高职《电气控制与PLC应用技术》课程教学改革研究与实践

黄红玉

（广西现代职业技术学院，广西河池 547000）

高职院校的传统教学方法常常是教师在课堂上讲解大量的理论知识而学生则被动地跟着教师的思路来学习。这种相对传统的教学模式常常导致学生不能充分地融入课堂教学中去且相应的学习效果也是差强人意的。因此，高职院校应该通过课程改革来克服传统教学模式中存在的问题及提高教学质量。在具体实施过程中应该改进教学方法、优化课程内容、强化实践教学以及规范课程考核标准。

1 教学问题分析

电气控制与PLC 应用技术在电气自动化控制工作中具有非常重要的作用，因而高职院校的自动化及机电一体化专业的学生需要学好这门课程中的理论知识以及必备的实践技能。相关技术的不断发展以及教材内容发展滞后的客观情况要求高职院校在开展此类教学工作时必须重视改革和创新，传统的教学模式在当前阶段已经不能完全满足全社会对此类人才在理论知识和实践技能方面的需求。现阶段高职院校在此类课程的教学过程中主要存在以下几个方面的问题。

1.1 理论深度和广度不足

高职院校在培养人才的过程中需要将重点放在提升其理论基础、塑造良好的实践动手能力以及突出各种实用技能方面。这门课程在教学过程中需要学生掌握继电器、接触器以及主令电器电气等常用的低压电气工作原理，与此同时还需要学生对三相异步电机的启动、控制以及调速等进行较为深入的理论学习。学生只有在掌握好这些理论的基础上才能进一步提高其实际操作能力和解决工程问题的能力，而这些综合因素会对其将来的就业和工作都产生非常深远的影响。然而，实际的教学情况是很多高职院校中使用的教材相对比较老旧且还是在讲授多年前的知识，而电气控制和PLC 控制方面的技术在过去几十年大的发展和应用中已经取得了很大的进步，很多新的应用已经诞生。现阶段的教材内容已经不能全面地反映出相关理论的最新发展状态且教师在课堂上也很少对教材内容进行补充和扩展，长此下去学生在相关理论的深度和广度方面就不能达到良好的学习效果。

1.2 教学方法单一

高职院校的教师在开展相关的教学工作时往往还是采用非常传统的教学模式且主要还是围绕课本来组织教学内容。教师在课堂教学过程中会花费大量的时间来绘制与电气控制相关的波形图或者一些相对基础的电路图，进而在此基础上引导学生们掌握电气控制和PLC 编程的相关原理和方法等，因而在非常有限的授课时间内很难教授学生更多有用的理论知识和学习方法。部分教师则比较习惯于通过粉笔和黑板来手绘相关的教学内容并引导学生们也重视基本的作图能力，不可否认这也是一种非常重要的能力。但是一个不容忽视的问题是这种相对传统的教学模式在改善课堂教学气氛、提高教学效率以及激发学生的参与度等方面都存在较大的不足。在互联网和信息技术高度发达的今天还有不少教师没能完全适应计算机辅助教学的模式，在互动教学、探究教学以及实验教学方面也存在较大的不足[1]。

1.3 实践不足

电气控制与PLC 应用技术是一门实用性非常强且具备广泛工程应用价值的课程，因而教师在开展相关教学工作时需要通过强化理论教学和实验教学的模式来提升学生的实践能力。然而高职院校的相关教学工作往往都存在重视理论讲解而轻视实践动手教学的问题。学生长期在这种教学模式的影响下难以掌握足够的处理实际工程问题的能力。另外，高职院校的相关课程内容中除了大量的理论知识外还设置了专门的实验教学内容，但是这些教学内容目前主要还是以基础性的实验为主，那些真正能够训练学生工程意识、提升其解决实际问题能力的综合性实验以及设计性实验内容还比较匮乏。而且教师在学生做实验之前还会将实验目的、实验内容以及主要的实验方法等进行讲解，然后才安排学生动手实践。这种实验教学方法显然不能有效地训练学生的自主学习能力、动手实践能力以及大工程意识[2]。

1.4 考核标准落后

国内的教学与考试方法从长期受到应试思维的影响并形成了以理论考察、计算考察为主干的考核标准。因而高职院校在组织电气控制与PLC 应用技术的相关考试时也常常将理论考察作为最主要的内容。这种考核标准势必会导致学生在日常学生中将更多的时间和精力用于学习理论知识以及训练各种解题技巧。因而这种比较落后的考评标准在很大程度上将学生因导致存在一定偏差的学习方向上去。另外，高职院校的考核标准中并没有设置足够的实验内容且这部分内容在学生的成绩中所占的比重也非常小[3]。

2 课程改革

2.1 优化课程内容

电气控制和PLC 的课本教学内容主要集中在三相异步电动机的启动、过程控制与调节，同时还了解了包括接触器、继电器等在内的低压电气运行原理和控制技术。而PLC 控制的原理以及PLC 编程的相关技术也是教学内容的重要组成部分之一。不过这些基本的教学内容在现阶段已经远远不能满足高职院校自动化专业的学生对电气控制方面的理论需求。第一，在电气控制系统的设计工作中需要大量使用CAD 等专业的工程绘图工具，因而教师在日常教学工作中应该将这些与电气控制相关的基础性工具也作为重要的讲解内容，引导学生掌握相关的技能。第二，PLC 控制器的原理、如何实现通信功能以及各种PLC 控制器的异同点等也是重要的补充性内容，主要原因是PLC 控制技术在过去的发展中不断地发生迭代并产生新的应用场景，因而教师需要在传统教学内容的基础上对PLC 相关的理论知识点进行深入的挖掘和拓展。第三，通常情况下现实生活中的问题常常并非仅仅涉及电气控制和PLC 方面的知识，教师在组织教学工作时还需要在电气控制的基础上综合考虑软启动以及变频器等方面的知识，引导学生不断提升其综合能力[4]。

2.2 革新教学方法

传统的教学模式下教师主要围绕相关的教材来组织课堂教学的内容并且学生主要是跟随教师的思路来完成学习任务。学生自己本身在学习过程中常常存在参与感不强、自主性较低以及学习效果不佳等问题。另外，实践教学相对匮乏也是严重制约学生个人能力提升的重要因素之一。学生在这种单一的教学模式下往往不能深入地掌握相关的理论知识和基本的实践能力。因而教师在组织课堂教学的过程中需要根据以上这些制约教学效果的因素来重新构建课堂教学的模式。例如，可以将学生需要掌握的主要能力细分成不同的模块并据此来设置有针对性的教学内容。理论讲解中需要在教材内容的基础上对各种与电气控制或者PLC 技术相关的知识点进行全面的扩展，通过这种方式来为学生奠定出宽厚的理论基础[5]。

2.3 重构课堂教学形式

传统的课堂教学形式是教师通过黑板或者多媒体课件将主要的理论知识点展示给学生并进行深入浅出的讲解，而作为教学主体的学生在课堂上反而没有足够的发挥空间，这种教学形式的弊端是课堂氛围比较沉闷、学生的参与感非常低且教学效果也差强人意。对相关课程进行改革的过程中需要教师通过课堂教学形式的革新来克服传统课堂中存在的种种缺陷。第一，重视运用信息技术。教师在日常的课堂教学中可以通过多媒体课件来展示一些具备良好教学效果的视频、图片或者文字等信息。例如，在讲解三相异步电动机的工作原理时就可以通过形象化的视频来引导学生掌握其内部构造以及各个部分的运行过程。同时还可以通过录制微视频或者开办微信公众号等方式来延伸教学的空间以及丰富教学的形式。微视频中可以对一些重点或者难点知识进行更加深入透彻地分析并形成一个个精准的知识点。第二，在课堂教学过程中还要打破过去那种学生被动听讲而主动思考严重匮乏的局面。例如，教师可以在课堂教学过程中留出一部分时间来组织开展一些探究性的教学活动，让每个小组都派一名代表对本组的研究过程和研究结果进行分享。这种教学形式的运用可以显著增加学生参与课堂教学的积极性并为学生个人提供了展示风采的机会[6]。

2.4 改进考核标准

高职院校的传统考核模式是将学生在期中考试、期末考试中的卷面成绩作为主要的参考，然后在此基础上综合考量其他方面的因素。因而这种考评模式很容易将学生引导至过分重视理论学习和习题训练的方向上去。实际上《电气控制及PLC 应用技术》主要是一门具有广泛实践意义的课程，学生在掌握相关理论知识的基础上还必须具备通过这些理论知识来解决实际工程问题的能力。然而传统的教学与考核标准中都存在过于重视理论考核而轻视实践考核的问题。因而在相关的教学改革中应该通过考核方式、考核内容以及成绩构成方面的调整来提升课程考核的科学性。笔者认为在评估学生学习效果时应该按照素质教育的要求增大实践技能方面的考核力度，重点是根据高职院校技能型人才的培养目标来合理地设置一些实践考核的内容，进而将学生根据理论知识解决实际问题的能力作为重要的考核内容之一。然后在最终的成绩评定中将理论知识、实践技能以及日常表现等3 个方面按照一定的比例来进行计分，最终得出一个相对全面、相对客观的成绩。

2.5 重视实践教学

仅仅依靠基础性的实验教学内容来提升学生的实践能力是远远不能达到素质教育和技能训练的目标的。因而高职院校的相关专业应该根据这一课程在实际工作中的主要应用场景来搭建出科学的实训平台，学生在日常学习过程中可以将自己掌握的各种理论知识在这些实训平台中进行有效的练习。例如，在学习三相异步电动机时就可以通过实物展示、实物拆解等方式来讲解电动机的内部构造，在学习电动机的启动、控制和运行状态分析时可以通过具体的实验来加深效果。

3 教学实践

用人单位在招聘工程类专业人才的过程中越来越重视其动手能力和解决实际工程问题的能力。因而高职院校在进行人才培养的过程中应该通过有效的措施来全面提升学生的工程实践能力。笔者认为在组织开展实践教学时可以通过项目化、工程化的实践活动来强化相关的教学效果。具体实施包括以下环节。

第一，组成学习团队。在开展项目化的实践教学时可以将学生划分成不同的小组并通过一定的研究课题来提升其实践能力。教师可以按照5～6 人为一组的方法将学生划分成若干个研究小组。

第二，设计研究项目。这些项目化的教学活动应该根据教学进度、某一阶段的主要教学内容来合理地制定，重点是通过这些具备良好实践效果的工程项目来让学生将所学的理论融会贯通。

第三，现场实验教学。在划分完小组并确定项目内容之后就应该通过现场的实验教学将理论和实践进行有效的串接，教师可以通过对实物的讲解和指导让学生充分地理解理论知识所对应的实际场景。每一个小组的学生在接受完教师的现场讲解之后还应该通过动手实践的方式来消化理论知识，并且在理论和实际场景之间构建起有效地连接。这种更加形象生动的授课方式可以有效地化解理论讲解的抽象性并加深学生的理解。

第四，小组项目实践。在这一过程中主要是通过事先设计好的项目化实验内容来引导各个小组的学生进行动手操作，这一过程中教师应该减少理论讲解，而且应该将大量的时间留给学生并让他们依靠团队成员的集思广益来共同解决工程问题。

第五，结果分析。在完成小组项目实践之后应该根据各个小组的项目实际结果来分析学生在这一过程中暴露出来的问题。一方面，各个小组的成员在完成项目实践之后应该先分析自身在这一过程中存在的不足。另一方面，教师应该根据实践项目的教学目标、教学内容来指出学生存在的问题。

第六，重视和企业之间的合作。高职类院校的学生在升入较高的年级之后就应该接触一些更加接近实际工作场景的项目，因而学校可以通过和企业之间的合作来为学生们提供更具实践意义的项目实习机会。

4 结语

高职院校在组织开展《电气控制和PLC 应用技术》 的相关课程时需要根据实际教学效果以及社会需求的变化来不断改革教学方法。在具体实施过程中可以从优化课程内容、革新教学方法、强化实践教学以及规范课程考核等途径来提升教学效果。同时教师还可以通过一些项目化的实践教学内容来强化学生的实践动手能力。