论文部分内容阅读
摘要：从建筑电气与智能化专业的人才培养目标和“电气控制与PLC”课程的培养目标出发，分别介绍了适应该专业背景的“电气控制与PLC”课程的教学内容、教学组织、教学方法、教学网站建设和考核体系。提出的教学模式采用以项目为导向、以任务为驱动、“教、学、做”一体化的教学形式，使学生获得知识和建筑电气与智能化专业职业能力，同时也增强了学生学习新知识的能力和与人协作的能力。
关键词：电气控制；PLC；课程改革；建筑电气与智能化
作者简介：李小凡（1981-），男，江苏盐城人，盐城工学院电气工程学院，讲师。（江苏盐城224051）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）09-0067-02
建筑电气与智能化专业是随着建筑智能化进程的要求而发展起来的新型专业。近十年来，现代人居住生活方式的改变促进了建筑智能化的发展。传感技术、计算机技术、通信技术的迅速发展为现代建筑电气技术提供了有力的技术保证。建筑智能化有快速和大规模的发展趋势，这对建筑电气与智能化专业人才的数量和层次提出了更高的要求。
建筑电气与智能化专业的人才培养目标是培养适应21世纪社会主义现代化建设需要的，德、智、体、美全面发展的，能够从事建筑电气和智能化系统的设计、安装、调试、运行、监理和管理等领域工作的应用型高级工程技术人才。而建筑电气与智能化离不开控制技术，“电气控制与PLC”课程的培养目标是从教育规律和工程应用能力培养的需要出发，将理论教学、实验融为一体。从应用角度出发，以方法论为手段，培养学生对分析、安装、调试电气可编程控制系统的能力。
盐城工学院于2008年申报建筑电气与智能化专业，并通过了教育部的专业增设评审，2009年开始招收学生。原本适应电气工程及其自动化专业的“电气控制与PLC”课程的教学内容已不适应建筑电气与智能化专业的要求，不能适应现代建筑智能设备电气控制技术的新方法；传统的教学组织、教学方法、考核体系也不能完全满足建筑电气与智能化专业的需要。 为此，笔者结合自身的教学经验，分别介绍适应建筑电气与智能化专业背景的“电气控制与PLC”课程的教学内容、教学组织、教学方法、教学网站建设和考核体系。
一、课程教学内容选取和组织
1.课程教学内容选取
“电气控制与PLC”课程的传统教材一般是按常用低压电器、典型电气控制基本电路、PLC的基本结构和工作原理、PLC基本指令及应用、步进顺控指令、功能指令和PLC扩展设备等几部分组成。这样的教材理论性太强，比如一百多条功能指令的讲解很枯燥，学生学习时容易死记硬背、教师教学时也容易照本宣科，由此造成学生学习积极性不高，课程组织难以突出所学知识的实用性，理论与实际脱节、教学效果差等问题，同时传统教材也不能很好反映学生的专业背景。
为此，为了培养出合格的建筑电气与智能化专业学生，可根据现代建筑行业的发展需要，依据能够胜任现代建筑行业的施工技术职业岗位所必需的知识、能力、素质来选择课程的教学内容，所选教学内容要满足对本专业后续课程起到很好的支持作用。课程内容的讲授顺序应该是基于由单一到综合、由简单到复杂的工作过程来组织教学内容，并要考虑课程理论知识的系统性和连贯性，为学生后面发展奠定良好的基础。
在分析现代建筑行业背景的基础之上，选择具有典型性的现代建筑电气控制对象为项目，将课程教学内容以项目进行教学。具体教学项目如下：
项目1：电梯的继电接触控制，工作对象为电梯，工作手段为继电接触控制。
项目2：给排水系统的电气控制，工作对象为水泵，工作手段继电接触控制。
项目3：将项目1电梯继电接触控制系统改为PLC控制系统，工作对象为电梯，工作手段为PLC控制。
项目4：PLC与变频器、触摸屏在恒压供水系统中的应用，工作对象为水泵，工作手段为PLC控制。
项目5：PLC与变频器、触摸屏在中央空调节能技术中的应用，工作对象为空调，工作手段为PLC控制。
这5个项目是由单一到综合，由简单到复杂，并体现了课程理论知识的系统性和连贯性及建筑电气与智能化专业的行业背景。
2.课程教学组织
以5个项目为教学载体，将项目分为若干个任务，例如项目1的工作对象为电梯，工作手段为继电接触控制。工作内容可分解为四个循序渐进的任务：任务1为电梯上升的点动控制；任务2为货物电梯的连续运行控制；任务3为电梯上升、下降的自动控制；任务4为电梯的自动停止控制。工作组织形式为分小组协作；工作环境为模拟工作场景的实验室。
将项目任务与知识学习有机地结合起来，并指导学生按照完成项目任务的四个步骤（信息收集、方案确定、方案实施、检查评估）来完成各个教学项目。
（1）信息收集：学生根据教师布置的项目任务查阅学习资料，获取与项目相关的信息。
（2）方案确定：学生根据收集到的信息撰写项目的预习报告；教师批阅学生的预习报告，并指导学生，共同讨论方案的确定。
（3）方案实施：学生根据确定的方案动手操作实施（实验室模拟），完成项目。
（4）检查评估：学生自评、互评和教师评价，并进行知识总结、讲解。
二、课程教学方法
在教学过程中要突出教师为主导、学生为学习主体的原则，注重教师与学生互动性，引导学生积极参与教学的整个过程，使学生真正由“要我学”转变成“我要学”。教师可通过课程教学网站对学生学习过程中遇到的问题进行在线答疑，即在学生“学”中“教”。教师是指导者，要以学生为中心，教师精心组织，使学生获得知识和职业能力。
在教学过程中可多种教学方法并举，有效增强教学效果，使学生由外部刺激的被动者转变为获取知识的主动者，教师也由知识的单一传授者变为学生主动学习的促进者。下面给出几种具体教学方法：
1.现场实物展示直观教学
现场实物展示直观教学就是一边利用多媒体中的动画讲授，一边在实验室利用实物操作演示教学，使理论联系实际，使抽象的原理变得生动，使学生更直观地理解所教内容，从而解决教学中的重点和难点，也激发学生动手操作的欲望。
2.实验教学法
将理论知识教学融合到实验中，让学生一边学习理论知识，一边通过操作实验来验证理论知识，并针对实验的难点和重点，教师事先在实验中设置故障，让学生排除故障，真正做到理论联系实际，并通过设置实验思考题达到培养学生在实验中发现问题、解决问题的能力。这样不仅提高了学生的动手操作能力，也加深了学生对理论知识的理解。
3.小组教学法
由2~4名学生自由组合，选取小组感兴趣的项目，题目是否合乎要求、难度是否适中等问题由教师把握，经过修改后确定每个兴趣小组的教学项目。项目可包括购买元器件、搭建系统电路、编制程序、调试、书写项目实施报告等完整的项目实施流程。由于项目题目是学生自定，学习兴趣浓厚，可极大地发挥每个学生的学习积极性和主观能动性。
4.提示教学法
在检查学生的项目完成情况时，当发现学生的错误时并不直接指出，而是通过提示学生，使其主动找到错误的地方。
三、课程教学网站建设
为了使学生能够方便、快捷地享用优质教学资源和课外答疑，充分利用校园网和学校购买的“天空教室”软件，建设“电气控制与PLC”课程教学网站，摸索现代教育技术在教学中的应用。课程网站资源可包括教学资源、学习资源、题库资源、教学互动、实践教学等，具体见表1。
四、课程考核体系
考核是检验课程教学效果的手段，是对学生学习的促进。为了实现对学生的团队协作精神和综合实践能力的培养，应该弱化传统的理论考核。课程考核体系应建立在对学生完成项目情况、学习态度的考核基础上；应考虑课程教学过程考核和期末考核两大部分，其中，课程教学过程考核包括学生课堂表现、作业完成情况和项目考核（项目成果、学习态度）。具体考核体系见表2。
五、结束语
本文提出的教学模式采用以项目为导向、以任务为驱动、“教、学、做”一体化的教学形式，并可结合当前建筑电气与智能化发展现状，设置课程项目。实践证明，从培养学生工程实践能力出发，有针对性的项目教学不仅巩固了学生的课程理论知识，也提高了学生的工程实践能力和创新能力，为学生将来从事现代建筑行业的工作打下良好的实践基础，也为培养更多符合社会需要的建筑电气与智能化专业人才起到一定的推动作用。
参考文献：
[1]翁国庆,张有兵.“电气控制及PLC技术”课程实践教学的改革与优化[J].中国电力教育,2010,(6):143-145.
[2]王燕芳.“PLC原理及应用”课程教学模式的探讨[J].中国电力教育,2011,(10):85-86.
[3]范次猛.可编程控制器原理与应用[M].北京:北京理工大学出版社,2006.
[4]何文雪,刘华波,吴贺荣.PLC编程与应用[M].北京:机械工业出版社,2010.
[5]李方园,徐咏梅.工程化教学体系在《PLC技术及应用》课程中的实践[J].中国科教创新导刊,2008(6):182-183.
（责任编辑：王祝萍）
关键词：电气控制；PLC；课程改革；建筑电气与智能化
作者简介：李小凡（1981-），男，江苏盐城人，盐城工学院电气工程学院，讲师。（江苏盐城224051）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）09-0067-02
建筑电气与智能化专业是随着建筑智能化进程的要求而发展起来的新型专业。近十年来，现代人居住生活方式的改变促进了建筑智能化的发展。传感技术、计算机技术、通信技术的迅速发展为现代建筑电气技术提供了有力的技术保证。建筑智能化有快速和大规模的发展趋势，这对建筑电气与智能化专业人才的数量和层次提出了更高的要求。
建筑电气与智能化专业的人才培养目标是培养适应21世纪社会主义现代化建设需要的，德、智、体、美全面发展的，能够从事建筑电气和智能化系统的设计、安装、调试、运行、监理和管理等领域工作的应用型高级工程技术人才。而建筑电气与智能化离不开控制技术，“电气控制与PLC”课程的培养目标是从教育规律和工程应用能力培养的需要出发，将理论教学、实验融为一体。从应用角度出发，以方法论为手段，培养学生对分析、安装、调试电气可编程控制系统的能力。
盐城工学院于2008年申报建筑电气与智能化专业，并通过了教育部的专业增设评审，2009年开始招收学生。原本适应电气工程及其自动化专业的“电气控制与PLC”课程的教学内容已不适应建筑电气与智能化专业的要求，不能适应现代建筑智能设备电气控制技术的新方法；传统的教学组织、教学方法、考核体系也不能完全满足建筑电气与智能化专业的需要。 为此，笔者结合自身的教学经验，分别介绍适应建筑电气与智能化专业背景的“电气控制与PLC”课程的教学内容、教学组织、教学方法、教学网站建设和考核体系。
一、课程教学内容选取和组织
1.课程教学内容选取
“电气控制与PLC”课程的传统教材一般是按常用低压电器、典型电气控制基本电路、PLC的基本结构和工作原理、PLC基本指令及应用、步进顺控指令、功能指令和PLC扩展设备等几部分组成。这样的教材理论性太强，比如一百多条功能指令的讲解很枯燥，学生学习时容易死记硬背、教师教学时也容易照本宣科，由此造成学生学习积极性不高，课程组织难以突出所学知识的实用性，理论与实际脱节、教学效果差等问题，同时传统教材也不能很好反映学生的专业背景。
为此，为了培养出合格的建筑电气与智能化专业学生，可根据现代建筑行业的发展需要，依据能够胜任现代建筑行业的施工技术职业岗位所必需的知识、能力、素质来选择课程的教学内容，所选教学内容要满足对本专业后续课程起到很好的支持作用。课程内容的讲授顺序应该是基于由单一到综合、由简单到复杂的工作过程来组织教学内容，并要考虑课程理论知识的系统性和连贯性，为学生后面发展奠定良好的基础。
在分析现代建筑行业背景的基础之上，选择具有典型性的现代建筑电气控制对象为项目，将课程教学内容以项目进行教学。具体教学项目如下：
项目1：电梯的继电接触控制，工作对象为电梯，工作手段为继电接触控制。
项目2：给排水系统的电气控制，工作对象为水泵，工作手段继电接触控制。
项目3：将项目1电梯继电接触控制系统改为PLC控制系统，工作对象为电梯，工作手段为PLC控制。
项目4：PLC与变频器、触摸屏在恒压供水系统中的应用，工作对象为水泵，工作手段为PLC控制。
项目5：PLC与变频器、触摸屏在中央空调节能技术中的应用，工作对象为空调，工作手段为PLC控制。
这5个项目是由单一到综合，由简单到复杂，并体现了课程理论知识的系统性和连贯性及建筑电气与智能化专业的行业背景。
2.课程教学组织
以5个项目为教学载体，将项目分为若干个任务，例如项目1的工作对象为电梯，工作手段为继电接触控制。工作内容可分解为四个循序渐进的任务：任务1为电梯上升的点动控制；任务2为货物电梯的连续运行控制；任务3为电梯上升、下降的自动控制；任务4为电梯的自动停止控制。工作组织形式为分小组协作；工作环境为模拟工作场景的实验室。
将项目任务与知识学习有机地结合起来，并指导学生按照完成项目任务的四个步骤（信息收集、方案确定、方案实施、检查评估）来完成各个教学项目。
（1）信息收集：学生根据教师布置的项目任务查阅学习资料，获取与项目相关的信息。
（2）方案确定：学生根据收集到的信息撰写项目的预习报告；教师批阅学生的预习报告，并指导学生，共同讨论方案的确定。
（3）方案实施：学生根据确定的方案动手操作实施（实验室模拟），完成项目。
（4）检查评估：学生自评、互评和教师评价，并进行知识总结、讲解。
二、课程教学方法
在教学过程中要突出教师为主导、学生为学习主体的原则，注重教师与学生互动性，引导学生积极参与教学的整个过程，使学生真正由“要我学”转变成“我要学”。教师可通过课程教学网站对学生学习过程中遇到的问题进行在线答疑，即在学生“学”中“教”。教师是指导者，要以学生为中心，教师精心组织，使学生获得知识和职业能力。
在教学过程中可多种教学方法并举，有效增强教学效果，使学生由外部刺激的被动者转变为获取知识的主动者，教师也由知识的单一传授者变为学生主动学习的促进者。下面给出几种具体教学方法：
1.现场实物展示直观教学
现场实物展示直观教学就是一边利用多媒体中的动画讲授，一边在实验室利用实物操作演示教学，使理论联系实际，使抽象的原理变得生动，使学生更直观地理解所教内容，从而解决教学中的重点和难点，也激发学生动手操作的欲望。
2.实验教学法
将理论知识教学融合到实验中，让学生一边学习理论知识，一边通过操作实验来验证理论知识，并针对实验的难点和重点，教师事先在实验中设置故障，让学生排除故障，真正做到理论联系实际，并通过设置实验思考题达到培养学生在实验中发现问题、解决问题的能力。这样不仅提高了学生的动手操作能力，也加深了学生对理论知识的理解。
3.小组教学法
由2~4名学生自由组合，选取小组感兴趣的项目，题目是否合乎要求、难度是否适中等问题由教师把握，经过修改后确定每个兴趣小组的教学项目。项目可包括购买元器件、搭建系统电路、编制程序、调试、书写项目实施报告等完整的项目实施流程。由于项目题目是学生自定，学习兴趣浓厚，可极大地发挥每个学生的学习积极性和主观能动性。
4.提示教学法
在检查学生的项目完成情况时，当发现学生的错误时并不直接指出，而是通过提示学生，使其主动找到错误的地方。
三、课程教学网站建设
为了使学生能够方便、快捷地享用优质教学资源和课外答疑，充分利用校园网和学校购买的“天空教室”软件，建设“电气控制与PLC”课程教学网站，摸索现代教育技术在教学中的应用。课程网站资源可包括教学资源、学习资源、题库资源、教学互动、实践教学等，具体见表1。
四、课程考核体系
考核是检验课程教学效果的手段，是对学生学习的促进。为了实现对学生的团队协作精神和综合实践能力的培养，应该弱化传统的理论考核。课程考核体系应建立在对学生完成项目情况、学习态度的考核基础上；应考虑课程教学过程考核和期末考核两大部分，其中，课程教学过程考核包括学生课堂表现、作业完成情况和项目考核（项目成果、学习态度）。具体考核体系见表2。
五、结束语
本文提出的教学模式采用以项目为导向、以任务为驱动、“教、学、做”一体化的教学形式，并可结合当前建筑电气与智能化发展现状，设置课程项目。实践证明，从培养学生工程实践能力出发，有针对性的项目教学不仅巩固了学生的课程理论知识，也提高了学生的工程实践能力和创新能力，为学生将来从事现代建筑行业的工作打下良好的实践基础，也为培养更多符合社会需要的建筑电气与智能化专业人才起到一定的推动作用。
参考文献：
[1]翁国庆,张有兵.“电气控制及PLC技术”课程实践教学的改革与优化[J].中国电力教育,2010,(6):143-145.
[2]王燕芳.“PLC原理及应用”课程教学模式的探讨[J].中国电力教育,2011,(10):85-86.
[3]范次猛.可编程控制器原理与应用[M].北京:北京理工大学出版社,2006.
[4]何文雪,刘华波,吴贺荣.PLC编程与应用[M].北京:机械工业出版社,2010.
[5]李方园,徐咏梅.工程化教学体系在《PLC技术及应用》课程中的实践[J].中国科教创新导刊,2008(6):182-183.
（责任编辑：王祝萍）