對提高PLC實驗課程教學(xué)質(zhì)量的探討

劉億文 張琳 曹義

摘 要： 實驗教學(xué)是PLC教學(xué)中的重要組成部分，是重要的教學(xué)環(huán)節(jié)之一。本文認(rèn)為，為提高PLC實驗教學(xué)質(zhì)量，可針對PLC應(yīng)用性極強(qiáng)的特點，引入開放設(shè)計性實驗，實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生與用人單位的無縫對接。

關(guān)鍵詞： PLC實驗 教學(xué)改革 創(chuàng)新意識 問題驅(qū)動

實驗教學(xué)是PLC課程教學(xué)中一個非常重要的環(huán)節(jié)，PLC這門專業(yè)課的實踐性很強(qiáng)，它的控制功能只憑理論分析是難以體現(xiàn)的，如果僅停留在課本上無異于紙上談兵。這就需要借助實驗，以便把理論知識轉(zhuǎn)化為看得見、摸得著的控制過程。實驗教學(xué)除了對理論知識進(jìn)行驗證外，還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，并使學(xué)生在實踐中不斷積累經(jīng)驗，加強(qiáng)職業(yè)技能培訓(xùn)。PLC較強(qiáng)的工程實踐性和學(xué)生缺乏工作經(jīng)驗的現(xiàn)狀，對開設(shè)PLC實驗課程的方法提出了較高要求。

1.加強(qiáng)學(xué)生實驗前預(yù)習(xí)準(zhǔn)備工作

在PLC實驗教學(xué)中，某些實驗涉及的知識點很多。這樣要強(qiáng)化實驗效果，在規(guī)定時間內(nèi)完成實驗教學(xué)計劃，教師要首先布置實驗預(yù)習(xí)題，讓學(xué)生在預(yù)習(xí)時加入深掌握實驗中的相關(guān)理論知識，明確實驗?zāi)康摹⒉襟E和操作，做到有的放矢。在課堂講授中，教師對實驗課內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)講解，包括實驗原理、實驗步驟、硬件電路設(shè)計方法、軟件設(shè)計方法、儀器使用操作規(guī)程，講解過程中即向?qū)W生提出問題，同時也回答學(xué)生問題，并留出思考題，讓學(xué)生在實驗中解決這些問題。如果學(xué)生在實驗前不預(yù)習(xí)，教師講解不到位，在短短的兩節(jié)實驗課中就很難完成實驗教學(xué)任務(wù)，實驗教學(xué)質(zhì)量可想而知。預(yù)習(xí)使學(xué)生做實驗時心中有數(shù)，更容易操控各種實驗設(shè)備，很好地完成實驗任務(wù)，提高實驗教學(xué)質(zhì)量。

2.分層次設(shè)計實驗教學(xué)內(nèi)容

依據(jù)實驗條件和企業(yè)需求對原有的教學(xué)內(nèi)容和實驗項目進(jìn)行及時更新。以自動化專業(yè)為例，更新后的實驗教學(xué)內(nèi)容，由易到難分三個層次進(jìn)行編排。

2.1第一層次：基礎(chǔ)性實驗

基礎(chǔ)性實驗如簡單的順序啟停控制、閃爍控制等，通過這一階段的學(xué)習(xí)要求學(xué)生熟悉實驗設(shè)備及編程軟件的使用方法，掌握最常用的基本操作指令，如位邏輯指令，定時器計數(shù)器指令，為下一階段的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。

2.2第二層次：綜合性實驗

綜合性實驗內(nèi)容豐富多彩，如交通燈的模擬控制與現(xiàn)實中的完全一樣，模擬機(jī)械手按設(shè)計的要求運(yùn)行等。這些實驗可以引起學(xué)生濃厚的興趣，極大地調(diào)動學(xué)生做實驗的積極性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。在每次實驗完成后要求每組學(xué)生演示實驗效果，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，提出難度不同的控制要求和問題。通過這種課堂答辯的方式，一方面可以及時掌握學(xué)生的實驗情況，另一方面鼓勵創(chuàng)新、互相學(xué)習(xí)、共同提高。通過提問，我們知道了學(xué)生的基礎(chǔ)，明確了學(xué)生的掌握程度，從而采取了相應(yīng)的教學(xué)手段。對于表現(xiàn)不好的學(xué)生要求重做實驗，同時鼓勵表現(xiàn)良好的學(xué)生擴(kuò)展思路用不同的方法達(dá)到實驗的控制要求。通過PLC實驗課的有序開展，學(xué)生的學(xué)習(xí)目的明確，積極性大大提高。

2.3第三層次：設(shè)計性實驗

通過前兩個階段的訓(xùn)練，即基礎(chǔ)性實驗和綜合性實驗以后，學(xué)生加深理解可編程控制器的內(nèi)容和理論知識，熟練掌握可編程控制器的使用和操作方法，加快學(xué)習(xí)梯形圖語言的速度，培養(yǎng)學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力。因此，學(xué)生利用PLC實驗平臺自行確定實驗內(nèi)容，并且設(shè)計出各種不同的實驗方案，如四層電梯控制，根據(jù)控制要求，很多學(xué)生能自行編制梯形圖，再經(jīng)過反復(fù)調(diào)試，順利完成控制任務(wù)。通過這三個不同階段的實驗教學(xué)，將所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合，從而提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力。

在前面兩個層次的基礎(chǔ)性和綜合性實驗教學(xué)中，主要以示范性和驗證性實驗為主，教師是實驗的主體，學(xué)生只是被動地接受知識和技能。而在第三個層次的設(shè)計性實驗教學(xué)中，學(xué)生是實驗的主體，學(xué)生根據(jù)實驗內(nèi)容和要求，自主擬訂實驗方案，選擇實驗機(jī)箱模塊，有較大的思維空間和活動空間，能夠?qū)⑺鶎W(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合。

3.加強(qiáng)新技術(shù)新方法的引入

目前，有很多新技術(shù)新方法可以在PLC實驗中引進(jìn)，比如現(xiàn)在的窗口組態(tài)軟件具有簡單靈活的可視化操作界面、實時性強(qiáng)、良好的并行處理功能、豐富生動的多媒體畫面、完善的安全機(jī)制、多樣化報警功能等優(yōu)點。通過合理組態(tài)以后，在自動控制模式下可以在計算機(jī)主機(jī)的顯示器上很方便直觀地觀察到控制機(jī)構(gòu)的執(zhí)行全過程，并進(jìn)行實時監(jiān)測、實時控制的目的，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制監(jiān)測。雖然組態(tài)軟件的使用不是PLC實驗教學(xué)的內(nèi)容，且不容易使用和掌握，但是教師可以事先做好各實驗的組態(tài)軟件，利用它提高實驗的直觀性和生動性，強(qiáng)化PLC實驗課教學(xué)效果。

4.結(jié)語

對于教學(xué)來說，沒有最好，只有更好。從課前準(zhǔn)備到課后，在與學(xué)生的互動中會得到及時反饋，依據(jù)反饋信息及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和節(jié)奏。分小班分批進(jìn)行實驗教學(xué)和考核，分層次設(shè)計實驗教學(xué)內(nèi)容及分類別設(shè)計實驗考試題目，只有這幾點有機(jī)結(jié)合才能收到良好的教學(xué)效果。PLC實驗課是一門理論聯(lián)系實際，應(yīng)用性極強(qiáng)，這為機(jī)動靈活的嘗試新型的教學(xué)方式留下了無限空間。因此，教師應(yīng)當(dāng)與時俱進(jìn)，根據(jù)教學(xué)體系的需要及時調(diào)整教學(xué)方式，敢于創(chuàng)新與實踐，才能更高效地完成教學(xué)任務(wù)，提高教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]歐益寶.PLC實驗系統(tǒng)構(gòu)建模式研究[J].實驗室研究與探索，2010，29（9）：73-75.

[2]廖常初.S7-200PLC編程及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[3]孔詳冰.電氣控制與PLC技術(shù)應(yīng)用[M].北京：中國電力出版社，2008.