“电器与可编程控制器”课程的教学改革与实践

高敏+廉春原+熊超+马明宇+陆超然

摘 要：“电器与可编程控制器”课程是电气与自动化专业的重要专业课，本文针对课程特点从理论教学和实践教学两方面提出了相应的改革措施，实施后学生的学习主动性和工程实践能力得到了提高，取得了不错的效果。

关键词：电器与可编程控制器；教学方法；教学改革

“电器与可编程控制器”是我院自动化与电气工程及其自动化专业的一门重要的专业课，它不仅具有一定的理论要求，而且是多种知识的综合应用，具有较强的实践性。我校作为应用型本科教学单位，培养的学生应具备较强的工程实践动手能力。通过重点专业课程提高学生的工程实践能力也是教师们要研究的一个重要问题。本文就本课程目前存在的一些问题结合这一培养目标，提出了理论与实践上的一些改革和探索。

一、 目前教学方法的不足

目前在本科专业课教学中最常见的是理论加实验的模式。在这种模式中，基本上是课堂上老师主动地讲，学生从头至尾被动地听，缺乏主动性与参与性，教学效果不甚理想。而在实践教学环节中，首先，实验课时数受培养计划所限，不能完全满足教学要求；其次，学校的实验设备无论是数量上还是功能上通常是滞后于教学要求的，有些实验难以开展或者只能做一下演示。考核环节也是注重理论，轻实践，虽然实验在总评中占有一定比例，但是对学生而言并没有什么约束力，学生普遍不重视。在这种教学模式下，学生的实践能力很难得到培养。

二、 理论教学改革与实践

“电器与可编程控制器”这门课程工程应用特点很突出，因此在理论教学中教师要确立以理论服务于实践为导向，在理论讲授时以工程实例为基础，同时改革教学方法来吸引学生听讲，引导学生主动学习来提高学习效果。我们在课程建设中作了以下尝试。

1. 互动式教学

多年的教学经验告诉我们，如果激发了学生的学习兴趣，教与学就会事半功倍。互动式教学就是激发学生学习兴趣，让学生参與到教学过程中的一种很好的教学方法。在本次课程改革中，具体做法为：在讲授完一定章节后结合授课内容提前一周指定所要讨论的教学内容，让全班课后分组讨论，并要求在课堂上每组会随机抽一名代表给全班同学做报告并进行评比，最后老师进行总结。采用这种方式，每位学生不敢懈怠，都会积极参与进来。在准备报告的过程中，学生主动查阅相关资料，将可编程控制技术的热点问题与前沿知识自然而然地带入到课堂，这不仅激发了学生的学习兴趣，而且拓宽了知识面，对学生而言也是一种全新的教学模式。

2. 工程案例教学

采用工程实例进行理论教学要贴近生产和生活。本课程主要由电气控制与可编程控制器两部分内容组成，无论采用哪种控制方式所涉及的执行器件无非是电磁阀和电动机。结合专业特色选取生产及日常生活中大家都熟悉的实例来进行讲解可以取得不错的效果。如电机的正反转线路是本课程中的一个非常重要的知识点，也是典型控制线路，其应用实例很多。在本课程中我们选取大家日常生活中都很熟悉的电动门为例，这个实例每一位同学都见到过，而且大家每天都进出校园经过校门，但是一般不会把它和所学课程联系起来。通过这个实例可以把电机的正反转控制，点动控制与长动控制，还有限位保护等知识串联起来，并且在讲到线路的设计过程中元件的选取原则和注意事项等。在课程后面讲解到可编程控制器时，同样还是选取这个实例，讲解如何将常规继电接触器控制电路转化为梯形图，两种控制方式中常开常闭触点的逻辑关系及表示方法，让大家进行比较。同时会提出线路在实际工作时出现的故障问题，如电机正反转切换时出现跳闸现象，让同学们思考，让他们找出故障原因及解决方法，以培养他们的实践能力。

3. 网络教学

目前新的本科人才教育培养方案趋势是削减教育总学分，减少必修学分，增加选课空间。本课程受此影响，学时由早期64削减为48。为弥补课时不足，我校引进了Blackboard网络教学平台，使得学生可以课后借助于该平台继续学习，与老师进行互动交流。老师也可以将一些拓展内容放入该平台，让有兴趣的同学深入探讨。

三、 实践教学改革

要培养学生的工程实践能力，实践教学环节是关键。本课程的实践环节由课前实习、课内实验和后续的课程设计三部分组成。

1. 电工实习

根据新的培养计划，对于电类专业在大学二年级安排了一周的电工实习，实习内容包括低压电器元件的认识及基本控制线路的安装、运行，培养了学生的动手能力，同时提高学生对本专业课程的学习兴趣，为本课程的电气控制部分的讲解作了铺垫。

2. 实验

在近年学校的大力投入下，可编程控制器实验设备达到了20套，基本能做到每2人一组。按目前的培养计划，实验学时数基本为6至8学时，实际上是不能满足课程需求的。为了增加实验有效时间，我们在理论课上布置实验任务，要求同学课前完成程序的编写，提前输入实验程序，在课堂上学生的任务是接线与调试，并且分析实验运行结果。这样基本上不存在课堂上来不及完成实验的情况，并且相同实验课时内所能完成的内容相应地增加了。

通常学生比较重视书面考试而对实验不以为然，做实验时会存在滥竽充数、浑水摸鱼的情况。针对这种现象，我们适当增加了实验成绩在总评中的比重，并且在上第一次课时就告知学生实验考核制度。具体是每个实验课前要检查预习报告，没有预习的同学不允许进入实验室；在实验课上根据调试过程，实验结果当场给操作项打分；每个实验成绩由预习、操作、实验报告三方面综合得出，最后的实验成绩再由每个实验项目根据难度系数加权平均得到。对于实验成绩不及格的同学直接取消其理论考试资格。通过严格的考核制度，学生对实验课的重视程度大为提高，学习的主动性增强，实际动手能力得到了锻炼。

3. 课程设计

在新的培养计划中，我们把课程设计的时间由一周增加为两周，弥补了实验学时的不足。对于每一个设计题目，确保有一定的难度和工作量，并且根据难度分为一般、中等、较难三个层次供给学生选择，同时我们允许并且鼓励好学的学生根据兴趣自己选择题目，这样既保证了教学要求又满足了不同学生的需求。设计过程中，老师严控把关，不仅每组要检查调试结果，而且根据分工不同会对组内每位同学针对性地提问，最后交报告时每位同学还要进行答辩，确保每位学生都能得到相应的训练。这样操作之后，减少了学生之间的依赖性，学生的独立解决问题的能力得到了提高。

四、 总结

针对“电器与可编程控制器”课程特点，我们从理论和实践两方面双管齐下进行改革，初步取得了不错的效果。最显著的是学生的学习主动性，工程实践能力大为提高。课程的教学改革是一个长期渐进的过程，今后我们还要和其他教学单位多方配合，力争培养出符合社会需求的工程技术人才。

参考文献：

[1]王艳芳，孙丽君，任胜杰.电气控制技术与PLC课程教学改革研究[J].中国电力教育，2014（30）：33-34.

[2]高敏.面向“卓越计划”的电气控制与PLC课程教学改革探讨[J].常州工学院学报，2014（3）：90-92.

[3]史国生.电气控制与可编程控制器技术[M].北京：化学工业出版社，2010：7.

作者简介：

高敏，廉春原，熊超，马明宇，陆超然，江苏省常州市，常州工学院电气与光电工程学院。endprint