高敏

(常州工學院電子信息與電氣工程學院，江蘇常州213002)

面向“卓越計劃”的“電氣控制與PLC”課程教學改革探討

高敏

(常州工學院電子信息與電氣工程學院，江蘇常州213002)

根據“卓越計劃”的培養(yǎng)要求和目標，針對“電氣控制與PLC”課程的特點及教學過程中存在的問題，從教學內容、教學方式方法、實踐環(huán)節(jié)以及課程考核方式等幾方面提出了改革措施，并實施在教學過程中。教學實踐表明，學生學習的主動性和動手能力得到了提高，取得了良好的效果。

卓越計劃；電氣控制與PLC；教學改革

G642

B

教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”(以下簡稱“卓越計劃”)，是貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》的一項重大教育改革項目。我國“卓越計劃”自2010年6月開始實施，旨在培養(yǎng)造就一大批能適應經濟社會發(fā)展需要的具備較強創(chuàng)新能力的各類型高質量工程技術人才，為我國走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設創(chuàng)新型國家和科技人才強國戰(zhàn)略服務。[1]

“卓越計劃”具有三個特點：一突出對學生的工程能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；二強調校企聯合，引導行業(yè)、企業(yè)深度參與高級技術人才的培養(yǎng)過程；三更加明確高等教育應主動服務國家戰(zhàn)略需求，主動服務行業(yè)企業(yè)需求的導向。[2]根據這三個特點，要求高校培養(yǎng)出的學生一方面要理論基礎扎實，另一方面又要具備過硬的工程技術應用能力，這就對高校的課程教學提出了不同于普通本科的新要求，并且對老師和學生的要求較之以往也有很大不同。針對這種情況，本文結合“電氣控制與PLC”課程教學過程中存在的一些實際問題，面向“卓越計劃“的培養(yǎng)目標，從以下幾方面探討本課程的改革措施。

1 目前的教學狀況

“電氣控制與PLC”是高校自動化及相關專業(yè)的一門重要專業(yè)課程，它是綜合了計算機技術、自動控制技術和通訊技術的一門新興技術，是實現工業(yè)生產、科學研究及其他各領域自動化的重要手段之一，應用十分廣泛。[3]因此電氣控制與PLC是多種知識的綜合應用，具有很強的實踐性。但是在現實教學中，這些特點并沒有得到充分體現，通常以課堂講解為主，輔以少量教學實驗。這種教學方式的不足是顯而易見的，主要體現在以下三方面。

1.1理論教學與實踐聯系不緊密

學生在學習這門課程時分為“電氣控制”與“可編程控制器”兩部分，這兩部分本是源于同一體系，只是發(fā)展階段不同，在理論和應用上是一脈相承的，把這兩部分組合在一起可以使本課程更加合理。在前一部分中，學生學習過程中接觸最多的是各種電器以及電氣控制線路，根據教學大綱一般這部分不安排實踐環(huán)節(jié)，學生只是從書本上見到器件圖片，對器件線路缺乏感性認識，老師講解費力，學生聽起來也枯燥，理論與實踐教學難以同步。即使在“可編程控制器”部分安排了實驗，一般受學時所限，只能讓學生熟悉基本指令及少量專用指令，因此很難培養(yǎng)出學生的應用能力和創(chuàng)新能力。

1.2教學內容和方法存在局限性

“電氣控制與PLC”課程的教學課時一般為48學時，其中只包含8個學時的實驗。目前本課程的教學內容在不斷豐富，如新型器件、更加方便的應用指令、各種特殊功能模塊及PLC通訊技術不斷涌現。即使采用了多媒體教學，課程學時短、內容多的矛盾仍然十分突出。一方面“理論講授+實驗”的方法往往只能強調書本知識，對學生應用與創(chuàng)新能力訓練不夠，也很難激發(fā)學生學習的積極性。另外，受限于課時少和教學進度要求，教師也難以探索出新的多樣化教學方法。

1.3考核方式單一

在本課程中，考核一般是以期末考試為主，再輔以作業(yè)、實驗、考勤、平時表現等評價學生的學習情況。單一的考核方式無法激發(fā)學生主動學習，導致學生最后仍然停留在書本知識的層面上，難以學以致用。

2 教學改革的探索

為了改變目前教學狀況，結合學校現有條件以及“卓越計劃”的培養(yǎng)要求和目標，二級學院對“電氣控制與PLC”課程的內容、教學方法、實踐環(huán)節(jié)及考核方法進行了多方面的改革和探討。

2.1優(yōu)化教學內容

面向“卓越計劃”的培養(yǎng)要求，任課教師根據電氣與PLC通用標準和行業(yè)標準制定新的教學大綱。在不改變學時數的情況下，剔除一些陳舊過時的理論和繁瑣的內容，加入新型器件及PLC特殊功能模塊、通信等新內容，同時認真梳理相關課程的交叉知識，盡量避免知識的重復講解。在課堂教學時注意電氣控制與PLC的銜接，兩部分最后都通過解決一典型工程實際問題來優(yōu)化整合教學內容，避免面面俱到或走馬觀花式教學，使學生能舉一反三、觸類旁通。

2.2改進教學方法和手段

教學方法和教學手段對激發(fā)學生的學習興趣起著關鍵性的作用。結合實際情況，教師在原有板書加多媒體教學的基礎上，主要推行下面幾種方式，以提高教學質量。

首先，課堂教學做到精講、多練。講清課程的要點和基礎知識，利用有限的學時來解決主要的問題，更多的內容讓學生自學。在此基礎上增加課堂練習，培養(yǎng)學生基本線路的設計能力和PLC編程能力。

其次，以多媒體計算機技術為載體，有機組合多種教學手段。教師在原有課件的基礎上，增加了實物、圖像、音視頻、動畫等元素，多方面調動學生的注意力和興趣，以突破教學難點。如在講解器件時，在課堂上展示具體實物，課間學生可以親手操作。例如，在講解“電氣控制線路分析”時，插入一段“機床加工”的視頻，使得學生對機床的主要結構和運動形式有了感性認識，在此基礎上理解具體線路也就順理成章了；在講解“可編程控制器指令”時，直接在三菱編程軟件GX Developer上介紹，并且利用軟件的監(jiān)控功能實時展示程序執(zhí)行過程，采用這種方式不但直觀而且在實驗教學時不用再花時間講解軟件使用方法，節(jié)約了實驗課時；在講解具體的線路或PLC系統(tǒng)時，以動畫的形式演示系統(tǒng)工作過程，取得了非常好的教學效果。

此外，在課堂上采用引導式、啟發(fā)式、課堂討論等多種教學方法。如，在課堂上就某些要點和難點精心設計具體問題，引導學生獨立思考，并留出相應的時間集體討論，使得學生學習由被動變?yōu)橹鲃?；對于一些有爭議的問題和衍生知識，老師不直接給出答案，而是指導和鼓勵學生查閱相關資料文獻，這樣既培養(yǎng)了學生的自學能力，又擴大了其知識面。

2.3改善實踐教學環(huán)節(jié)

如前所述，在課堂上教師已把實驗相關編程軟件作了詳細介紹，因此學生可以直接上手做PLC實驗，相對增加了實驗時間。針對“卓越計劃”，在大學二年級安排了1周的電工實習，既培養(yǎng)了學生們的動手能力又為本課程的電氣控制部分的講解作了鋪墊。在實驗學時基本不變的前提下，打破常規(guī)，在課后安排了2周的電氣控制與PLC企業(yè)課程設計。課程設計時間的增加，彌補了實驗學時的不足，避免了課程設計由于時間短而流于紙上談兵。此外，通過校企合作平臺，將相關生產項目作為課程設計題目，帶領學生進入生產現場實地考察生產工藝，由企業(yè)指導老師和課程老師共同指導學生完成，從而實現企業(yè)深度參與培養(yǎng)過程的目的。

同時，依托學校大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃，組織部分對科研有興趣的同學組成項目小組，申報大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，著力培養(yǎng)和提高學生的創(chuàng)新實踐能力和工程應用能力。

2.4改進考核方式

在傳統(tǒng)考核方式基礎上，對考核內容和總評各項比例分配作相應調整。期末總評成績仍由理論考試、實驗、平時三部分組成。調整后，理論考試占總評的50%，實驗占30%，平時占20%。

理論考試中，試卷內容減少了概念考題所占比例，相應增加應用類考題分數，同時還增加實驗操作的相關內容，并保證此部分內容不少于卷面的15%。

平時成績則在作業(yè)考勤、平時表現等基礎上增加綜合能力這一項，這可以是學生在學完本課程后自己查閱相關資料寫的一個小論文，也可以是就某一具體內容做的一個小制作或者以其他形式體現，并且此項占分不低于總評的10%。

實驗成績從預習、操作、實驗報告三方面綜合考查，每個實驗項目前兩項都要當場打分，最后實驗成績根據每個實驗項目難度系數加權平均得到。對于實驗考核不及格的同學采取一票制否決，取消其理論考試資格，促使學生重視實驗操作進而提高實際動手能力。

3 結語

針對國家“卓越計劃”項目的培養(yǎng)目標，本文根據“電氣控制與PLC”課程的特點結合具體實際情況，從教學方法、教學內容、實踐環(huán)節(jié)和課程考核方式等幾個方面探討了一些改革措施，并初步在教學實踐過程中取得了較好的效果。最明顯的是激發(fā)了學生的學習興趣，學習由被動轉為主動，促使學生發(fā)現問題并努力解決問題，同時學生的實際動手能力、創(chuàng)新能力和工程應用能力也得到了顯著提高。隨著本課程在“卓越計劃”中的進一步實施，任課教師將不斷總結教學實踐經驗，積極完善和改進教學方法，努力為社會培養(yǎng)出高質量的工程技術人才。

[1]張鵬，吳東艷，張凌志.“卓越計劃”背景下傳感器課程改革與探索[J].中國電力教育,2013(19):68-69.

[2]李德才，王俊.關于培養(yǎng)“卓越工程師”的幾點認識[J].研究生教育研究，2011(3):53-57.

[3]史國生.電氣控制與可編程控制器技術[M].3版.北京：化學工業(yè)出版社，2010.

責任編輯：陳 亮

″ExcellenceProgram″OrientedExplorationofTeachingReformforElectricControlandPLC

GAOMin

(School of Electronic Information and Electric Engineering,Changzhou Institute of Technology,Changzhou 213002)

According to the requirements and goal of training program of ″Excellence Program″,and with focus on the characteristics ofElectricControlandPLCcurriculum and the existed problems in the teaching process,we present reform measures from several aspects including the teaching contents,the teaching methods,practice and assessment methods,and implement them in the teaching process.Practice shows that after these reforms,the learning initiative and practicing abilities of the students have been well improved with good results.

Excellence Program;ElectricControlandPLC;reform in education

2014- 04-25

高敏(1974— )，女，碩士，講師。

1671- 0436(2014)03- 0090- 03