高职《电气控制与PLC》课程教学初探

2022-09-11

《电气控制与P L C》是高等职业技术学院电气自动化技术专业的一门专业课, 也是一门实用性很强的课程。本课程在整个专业的课程体系中起着重要的承上启下的作用, 与它密切相关的先行课程是《电路分析及电工测量》、《数字电子技术》, 它所服务的后续课程是《电力电子技术》、《工厂供电》等课程。在十多年的教学过程中, 笔者对该课程的教学积累了一些经验, 现做如下总结与探讨:

1 明确课程地位, 诱导学生树立求知欲

高职院校电气自动化技术专业毕业学生的岗位定位之一是从事电气设备安装、维修, 自动化仪表的维护、调试、操作等工作, 其核心知识的支撑课程之一就是《电气控制与P L C》。以机械制造业为例, 普通机床的安装、维修需要继电—接触相关知识, 数控机床的安装、维修需要可编程序控制器相关知识。由于现在高职院校生源大多数是应届高中毕业生, 他们大多无工作经历, 也很少见到并使用低压控制电器, 所以开始学习该门课程时普遍感觉抽象, 缺乏学习兴趣。因此, 如何激发学生学习兴趣, 使他们从被动学习到主动学习是每个讲授《电气控制与PLC》的教师的工作关键之一, 应在上课之初首先明确本课程的地位, 向学生讲清楚该课程内容在生产机械和生产过程自动控制系统等领域中的应用, 使他们明白学好本课程, 走上工作岗位后即可有用武之地, 可以服务社会, 为社会作贡献, 也可获得较好的工作环境和薪水;其次, 高职毕业生推行双证书制 (毕业证和职业技能证) , 学完本课程后可获取电气维修核心技能, 为通过国家职业资格证书考试奠定良好基础。实践证明, 通过上述“攻心”工作, 可激发大多数学生的求知欲, 挑起学生学习兴趣。

2 把握主线, 整合教学内容

《电气控制与P L C》实际是《工厂电气控制技术》和《可编程序控制器原理》两门课程的合并, 教学内容多而杂, 学生学起来不容易抓住重点、难点, 因此必须对教材内容进行重新整合, 在不改变主要教学内容的主线下, 合并章节, 形成由感性到理性, 由实践到理论的教学过程。

电气控制课程教材内容按先后顺序大致分为以下几块:第一块是常用低压电器的工作原理, 第二块是基本控制环节及典型控制线路, 第三块是典型机床电气控制线路, 第四块是P L C硬件构成及工作原理, 第五块是P L C指令系统, 第六块是PLC的应用, 第七块是实验。第一块的重点是各种常用低压电器工作原理、符号及选型, 如果不作调整, 上来就直接讲该块, 学生觉得杂乱、抽象, 三、四次课后就会有一部分学生失去兴趣, 失去学习的决心和原动力, 就会停止努力, 消极学习, 应付差事。所以必须设法从内容上吸引学生, 为此笔者在授课过程中将一、二、七三块内容进行了整合, 即先开出实验, 使学生具备一定感性认识后, 再回到课堂进行理论讲解, 并且揉合进第一块内容, 将基本环节和典型控制线路按主电路和控制电路的顺序讲, 用到什么器件, 再讲该器件的结构、工作原理、符号及选型等问题。同样, 在讲授PLC部分时, 也是先实践, 再理论式的教学, 将五、六、七三块内容进行整合调整, 通过层次性循序渐进的学习过程, 促进了学生对有关概念的理解, 使学生克服了对本课程知识的枯燥感和畏惧感。

3 改进教学方法, 实现多元化教学

传统的“一支粉笔, 一本书, 一讲到底”满堂灌的填鸭式教学方法只将学生作为知识的容器, 而没有将学生置于主体地位, 更谈不上学生思维的训练、能力的发展和素质的提高。这是与我们积极倡导的素质教育是相矛盾的。因此, 必须以培养学生的实践能力与创新能力为中心, 摈弃陈旧的教学方法, 探索合适的教学方法和手段。

3.1 借助实物模型增加学生对器件的感性认识

比如在电气控制内容中, 各常用低压电器工作原理的知识点, 以前是采取板书的讲授方法, 花了很大的功夫, 学生却感觉非常抽象, 达不到教学效果和要求, 现在讲这方面内容时, 提前要求学生预习, 上课时直接在实验室上, 学生可将实物拆卸和组装, 非常直观地看到电器的组成, 将实物直接通过简单的电路联接通电, 可使学生轻松地学习各种电器的工作原理。

3.2 运用多媒体课件, 电子仿真软件等手段将“枯燥乏味”的专业教学变为学生的积极参与

在课堂上尝试采用计算机多媒体、投影等仪器设备, 这样可以改变千篇一律的教学方法, 让枯燥的内容变得色彩缤纷、赋予动感、更加情趣, 以调动学生各个感官的作用, 用眼去看、用耳去听, 将视觉、听觉等多个通道全都集中到课堂上, 可以加强学生记忆, 也有助于提高教学效果。例如:在分析典型生产机械的控制原理时, 过去是将图画在黑板上, 费时费力, 采用多媒体教学后, 不仅可以增加动画效果, 而且可以随时将原理图投影上去。再如学习P L C的应用时, 可利用仿真软件, 使学生形象地看到PLC及控制设备的运行情况, 深刻理解P L C的工作原理。

4 加强课程设计, 提高动手能力

课程设计是重要的实践性教学环节。课程设计的作用不仅体现在可以帮助学生巩固、扩展和融会专业课程内容, 更主要的是可以通过完成一个复杂系统的设计任务, 培养学生综合运用多学科知识解决实际问题的综合实践能力。做P L C课程设计时, 在选题上不能太简单, 也不能太复杂, 应循序渐进, 每组学生至少完成三个课题, 由简单到复杂, 如由抢答器的设计到红绿灯的设计, 再到电梯的设计等, 逐步培养学生兴趣, 严格一手资料的准备, 要求学生上图书馆, 查阅资料, 分析算法, 真正使所学到的知识达到融会贯通的目的。通过设计, 学生不仅能把所学PLC知识加以复习, 而且也为从事P L C的应用积累了宝贵经验, 提高动手能力, 为以后参加工作奠定了坚实的基础。