PLC實驗教學改革探索研究

朱娟娟

摘要：PLC（可編程控制器）實驗課是一門實踐性很強的課程，但是在在傳統的實驗教學模式下，學生對程序的設計編寫能力不足，很難達到熟練掌握并靈活運用的目的。我們將有效的課堂教學和實驗教學相融合，形成一種新的PLC實驗教學模式及實驗考核的新方法，希望能更好地提高學生掌握程序設計的能力和動手操作實踐能力。

關鍵詞：PLC；實驗教學；改革

PLC（可編程控制器）作為一種通用的工業控制器，廣泛應用于整個工業領域。目前國內外已廣泛地將PLC成功地應用到機械、冶金、電力、交通、軍工等各個行業領域，并取得了相當可觀的技術和經濟效益。PLC也是高等院校自動化專業、電氣工程專業和工科各個基礎學科的一門非常重要的課程。作為一門實踐性很強的課程，要想真正掌握這門課程的技術本領，只有通過大量的實踐才能做到。然而，在現有的實驗教學模式下，學生對PLC的學習興趣不濃、實踐技能弱。為此，我們在不斷地探索研究并改進實驗教學的新方法，將課堂教學和實驗教學合理融合，采用新的實驗教學模式改進課堂教學和實驗教學的方法。

一、實驗教學中的問題及改革思路

目前，大多數高校的PLC實驗課都是以傳統教學方法進行的，即先講授課堂理論知識，然后再讓學生去實驗室做實驗，而且大多數實驗都是驗證性實驗，實驗學時較少。在整個實驗過程中，學生按照已設計好的程序進行結果驗證，自己獨立思考和動手設計的部分很少，導致學生對程序的設計編寫能力不足，很難達到熟練掌握并靈活運用的目的。

舊的實驗教學模式下，理論課講解與實驗課分開進行，但是PLC中的概念和內容比較抽象，課本知識不能形象直觀展現，只進行理論講解讓學生不容易理解而且很容易忘記所學內容，在實驗過程中會帶來很多問題。例如：PLC的配置組態這章內容中主要講解PLC的硬件外觀構造、硬件組態、接線方法及功能等，在純課堂講述中比較枯燥、抽象，教學效果大打折扣，學生對硬件不熟悉，容易導致PLC模塊的損壞，從而打擊學生的學習積極性。

我們將課堂教學和實驗教學相互融合設計出新的PLC實驗教學方法，也就是在現有的實驗平臺上，對于基礎實驗和應用模擬實驗，根據實驗設備的數量，將學生分組、分類劃分，然后再將部分課堂內容放在實驗室，一邊進行理論講解，一邊進行實踐驗證?？梢韵冉Y合實驗，根據課堂內容選出需要實踐驗證的內容分類，再將課堂中選出的內容結合實驗設備放在實驗室講授，最后將實驗過程中出現的問題反饋到課堂內容中進行深入講解。采用新的方法可以將實驗和基本指令練習等內容在平時的授課中講完，把時間節省下來進行更多內容的練習。例如：我們把如何使用PLC軟件和基本指令的簡單練習在理論課的實踐講授過程中完成，這樣就可以節省下來時間給學生做更深層次的實驗練習，并且能讓實驗內容更豐富，有效地提高了學生的動手實踐能力。

二、革新實驗內容設計和實驗方法

以往傳統的實驗教學模式的實驗內容都是先從熟悉軟件的使用和簡單的基本指令練習開始的，然后再做幾個較復雜的驗證性實驗，學生按照教師給的程序要求把結果驗證完成后，再寫一份實驗報告，就算完成了整個實驗過程。這些實驗過程只是讓學生對這門課有一個初步的了解，并不能讓學生熟練掌握PLC的編程方法，更不可能將其靈活運用到工程實踐中去，也不能充分發揮實驗的真正作用。所以我們要在傳統實驗的基礎上加以改進，根據自己的教學實際情況采用以下方式更新實驗內容（如上表所示）。

目前，我們學院還沿用傳統的PLC實驗教學方式，實驗內容以驗證性為主。實驗內容大概包括這幾個方面：實驗一，首先進行硬件組態、軟件使用方法學習及“與”“或”“非”等基本指令熟悉練習：實驗二，進行簡單的基本指令編程驗證性練習，然后就是“四節傳送帶模擬”“交通燈控制模擬”等較復雜的程序驗證實驗。采用新的實驗模式后，將對以上實驗進行改進，具體實施過程如下：將上述的實驗一、實驗二中的內容放到課堂實驗教學中邊講理論邊實踐，可以節余出兩節實驗操作課的時間，把更多的時間分配給學生進行自主實踐操作。按照上述表格中的實驗方法進行實驗內容設計，實驗一進行定時器、計數器、移位指令等常用指令的簡單編程設計，并且熟練掌握多方面的功能程序：實驗二對比較簡單的“四節傳送帶模擬實驗”給出部分原程序，讓學生進行填補完成實驗，并寫出各個程序段的作用注釋：實驗三編寫較簡單的交通燈控制程序并寫出調試程序過程中的問題及分析解決方法：實驗四給出三層電梯控制模擬的原程序，讓學生進行驗證，并修改部分功能模塊，寫出程序段的功能分析方法：實驗五進行四層電梯的獨立設計。在熟練掌握了基本指令，熟悉前面做過的實驗內容之后，再讓學生練習使用復雜指令對以前所編程序進行修改、優化。

三、改革實驗教學的考核方式

（一）提高實驗考核所占分值

將課堂教學的部分內容引入實驗教學環節之后，實踐操作的課時量會增加很多，考核的內容也將增多，所以應該將實驗的考核成績比例提高。例如：我們學院PLC課程的實驗內容目前占總課時的比例就較少，實驗考核成績和平時的課堂作業及課堂表現成績加起來占考試成績總分的30%，其中實驗考核成績占的比例就更少了，導致學生對實驗的重視程度不夠，學習積極性和動力不足。PLC課程對自動化專業來說是一門非常重要的專業課，在新的教學和考核模式下，可以將實驗考核成績提高到總成績的45%左右，充分發揮PLC在自動化應用中的實踐作用，讓學生更加重視實驗實踐環節。

（二）考核成績要細化

單一的實驗操作結果和實驗報告成績作為實驗考核成績，不能充分體現學生的實踐能力和學習情況，由于實驗考核過程要求簡單，學生很容易通過實驗考核，達不到充分調動學生學習積極性的目的.所以應將實驗過程細化、多樣化，提高實驗技能考核成績在課程成績中的比例，并采用新的、多樣化的考核方式。考核成績可以分為平時實驗成績和現場定時編程、操作考試兩部分。平時成績的評定包含預習報告、學習積極性、實驗報告作業完成情況等，實驗考核成績的評定包含實驗操作考試的結果和實驗過程中的熟練程度、創新能力、處理問題的能力考核等。多方面的實驗考核不僅可以充分調動學生的學習積極性，體現學生的學習水平，還可以給學生提供更多的實踐訓練機會。

四、結束語

PLC在現代化工業發展中的應用越來越廣泛，它是當代工業自動化的重要支柱。我們不僅要扎實地掌握這門課的理論基礎知識，還要通過大量的實踐練習才能熟練、靈活地將這些理論知識應用到各個工程實踐中。我們要不斷改進實驗教學法，利用各種實驗平臺和資源，做出多樣化的實驗，起到提高學生動手能力、程序設計能力的作用。

責編：黎明