基于工程教育认证体系与学校特色的“电器与PLC控制技术”课程教学改革研究

夏晨阳　戴鹏　徐瑞东　王攀攀　刘利民

摘要：针对目前“电器与PLC控制技术”教学中存在的不足，基于工程教育认证体系，结合中国矿业大学的办学特色，以电气工程专业背景为依托，以基于PLC技术的矿井提升机为对象，设计教学、实验、实践、考核和企业实践环节；研究并提出一种基于工程教育认证体系与学校特色的“电器与PLC控制技术”教学改革方案，为专业及应用型技术人才的培养奠定了基础。

关键词：工程教育认证；PLC；特色；应用

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）51-0012-02

高等工程教育专业认证是世界工程教育认证领域较有影响力的认证标准[1]。基于工程教育认证体系的培养方案能够实现学生专业素质的不断提升。“电器与PLC控制技术”是一门实用性极强的工程性学科，加强“电器与PLC控制技术”课程的学习，结合高等工程教育专业认证体系建设，提高学生的工程应用技术能力，是本课程教学的主要目标。

本文基于当前工程教育认证体系，同时结合中国矿业大学的办学特色，以基于PLC控制技术的矿井提升机控制系统为主线，贯穿教学、实验、实践与考核等各个环节，以期提高教学质量，培养出更加优秀的工程技术人才。

一、电器与PLC控制技术教学现状

为提高“电器与PLC控制技术”的教学质量与教学效果，国内外学者提出了很多具有建设性的方法。目前的教学改革，主要是从“课程学时的合理分配”“教学模式的改变”“课程设计的创新”“考核体系的调整与改革”等几个方面进行探讨[2-4]，纵观目前国内对“电器与PLC控制技术”的教学情况，现有的教学模式虽然较以往有了较大改进，但仍没有摆脱以“教师为中心”的传统教学模式，主要表现在以下几个方面。

1.课程教学。课堂理论教学占据了80%左右的课时，意味着同学们缺乏更多动手实践的机会，这将因缺乏实际的感性认识而造成学习的被动性和盲目性。

2.实验教学。实验教学是学生将课堂上所学习的理论知识应用到实际中去的绝佳机会，但是很多学生通过互联网上提供的方法和答案“完成”实验，根本没有思考如何利用所学知识完成实验任务，更不用说去独立思考和解决实验中出现的各种现象，实验目的和价值无从体现。

3.课程设计。老师布置的课程设计任务在网上有着标准的设计方法和答案，学生为了取得高分纷纷效仿甚至大段摘抄网上的资料而失去了课程设计的巨大锻炼价值。

4.考核方法。目前的考核方式采用传统的教师一人评定的“平时表现+考试成绩”方式，该考核方法很难准确地去评定一个同学的实际学习情况，打击了动手能力较强同学的积极性。

5.企业实践。学生参加企业实践，更多的是走个形式，并没有带着在课堂或者实验中遇到的疑惑和问题去学习，也没有主动去咨询专业工作人员，缺乏主动性和积极性。

二、教学改革前景意义及前景

基于上述问题，本文提出了一种基于工程教育认证体系和学校特色的“电器与PLC控制技术”课程的教学、实验、课程设计、考核和实践一体化教学改革方法。结合中国矿业大学办学宗旨和特色，以电气工程专业背景为依托，以基于PLC技术的矿井提升机为载体设计全新的教学、实验、课程设计、考核和实践环节。课堂教学更多地结合实际工程应用背景，启发学生思考与解决问题；实验课将结合实际工程应用设计实验任务和课程设计，这也将作为整个评价体系的核心；实践环节将结合工程应用背景进行学习。基于这一全新教学模式，可有效解决学生学习的被动性和盲目性，拓宽学生的社会就业面并增强新角色适应能力，对学生的综合能力培养有着很好地促进作用，从而有效提高用人单位对毕业生的满意度。

三、教学改革实施方案

1.课堂教学改革方法。为提高学生的学习自主性和积极性，结合实际工程应用背景，制定全新的教学课程规划，培养学生建立系统学习的观念。例如，以基于PLC技术的矿井提升机为教学主线，首先通过多媒体从宏观上介绍矿井提升机的结构组成部分，然后讲述其工作运行阶段（矿井提升机的运行分为启动、匀加速、匀速、匀减速、停车等几个阶段）和可能出现的故障（紧急停车、事故停车、信号预报）以及保护（系统预先进行自检后运行、迅速识别故障类型并做出反应、加载外部保护电路），最后将整个矿井提升机“庖丁解牛”，详细讲解每个模块的功能以及所运用到的知识点，从而学习起来具有系统性。另外，授课老师要及时考查学生思考灵活运用能力，鼓励学生在学习过程中提出新的问题；布置课后作业，巩固理论知识，完成对所学知识点的解读、掌握解决问题的分析方法。

2.实验及课程设计教学改革方法。首先，针对课堂教学内容，进行简单的实验验证，密切关注实验中出现的现象和问题并讨论研究，通过已经掌握的知识寻求解决方案；然后，以基于PLC技术的矿井提升机为例，制定新的实验，比如对实际矿井提升机紧急停车事故处理进行实验，建立“矿井提升機事故设计→理论分析→仿真验证→实验验证”为思路的设计和分析理念；最后，基于前沿技术制定创新性课程设计，通过“资料查阅学习→理论分析→部分与整体设计→仿真验证→实验验证”流程，要求学生们针对课程设计任务独立思考并完成课程设计，据此提高学生灵活运用知识和解决实际问题的能力。

3.考核体系改革方法。针对传统的考核体系存在的问题，在试题题型分布、考核指标两个方面做出改革。首先，考试题型将增加40%左右的实际应用题并加入一些在实验中出现的问题，这样既可以考查学生对理论知识的掌握，又可以考查学生的灵活运用能力；对学生的考核指标不仅仅是传统的课堂表现以及考试成绩，学生在实验中的表现以及课程设计的完成情况也将是重要的考核指标。新的考核体系可以更全面地考查学生，避免了在以往考查方式中所存在的问题。

4.企业实践改革。企业实践给学生们提供了现场学习和操作的机会。学院和企业安排一些专业人员通过多媒体和现场讲解的方式，详细地介绍学生们课堂所学知识在实际工程的应用，学生可以现场提出问题，专业人员会做出详细的解释和回答。然后在专业人员的指导和监督下，学生们可以动手操作一些演示机器，这样的动手机会具有很大的锻炼价值，对以后的学习和就业都有较大的帮助。企业实践让学生对就业方向有了一定的了解，也为专业及应用型技术人才的培养奠定基础。

四、小结

针对目前“电器与PLC控制技术”教学现状进行了综述，结合中国矿业大学办学宗旨和办学特色，提出一种基于工程教育认证体系和学校特色的电器与PLC控制技术课程的教学改革方法，“学生为主，老师为辅”的教学理念贯穿于全新的教学模式，对课堂教学和实验课时的安排、实验课教学内容和方式、创新性课程设计任务的制定、考核体系以及企业实践做了一定的改革。

参考文献：

[1]姜海丽，孙秋华，赵言诚.工程教育专业认证背景下工程实例教学模式的探析[J].黑龙江高教研究，2017，（2）：162-164.

[2]夏建平.《电器控制与PLC》课程教学改革和实践[J].职业，2009，（36）：136.

[3]原菊梅.电器与PLC控制技术教学模式改革与实践[J].中国教育技术装备，2015，（6）：95-97.

[4]于会群，高扬.教育改革背景下PLC教学方法的探索与实现[J].中国电力教育，2014，（35）：131-132.