内容摘要：文章针对目前中职电气自动化课程的教学现状，明确地指出了中职电气自动化课程重新构建的必要性，并提出了中职电气自动化课程内容整合的几点意见。
　　关键词：电气自动化、课程构建、课程整合

　　一、中职电气自动化课程的构建

　　随着电气自动化技术的发展，电气自动化技术的应用已越来越普及。由于自动控制设备的性价比不断提高，自动控制设备已从过去重点配备在精密控制设备、自动化生产线及流程较复杂的生产系统转变为今天在各行各业、各种控制机械中的大量应用，因此，掌握电气自动化应用技能已成为电气职业岗位的一种必需，近年来，国家电工技术等级的考核内容已有重大的修改，增加了相当多的电气自动控制应用技能的内容。就我省来说，从中级电工开始。可编程控制器的应用（以下简称“PLC”）已列入考工项目之一，至于维修电工的高级工及技师考证项目，基本上已全都是PLC、变频调速等电气自动化应用技能的内容。在这样的一种形势下，为了跟上职业岗位的技术需要，中职的电气自动化课程必须进行全面的内容充实与技术提升。

　　过去，在中职电气专业的教学中，电气自动化课程一般都只开设一门关于电气自动化技术基础的课程，课程内容十分单薄，而且这些内容除了一些有关自动化系统的基础理论外，其课程中所讲述的电气自动化技术与器件，虽然目前有些仍然在应用，但大多数都与当前工业现场使用的技术与器件有脱节。显然，这样的教学，无论是内容、方法及水平、都已大大落后于技术的发展，脱离了岗位的需求。近年来，随着工作现场与电工考级对电气自动化的技术性与综合性的要求不断提高，不少职校的电气专业都已增设了PLC、变频调速器以及光机电一体设备等电气自动化技术的相关教学内容。但是，应该看到：目前各职校电气自动化的教学都带有一定的随意性，电气自动化课程和内容常常只是根据本校的场地设备、考工要求、教师能力来开设、教学大多呈内容散乱的低水平状态，难以保证课程的教学质量。因此，重新构建中职的电气自动化课程已是十分迫切和需要。由于今天的电气自动化系统，已呈现器件和技术的多样性，因此，再以过去所开设的单一的自动化技术基础课程已完全不能胜任对这一系统技术的掌握。因此，必须构建一个多课程的组合来涵盖需要掌握的技术内容，才能满足职业岗位的需求与学生发展的需要。那么，这个课程组合应该如何构建呢？

　　从目前有关电气自动化教材开发的情况可知：电气自动化技术课程的开设主要有两个方向，一是在保持原来开设的电气自动化基础课程下，将当前电气自动化主要的技术插入到传统技术课程中，如将PLC技术或变频调速技术插入到电机控制（接触器/继电器控制）技术中，以解决电气自动化课程不足的问题。二是将电气自动化课程打散，将电气自动化技术的每一个项目，如电气自动化系统、传感器、PLC、变频调速技术、液压与气动技术等都作为一个单列课程来开设。这二种课程组合，各自的优点是：前者将传统技术与现代技术相结合，使技术的学习有连贯性；后者能将每一项技术讲得较为透彻，也便于不同专门化方向教学的选择。但是，这两种课程组合存在的问题是：前者由于自动化技术教学内容的严重不足，难以使学生达到技术掌握的要求。而后者由于课时的关系与教学安排的制约，不可能将所有项目作单列课程全部开设，影响了教学效果。因此，在重构电气自动化课程时，必须考虑如何将课程组合优化。总结多年的电气自动化教学经验，我认为：电气自动化技术的课程组合应如图1所示构建：设置《PLC应用技术》、《单片机技术入门》和《自动控制技术基础》这三门课程作为电气自动化技术的基础课程，再设置《自动控制综合技术应用》课程为电气自动化技术的综合课程。以此构成电气自动化课程体系。

　　此课程体系中将PLC技术作课程单列，是因为PLC目前已成为自动控制系统（设备）的主流核心控制器件，其技术已成为维修电工中级以上考证的必考项目，此课程将确保学生有足够的课时完成此项技术的学习和掌握。而单片机技术也作为课程单列，是因为对中职学生来说，单片机技术比较难学。需要掌握软、硬件技术，因此要有一定的课时来保证教学质量。由于单片机在工业控制的广泛应用，特别大量家电、玩具等都是用单片机控制的，因此，中职电气专业学生是应该对这项技术有所了解的。对于自动控制技术基础的课程，应当是一门由自动化系统基本知识、传感器、控制器（除PLC）及执行器（特殊电动机、气动元件等）组成的基础课程，它除了使学生了解开环控制、闭环控制等自动控制系统的基本概念外，主要是要为学生介绍各种常用的电气自动化器件。由于不少电气自动化器件的应用都要与控制器相结合，如步进电机、伺服电机、气动元件、旋转编码器、光电传感器等器件等，它们的应用大都需要与PLC控制相结合。所以这一课程可作为PLC和单片机的后续基础课。至于自动化技术综合应用课程，主要是通过介绍一些常见的自动控制设备，如自动生产线、机械手、恒压供水装置以及一些光机电一体设备等，以项目教学和综合实训的教学方式，使学生的自动化基础知识得到综合运用。这对学生技术水平的提高，对培养学生的全面能力，都是十分重要的。

　　二、中职电气自动化课程内容的整合

　　1.整合原则

　　电气自动化技术是一门综合的控制技术，涉及到电工、电子、计算机及机械等技术门类，既有硬件技术也有软件技术。目前应用较多的有PLC技术、变频调速技术、人机交互技术、计算机监控技术、计算机通讯技术、单片机技术、微电机驱动技术等。以及由多种技术组成的各种自动控制设备（或系统），如自动化生产线、机械手、恒压供水设备、电梯设备等等。面对如此多的技术、器件与设备，必须要通过整合来提高课程内容的质量，保证教学的效率和效果。

　　对课程内容整合的原则是：1．要体现基础性与综合性。2．要体现现代性和应用性。3．要体现技能性。

　　就中职这一层次而言，新构建的电气自动化课程内容仍应该以基础技术为主，我认为，除了要了解自动控制系统的一些最基本的知识外，这些基础技术主要是指自动控制器件的应用。因为，再复杂的自动化设备，都是由控制器件、传感器器件及执行器件组成的，正是这些电气自动化器件的不断创新、高科技含量不断提高，才大大促进了自动化控制技术的飞跃发展。如交流调速器的应用，实现了对交流电动机的高效和多功能调速。已大量替代了直流调速而成为需要电机调速的自动化设备主要控制器件。而将传统的继电器/接触器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体的PLC，更是成为了今天自动化控制系统的核心器件。因此，电气自动化技术的入门，是必须以器件应用为基础的。这些器件包括有：可编程控制器（PLC）、滑差调速器、直流调速器、变频调速器、各类传感器、测速发电机、步进电机、伺服电动机、常用的液压与气动元件等。而教学内容的综合性，一是指控制器件的应用，可结合部份常用的扩展功能。如PLC。若是使用三菱型号教学的，可以结合FX0N—3A特殊功能模块介绍模/数（或数模）转换技术，也可以结合FX2N—485—BD特殊功能模块介绍数据通讯技术，等等。二是指设备，教学内容应具备由多种基础器件应用组成的综合教学内容。如综合了PLC控制技术、步进电机驱动技术、旋转编码器和光电传感器应用等技术的精确定位机械手装置，由于综合设备中的器件与技术都是在电气自动化的基础课程中所学过的。因此，这种综合性的教学内容除了会巩固学生已学习过的技术外，更能使学生扩展视野，使技术的掌握有一个质的提升。因此，以基础技术为主，兼顾技术的综合性，是新构课程内容整合的一个重要原则。

　　新构建的课程内容要反映技术的现代性，这是不容置疑的。当然，课程的构建是要有一定周期的，在今天科技日新月异的飞速发展中，新器件、新功能、新技术层出不穷地应用，要想课程内容不断反映最新的技术，无论从设备、师资和教学资料等方面，都是难以做到的。所以，课程的现代性不完全等同于技术的最先进性。但是，我们可以通过技术（器件）的应用性来满足现代性的要求，至少，教学的内容应该是目前应用得较普遍的器件（或技术），更具体地说：教材中选择的PLC、变频器等器件的型号，应该是较新的产品，型号在国内也是较通用的。此外，将一些新器件和新技术的应用整合进教学中也是十分必要的，例如，不少自动化设备在操作上已大量使用人机界面技术，触摸屏在这些设备中已是广泛应用，因此，将触摸屏应用纳入《自动控制综合技术应用》的课程教学中已是十分必要。此外，工业通信技术、新型的光电传感器、组态软件的系统监控技术等，都是目前应考虑整合的教学内容。

　　过去的电气自动化课程的教材，比较强调理论的学习，技能性是相当差的。中职是面向技术蓝领的层次，其培养的人才应是以技能人才为主。因此，课程内容能否以应用技能为主线来整合，将直接影响到教学的效果与质量。纵观目前有关电气自动控制的教材，绝大多数仍未能脱离过去的模式，如对每一个元件，先讲结构，再讲工作原理，然后简单介绍其应用，这样的三部曲，在大部份的器件教学中，效果是不理想的。我认为：应将教学重点放在器件的应用上，器件的功能、器件如何接线、器件的运用方法等，才是教学的重点。就技术工人而言，关键要懂得应用，也许他们对器件的内在结构、原理都不是很了解，但这并不妨碍他们对器件的运用。但他们应该掌握如何安装、如何接线、如何调试。如对摆动气缸这样一个气动元件，我们是完全不必要在结构和原理上讲过多，我们应该让学生知道气缸如何安装、如何通过附件与其它气缸连接、如何接在气路上、如何安装位置传感器、如何调试摆动角度、如何被电磁阀驱动等等。学生通过实训掌握了这些技能，就基本能把气缸安装好和调试好。在教学中，教会学生读懂说明书、看懂图纸，掌握工艺，建立安全意识是最最重要的。这就是技能，中职学生在岗位上就需要动手的技能。因此，电气自动化的课程内容一定要要以技能性原则来编写。

　　2、教学定位

　　电气自动化技术体现了电气技术的前沿，通常我们也称为电气技术的高端。因此，对中职学生来说，这是一个学习难点。此外，以电气自动化技术目前的应用情况来看，涉及的技术面如此之广，器件如此之多，中职电气自动化课程是绝对不能全部涵盖的。那么，对中职的教学来说，如何定位才为恰当？教学的实践证明，要使电气自动化课程收到理想的教学效果，课程内容的构建必须要有二个前提：一是不能脱离中职学生的基础与接受能力；二是一定要以应用技能为主。由此，我们的课程内容应该是讲透基础，结合应用，实践为主。如单片机技术课程，课程的教学定位应是：让学生了解最基础的单片机（MCS—51芯片），了解芯片的最基本结构与功能，理解最基本的指令，学会用软件（如Keil）将指令写入芯片，并通过仿真器实现对DEL发光和小电机运行的控制就可以了。我们不能将教学的重点放在程序设计上，这是大学的教学内容，对于中职生而言，教学的定位是使学生对单片机技术有一个最基本的了解，打下一个入门的基础。这样的定位，将会大大降低单片机技术的教学难度，保证教学目标的实现，从而收到教学效果。但对PLC技术的课程，我们应将教学目标提高。因为PLC指令与程序编制方法是专门面对电气技术人员开发的，随着新型号的不断产生，功能已大大加强。如果现在的PLC教学仍是象过去一样，只讲授基本指令，作一些简单的程序设计，就远远不能满足考工与上岗的要求了。因此PLC课程整合后的内容，要提升到要求学生掌握中等程度的顺控程序设计，并通过部份应用指令的学习，了解高速计数、数模（或模数）转换、简单通讯等技术的运用方法。这一定位将会使学生在PLC技术上有一个较全面的掌握和了解。跟上目前部份自控系统（设备）的水平。

　　电气自动化系统技术较复杂，器件也很多，我们的教学应针对技术的难度与器件的应用普及性来整合，不必包罗万象。也不能求全求高。如对人机交互技术与组态监控技术，教学的内容应以基础为主，即只要求学生能根据控制要求，运用软件设计出简单的控制画面，能正确实现控制就可以了，不必将画面的设计和程序的控制难度提高，这样，对已具备一定的PLC技术基础的中职学生来说，学习这些技术不但不会有什么困难，而且教学课时也不会多。但对PLC的通信控制，教学的内容应以N：N网络的简单通信就可以了，因为如果将CC-link（FX系列）通信总线技术也整合进去，那就不切合中职学生的基础与接受能力了。
我们的课程要努力使学生通过多种实例应用的实践与学习来实现一步步的提高。我们要通过综合的训练，如项目教学等，培养学生的全面能力，但我们不应强求知识的系统性、全面性。如对工控机（工业用控制计算机），尽管在数控机床及一些大型精密的自动化设备用得很普遍，但如果所设专业的专门化方向不是数控维修，该技术内容就不需要整合进课程了。在综合技术课程中，对有一定难度的技术，可以点到即止，让学生了解就可以了，如PID调节（比例、微分、积分调节），在过去的自动控制课程中，这是一个重要的控制方法，在恒压供水装置中，其闭环控制是通过PID调节的，但中职学生没学过微积分，对微分与积分调节确是很难理解的，因此，对这样的知识点，我们就不能再去分析数学公式了，直接告诉学生PID调节器参数（比例控制、积分控制、微分控制）分别对控制的影响；由于调节器在参数整定是一项十分烦琐和费时的工作，因此，可针对具体的设备（如恒压供水装置），直接介绍一些经验的调节方法就可以了。课程的定位准确，将会使提高学生的成功感，使学生对自动化课程产生兴趣，教学就事半功倍了。