电气控制与PLC课程在机械专业中的教学改革研究

陈艳娟，岳宗豪，赵少华，罗刘敏，刘伟

摘要：《电气控制与PLC》是机械设计制造及其自动化专业的一门专业课，在疫情期间，传统的授课方式已不再满足当下需求，迫切需要教学改革。本文从本课程的教学内容和专业特点出发，提出了新的教学方法，不仅解决了当下需求同时提升了教学效果。

关键词：教学改革;教学方法;教学效果

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）20-0219-02

自新冠肺炎疫情爆发以来，教育部明确提出“停课不停教，停课不停学”的方针政策，这对广大高校教师来说是一项极大地挑战，《电气控制与PLC》是一门应用性和实用性很强的课程，在工业领域起着无比重要的基础作用，比如电梯控制系统，机床操控系统，自动售货机等等，科技的发展离不开基础理论的作用，时代的进步依靠的是青年人群，如何让学生更好地掌握理论知识，并能灵活运用，在突如其来的疫情下，这是一项极其严峻的任务[1-3]。仅靠网课和学生自学还是远远不能达到目的的，因此为了提高教学效果，本文结合《电气控制与PLC》课程特点和周口师范学院机械与电气工程学院机械设计制造及其自动化专业的培养计划以及周口师范学院提供的网课培训内容，提出了新的教学方法。

1 教学内容

周口师范学院机械设计制造及其自动化专业的《电气控制与PLC》课程包括两部分内容，一是低压电器部分，二是可编程控制器部分，所以《电气控制与PLC》既涵盖了低压电器的知识，也涵盖了可编程控制器的知识，主要讲授低压电器、电气原理图的基本知识、PLC的基础知识及工作原理、S7-200PLC的系统配置、基本指令、编程系统及应用、PLC控制系统的设计与应用实例等内容。该课程内容较多、知识点多且琐碎。该课程包含两个部分：一是理论教学;二是实验教学。实验教学部分在实验设备上进行，以典型设计案例为导向，开动学生的大脑，不断的巩固和灵活应用理论知识。习近平曾明确指出，把课程思政提到一定的高度上来，高校要以立德树人为根本任务，要利用好每一门课的课堂，让学生不光在思想政治课能听到，在其他课程上也能听到[4]。深挖《电气控制与PLC》课程的思政元素，融会贯通，不能只做教书匠，也要做学生良好素质的引领人。要全面培养学生的德、智、体、美，让学生不仅具有科学知识，更要为祖国的事业添砖增瓦。

《电气控制与PLC》课程具有极强的实用性，学生学完这门课程之后，不仅要具备解决实际问题的能力，还要能够独立设计具有一定难度的PLC控制系统。为了让学生毕业后能够更快地适应工作岗位，实现学校和企业的对接，在教学中一定要注重结合企业对实际生产岗位在技能上的要求，培养出一批实操能力强并能灵活运用知识的大学毕业生。目前机械领域有很多新的研究方向，如智能制造、智能机器人等，其中的制造原理都离不开这门课程的学习，以此为创新课题，激发学生的学习兴趣[5]。

2 教学方式的创新

《电气控制与PLC》课程是机械设计与制造及其自动化专业的一门实用性很强的专业必修课程。根据机械专业学生的认知规律和特点，总结教学模式，即坚持以学生“学的会”和“懂的用”为中心的教学理念，创新了“教师为辅，学生为主”的教与学模式，并充分挖掘了学生学习的主动性，让学生学有所得，学以致用。

2.1 教学内容

理论教学方面，选用了线上课程，注重难点的讲解、讨论、交流互动，并适时穿插最新的研究话题，让同学们了解前沿的知识。在学习S7-200指令系统时，利用西门子提供V2.0 S7-200编程软件对各个指令进行实操，让同学们看到效果和问题，以便加深理解和应用。

实验教学方面，经过多方面的查找资料，了解该课程的前沿知识，选择目前比较先进的综合性应用课题，例如自动配料小车系统、智能交通信号灯系统、智能抢答器系统等。线下学生自己分析系统要求并完成程序编写，并利用V2.0 S7-200编程软件观看实验结果，重在激发学生的创新能力，在不同的方案下老师提出指导意见，学生完成程序设计并进行验证。开学后可在开放实验室进行程序验证[6]。

课程思政方面，在讲解电气控制部分时，我国最早引入自动控制理论的是钱学森教授，世界著名科学家，中国载人航天奠基人，中国两弹一星功勋奖章获得者，被誉为“中国航天之父”“中国自动化控制之父”，一位具有崇高理想的爱国者，经历重重困难也要坚持回国贡献自己的力量，才使得中国导弹、原子弹的发射得到了巨大的推进。在讲解电机知识时，“中国电机之父”、中国电机工程专家、电机工程教育家钟兆琳教授，为中国科技的发展做出了很大的贡献。他们潜心研究，吃苦耐劳的匠人精神培养了一代又一代的青年楷模。通过学习继电器控制，电气符号、控制电路以及安全事项，让同学们具备严谨的求学态度和良好的工作作风。

2.2 教学手段

疫情防控期间，学校召开了学习通线上培训课程，学习通功能强大，例如签到、建立自己的线上课程、发放批改作业、线上考试等，学生由于特殊情况不能按时上课的或者知识点没理解的可以重复播放。由于学习通的在线直播功能还不完善，有些知识点需要重点讲解，所以使用了深受广大教师喜爱的钉钉软件进行线上直播，线上互动。理论课程具体教学方法如下：

课前：课前充分备课，研究每节课的学习任务、学习目标和重难点，总结成文档形式，将其通过QQ发送给学生，并将相关的学习资料通过学习通和QQ群推送给学生，引导他们进行线上预习和课前讨论。同时，在课前让同学们在学习通进行签到，以便实时掌握学生考勤情况。

课中：首先，采用学习通平台让学生按照任务安排进行课程自主学习，并要求学生详细做课堂笔记。随后，要求学生对课前推送问题展开讨论，对仍有疑惑的问题进行总结和記录。最后，通过钉钉直播互动的方式讲解重难点，并为学生答疑解惑。由于本课程主要分为两大部分内容，即电气控制电路和PLC程序设计，这两部分内容实用性很强，为了让学生能够更好地掌握和运用知识，还设计了更贴近实际生活、更加灵活多样的题目供学生练习，并采用项目化教学模式进行线上分组、分任务完成设计[7]。