高職《電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)》課程教學(xué)改革研究與實踐

黃紅玉

（廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西河池 547000）

高職院校的傳統(tǒng)教學(xué)方法常常是教師在課堂上講解大量的理論知識而學(xué)生則被動地跟著教師的思路來學(xué)習(xí)。這種相對傳統(tǒng)的教學(xué)模式常常導(dǎo)致學(xué)生不能充分地融入課堂教學(xué)中去且相應(yīng)的學(xué)習(xí)效果也是差強(qiáng)人意的。因此，高職院校應(yīng)該通過課程改革來克服傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的問題及提高教學(xué)質(zhì)量。在具體實施過程中應(yīng)該改進(jìn)教學(xué)方法、優(yōu)化課程內(nèi)容、強(qiáng)化實踐教學(xué)以及規(guī)范課程考核標(biāo)準(zhǔn)。

1 教學(xué)問題分析

電氣控制與PLC 應(yīng)用技術(shù)在電氣自動化控制工作中具有非常重要的作用，因而高職院校的自動化及機(jī)電一體化專業(yè)的學(xué)生需要學(xué)好這門課程中的理論知識以及必備的實踐技能。相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展以及教材內(nèi)容發(fā)展滯后的客觀情況要求高職院校在開展此類教學(xué)工作時必須重視改革和創(chuàng)新，傳統(tǒng)的教學(xué)模式在當(dāng)前階段已經(jīng)不能完全滿足全社會對此類人才在理論知識和實踐技能方面的需求。現(xiàn)階段高職院校在此類課程的教學(xué)過程中主要存在以下幾個方面的問題。

1.1 理論深度和廣度不足

高職院校在培養(yǎng)人才的過程中需要將重點放在提升其理論基礎(chǔ)、塑造良好的實踐動手能力以及突出各種實用技能方面。這門課程在教學(xué)過程中需要學(xué)生掌握繼電器、接觸器以及主令電器電氣等常用的低壓電氣工作原理，與此同時還需要學(xué)生對三相異步電機(jī)的啟動、控制以及調(diào)速等進(jìn)行較為深入的理論學(xué)習(xí)。學(xué)生只有在掌握好這些理論的基礎(chǔ)上才能進(jìn)一步提高其實際操作能力和解決工程問題的能力，而這些綜合因素會對其將來的就業(yè)和工作都產(chǎn)生非常深遠(yuǎn)的影響。然而，實際的教學(xué)情況是很多高職院校中使用的教材相對比較老舊且還是在講授多年前的知識，而電氣控制和PLC 控制方面的技術(shù)在過去幾十年大的發(fā)展和應(yīng)用中已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，很多新的應(yīng)用已經(jīng)誕生?，F(xiàn)階段的教材內(nèi)容已經(jīng)不能全面地反映出相關(guān)理論的最新發(fā)展?fàn)顟B(tài)且教師在課堂上也很少對教材內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充和擴(kuò)展，長此下去學(xué)生在相關(guān)理論的深度和廣度方面就不能達(dá)到良好的學(xué)習(xí)效果。

1.2 教學(xué)方法單一

高職院校的教師在開展相關(guān)的教學(xué)工作時往往還是采用非常傳統(tǒng)的教學(xué)模式且主要還是圍繞課本來組織教學(xué)內(nèi)容。教師在課堂教學(xué)過程中會花費大量的時間來繪制與電氣控制相關(guān)的波形圖或者一些相對基礎(chǔ)的電路圖，進(jìn)而在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生們掌握電氣控制和PLC 編程的相關(guān)原理和方法等，因而在非常有限的授課時間內(nèi)很難教授學(xué)生更多有用的理論知識和學(xué)習(xí)方法。部分教師則比較習(xí)慣于通過粉筆和黑板來手繪相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容并引導(dǎo)學(xué)生們也重視基本的作圖能力，不可否認(rèn)這也是一種非常重要的能力。但是一個不容忽視的問題是這種相對傳統(tǒng)的教學(xué)模式在改善課堂教學(xué)氣氛、提高教學(xué)效率以及激發(fā)學(xué)生的參與度等方面都存在較大的不足。在互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天還有不少教師沒能完全適應(yīng)計算機(jī)輔助教學(xué)的模式，在互動教學(xué)、探究教學(xué)以及實驗教學(xué)方面也存在較大的不足[1]。

1.3 實踐不足

電氣控制與PLC 應(yīng)用技術(shù)是一門實用性非常強(qiáng)且具備廣泛工程應(yīng)用價值的課程，因而教師在開展相關(guān)教學(xué)工作時需要通過強(qiáng)化理論教學(xué)和實驗教學(xué)的模式來提升學(xué)生的實踐能力。然而高職院校的相關(guān)教學(xué)工作往往都存在重視理論講解而輕視實踐動手教學(xué)的問題。學(xué)生長期在這種教學(xué)模式的影響下難以掌握足夠的處理實際工程問題的能力。另外，高職院校的相關(guān)課程內(nèi)容中除了大量的理論知識外還設(shè)置了專門的實驗教學(xué)內(nèi)容，但是這些教學(xué)內(nèi)容目前主要還是以基礎(chǔ)性的實驗為主，那些真正能夠訓(xùn)練學(xué)生工程意識、提升其解決實際問題能力的綜合性實驗以及設(shè)計性實驗內(nèi)容還比較匱乏。而且教師在學(xué)生做實驗之前還會將實驗?zāi)康?、實驗?nèi)容以及主要的實驗方法等進(jìn)行講解，然后才安排學(xué)生動手實踐。這種實驗教學(xué)方法顯然不能有效地訓(xùn)練學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、動手實踐能力以及大工程意識[2]。

1.4 考核標(biāo)準(zhǔn)落后

國內(nèi)的教學(xué)與考試方法從長期受到應(yīng)試思維的影響并形成了以理論考察、計算考察為主干的考核標(biāo)準(zhǔn)。因而高職院校在組織電氣控制與PLC 應(yīng)用技術(shù)的相關(guān)考試時也常常將理論考察作為最主要的內(nèi)容。這種考核標(biāo)準(zhǔn)勢必會導(dǎo)致學(xué)生在日常學(xué)生中將更多的時間和精力用于學(xué)習(xí)理論知識以及訓(xùn)練各種解題技巧。因而這種比較落后的考評標(biāo)準(zhǔn)在很大程度上將學(xué)生因?qū)е麓嬖谝欢ㄆ畹膶W(xué)習(xí)方向上去。另外，高職院校的考核標(biāo)準(zhǔn)中并沒有設(shè)置足夠的實驗內(nèi)容且這部分內(nèi)容在學(xué)生的成績中所占的比重也非常小[3]。

2 課程改革

2.1 優(yōu)化課程內(nèi)容

電氣控制和PLC 的課本教學(xué)內(nèi)容主要集中在三相異步電動機(jī)的啟動、過程控制與調(diào)節(jié)，同時還了解了包括接觸器、繼電器等在內(nèi)的低壓電氣運(yùn)行原理和控制技術(shù)。而PLC 控制的原理以及PLC 編程的相關(guān)技術(shù)也是教學(xué)內(nèi)容的重要組成部分之一。不過這些基本的教學(xué)內(nèi)容在現(xiàn)階段已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高職院校自動化專業(yè)的學(xué)生對電氣控制方面的理論需求。第一，在電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計工作中需要大量使用CAD 等專業(yè)的工程繪圖工具，因而教師在日常教學(xué)工作中應(yīng)該將這些與電氣控制相關(guān)的基礎(chǔ)性工具也作為重要的講解內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生掌握相關(guān)的技能。第二，PLC 控制器的原理、如何實現(xiàn)通信功能以及各種PLC 控制器的異同點等也是重要的補(bǔ)充性內(nèi)容，主要原因是PLC 控制技術(shù)在過去的發(fā)展中不斷地發(fā)生迭代并產(chǎn)生新的應(yīng)用場景，因而教師需要在傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上對PLC 相關(guān)的理論知識點進(jìn)行深入的挖掘和拓展。第三，通常情況下現(xiàn)實生活中的問題常常并非僅僅涉及電氣控制和PLC 方面的知識，教師在組織教學(xué)工作時還需要在電氣控制的基礎(chǔ)上綜合考慮軟啟動以及變頻器等方面的知識，引導(dǎo)學(xué)生不斷提升其綜合能力[4]。

2.2 革新教學(xué)方法

傳統(tǒng)的教學(xué)模式下教師主要圍繞相關(guān)的教材來組織課堂教學(xué)的內(nèi)容并且學(xué)生主要是跟隨教師的思路來完成學(xué)習(xí)任務(wù)。學(xué)生自己本身在學(xué)習(xí)過程中常常存在參與感不強(qiáng)、自主性較低以及學(xué)習(xí)效果不佳等問題。另外，實踐教學(xué)相對匱乏也是嚴(yán)重制約學(xué)生個人能力提升的重要因素之一。學(xué)生在這種單一的教學(xué)模式下往往不能深入地掌握相關(guān)的理論知識和基本的實踐能力。因而教師在組織課堂教學(xué)的過程中需要根據(jù)以上這些制約教學(xué)效果的因素來重新構(gòu)建課堂教學(xué)的模式。例如，可以將學(xué)生需要掌握的主要能力細(xì)分成不同的模塊并據(jù)此來設(shè)置有針對性的教學(xué)內(nèi)容。理論講解中需要在教材內(nèi)容的基礎(chǔ)上對各種與電氣控制或者PLC 技術(shù)相關(guān)的知識點進(jìn)行全面的擴(kuò)展，通過這種方式來為學(xué)生奠定出寬厚的理論基礎(chǔ)[5]。

2.3 重構(gòu)課堂教學(xué)形式

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)形式是教師通過黑板或者多媒體課件將主要的理論知識點展示給學(xué)生并進(jìn)行深入淺出的講解，而作為教學(xué)主體的學(xué)生在課堂上反而沒有足夠的發(fā)揮空間，這種教學(xué)形式的弊端是課堂氛圍比較沉悶、學(xué)生的參與感非常低且教學(xué)效果也差強(qiáng)人意。對相關(guān)課程進(jìn)行改革的過程中需要教師通過課堂教學(xué)形式的革新來克服傳統(tǒng)課堂中存在的種種缺陷。第一，重視運(yùn)用信息技術(shù)。教師在日常的課堂教學(xué)中可以通過多媒體課件來展示一些具備良好教學(xué)效果的視頻、圖片或者文字等信息。例如，在講解三相異步電動機(jī)的工作原理時就可以通過形象化的視頻來引導(dǎo)學(xué)生掌握其內(nèi)部構(gòu)造以及各個部分的運(yùn)行過程。同時還可以通過錄制微視頻或者開辦微信公眾號等方式來延伸教學(xué)的空間以及豐富教學(xué)的形式。微視頻中可以對一些重點或者難點知識進(jìn)行更加深入透徹地分析并形成一個個精準(zhǔn)的知識點。第二，在課堂教學(xué)過程中還要打破過去那種學(xué)生被動聽講而主動思考嚴(yán)重匱乏的局面。例如，教師可以在課堂教學(xué)過程中留出一部分時間來組織開展一些探究性的教學(xué)活動，讓每個小組都派一名代表對本組的研究過程和研究結(jié)果進(jìn)行分享。這種教學(xué)形式的運(yùn)用可以顯著增加學(xué)生參與課堂教學(xué)的積極性并為學(xué)生個人提供了展示風(fēng)采的機(jī)會[6]。

2.4 改進(jìn)考核標(biāo)準(zhǔn)

高職院校的傳統(tǒng)考核模式是將學(xué)生在期中考試、期末考試中的卷面成績作為主要的參考，然后在此基礎(chǔ)上綜合考量其他方面的因素。因而這種考評模式很容易將學(xué)生引導(dǎo)至過分重視理論學(xué)習(xí)和習(xí)題訓(xùn)練的方向上去。實際上《電氣控制及PLC 應(yīng)用技術(shù)》主要是一門具有廣泛實踐意義的課程，學(xué)生在掌握相關(guān)理論知識的基礎(chǔ)上還必須具備通過這些理論知識來解決實際工程問題的能力。然而傳統(tǒng)的教學(xué)與考核標(biāo)準(zhǔn)中都存在過于重視理論考核而輕視實踐考核的問題。因而在相關(guān)的教學(xué)改革中應(yīng)該通過考核方式、考核內(nèi)容以及成績構(gòu)成方面的調(diào)整來提升課程考核的科學(xué)性。筆者認(rèn)為在評估學(xué)生學(xué)習(xí)效果時應(yīng)該按照素質(zhì)教育的要求增大實踐技能方面的考核力度，重點是根據(jù)高職院校技能型人才的培養(yǎng)目標(biāo)來合理地設(shè)置一些實踐考核的內(nèi)容，進(jìn)而將學(xué)生根據(jù)理論知識解決實際問題的能力作為重要的考核內(nèi)容之一。然后在最終的成績評定中將理論知識、實踐技能以及日常表現(xiàn)等3 個方面按照一定的比例來進(jìn)行計分，最終得出一個相對全面、相對客觀的成績。

2.5 重視實踐教學(xué)

僅僅依靠基礎(chǔ)性的實驗教學(xué)內(nèi)容來提升學(xué)生的實踐能力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到素質(zhì)教育和技能訓(xùn)練的目標(biāo)的。因而高職院校的相關(guān)專業(yè)應(yīng)該根據(jù)這一課程在實際工作中的主要應(yīng)用場景來搭建出科學(xué)的實訓(xùn)平臺，學(xué)生在日常學(xué)習(xí)過程中可以將自己掌握的各種理論知識在這些實訓(xùn)平臺中進(jìn)行有效的練習(xí)。例如，在學(xué)習(xí)三相異步電動機(jī)時就可以通過實物展示、實物拆解等方式來講解電動機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造，在學(xué)習(xí)電動機(jī)的啟動、控制和運(yùn)行狀態(tài)分析時可以通過具體的實驗來加深效果。

3 教學(xué)實踐

用人單位在招聘工程類專業(yè)人才的過程中越來越重視其動手能力和解決實際工程問題的能力。因而高職院校在進(jìn)行人才培養(yǎng)的過程中應(yīng)該通過有效的措施來全面提升學(xué)生的工程實踐能力。筆者認(rèn)為在組織開展實踐教學(xué)時可以通過項目化、工程化的實踐活動來強(qiáng)化相關(guān)的教學(xué)效果。具體實施包括以下環(huán)節(jié)。

第一，組成學(xué)習(xí)團(tuán)隊。在開展項目化的實踐教學(xué)時可以將學(xué)生劃分成不同的小組并通過一定的研究課題來提升其實踐能力。教師可以按照5～6 人為一組的方法將學(xué)生劃分成若干個研究小組。

第二，設(shè)計研究項目。這些項目化的教學(xué)活動應(yīng)該根據(jù)教學(xué)進(jìn)度、某一階段的主要教學(xué)內(nèi)容來合理地制定，重點是通過這些具備良好實踐效果的工程項目來讓學(xué)生將所學(xué)的理論融會貫通。

第三，現(xiàn)場實驗教學(xué)。在劃分完小組并確定項目內(nèi)容之后就應(yīng)該通過現(xiàn)場的實驗教學(xué)將理論和實踐進(jìn)行有效的串接，教師可以通過對實物的講解和指導(dǎo)讓學(xué)生充分地理解理論知識所對應(yīng)的實際場景。每一個小組的學(xué)生在接受完教師的現(xiàn)場講解之后還應(yīng)該通過動手實踐的方式來消化理論知識，并且在理論和實際場景之間構(gòu)建起有效地連接。這種更加形象生動的授課方式可以有效地化解理論講解的抽象性并加深學(xué)生的理解。

第四，小組項目實踐。在這一過程中主要是通過事先設(shè)計好的項目化實驗內(nèi)容來引導(dǎo)各個小組的學(xué)生進(jìn)行動手操作，這一過程中教師應(yīng)該減少理論講解，而且應(yīng)該將大量的時間留給學(xué)生并讓他們依靠團(tuán)隊成員的集思廣益來共同解決工程問題。

第五，結(jié)果分析。在完成小組項目實踐之后應(yīng)該根據(jù)各個小組的項目實際結(jié)果來分析學(xué)生在這一過程中暴露出來的問題。一方面，各個小組的成員在完成項目實踐之后應(yīng)該先分析自身在這一過程中存在的不足。另一方面，教師應(yīng)該根據(jù)實踐項目的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容來指出學(xué)生存在的問題。

第六，重視和企業(yè)之間的合作。高職類院校的學(xué)生在升入較高的年級之后就應(yīng)該接觸一些更加接近實際工作場景的項目，因而學(xué)?？梢酝ㄟ^和企業(yè)之間的合作來為學(xué)生們提供更具實踐意義的項目實習(xí)機(jī)會。

4 結(jié)語

高職院校在組織開展《電氣控制和PLC 應(yīng)用技術(shù)》 的相關(guān)課程時需要根據(jù)實際教學(xué)效果以及社會需求的變化來不斷改革教學(xué)方法。在具體實施過程中可以從優(yōu)化課程內(nèi)容、革新教學(xué)方法、強(qiáng)化實踐教學(xué)以及規(guī)范課程考核等途徑來提升教學(xué)效果。同時教師還可以通過一些項目化的實踐教學(xué)內(nèi)容來強(qiáng)化學(xué)生的實踐動手能力。