可編程控制器原理及應用課程實驗方法創新

崔雪 龔建芳 商雨青

【摘 要】傳統的可編程控制器實驗由于種種原因存在學生積極性不高、實驗效果不理想等問題，針對這個現狀并結合技術本科院校“技術立校，應用為本”的教學方略及辦學特色，本文提出適合可編程控制器原理及應用課程的配套實驗改進措施，充分調動學生的積極性和主動性，顯著提高學生的創新意識和動手能力。

【關鍵詞】可編程控制器原理及應用課程 實驗方法 創新

一、引言

實驗教學在高等教育中占有極其重要的地位，是教育教學改革的重要組成部分。傳統的驗證性實驗比較單調枯燥，不能充分調動學生的學習興趣和學習熱情，不能滿足技術本科教學的發展要求。通過可編程控制器實驗的課程建設，嘗試將新的實驗規則和實驗內容應用于實驗教學，可以不斷提高學生將所學的理論知識應用于具體實踐環節的應用能力和動手能力，激發學生自動自覺學習。

二、傳統驗證性實驗教學中存在的問題

實驗教學是技術應用型本科教學的重要組成部分。隨著教育事業的發展和教育改革的推進，實驗室建設得到加強，實驗教學條件不斷改善，實驗教學活動深入開展，促進了教育理念的更新，教師的教學方式得到改進，學生的創新能力得到不斷加強。但傳統實驗教學存在很多不足，實驗室建設和發展中還有很多地方需要改革創新。

首先，實驗室開放共享不到位，造成實驗資源浪費。由于實驗室師資有限，更是出于安全考慮，除了課堂時間外，實驗室都是不開放的。很多時候實驗設備都無人使用，造成了實驗資源的巨大浪費。

其次，學生自主實驗嚴重不足，缺乏參與實踐教學的積極性。傳統實踐教學，課時比較少，內容比較固定，提供給學生發揮的空間有限。因為課時和學分比較少，多為考查性質，只要記憶相關內容就能應付考查，因此大部分學生缺少對實踐課程的重視，對實踐教學也缺少興趣。

本著面向技術本科“技術立校，應用為本”的辦學方略，充分發揮學生積極性，提高學生動手能力的原則，學院多個實驗室開展了開放性實驗教學嘗試，收到了良好的效果。

三、可編程控制器實驗的多方法設計

《可編程控制器技術及應用》是電氣工程專業的必修課，配套的《可編程控制器技術及應用實驗》是十六個學時考查課，兩學時/雙周，一個學分。每個實驗安排兩學時，學生兩人一組，可做八個實驗。

前兩次實驗，分別為認識實驗和基礎實驗，考慮到學生所學內容較少，掌握的方法有限，實驗為傳統的驗證性實驗。隨著教學的推進，后續實驗可以采用開放式、多種方法實現模式。

每個開放性實驗都要先做好實驗前準備工作。為達到良好效果，給學生兩周自由安排練習時間。故在上一次實驗結束時布置下次實驗任務，提出實驗要求，介紹實驗面板，提示可行性方法等。學生自擬題目練習，不是死記硬背，而是掌握方法，下次實驗時每組同學隨機抽取一個實驗課題，兩個同學相互協調幫助，當場編寫程序，調試修改，并最終完成。

例如LED數碼顯示實驗，可能要求學生編程實現控制由八組LED發光二極管模擬的八段數碼管開始顯示學號，（例如學號是091001130501），每個數字停留2秒，并循環，按下停止按鈕后停止顯示。顯示的內容可以是今天的日期“20120426”，也可以是“SDJU。EDU”，還可以是“S7-200PLC”或者“HELLO-PLC”等等。除顯示內容外，可以增加暫停等要求，這些要求可根據課程教學的進展以及學生掌握情況而定。“五相步進電機的模擬控制實驗”、“噴泉彩燈控制實驗”等可以采用多方法實現的開放式實驗模式。

多方法實現型實驗，要根據學生的實際能力，對學生提出要求，學生通過一定努力才能完成任務；避免固定形式，統一要求時，學生可以蒙混過關，可以抄襲或者死記硬背的情況。學生通過自己編程、自己調試，不但提升了動手能力，培養了學習興趣，更增強了學習信心。

四、實驗室開放環節

多方法實現型實驗，在過程中加入了學生開放型實驗的環節，因此最困難的是實驗室管理環節。為了能使學生在各個時間段都能進行實驗練習，需要有細致的管理規范、嚴謹認真的管理態度以及吃苦耐勞的犧牲精神。實驗室老師通過不斷研究和總結經驗，結合監控系統等設備，克服各種困難，為學生提供了良好的實驗環境。學生預約后，可以在上午、中午、下午等各時間段進行實驗。

研究制訂出能夠體現學校定位及保障實驗教學培養目標實現、教學方法實施、教學考核規范的教學過程相關管理規章制度和教學流程，匯編成冊。編輯、整理、細化實驗指導書都是需要完善之處。

五、培養考查環節及教學效果

通過一學期的多方法實現的開放型實驗培養，學生動手能力和信心、興趣都有所提高，在考查環節，學生表現良好，絕大多數能正常發揮，出色完成考查任務。

學期末尾的課程設計環節，學生的表現令人滿意，很多學生對可編程控制器產生了興趣，希望畢業設計也做相關內容。

結合技術應用型本科院校“技術立校，應用為本”的教學方略以及學校培養技術應用型人才的育人目標，不斷設計、研究、開發、引導學生提高實驗能力，提高自覺性，提高學習興趣，建立信心，是我們開展多方法實現實驗的目標。

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