王雙園 白國振

摘要：電氣控制與PLC作為自動(dòng)化專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，現(xiàn)有的傳統(tǒng)課本講解教學(xué)方式不能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，嚴(yán)重制約了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力。文章從實(shí)踐教學(xué)出發(fā)，以學(xué)生為中心，提出了案例教學(xué)、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)、競(jìng)賽教學(xué)和互助學(xué)習(xí)等教學(xué)方式，探索電氣控制與PLC課程的教學(xué)改革方向。

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革;案例教學(xué);小組競(jìng)賽;互助學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào)：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2019）44-0095-02

一、引言

《中國制造2025》提出“三步走”實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國的戰(zhàn)略目標(biāo)[1]，創(chuàng)新是未來中國制造業(yè)的主要驅(qū)動(dòng)力，而創(chuàng)新型的人才的培養(yǎng)是根本。電氣控制與PLC技術(shù)是當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的支柱，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化生產(chǎn)線，航天航空制造業(yè)、汽車制造業(yè)、石油化工業(yè)和建筑自動(dòng)化等行業(yè)。電氣自動(dòng)控制與PLC是高等院校自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生重要的基礎(chǔ)課程之一，課程內(nèi)容通常包含理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩個(gè)部分，是一門綜合性非常強(qiáng)的課程。傳統(tǒng)的教學(xué)方式更多的是強(qiáng)調(diào)理論學(xué)習(xí)，實(shí)踐教學(xué)部分多以實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)為主，學(xué)生能夠發(fā)揮的主動(dòng)性有限。學(xué)生難以真正掌握課程理論內(nèi)容，也缺乏應(yīng)用技術(shù)的能力。很多學(xué)者很早就關(guān)注了這方面的問題[2-4]，也提出了一些改革方法。本文在分析了現(xiàn)有電氣控制與PLC課程教學(xué)方法的缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了以學(xué)生為中心的相應(yīng)的改革方法，以期改善現(xiàn)有教學(xué)方法，提升課程教學(xué)效果。

二、電氣控制與PLC現(xiàn)有教學(xué)方法缺點(diǎn)

1.課程吸引力不足。（1）教材內(nèi)容陳舊。根據(jù)對(duì)市面現(xiàn)有的課程教材進(jìn)行調(diào)研發(fā)現(xiàn)，課程教材內(nèi)容更新緩慢，甚至很多近兩年出版的新教材中，其內(nèi)容依舊是20世紀(jì)末和21世紀(jì)初的基礎(chǔ)電氣控制內(nèi)容，PLC案例中很少引入最新的工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和新的產(chǎn)品，難以吸引學(xué)生積極參與到課程的學(xué)習(xí)中。（2）學(xué)生注意力差。與教材內(nèi)容相對(duì)的是現(xiàn)代移動(dòng)信息技術(shù)高度發(fā)達(dá)，學(xué)生很容易被智能手機(jī)所吸引，而難以集中到課堂學(xué)習(xí)中。尤其是在傳統(tǒng)的教學(xué)中，以教師主動(dòng)講授和學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的課堂教學(xué)模式為主，學(xué)生容易產(chǎn)生疲憊感，從而喪失學(xué)習(xí)的興趣，不可能集中注意力。

2.理論內(nèi)容基礎(chǔ)性不足。（1）背景知識(shí)缺乏。電氣控制與PLC主要以應(yīng)用為目的，課程中的基礎(chǔ)知識(shí)介紹有限，對(duì)非專業(yè)學(xué)生來說，學(xué)習(xí)起來非常困難。電氣控制與PLC需要有電工學(xué)、模數(shù)電路、電機(jī)和低壓電器等基礎(chǔ)知識(shí)，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程也至關(guān)重要。相關(guān)背景知識(shí)的缺乏，在以教材講授為主的教學(xué)中，讓學(xué)生很難及時(shí)學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，覺得課程太難，不容易接受。（2）前沿理論內(nèi)容缺乏。理論內(nèi)容中缺乏前沿理論，多以傳統(tǒng)的理論基礎(chǔ)知識(shí)為主，幾乎不涉及前沿性的、創(chuàng)新性的理論。如虛擬化PLC、軟PLC等概念很少有教材提到。新理念的出現(xiàn)，必將引領(lǐng)新的工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，而課程也需要能夠與時(shí)俱進(jìn)。

3.實(shí)踐案例創(chuàng)新性不足。（1）實(shí)踐案例陳舊?，F(xiàn)有的教學(xué)案例和相關(guān)設(shè)備都比較陳舊，案例的各類變化形式都已經(jīng)被廣泛地收編在相關(guān)教材當(dāng)中，并且有標(biāo)準(zhǔn)的答案，學(xué)生很容易獲取相關(guān)案例的答案和攻略，所以缺乏挑戰(zhàn)性。同時(shí)，很容易讓學(xué)生陷入一般的套路中，容易抹殺學(xué)生的創(chuàng)新性。（2）實(shí)驗(yàn)教學(xué)單調(diào)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，現(xiàn)有的教學(xué)方法都是由教師提前準(zhǔn)備好相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材，并提供學(xué)生指導(dǎo)手冊(cè)（或?qū)嶒?yàn)教案），學(xué)生只需要根據(jù)指導(dǎo)手冊(cè)完成相關(guān)操作，填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，就完成了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。因此，實(shí)際上學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)過程中的參與度非常有限，基本是一個(gè)被動(dòng)操作的過程，難以達(dá)到實(shí)踐教學(xué)的目的。

4.課堂互動(dòng)性不足。（1）師生間有效互動(dòng)缺乏。傳統(tǒng)的教學(xué)方式，主要以教師講授為主，學(xué)生只需被動(dòng)聽課。師生之間的互動(dòng)主要以課堂提問的模式來實(shí)現(xiàn)，因此還是以教師為中心，互動(dòng)環(huán)節(jié)不能以學(xué)生為本，也就不能吸引學(xué)生積極參與，難以形成有效的互動(dòng)。（2）學(xué)生之間互動(dòng)缺乏。在理論教學(xué)中，課堂上學(xué)生之間幾乎沒有互動(dòng)，也不存在相互學(xué)習(xí)的過程。而學(xué)生之間往往背景知識(shí)相近，理解能力相似，但是對(duì)知識(shí)的切入點(diǎn)和觀點(diǎn)卻不盡相同，通過相互學(xué)習(xí)更容易相互促進(jìn)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，各自發(fā)揮自身的能力，協(xié)同進(jìn)步。在實(shí)踐教學(xué)中，同樣的實(shí)踐案例，容易形成領(lǐng)頭羊效應(yīng)，僅有有限的學(xué)生真正完成了實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，而剩下的只是重復(fù)與跟隨，因此學(xué)生之間沒有形成有效互動(dòng)來促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

三、電氣控制與PLC教學(xué)方法改革

針對(duì)現(xiàn)有電氣控制與PLC教學(xué)方法的不足與缺點(diǎn)，本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐提出了以案例教學(xué)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐、小組競(jìng)賽和互助學(xué)習(xí)的方法來改進(jìn)現(xiàn)有教學(xué)。

1.案例教學(xué)。案例教學(xué)是指以案例的形式來講解課程中的知識(shí)點(diǎn)，將難以理解的理論融入具體的案例中，一步一步利用案例引導(dǎo)學(xué)生去探索理論在實(shí)踐中的應(yīng)用，從而加深理解相關(guān)理論知識(shí)點(diǎn)。以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法，近年來被大量應(yīng)用于各類課程教學(xué)中，取得了一定的效果。相較于傳統(tǒng)的理論課程，電氣控制與PLC這門課具有更強(qiáng)的實(shí)踐性和綜合性。它的問題主要來源于現(xiàn)實(shí)中的案例，因此，相對(duì)于傳統(tǒng)的以理論知識(shí)講授為主的教學(xué)方式，其更加適用于以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法。

在具體實(shí)施中，可以通過課程中的經(jīng)典案例，引出電氣控制和PLC中的基本原理。以案例為切入點(diǎn)，將各個(gè)知識(shí)點(diǎn)分散在案例中，更能吸引學(xué)生的注意力，引發(fā)學(xué)生的思考。

2.現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐是指將傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)轉(zhuǎn)移動(dòng)工廠或生產(chǎn)車間的現(xiàn)場(chǎng)，讓學(xué)生真實(shí)的接觸和了解電氣控制系統(tǒng)。讓學(xué)生參與到實(shí)際操作中，加深對(duì)電氣系統(tǒng)和PLC的認(rèn)識(shí)。通過實(shí)際操作，讓學(xué)生將理論知識(shí)映射到實(shí)踐之中。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電氣控制系統(tǒng)通常是一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)，需要考慮到各種環(huán)境的限制，可以培養(yǎng)學(xué)生的全局觀，讓學(xué)生對(duì)電氣控制的系統(tǒng)性有感性認(rèn)識(shí)，為今后的理論和實(shí)戰(zhàn)研究奠定基礎(chǔ)。

3.小組競(jìng)賽。小組競(jìng)賽是指將班級(jí)學(xué)生按照3—5人分為一組，形成多個(gè)小組，給定一個(gè)較寬泛的實(shí)踐問題，提供較完備的相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生以小組為單位，在限定時(shí)間內(nèi)解決問題，并實(shí)際操作完成方案，小組之間進(jìn)行競(jìng)賽。從創(chuàng)新性、可行性、實(shí)用性和團(tuán)隊(duì)合作等方面對(duì)每個(gè)小組進(jìn)行打分，再根據(jù)每個(gè)人對(duì)小組的貢獻(xiàn)分別打分。教師負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)解答學(xué)生提出的各類問題，及時(shí)糾正學(xué)生操作中的原則性錯(cuò)誤問題，學(xué)生可以通過課本、網(wǎng)絡(luò)查詢相關(guān)知識(shí)，給出解決方案，由教師評(píng)估后實(shí)施，在實(shí)施過程中遇到問題再改進(jìn)，重新制訂方案實(shí)施。以學(xué)生為中心，形成團(tuán)隊(duì)合作的學(xué)習(xí)模式，在競(jìng)賽中讓學(xué)生學(xué)會(huì)相關(guān)知識(shí)，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性。

4.互助學(xué)習(xí)?；ブ鷮W(xué)習(xí)是將學(xué)習(xí)進(jìn)度和理解程度有差異的同學(xué)進(jìn)行組隊(duì)，讓學(xué)習(xí)效果好的同學(xué)帶動(dòng)學(xué)習(xí)效果差的同學(xué)學(xué)習(xí)，以隊(duì)員之間自由相互提問、相互回答為主要形式，進(jìn)行互助式學(xué)習(xí)。提問者和回答者在這一過程中都能夠得到有效的學(xué)習(xí)，同時(shí)可以活躍課堂氣氛，讓所有的學(xué)生都能加入課堂的學(xué)習(xí)中來。教師可以針對(duì)學(xué)生提出的問題進(jìn)行總結(jié)，集中回答學(xué)生不易理解和掌握的知識(shí)點(diǎn)，重點(diǎn)解釋課程中的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，維持課堂秩序，保障互助學(xué)習(xí)的有效開展。

四、結(jié)語

教學(xué)還是要以學(xué)生為本，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)為方向，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的傳播。當(dāng)前，高等院校的教學(xué)活動(dòng)中，更多的問題是如何吸引學(xué)生的注意力，讓學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容感興趣，能夠積極參與到教學(xué)活動(dòng)中。此外，相關(guān)教學(xué)方法需要在今后的教學(xué)實(shí)踐中不斷地完善改進(jìn)，為實(shí)踐性、綜合性強(qiáng)的課程提供更多的教學(xué)改革方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]李毅中.落實(shí)《政府工作報(bào)告》推動(dòng)實(shí)施《中國制造2025》[N].中國工業(yè)報(bào)，2015-03-26（A01）.

[2]徐惠敏.機(jī)床電氣控制與PLC新形態(tài)教材建設(shè)的探索[J].教育現(xiàn)代化，2018，5（32）：98-100.

[3]梁高衛(wèi).PLC課程教學(xué)改革實(shí)踐探索[J].西部素質(zhì)教育，2018，4（12）：165-166.

[4]肖麗仙.應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)課程教學(xué)模式改革研究——以“電氣控制與PLC技術(shù)”課程為例[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2018，37（6）：239-242，292.