技术的历史演变在专业课教学中的应用

　　每一次技术的演变，都是因为有新问题出现。工程技术人员为了解决这些新问题，不得不采取更新的方法或措施，从而促进了技术的进步。教师在教学时，如果能跟学生讲清楚技术演变的过程，将会使知识的联系更加密切，学生学习起来更加简单，学习效果也会有明显的提升。
　　虽然学生对新鲜事物保持着好奇心，但同时也因害怕损失、害怕冒险而对新鲜事物存有一定程度的畏惧。对于熟悉的事物，我们往往对它更有好感，更加容易接受，也更喜欢跟它打交道。对知识的学习也是一样。但是学生不可能总是学习熟悉的知识，还需要不停地学习新的知识以适应新技术的飞速发展。怎么能让学生学习新知识时既保持足够的好奇心，又没有畏难情绪呢？
　　如果教师在讲授新知识时，先带领学生复习之前学习过的相关知识，然后再提出新的问题，师生共同探讨问题的解决方法，那么学生就会带着问题主动思考，主动学习新的知识，从而改变被动的学习方式。简单地来说，就是让学生从熟悉的知识领域逐渐过渡到新的知识领域，由被动接受到主动学习，使学生不仅更容易接受、理解新知识，而且还增强了新旧知识的联系，让知识更加系统化。
　　如果学生长期从课堂学习中得到类似的分析训练，就能掌握这种求同存异的分析方法。在他们工作以后，遇到需要改进或全新的问题时，就会更有信心，并想办法去解决新问题。
　　继电控制和可编程控制都是技校学生需要掌握的重要专业课程。根据笔者以往的教学经验，大部分技校学生都觉得这两门课程很有难度，知识较为抽象，再加上学生的基础不够扎实，所以寻求可行的教学方法对于提高这两门课程的教学效果来说十分必要。笔者将技术演变的历史应用于专业课教学中，取得了良好的效果，下面就以电路控制为例具体展开介绍。
　　一、从简单电路向主控分离控制的演变
　　假设教师现在正在教学生学习继电控制电路的起保停电路，如图3所示。如果教师在教学一开始就给学生呈现一个完整的起保停电路，那么很多基础不好的学生就会因为这个电路与之前学习过的电路有很大的不同，且有较多的元件和导线而被吓倒。有不少学生便会产生畏难情绪，在课堂上说话、玩手机、睡觉等，这是教师最不愿意看到的。
　　因此，教师需要对学生循循善诱，细心引导。教师应该从最简单的电路图入手，如图1所示。此电路图相对来说比较简单，因为它只有一个电源、一个开关、一个用电器和若干导线。但其他电路无论多复杂，也都是这个最基本电路的变形。
　　如此直接、简单的电路图，一般只应用于常规的低压和小电流场合。当电流或电压大到一定的程度或对控制有了复杂逻辑要求的时候，此电路图便不再适用了。因为电流或电压达到一定的程度，容易出现电弧伤人，或绝缘措施失效，漏电伤人，人用手直接控制高压、大电流开关极其容易出现危险的情况。简单的做法是加长控制距离，例如使用木棒等加长过多闸刀开关，可以在一定程度上避免这种危险。
　　但是这种简单的电路控制会给大规模的集中控制带来很大的麻烦。可以想象，一大堆大型闸刀开关和几十甚至上百根手指粗细的各种颜色的导线集中在某一面墙壁的景象，不仅混乱，而且检修、改动也不方便。工程技术人员为了解决这些困扰，在工作实践中发明了一种叫接触器的设备，很好地解决了这些问题。
　　最初的有接触器的电路图如图2所示。启动时，拨动开关为接触器通电，用电器得电工作；停止时，拨动开关，让接触器断电，用电器失电停机。随着接触器的改良和进步，可以为电路提供更多的主、副触点，常闭、常开触点等。这时就设计出了点动与自锁在一起的电路，如图3所示。这样，主电路和控制电路便被分离了，主电路布线更合理，也更节约导线；控制电路也避免了主电路的干扰，可以选择合理的地方放置或布线，避免了之前提到的危险情况。
　　这样不仅实现了主电路和控制电路的分离，还实现了简单或复杂的控制逻辑，可以为实际生产提供很多实用的控制电路，实现了部分自动化或半自动化，提升了实际生产效率。如果只讲授电力拖动控制线路课程，那么到这里就基本告一段落了。
　　我们知道，继电控制是电气控制的入门，应该继续深入学习。对于企业来说，时间就是金钱，效率就是生命，所以不断提升生产效率是每一位企业工程技术人员的使命。从半自动化到自动化，便是一个巨大的飞跃，也是工程技术人员的梦想。可编程逻辑控制器（PLC）为实现自动化生产做出了巨大的贡献。
　　可编程控制器虽然很接近电脑。但是为了能让电气工程师们能够顺利操作和使用，并没有使用原始的机器代码，而是使用了与继电控制逻辑电路非常接近的梯形图作为编程语言，然后再通过编译软件转换。基于可编程控制器的这些特点，教师教授学生学习使用可编程逻辑控制器时，就可以在学生学习继电控制的基础上，引导学生继续深入学习。
　　二、从继电控制电路向可编程逻辑控制电路的转变
　　在这里，我们探讨从继电控制电路往可编程逻辑控制电路的转变。
　　首先，从接线方面进行探讨。为了简单起见，我们控制的是2kW以下的小型三相交流电动机，PLC输出形式为MR类型，这样可以省去一层中间继电器。在输入控制方面，继电控制按钮的逻辑控制关系都是通过实际的连线和串联、并联关系实现输入的。而PLC一般都是并联关系，没有串联关系，串联一般会放在控制程序里。在输出控制方面，继电器控制为直接驱动，PLC为间接驱动。其次，从控制方面进行探讨。继电控制是通过触点的通断和连线的逻辑关系决定控制的，而PLC是通过逻辑程序的计算实现控制的。
　　通过慢慢地引导，和对两种控制电路相同点和不同特点的不断对比，让学生认识到PLC控制与之前学习的继电控制没有太多的不同，更像是换了一种形式的继电控制，有一种似曾相识的感觉。这样既复习了之前学习的知识，又把学生引导到PLC控制电路学习的道路上来。接下来，便安排学生用PLC控制对一些典型的继电控制进行改造，让学生在操作训练中感受这两种控制的相同与不同之处，加深对二者的理解。
　　图4和图5，就是用三菱PLC控制对图3的继电控制电路进行的改造。改造完后，教师再和学生一起寻找两者的相同与不同之处，教师做出引导讲解，让学生从之前的电力拖动控制线路的思路转移到PLC的梯形图控制思路上来。教师在讲解时要注意及时对当前的知识进行升华。PLC控制可以让电路的控制变得更加方便、灵活，控制手段也更为丰富多样，并可以实现很多继电控制很难甚至无法实现的效果。此外，PLC控制的维护和改造也更加容易，往往只需要改变控制程序，一般不需要太多地更改硬件的接线。
　　通过这样的教学，学生既复习了前面学过的知识，又学习了新知识，还建立了新旧知识之间的联系，让知识更加系统化。
　　三、小结
　　如果知识具有较强的逻辑推进关系，教师在教学时，就可以利用旧知识为新知识的学习做铺垫，引导学生逐渐过渡新知识的学习中。通过教师的讲解，可以使新旧知识的过渡更加平顺、自然，让学生更容易接受，从而达到更好的教学效果。