怎样提高电气运行与控制专业教学有效性

　　电气运行与控制专业主要培养能在各企事业单位从事电气设备安装、调试、运行、维护、生产等工作，具有职业生涯发展基础的中等应用技能型人才。本专业按照专业教学标准，课程设置中《机床电气控制》与《plc应用技术》是两门独立安排课程，《机床电气控制》是培养学生具有企业电气设备控制系统安装、调试与维护等专业职业能力，为学生后续专业课程的学习作前期准备。《PLC应用技术》是让学生掌握可编程控制器技术的基本知识和基本技能，能进行程序设计、运行、调试与维护，满足生产现场控制需要。
　　一、课程统整的提出
　　电气运行与控制专业的教材大多按照原有的学科体系模式来编写，《机床电气控制》是介绍低压电器、电气控制规律、机床控制线路，《PLC应用技术》是介绍PLC的基本知识、指令、PLC的应用。
　　机床电气控制是由继电接触器控制系统来实现的，全部用硬触点和“硬”线连接；PLC内部大部分采用“软”触点和“软”线连接。PLC最先源于机床电气控制而发展起来，后来随着技术的进步，PLC在各个行业得到了广泛的应用。我们根据实践探究，将《机床电气控制》与《PLC应用技术》两门课整合为一门课程。整合的目的就是为了落实教育部的有关要求，使学生掌握机床电气控制与PLC技术的基本知识，能够应用继电器接触器和PLC实现电气控制，培养和提高学生在电气控制线路的装接调试及排故、普通机床的排故、PLC控制系统的开发设计等方面的职业能力。
　　在教学中，在先讲清基本概念、基本理论的基础上，强调工程应用，强调实践教学，其特点是以控制系统为教材讲授对象，从机床控制系统到其他控制系统，从传统的继电器接触器控制系统到现代的PLC控制系统，采用行动体系的教学思想，按照工作过程来组织教材内容。以实践教学为主，理论教学为辅，突出理论与实践的结合。
　　采用任务引领，即以工作任务引领知识，让学生在实现工作任务的过程中学习相关知识，发展学生的综合职业能力。教学中紧紧围绕工作任务完成的需要来选择课程内容，重构知识的系统性，注重内容的实用性和针对性，充分考虑典型的工作过程与控制过程，以工作任务为线索，实现理论与实践一体化教学。同时将传统的控制系统和现代的PLC控制系统结合起来，实现了从传统到现代、传统和现代相结合的实践教学特点。整合后的教程凸现工学结合、学用一致，理论密切联系生产实际，“教、学、做”一体化的现代教学特色，从注重对中职学生进行素质和技能培养与提高的实用角度出发，将课程教学目标分解为6个工作过程（项目）：1、如何阅读机床设备的电气控制电路图；2、如何阅读机床设备的PLC控制电路图；3、如何设计机床设备的电气控制系统；4、如何设计机床设备的PLC控制系统；5、如何进行机床电气与PLC控制系统常见故障的维修；6、拓展与提高：几种常用典型复杂机床设备电气与PLC控制设计/维修案例。每个项目又分为若干个有针对性的工作任务，以工作过程（项目）为导向，通过任务驱动，经过启发式理论教学和强化实践训练，理实统一、师生互动，最终完成学生能阅读分析、设计、维修机床电气与PLC控制系统的课程教学目标。
　　两门核心课程统整，具有现实意义。20世纪80年代许多电气控制系统采用继电器、接触器等分立元件进行控制，故接线复杂，电气控制程序不易改变，故障率高，并且采用了大量的逻辑继电器，识图困难，维修极不方便。元器件全为进口件，需大量的外汇，备件时紧缺，影响正常生产。为此，以PLC控制为主、继电器为辅的形式对该设备进行了改造。将PLC外的元件国产化，并且将部分逻辑继电器的功能进行了改造。我们的学生大多毕业后进入企业，成为一线员工，“统整学习”，使他们能迅速适应企业生产。
　　二、课程统整的实践
　　《机床电气控制》与《PLC应用技术》两门课程如何进行统整呢？我们以典型控制线路——三相异步电动机接触器联锁正反转控制线路为例来说明：
　　1.分析被控对象并提出控制要求
　　按下正转启动按钮SB2，KM1得电自锁，电动机M正转；按下停止按钮SB1,电动机M停转；按下反转启动按钮SB3，KM2得电自锁，电动机M反转。
　　按下正转启动按钮SB2，电动机M正转；再按下反转启动按钮SB3，电动机继续正转。正反转控制是接触器联锁：正转——停转——反转——停转——正转
　　电气控制线路图：

　　电气控制转换成PLC控制　　
　　2.确定输入／输出设备
输入信号（控制信号）：正转启动信号—按钮SB2    停止信号—按钮SB1    反转启动信号—按钮SB3
输出信号（执行元件）：接触器KM1      接触器KM2
　　3.选择PLC
　　PLC选择包括对PLC的机型、容量、I/O模块、电源等的选择
　　4.分配I/O点并设计PLC外围硬件线路
　　端口分配表：

　　5.程序设计

　　6.硬件实施

　　7.联机调试
　　液压控制机床滑台运动的电气控制线路
　　（1）电气控制图

　　电气控制转换成PLC控制
　　（2）端口分配表

（3）程序设计

　　（4）硬件实施

　　三、课程统整的反思
　　1.打破常规课程教学体系，统整课程，建立大专业教学概念，注重课程之间衔接。继电接触器控制是电专业必修科目，是基础科目，是学习PLC应用的前奏，学PLC控制不能脱离继电接触器控制，两者紧密相关。整合后教学，也必须先从低压电器入手，掌握各元件的性能、结构、用途，并能正常使用与维护，再以典型控制线路为载体，进行继电接触器控制和PLC控制开展现场教学。
　　2.根据学情，从学生认知角度出发开展教学，激发学生学习积极性，提高学生自学能力。在教学过程中，应立足于加强学生实际操作能力的培养，采用项目教学，教师示范和学生分组操作训练互动，使学生能识别电气控制器件、会读图，、会安装、会编程和调试控制系统和设备。
　　3.教学内容与生产实践紧密联系，实用性强，学生通过学校学习，进入企业能很快适应一线生产，符合学生职业发展要求。在教学过程中，关注本专业领域新技术、新工艺、新设备发展趋势，贴近生产现场，为学生提供职业生涯发展的空间，培养了学生的职业能力。
　　4.本次教学研究，体现综合性课改的理念，进行分层教学，培养优秀毕业生，中职优秀毕业生可以在教师带领下进行毕业项目设计。基础一般学生能阅读机床设备的电气控制电路图和机床设备的PLC控制电路图，能进行安装（编程）、调试，基础较好学生除了能完成安装（编程）、调试，还可以进行机床电气与PLC控制系统常见故障的维修。优秀毕业生在教师指导下对中小型企业设施设备进行技术改造，用PLC电路改装及调试典型复杂机床电气控制线路，作为毕业设计内容。