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机床电气控制课程教学改善培养研究

摘要:机床电气课程主要有继电器式控制与PLC控制两部分,在于培养学生的自动化控制能力。结合目前应用型人才的培养要求,分析课程的实际情况,进行教学改革探索,提高学生在本门课中的参与性与学习积极性,使学生具备良好的自动化控制能力,适应社会发展需要。
机床电气控制课程教学改善培养研究

1背景

应用型本科教育的目标是培养具有社会责任感、基础扎实、知识面宽,具有创新精神,工程实践能力强,知识、能力、素质协调统一,能够适应本专业领域发展需要,具有较强的竞争力和可持续发展能力的应用型高级工程技术专门人才。要实现这一目标,必须在原有的培养模式上更加突出对实践能力的培养。《机床电气控制》课程作为应用型本科机械设计制造及其自动化专业的一门专业技术课,是培养学生的自动化控制能力的基础课程,分为继电器的接线逻辑控制和逻辑可编程控制器(PLC)的编程逻辑控制两部分。课程用来培养学生机械系统的电气控制基础,要求学生不仅掌握相关的控制知识,还要具备较强的实践动手能力,能够完成电气原理图的设计与连线,同时能够利用PLC实现机械系统的自动控制。

2教学现状

2.1课程教学情况

目前,《机床电气控制》课程开在机械设计制造及自动化本科生第6学期,理论教学和实验环节共计40学时,实验环节占课程总学时的20%。教学任务包括熟悉常用低压电器的基本结构、工作原理、用途和型号,达到能正确使用和选用的目的;熟练掌握电气控制电路的基本环节,具有对一般电气控制电路的独立分析能力;熟悉典型生产设备电气控制电路的工作原理、分析方法,具有处理一般故障的初步能力;掌握PLC的基本原理、指令系统和编程方法;能正确使用和选用PLC,具有一般程序设计能力和调试修改能力。课程课分为以继电器为主的电气控制与以PLC为主的自动控制两部分,实验在两部分的占比是一样的,都是4个学时。

2.2存在问题

教学内容繁琐,学生兴趣不足。长期以来,这门课程在教学内容上偏重各种电器件的结构以及工作原理等这些理论性强的知识点,以及大量的电气原理图分析和逻辑程序编写,知识点零碎,内容深奥,多数学生难以接受,学习兴趣不大。实验安排存在不合理现象。本课程的实验课程有两个部分,一部分是电气控制部分完成电动机的启停控制,主要在连线以及原理图的理解。一部分是PLC模拟控制实验,通过模拟实验完成PLC自动控制系统的设计。课程的理论采用大班教学,受实验室容纳学生能力的限制,实验课小班教学,使得单个教师实验次数多,时间不好安排,多数只能排在中午,教师和学生都是在疲劳的状态下完成实验课程,效果不佳。陈旧的考核模式。作为一门自动化技术专业课程,平时成绩加试卷考试成了这门课的一贯考试风格,而能够体现学生学习能力的实验环节只能占平时成绩的40%左右,占总成绩的10%左右,学生多数要应对理论例题,对于电气控制与PLC控制的应用很少花心思学习。

3改革内容

3.1优化教学环节

优化教学内容,选择合适的教材,必要时根据学生的学习情况于学校自身实验设备,编写适合本校学生的教材。由于本门课程的内容尤其PLC控制部分随着当今自动化控制的发展,不断出现新知识,以往的教学内容很容易跟不上现在自动化的控制要求,造成与实际生产相脱节的现象,因此要定期调整教学计划,根据实际情况编写配套教材,同时为学生提供必要的参考资料,让学生的课余学习有一定的目标与对象,提高效率。合理调整实践课程,提高学生动手能力,必要时根据学校自有设备开发新实验。目前课程包含四个实验,两个电气控制分别为“三相异步电动机点动与自锁实验”、“三相异步电动机Y/△降压启动控制”,两个PLC控制分别为“PLC控制电动机正反转实验”、“PLC控制十字路通灯”。教学中发现,学生在做前两个实验的时候接收能力较强,能够较快的完成,而对于后两个实验就比较困难。原因在于学生在学本门课程之前已经学习了电工电子和电工实训两门课程,对于继电器接线类实验已经很熟悉,而PLC控制对他们来说是一门全新的技术,之前没有接触过类似控制思想,因此学习较为吃力。因此可以将电气类实验缩减为一个,也就是把实验一去掉,PLC类做三个实验,这样可以让学生有更多的时间去学习PLC控制。优化考核方案,考核目标以让学生学到有用的自动化控制相关知识为前提,去除无用的,重复性的考核内容。

3.2课程联系项目

将教学与实际项目相结合,提高学生的参与性,充实学生的课余生活,同时提高他们的学习兴趣,这样既能够降低学生对课程的陌生感,也能增加学生的参与性。实现一:给学生布置一定的应用案例,以小组为单位解决问题,并给出方案,总结报告等,以此作为成绩评定的一部分。项目可以是几种典型机床或起重机等电动控制机械的电气控制设计,而后讲这些继电器式控制系统改为PLC控制。也可以是PLC控制一些典型的工业生产、家用小系统等。实现二:联系学校双创要求,创建一些相关课题供学生选择,让学生在完成这些创新项目的过程中把课程的学习应用与实际应用。同时提供一些相关毕业设计题目,供学生选择,让毕业生和正在学习的学生团队协作共同完成。实现三:依托学校制造学院的PLC自动控制设备,开发实验课程,把传统的模拟实验转变为实际应用型实验,提高学生对PLC控制的熟悉程度,提高他们实际解决问题的能力。实现四:任课老师积极参加PLC控制相关培训,提高自身的能力,传授给学生新技术、新方法。

4总结

电气控制是自动化控制的提前准备环节,PLC控制是自动化控制的一个典型的控制方式,它们作为机床电气控制课程的主要内容是实现学生自动化控制能力的一门重要课程。以应用为重点提出课程的改革内容,是实现对学生应用型人才培养要求的重要内容。

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