，很多同学实训完成后发现老师讲授的方法确实是最有效的，因为这是前人总结的宝贵财富。于是学生们下次练习时不会直接提出说用自己方法来做，而是在心里面比较一下老师讲授的方法与自己的方法，择优从之。这便是“实践出真知”，规定动作与自选动作并存，并不磨灭学生的创造性。

3.注重工程素质的培养。对于高职的学生，应注重安装、调试、维修工程素质的培养。[4]在本课程改革过程中，笔者十分注重培养学生在装调电气设备发现问题时，使其做到思维清晰、有步骤，讲究方法、果敢从容。譬如，在完成电气控制接线后进行调试时，应严格以下步骤。[5]首先进行“无电无载”检测（不接电源进线及电动机），利用万用表电阻档，主要目的是防止主回路或控制电路的短路。步骤是先检查主电路：合上总开关，按下接触器。再检查控制电路：仔细检查每一条可能的控制回路。其次进行“有电无载”检测（仍不接电动机），接入交流进线利用试电笔与万用表交流电压档。步骤是合上总开关，用试电笔检查从电源进线侧开始的每相电路的每一个接线处。操作按钮检查功能，观察接触器吸合的现象，看功能是否达到了预期。功能若正确，检查端子排电动机接线处是否有电，并测试每两相的电压是否为380V。最后确认前两步完成并无误后，断电接入电动机进行带载试运行。严格按流程进行调试，各组学生完成各任务的成功率逐渐提高。常出现的接线方面的问题有熔断器损坏、端子接触不良、导线接头未接好，工艺方面问题有露铜过长、压接导线绝缘皮、走线未垂直入槽、未按电流流向走线（上进下出）、同一端子压接多于2条线，功能方面问题有常开、常闭接点混淆，接触线圈连接短路等。

四、结束语

以实际电气设备工作项目，努力营造真实的工作情境，运用前紧后松的以学生为中心的教学方法，注重培养学生果敢从容解决问题的工程素养，既能吸引学生的注意力、提高学习兴趣，又能锻炼学生独立解决问题的能力。在整个课改实施的过程中，教师扮演角色是多方面的。在课程初期，必须勤于督促;在学生掌握了基本技能之后，这时教师又应该“懒惰”一点，留点空间给学生们独立思考。当然，共性的问题必须及时讲解总结。

学期末对学生在“对本课程的喜欢程度”、“教师课堂教学效果”、“本课程对你的动手能力提高程度”、“通过本课程你学习到的知识”等方面进行了班级调查，如表2所示，不满意的学生比例为0%，各项指示均比改革前有了较大的提升。

参考文献：

[1]武艳.基于项目式教学的电气控制与PLC技术课程改革的实践[J].高等函授学报（自然科学版），2012，25（6）.

[2]李树元，孟玉茹.电气设备控制与检修[M].北京：中国电力出版社，2009.

[3]阮友德.电气控制与PLC[M].北京：人民邮电出版社，2009.

[4]朱媛.基于学生创新素质培养的《机床电气控制与PLC》课程改革研究[J].安徽电子信息职业技术学院学报，2009.

[5]虞尚明.高职院校工程类专业教学法初探——以中山职业技术学院“逆顺工程”模式教学法为例[J].中山职业技术学院学刊，2013，（4）.endprint