《电气控制与PLC课程》的项目化教学改革

张立明

昆明学院机电工程学院 云南 昆明 650214

《电气控制与PLC》是一门理论性和实践性都很强的课程,对于该课程中提出的项目化教学改革是有效促进学生学习效果的教学方式。项目化教学是目前很多高等院校内普遍推崇的一种教学手段,从典型的生产控制任务中精炼出无数个项目与教学内容相整合,从而达到以项目为中心,以整个生产工作过程为基础的逻辑架构出整个教学过程[1]。在实际的项目化教学中,可以达到很好的以学生为主自主学习的教学效果,这其中教师只是一个引导者,辅助学生完成学习任务,让学生自己来完成整个项目中所需要的资料收集和实施方案。项目化教学其目的是为了让学生自己主动掌握学习每一个环节的知识点和实践技能,从而使教学课堂由传统的传授知识理论向培养学生专业素养和能力转变。

一、《电气控制与PLC技术》课程原教学情况

在《电气控制与PLC技术》传统的教学过程中,往往都存在许多的问题,首先最关键的一个问题就是课堂教学,教师所采用的教学模式都是先理论教学再实践教学,而实践教学却与理论教学存在差异,学生在进行实践时不是为了发现问题,而是为了验证理论,所以在一定程度上限制了学生对知识的应用能力。其次教学过程中过于重视教师主导的课堂效果,而忽视了学生的主体性,对教学的过程性不够重视,所以在教学过程中不能够很好对学生的学习成果进行评价。目前有的高校教师使用的教学手段过于单调,缺乏新的教学理念,教学内容也不能及时有效地与现代企业的发展需求相衔接。

二、《电气控制与PLC课程》项目化教学改革的意义

项目化教学是指在教学过程中,以具体的工作任务作为重点内容,根据科学的行为准则来全方面培养学生的专业素养,提高学生与社会发展水平的粘合度。目前各大专院校担负着培养各行业,各领域的技术性人才的责任。所以实施项目化教学改革对高校来说意义重大,项目化教学可以很好的让学生的专业能力与社会需求相匹配。传统的教学模式都是以理论为主,在教学方式的选择上也是以教师讲,学生听的方式,而像电气控制与PLC技术这种具有很强的实践应用要求的课程,采用项目化教学不仅可以提高学生上课的兴趣,提高专注度,还可以对理论教学的不足之处进行补充。在实际项目化教学中,教师合理的将教学内容与社会需求结合在一起,以提高学生自主学习及创新应用的动力,将教学重点放在项目为导向、放在学生自主学习与解决问题的综合能力提高上,从而为社会和国家培养新型技术性人才打下良好的基础。

三、《电气控制与PLC课程》项目化教学改革中存在的问题

(一)对项目化教学认识不够充分

由于项目化教学是新型教学手段,目前在各大高校内都存在着对项目化教学改革不同的意见。现在很多高校还是以传统教学方法为主,由于大部分教师的教学科研等任务也较多,难得有很好的机会去外出交流学习项目化教学等新型教学方法与手段。还有一点就是部分教师出现了安于现状的心态,对于项目化教学改革缺少积极主动性,从而导致了当项目化教学改革运用于教学中时对其不理解或是将教学模式进行曲解误会。在实施项目化教学改革时,首先教师自身对于项目化教学的意义理解就不够深刻,没能掌握好教学的重点内容,不能够很好的将工作任务分配给学生,选用的教学案例也不够具有典型性,造成了项目化教学整体效果的不理想。所以教师对于项目化教学能够做到理解其含义和实践要点,分清与其他教学模式的不同点,才能更好实施项目化教学改革。

(二)缺乏理论与社会实践的有效结合

在《电气控制与PLC课程》的课程教学中,理论知识的实践指导十分重要。在目前的理论教学设计中应注重与实践内容进行很好的融合。电气控制与PLC课程作为电气技术专业内实践性较强的教学课程,教师要做到通过课程的合理设计与安排,让学生明白电气控制系统的设计原理,设计图纸及安装工艺等基础方法,并通过一定课时的实践训练,使其能够对一般生产设备的电气系统进行安装调试与运行维护。要熟练掌握可编程控制器PLC的指令系统及顺序控制设计编程方法,使学生具有对一般生产设备的电气控制及PLC应用系统,进行综合开发与设计的能力。

四、《电气控制与PLC 课程》项目化教学改革的策略

(一)制订科学合理课程教学大纲

首先在教学之前,要依据电气技术专业岗位的能力水平要求,制定出科学合理的课程教学大纲,明确好教学思路。教学大纲中要体现出课程的教学目标,根据教学大纲实现教学目标。就其课程的知识目标而言,要对本课程的知识点进行理解掌握,如常用的低压电器,电气基本控制线路知识,PLC基础编程知识以及其他知识点。就能力目标而言,要求学生在学习完课程后,确实掌握国家维修电工(高级标准)工作技能,能够对电气控制设备进行安装,调试以及维护,对电气产品的生产现场设备的运行操作,产品检测以及生产管理具备一定工作能力,在实际的工程项目中,对电气设备施工维护具有较强的技术服务能力和综合分析能力。就素质目标而言,学生在学习完本课程后,能够具备团队协作的意识能力,帮助学生培养良好的社会交往能力,科学严谨的创新精神,全面发展学生的心理素质和道德水平,养成良好的职业习惯和工作水准。在电气技术专业中,《电气控制与PLC》课程作为主要课程,其先修课程包含了电工电子技术,单片机原理等,甚至在其它机电类专业课程体系的学习中都起到了多学科相结合的综合效果。所以说在教学大纲的设计中,要结合本课程理论与实践并重的教学特点,将理论知识学习与学生实践操作学习紧密的联系起来,突出技术应用。课程内容应与国家高级电工的职业资格考核内容兼顾整合,强调其职业性。同时将该课程与工程应用结合体现其应用性,最后加强教学内容的实操锻炼环节,突出其实践性,培养学生的实践水平和创新能力。

(二)优化项目化教学实施过程

在项目化教学的实施过程中,项目的顺利实现包含了软件的程序设计和硬件运行调试两个重点部分,这两个环节中是锻炼学生自主独立思考,探索解决问题,开拓创新自身思维的过程[2]。教师在项目化教学中要明确自身的角色,是引领者而不是主导者。为了让项目顺利实施,不仅要靠学生们的共同努力,还要靠老师合理的指导方法。在《电气控制与PLC课程》这门课程中,由于PLC程序设计有不同的设计方法且语言多样,所以在实际的项目操作中,即使都是使用同一种梯形图语言,但是不同的小组就会存在不同的解决方法实现项目[3]。例如有的同学在电动机启保停电路、正反转电路控制程序设计上擅长用经验法;有的同学对时序图设计方法比较熟练,用其来进行交通灯控制程序设计;而有的同学对顺序功能图方法游刃有余。所以说教师在对学生进行项目化教学时,要充分发挥学生的主观能动性,创新自己的思维,不要死板的局限于一种方法的使用,学生能够做到按自己的想法对项目进行合理的设计,与小组成员共同探讨完成任务,教师就应该给予鼓励。当然项目虽然有不同的实现方法,但是如果针对该项目有的方法明显会比较便捷,程序更加简单,步数少且执行力高,那么教师就要在最后教学总结上向学生们进行分析教学,指导学生采用最优的方法进行问题的解决。比如在机械手控制的教学中,步进顺控指令编程是针对该项目最好的办法。在项目的实现过程中,将学生分好小组,学生在PC机上完成程序的编写,同时其他成员按IO端口分配表进行电路接线和控制程序的编写等,最后进行项目结果观察,如最后不符项目的要求,那么就要让小组成员再次进行项目的故障排查,软硬件联调,保证好硬件连接无误的情况下,对程序进行不断的修改,从而达到项目要求。在这部分的项目教学中,由于其过程耗时耗力,所以教师需要对学生有充分的耐心和信心,适时的对学生进行指点,给予学生足够的时间去进行调试,在学生的程序出现编写错误时,也不要果断对学生进行批评指点,要给学生去分析观察的机会,通过学生自主的思考解决问题,在不断的调试中,培养学生的动手实践能力,学生的思维和洞察能力。学生通过自主实践成功后,会对该课程产生强烈的兴趣,提高自信心。当学生在项目实践中遇到了比较棘手的问题时,教师要做到及时教导,针对共性问题采取统一的指导,学生的个别问题进行单独的指导,做到有问题及时发现及时解决。如果在项目化教学中不具备实验的环境和条件,可以考虑运用仿真的软件进行模拟调试。

(三)实施项目评价与课程考核

要想进行良好的项目化教学,就要对整个项目完成的情况进行评价总结,为优化项目化教学提供方向。制定一套科学可行的评价体系[4]。根据小组完成的项目情况进行合理的评价总结,评分细则要公开透明,针对每一项目进行不同分值的评分,最后将分数整合,教师针对具体的实践情况进行具体的评价指导。具体评价体系内容中应包含项目分工,程序录入与硬件连接等内容,同时教师还可以考虑给予一定的奖励分数值,对出色的小组或表现优异的同学进行一定的表扬。通过采用项目评价的教学手段,可以很好的调动学生的积极性和学习热情。针对项目化教学“理实一体化”的教学特征,采用教学评价考核是检验教学改革成果的有效手段,所以在课程考核中,不应单一重视传统理论的考核,还应采取一定的过程性考核评价和终期评价的方式,在过程性考核评价方式中,对学生的上课情况,作业情况和项目实现结果进行评价,终期评价主要是指的课程的期末考试。

结语

《电气控制与PLC技术》的项目化教学改革对各大高校来说都有重大的意义,通过对项目化教学进行思考研究,优化教学手段,让学生不仅能够合理运用相关理论知识,更能发展其实践创新能力,将学习环境当做练兵场,给未来的职业生涯发展奠定了良好的基础,提高自身的专业技能和综合能力。