《电气控制与PLC技术》课程教学创新与实践研究

裴玖玲　孙少杰　周丹

摘 要：针对目前塔里木大学电气与机电专业《电气控制与PLC技术》课程教学的实际情况，结合CDIO新的教育理念，对这门实践性强的课程进行了创新性教学改革。重点阐述了如何把CDIO工程教育理念贯彻到该课程的教学中，提出的改革措施有筛选教学内容、改变教学方法、加强实践锻炼等，从而激发学生学习兴趣、增强实践动手能力，在教学实践中获得了良好效果。

关键词：电气控制；PLC；CDIO；教学创新

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.238

我校地处新疆南疆沙漠边缘，电气和机电专业属于我校新兴专业，而《电气控制与PLC技术》课程是它们的核心专业基础课，实践性强，其相关知识学生毕业后随时都用得上，对学生的就业和工作有着很深的影响。随着南疆工、农业的发展，社会对这方面的人才需求越来越高，这就要求教师结合实际教学情况，结合新的教育理念，对《电气控制与PLC技术》课程进行教学创新。近几年，随着CDIO[1]工程教育理念引入到我国，课题组尝试结合CDIO工程教育理念对该课程进行教学创新，尽可能地加强课程理论教学和实践的结合，在实践环节、理论课堂中着重培养学生的工程意识、实践能力、团队合作等综合素质。

1 教学内容优化

课题组根据CDIO工程教育理念，从实用性和工程性角度出发，及时更新和调整了教学内容。我校该课程共60个学时，理论46学时，实验14学时，新的教学内容以实际工程项目为载体，将课程教学内容融入到相关项目中，通过项目的提出、设计、调试、运行来获得相关知识，实现传统的以教师为中心教给学生向以学生为中心学会学习的转变。

2 理论课堂的改进

为了使理论与实践紧密结合，授课之前，带学生到阿拉尔周边的自来水厂、棉花加工厂、滴管带厂、天山雪米农业有限责任公司、纺织厂等实际调研，让他们了解工厂电气控制线路和PLC在工业自动化领域的实际应用情况以及典型应用案例。通过现场观察，能够使学生对该课程有深刻的感性认识，更清晰学习方向，增加了学习兴趣。

为了改变过去学生被动学习的局面，需要教师将CDIO工程教育理念灵活地贯穿于整个教学活动中来。为了吸引学生的“眼球”，增强理论课活力，上课时教师不妨把实物带到教室，进行讲解。例如，在讲常用低压控制电器时，教师把空开带到教室，以家用配电箱项目入手，讲解空开和延时保护器的工作原理、技术参数和电气控制线路，然后引申到其它常用低压控制电气元件，如熔断器、接触器、继电器等，同时在教学中引入晶体管时间继电器、电子继电器、接近开关、行程开关等新型的、工业应用越来越广泛的低压电器元件。同时，在教学中将传统电气控制与PLC控制两种线路结合、对应起来进行讲解。如对于实现电机的Y-△降压启动、顺序控制、自动循环控制，将传统电气控制与PLC控制两种控制线路结合、对应起来，引导学生比较学习，有助于学生体会两种控制线路的差异。更重要的是，结合实物讲解相关理论内容完毕，一定要实时提出工程项目来引导学生思考、研讨、设计、仿真，提倡“做中学”的教学方法，以增强学生的工程实践意识，培养分析问题、解决问题的能力，提高团队合作精神。这样通过实物讲解、项目激励，挑起了学生的学习欲望，完成了我校电气控制与PLC技术以学生动手为主，教师为辅的教学方式转变。

利用现代教育技术，更新教学手段。采用板书和多媒体相结合，充分发挥现代和传统教学手段的各自优势。另外，为了把CDIO教育理念更好地贯穿到教学中来，课堂上结合三菱FX系列GPPW编程器和组态王仿真软件，通过简单编程，现场调试程序，引导学生动手摸索和实践，加深对理论知识的理解，为学生的工程设计项目提供技术支持。

3 实践教学改革

实验安排和理论教学齐头并进，改变先理论后试验的安排顺序。以往为了避免实验安排冲突，大部分老师选择先理论，后实验的教学顺序，学生反映，这样学过的理论是囫囵吞枣，到实验时忘了个净光，这种安排使理论与实践完全脱节。为了改变这种状况， 教师在讲完相关理论时随机通过实验来验证，以加强学生的认识和理解。例如，教师结合电机的Y-△启动、制动控制、PLC的交通信号灯控制、油压装置控制等项目讲解相关理论时，只有在实验室里通过实物连接，才能加深理解，彻底领会其中奥妙。

开放实验室，实现资源共享[2]。我校只有一个PLC实验室，为了解决资源紧张，实验室全天开放，课余时间学生可以泡到实验室，通过编程、现场调试、实物连接来加强理论学习和项目设计。只不过，因为是强电，动手的时候，一定要有实验老师检查指导，然后通电。

加强项目设计力度。学生分组合作设计，完成在每部分教学内容要求的项目，并把此项纳入到课程考核中。一学期下来，此项成绩是整个学期要求的所有项目的平均成绩，这就促使学生平时设计、调试项目，把考核重心放在实践上来（历时一个学期，时间较长，要求老师严格把关）。

建立校企合作方式，对于动手能力强的学生，通过学院联系，到周边企业带薪实习，这样可以激励学生钻研理论，投入实践。

4 考核改革

结合教学创新，对考核进行改革。在新的考核过程中， 我们弱化理论占分比例，增强实验项目考核，以此让学生从思想上重视实验、项目设计环节。经过改革，《电气控制及PLC技术》考核分期末试卷、项目设计实物、实验和考勤四部分组成，它们分别占40%，30%， 5%和5%。

5 结束语

把CDIO工程教育模式引入到《电气控制与PLC技术》课程的教学创新中，经过课题组成员几年的教学摸索，取得了良好的教学效果，极大地提高了我校学生这方面的实践动手能力，学生的学习兴趣也空前提高，而且还增强了学生的实践创新能力和团队合作精神。

参考文献：

[1]顾佩华，包能胜，康全礼等.CDIO在中国（上）[J].高等工程教育研究，2013（03）.

[2]任彦，崔桂梅.电气控制与PLC技术教学改革的探索[J].实验室研究与探索，2011，30（01）：112-113.

基金项目：此文为塔里木大学高等教育研究项目成果，项目编号TDGJ1414。

作者简介：裴玖玲（1980-），女，河南开封人，硕士，讲师，研究方向：电力电子技术与自动化领域。

*为通讯作者