电气控制及PLC课程教改研究论文.doc

电气控制及PLC课程教改研究论文 【摘要】本文分析了“电气控制及PLC”课程教学的现状及存在的问题，以突出“工程实践”为导向，对课程教学的内容、方法、手段、考核方式以及实验设置及课程实习实训等方面进行了改革研究和实践。实践证明，以“工程实践”为导向的课程教研教改，对培养电气专业的创新能力和工程实践能力取得了良好的效果。 【关键词】电气控制；PLC；教学改革；工程应用；创新型 “电气控制及PLC”是一门工程实践和理论，紧密结合的课程，着重培养学生分析、解决实际工程应用问题的能力，以满足社会对工程技术人员的需求。 一、现状 当前课程面临“学时减少”但“内容增加、要求更高”的局面。同时也越来越注重工程应用实践能力及创新能力的培养。作为教学两个主体，需不断学习和改进教学以跟上技术的步伐，突出工程特点，当前国家正号召的中国工业4.0也凸显课程相关技术的重要性。本文在教学内容、教学手段、实践环节、考核方式等方面，就如何做好教学谐振、共赢，进行了积极探索与实践。 二、优化内容，改进教学方法及手段 1.优化教学内容 （1）重视纲领和绪论，激发学习兴趣绪论和纲领从宏观高度对课程及其内容结构进行诠释，非常重要；但常被初学者所轻视，学生往往从微观角度关注具体知识点，忽视课程纲领、结构及与相关课程的联系，造成本课程与相关课程的孤立脱节，有碍于其对多门相关课程相互贯通和融合，影响其建立“工程系统”的理念。在纲领及绪论环节“开门见山”给学生展示大量实际工程应用案例及学生参与的设计、大赛作品及成果、教师科研成果等让学生“感同身受”，提高学习兴趣，找到学习方向。例如直接在课堂上展示一些课程视频资料，如往届学生参加的“西门子”杯中国智能制造挑战赛、德国工业4.0、国内相关行业自动化生产线等。 （2）围绕案例，突出工程特点案例教学的效果不言而喻，更重要的是建立和不断强化课程的工程概念，培养学生的工程意识。在电气控制部分主要以实物课堂展示或图片、视频资料例举介绍继电器接触器及相关控制系统，分析比较其器件特点及其应用特点，辅以相关实例讲解其综合应用。如多位置小车往复运动控制，涵盖了各类继电器、接触器、行程开关、等。在PLC部分辅以相关实例，如工业洗衣机控制，涵盖了诸多基本指令应用。实物展示的意义是让学生不流于图纸符号的层面，涉及到工程安装、电气施工等便不至于茫然不知所措。 （3）及时总结分析作业和实践环节老师要及时总结、分析作业和实践环节中出现的问题，善于发现其中的共性错误和个性问题，以便于教学中及时纠正，利于“承前启后”的总结前面章节和学习后续章节。比如不少学生在PLC编程时出现的语法没问题、运行结果不对，是因为这些学生大多没形成良好的编程习惯，出现多次输出同一输出点的“双线圈”情况。 （4）调整、优化教学内容由于学时减少，调整优化教学内容势在必行。比如在功能指令及应用部分，常见指令及其应用的讲解不宜过于详尽，完全可以也有必要将几个常见指令合并在一起，如以一个涵盖常开、常闭、计数器、定时器等常见指令的综合实例来引述、拓展讲解，就能避免教学内容过于呆板。 2.改进教学方法及教学手段 （1）板书及多媒体的配合传统板书在部分程序的详细讲解中具有不可替代的作用，然而板书耗时颇多。而将文、图、声、像融为一体的高质量多媒体课件，可使教学过程和内容丰富多彩。比如在对比各种低压电器的特点及其应用时，将图片及低压电器工作过程的动画有机结合，极大降低了授课内容的抽象性，增加其直观性。 （2）充分利用网络教学平台由于不受时间、地点限制的优点，我们采用学者网、Blackboard在线教学管理平台，在不占用课堂学的情况下将相关教学资料、作业等发布在网络教学平台上，并进行网上答疑、讨论等课外交流，良好保障了教学效果及质量。 （3）将相关软件积极引入课堂教学在课程教学中，充分利用STEP7-MicroWin32以及Sim2.0仿真软件对课程内容进行编程实例讲解与验证，辅助教学具有良好效果。此外，为强调“工程”特点，我们也积极将组态软件、DCS等引入到课程教学中来。 （4）沟通与拓展1）除了典型的课程知识点外，应当在课堂内适当穿插介绍一些变频器、传感器、工业网络、PLC控制等相关技术的最新发展及其应用动态。 2）利用各种实习环节，“走出去”，到工厂企业现常了解课程的应用及最新发展，使教学内容得以眼见为实，了解课程应用动态，巩固教学效果。不定期将工企业界技术专家和精英“请进来”，给学生及教师做行业或企业的技术专题讲座。 三、改进及拓展实践环节 夯实基础性实验，增加设计性实验。另外，还在以下方面做进一步改进和拓展。 1.改革课程设计为了体现应用设计及创新能力，将课程设计题目划分多个层次来完成，比如一个机械手PLC控制设计，划分以下三个层次的考核内容。第一层次，包括“选题”、“分析题目”、“确定控制方案”、“列IO表”、“电气接线”、“编程及调试”等设计基本过程的内容等；第二层次，在第一层次基础上进一步增加设计内容及难度，如“运行过程中，按下“停止”键，系统按上述过程顺序回到原点停止。”等；第三层次，在第二层次基础上再进一步利用实验室现有设备实现机械手控制的WinCC或ForceControl组态监控系统等。这样各层次学生都能得到较为全面学习以及工程应用能力、创新能力的锻炼。 2.多元化实践教学除了课堂教学、实践教学外，我们还利用生产实习、毕业实习等环节及其它课余时间去三峡电站、东风汽车总厂、中海油南海西部石油公司等参观学习，所见所闻与课程内容相互印证，反哺于教学。 四、有效的评价考核方式 理论考核的分数尚不能完全体现学生的工程设计及应用能力。为突出课程的“工程应用”特点，我们将含实验、实践环节、作业的平时成绩比重提高到与期末成绩一样。比如为了区分出各类学生对课程内容的应用及创新能力，我们对前面的课程设计划分以下三个层次的考核内容。第一层次为基础水平，针对所有学生；第二层次为中等水平，针对基础牢固并有一定实践能力及创新能力的学生；第三层次为优良水平，针对具备较高实践能力及创新能力的学生。 五、结语 5年实践表明，突出工程应用的“电气控制及PLC”课程教改，积极调动了学生的学习兴趣，提高了工程应用能力、创新能力及综合应用能力。同时，也存在一些问题和不足，如何在掌握基本知识的同时尽可能在工程应用能力及创新能力有所突破，做好“因材施教”是进一步教研教改探索的方向。 【参考文献】 1徐桂敏，杨正祥.“现代电气控制设备及PLC教学方式改革与实践J.上海：实验室研究与探索，xx(11):217-220. 2邱义臻，熊焰，李守军.基于CDIO工程教育理念的大学生实践创新活动J.太原：山西财经大学学报，xx(z1):89-90. 3张德义，袁明新，高进可.“机械设备电气控制”课程实践型课堂的研究J.南京：电气电子教学学报，xx(2):27-29. 4叶大鹏，童向亚，胡洪钧.“渐进式-模块化”PLC开放实验平台构建与探索J.上海：实验室研究与探索，xx(3):232-235. 5缪仲翠，张海明.组态软件在PLC实验教学中的应用研究J.北京：中国建材科技，xx(6):67-69. 6沈灿钢，孙晓明.西门子全集成工业网络实训室设计与实现J.北京：实验技术与管理，xx(5):170-172. 7邢玲，徐健宁，董增文.虚实结合的大型设备PLC实验系统设计与开发J.