现代电气控制技术课程改革研究

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摘要：在当前工程教育背景下，对湖南文理学院计算机与电气工程学院的“现代电气控制技术”课程进行改革探讨，在提出该课程目前存在的问题基础上，提出了整合教学内容、改革教学方法、改革考核方式的方案，提升学生的实际操作能力和创新能力。

关键词：工程教育；“现代电气控制技术”；课程改革；改革措施

1引言

随着时代的发展，传统教育方式已不能满足社会对人才的需求。这种情况下，中国大力推进“新工科”的建设，标志着工程专业教育改革进入一个崭新的阶段[1]。“新工科”要求所培养的专业人才应能适应新行业需求，解决实际工程问题[2]。高等工程教育普遍还存在着缺乏实践性和创新性，教学中都存在重理论、轻实践[3-4]，教材缺乏针对性[5]等问题。如今各大高校都在积极思考如何提高学生实际操作能力，培养学生的创新意识，以应对新一轮科技革命与产业变革。本校计算机与电气工程学院共有2个专业开设“现代电气控制技术”课程，分别是自动化和建筑电气与智能化专业。“现代电气控制技术”属于专业方向选修课程，其重点是让学生在掌握传统的继电器控制线路的基础上，学会利用PLC（可编程控制器）对各种系统进行控制。本课程强调实际设计能力，应用性很强，对其进行改革很有必要。

2存在问题

目前，“现代电气控制技术”课程还是采用传统的教学方法，主要存在以下几个方面的问题。

2.1理论课时不能满足实际需求

目前执行的培养方案总课时为32课时，其中22课时为理论课，10课时为实验课。理论课时偏少，课程内容不能讲透，学生在理论知识储备上存在盲点，从而影响学习的积极性。

2.2教学方法采用灌输式教学

在教学过程中，还是以教师为主体，采用“填鸭式”“灌输式”教学方法。上理论课时教师一般直接给出控制系统的整体接线图和相应的控制程序，没有调试和仿真运行过程。很多学生根本就不清楚怎么设计系统，为什么这么设计。上实验课时，也是教师先讲解实验，给出对应的程序，学生只需要接好导线，依葫芦画瓢输入程序运行，这导致学生没有理解程序，对学生实操能力的锻炼有限。

2.3教学内容较僵化

教师在授课时，基本上是照搬教材的内容进行知识点的讲解，讲完基本指令后再介绍部分实例，在这过程中，学生很容易忘记前面所学的知识点，也容易造成稍不留神后面的内容就完全听不懂的后果。

3改革措施

3.1修订教学大纲，整合教学内容

对课程教学大纲进行修订，增加理论课时到32课时，实验课时维持原来的10课时。对“现代电气控制技术”教学内容进行整合，可分为传统电气控制和PLC控制两部分，总体框架如图1所示。传统电气控制需要掌握常见低压电气设备和控制线路，PLC控制要求掌握PLC的硬件设计和软件设计。教学内容上由简到难，如传统电气控制先介绍最简单的三相电机的启停控制电路，再介绍三相电机正反转控制电路，然后介绍用PLC对上述电路进行控制。对每个电路涉及的知识点都进行细分，以实际电路讲解知识点，而不是由知识点去看电路。这样学生才知道自己应该学什么，学了能怎么用，用了能有什么效果。实验环节以设计性、综合性和创新性实验为主，摒弃验证性实验，综合考察学生分析问题、解决问题的能力，实验实施过程如图2所示。

3.2改革教学方法，提高学生实践创新能力

教学中以学生为主体，注重学生自主思考、实际操作，创新思维能力的培养，可通过以下方法进行教学改革。在授课过程中，最好将授课地点改在实验室，这样讲解知识点时学生能通过试验台直接验证结果，这样可提高学生的学习积极性，同时，也能提高学生的实操水平。如果没有条件，无法在实验室进行授课，那么可以将授课地点改在机房，通过仿真软件模拟实际系统的运行，这样也可以及时验证结果。通过这种“教-学-做”方式[6]提升学生的理解能力、动手能力，同时也能让学生迅速掌握实验设备和编程软件。教学中采用案例式教学方法[7-8]，以实际工程为例，先摆出设计要求，再讲解设计思路和涉及的知识点，鼓励学生自行设计控制系统，最后给出设计的结果并进行实验室实操验证或仿真运行验证，这样可锻炼学生独立思考、设计、创新的能力，设计过程如图3所示。采用“翻转课堂”[9-10]和线上进行教学。将基础性的知识作为任务下发给学生，让学生通过自学教材、线上观看视频、自行搜索资料等方式在课余时间完成，线下课堂以实例讲解、答疑和讨论为主，通过这种方式提高学生的交流能力、资料搜索能力、实践创新能力。

3.3改革考核方式，多角度评价学生

对考核方式进行改革[11]，不以传统的“三七开”（平时成绩占比30%，期末成绩占比70%）评价学生，采用教学评价一体化[12]对学生进行评价。在整个学习过程中，以过程考核为主，降低期末成绩占比。成绩由平时成绩和期末成绩组成，各占50%，其中平时成绩由学生出勤、回答问题次数、作业完成率、任务完成度等组成，期末成绩分为笔试成绩和实际操作成绩，其中以实操成绩为主。

4结语

培养适应社会需求的高质量人才是高校不可推卸的责任，当前社会要求学生具有较强的工程应用能力。采用上述改革方法，可提高学生的学习积极性，锻炼学生的实践能力和创新能力，让学生做到学以致用，能够独立思考问题，可对实际系统进行分析、设计、调试与运行，满足社会的需求。

参考文献：

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［2］李佳佳，贺伟，刘晓芳，等.新工科背景下单片机课程教学的研究与探索［J］.教育现代化，2019，6（24）：80-81，95.

［3］郭欣欣，陈晓辉.CDIO理念下电机学课程教学改革研究［J］.实验室科学，2018，21（4）：154-156.

［4］李瑞金.应用型本科院校电路课程教学改革探究［J］.高教学刊，2017（2）：132-133.

［5］黄鹤，段书凯，曹洪龙.电气信息类专业数学系列课程的教学改革探索［J］.西南师范大学学报（自然科学版），2017，42（7）：180-185.

［6］滕召胜，温和，高云鹏，等.“教-学-做-研”一体化的单片机教学模式研究［J］.实验室科学，2018，21（3）：221-224.

［7］凌六一，韦颖，周孟然，等.结合Protues虚拟仿真“单片机”课程的案例教学方法研究［J］.兰州教育学院学报，2019，35（9）：95-96，99.

［8］张会清，王普，任明荣，等.“现代电气控制技术”教学改革与实践［J］.北京教育（高教版），2008（12）：44-45.

［9］刘宏达，李志鹏.翻转课堂在电气测量实验中的教学实例分析［J］.实验室研究与探索，2017，36（9）：184-188.

［10］柯勇，蒋玲，万鸾飞.翻转课堂在“现代电气控制技术”教学中的应用研究［J］.牡丹江大学学报，2017，26（1）：142-144.

［11］蒋祥龙.现代电气控制技术课程改革与探索［J］.南方农机，2019，50（11）：147-148.

［12］肖丽仙.应用型本科人才培养课程教学模式改革研究——以“电气控制与PLC技术”课程为例［J］.实验室研究与探索，2018，37（6）：239-242，292.

作者：敖章洪 单位：湖南文理学院计算机与电气工程学院