电气控制技术与PLC课程的教学改革探索

徐珊珊

（江宁高等职业技术学校，江苏 南京 211100）

0 引言

电气控制技术与PLC课程是电气专业的相关课程，按照国家职业技能标准的知识要求和技能要求，该学科本身是专业核心内容，包括机电技术应用、数控技术应用、电气运行控制等专业都会学习相关课程。其核心在于了解通用电气设施的基本结构和工作原理，并且按照技术操作规程掌握电力电气知识。因此课程改革工作有助于提升学生的实践能力，实现理实一体化教学。

1 课程教学模式分析

1.1 任务引导与项目化课程

进行项目引领型课程模式设计的目的是让学生体验并完成岗位职业工作，按照组织管理要求对岗位职责进行划分，并培养学生的各种职业能力要素，以实践操作来实现各个职业能力要素的结合。此类项目行动具有明确的针对性，针对某一特定岗位设置有关的工作目标比岗位任务更加具体化。当一个产品从设计环节过渡到制作环节之后，学生可以按照岗位任务将学习目标划分为一个个子项目，打造理实一体化课程标准[1]。

例如，开设机电设备安装和电气控制课程的目的就是为了培养相关岗位的高级技能型人才，这些人才应该熟练掌握机械制图、机械制造，掌握本专业应该掌握的机械设计方案和电子知识等。随着能力的提升和发展，应该在未来的工作当中装配一些较为复杂的机电设备，并且了解某些设备控制系统和装置是否产生故障，学会独立安装维修模块化生产控制系统。实际上电气控制技术对于岗位能力的要求相对较高，且现代科技水平的发展使得工业机器人等代替人工操作的设备开始进入人们的视野。在此基础上，电气控制技术专业从业人员应该在读懂机械图纸的前提下，排除电气故障和机械故障，完成安装任务和机器控制程序的编制调节，在对技术资料进行整理之后，具有专项岗位操作能力。总而言之，想要完成实践操作需要让学生具有绘图能力、识图能力、机械设备安装能力、机械产品设计能力、机械产品维修能力等多个方面，学会使用可编程逻辑器。在目前的生活生产环节大量自动控制设备使用PLC技术，熟悉并掌握现有电器的内部结构与工作原理，熟悉生产设备、控制电路的分析方法和故障、初步处理能力之后就能掌握PLC原理和编程方法，完成基本逻辑指令的下达。

1.2 确定工作任务

在教学改革过程环节需要确定具体的工作任务，选择具有代表性的内容渗透到落实和评价环节当中。例如可以为学生下达任务，要求他们根据电路图纸完成指定电路的连接过程。从学习目标来看，是让学生掌握低压电器的基本结构和工作原理，具有对电气控制电路的分析能力和故障处理能力，因此在学习环节会涉及很多低压电器的基本知识（包括开关电器、电动机点动、控制电路连接检测等）。之后让学生根据完整的电气原理图准备好螺丝刀和导线等设备完成实践操作过程。

1.3 课程资源设计

在电气控制技术与PLC课程的学习过程当中，教学资源设计是非常关键的内容，是为学生确定工作情境和学习任务的重点。例如在学生学习完PLC、电动机控制电路的连接和调试之后，可以按照教学要求编制主电路或PLC接线图，让学生下达基本指令设计好相应的程序和语句，在模拟工作环境下，以实际操作和演示的方法汇报学习成果。在正确将程序输入PLC之后，就可以根据模拟工程的控制要求做好调试，达到设计标准[2]。

1.4 课堂教学组织

在课堂教学组织当中，教师要采用阶段性教学法，旨在提升学生在学习环节的独立性和自主性。初期阶段，可以让学生根据任务目标进行自主分析，教师扮演辅助者和引导者的角色，对有关的理论知识点进行解析和验证。后续阶段让学生以小组为单位展开讨论分析，围绕教学目标任务进行相应的安装和操作，并且对任务达成情况展开检查。最后阶段则由教师验收学生的学习成果展开全方位评价，为实现岗位能力的培养打好工作基础。

以PLC控制技术精品课程组织方案来看，以培养学生PLC应用能力为根本目标，以工程实际项目为载体，将技能培训和基础知识学习融于项目实施的过程当中，让学生以工作任务单的形式接受任务拓展项目，提升实践创新能力。在当前的实训项目内，包括三项异步电动机启动控制、三相异步电动机顺序启停控制、三相异步电动机正反转控制、车床PLC改造控制等不同类型。在学习的时候，学生可以直接在学校内的PLC实训内完成基本知识与技能的学习和掌握，整个学习过程以任务驱动为根本目标根据不同的教学情境，选择适合学生的学习方法。例如，在讲解到PLC编程软件的使用过程时，可以采用微课或动画的方式进行内容的演示，或是利用仿真软件模拟项目运行过程。在期末阶段还要对学生进行能力考核，包括理论测试和技能测试。以PLC课程的技能测试内容为例，包括基本逻辑指令、功能指令、顺序控制、程序设计等方面[3]。

2 电气控制课程教学设计案例

2.1 教学整体设计

整个教学实施阶段采用PDCA循环管理理论分析方法来进行电气控制技术课程，围绕课前准备、课堂开展、课后评价反馈等几个方面展开。课程设计阶段会详细列出整个课程教学环节需要遵循的具体任务项目，以课堂核心任务为导向设置好相应的任务目标。之后再执行教学计划环节，可以优化课前设计和课堂教学细节等多个方面的内容。

2.2 课前准备环节

以接触器联锁正反转控制电路为例，在这一章节当中的任务主要包含三个方面的内容，一是对接触器和联锁电路控制三相电动机正反转进行识别，二是进行电路图绘制，三是对教学资源和其他连接方式进行实践操作。在课前准备的时候，教师可以利用网络视频或三相电动机接触器实物和其他电子元件作为电路图绘制时的参考依据，在仔细分析章节内容之后提炼出这一部分的重点和难点。与此同时，教师还可以确定教学环节可能出现的问题，从而为学生提供针对性解决方案。例如学生无法正确区分接触器时，就需要通过课堂PPT或实训当中的分组拆卸过程来了解其中的内部结构；如果学生不能够根据实物绘制电路图时，就应该以教师示范演示或视频演示的方法，了解接触器的有关电路知识，合理穿插理论部分和实践技能部分[4]。

2.3 教学实施

教师可以先将三相电动机正反转视频展示在学生面前，让学生根据已经学过的知识分析三相电动机从正转转变为反转时可能会出现哪些问题，并观看电子元件的工作状态，介绍不同电子元器件在电路当中的正确位置，从而引出电子元件符号和电路图绘制要求作为扩展内容，了解直流接触器和交流接触器在走线和内在原理方面的差异等。在具体的实训环节，还可以通过实验教学的方式，让每个学生参与到电路图的绘制过程当中，之后让学生用万用表检查主电路与辅助电路是否正常，按照标准依次检测完毕之后开始下一阶段的通电运行。实验课程结束后对所有器材进行整理，得到教师许可之后，将所有电源切断并拆卸线路。可以看到实验过程能够在教师的引导和帮助之下，让学生布设合理的电路图，准确表述接触器联锁控制三相电动机的正反转原理，减少其他问题的产生[5]。

2.4 教学质量评估

教学质量评估的目的是根据初期阶段的教学目标，对教学实施过程和最终教学的成果展开分析和评价，围绕理论知识和实践操作技能两个方面进行判断。理论知识方面主要指的是学生对于基础知识的掌握情况，例如前文提到的接触器或电路图绘制要求等。实践考核则让学生完成电路图布设等操作。

另外在教学反馈环节需要根据学生的学习情况来进行能力判定，以过程性考核和评价性考核相结合的方式，注重学生的实践操作能力与创新能力。即便学生布线混乱或布局不清晰，但只要他们能够了解到线路图的绘制方法，就能在今后的实验过程当中不断改进并优化，从而熟练掌握电子元器件的接线要求和电子符号绘制方法等。

3 结语

电气控制技术和PLC课程教学改革探索工作应该在现有资源的基础上展开进一步的整合和开发，制定教学大纲和教学标准编写完整的一体化教材。这样一来可以最大限度发挥教学资源的功能和价值，帮助学生了解专业知识发挥学生的主观能动性。无论是硬件资源设计还是软件资源设计，都应严格按照标准，确保学生在使用过程中的安全。

在评价体系方面应建立更加完善的评价机制，结合不同专业的岗位特征来制定可行性突出的教学评价依据，让教学理论和教学实践协同发展。从整体目标来看，一方面确保学生基本技能的获取，另一方面确保基础知识的控制程度，从共性到个性完成评估内容。总而言之，教师需要明确教学改革的建设思想和建设目标，对实训课程和理论课程等作出统一规划，达到课程之间的合理衔接，让学生充分意识到能力培养对于实践操作的重要性，突出技能性内容和知识点应用性内容的深度结合。未来的工作实践环节还要以岗位能力要求为标准，以综合职业能力培养为基本方向，让学生在学校内部模拟岗位需求完成各项工作，实现在校学习和企业工作之间的有效衔接。