PLC实验教学改革探索研究

朱娟娟

摘要：PLC（可编程控制器）实验课是一门实践性很强的课程，但是在在传统的实验教学模式下，学生对程序的设计编写能力不足，很难达到熟练掌握并灵活运用的目的。我们将有效的课堂教学和实验教学相融合，形成一种新的PLC实验教学模式及实验考核的新方法，希望能更好地提高学生掌握程序設计的能力和动手操作实践能力。

关键词：PLC；实验教学；改革

PLC（可编程控制器）作为一种通用的工业控制器，广泛应用于整个工业领域。目前国内外已广泛地将PLC成功地应用到机械、冶金、电力、交通、军工等各个行业领域，并取得了相当可观的技术和经济效益。PLC也是高等院校自动化专业、电气工程专业和工科各个基础学科的一门非常重要的课程。作为一门实践性很强的课程，要想真正掌握这门课程的技术本领，只有通过大量的实践才能做到。然而，在现有的实验教学模式下，学生对PLC的学习兴趣不浓、实践技能弱。为此，我们在不断地探索研究并改进实验教学的新方法，将课堂教学和实验教学合理融合，采用新的实验教学模式改进课堂教学和实验教学的方法。

一、实验教学中的问题及改革思路

目前，大多数高校的PLC实验课都是以传统教学方法进行的，即先讲授课堂理论知识，然后再让学生去实验室做实验，而且大多数实验都是验证性实验，实验学时较少。在整个实验过程中，学生按照已设计好的程序进行结果验证，自己独立思考和动手设计的部分很少，导致学生对程序的设计编写能力不足，很难达到熟练掌握并灵活运用的目的。

旧的实验教学模式下，理论课讲解与实验课分开进行，但是PLC中的概念和内容比较抽象，课本知识不能形象直观展现，只进行理论讲解让学生不容易理解而且很容易忘记所学内容，在实验过程中会带来很多问题。例如：PLC的配置组态这章内容中主要讲解PLC的硬件外观构造、硬件组态、接线方法及功能等，在纯课堂讲述中比较枯燥、抽象，教学效果大打折扣，学生对硬件不熟悉，容易导致PLC模块的损坏，从而打击学生的学习积极性。

我们将课堂教学和实验教学相互融合设计出新的PLC实验教学方法，也就是在现有的实验平台上，对于基础实验和应用模拟实验，根据实验设备的数量，将学生分组、分类划分，然后再将部分课堂内容放在实验室，一边进行理论讲解，一边进行实践验证。可以先结合实验，根据课堂内容选出需要实践验证的内容分类，再将课堂中选出的内容结合实验设备放在实验室讲授，最后将实验过程中出现的问题反馈到课堂内容中进行深入讲解。采用新的方法可以将实验和基本指令练习等内容在平时的授课中讲完，把时间节省下来进行更多内容的练习。例如：我们把如何使用PLC软件和基本指令的简单练习在理论课的实践讲授过程中完成，这样就可以节省下来时间给学生做更深层次的实验练习，并且能让实验内容更丰富，有效地提高了学生的动手实践能力。

二、革新实验内容设计和实验方法

以往传统的实验教学模式的实验内容都是先从熟悉软件的使用和简单的基本指令练习开始的，然后再做几个较复杂的验证性实验，学生按照教师给的程序要求把结果验证完成后，再写一份实验报告，就算完成了整个实验过程。这些实验过程只是让学生对这门课有一个初步的了解，并不能让学生熟练掌握PLC的编程方法，更不可能将其灵活运用到工程实践中去，也不能充分发挥实验的真正作用。所以我们要在传统实验的基础上加以改进，根据自己的教学实际情况采用以下方式更新实验内容（如上表所示）。

目前，我们学院还沿用传统的PLC实验教学方式，实验内容以验证性为主。实验内容大概包括这几个方面：实验一，首先进行硬件组态、软件使用方法学习及“与”“或”“非”等基本指令熟悉练习：实验二，进行简单的基本指令编程验证性练习，然后就是“四节传送带模拟”“交通灯控制模拟”等较复杂的程序验证实验。采用新的实验模式后，将对以上实验进行改进，具体实施过程如下：将上述的实验一、实验二中的内容放到课堂实验教学中边讲理论边实践，可以节余出两节实验操作课的时间，把更多的时间分配给学生进行自主实践操作。按照上述表格中的实验方法进行实验内容设计，实验一进行定时器、计数器、移位指令等常用指令的简单编程设计，并且熟练掌握多方面的功能程序：实验二对比较简单的“四节传送带模拟实验”给出部分原程序，让学生进行填补完成实验，并写出各个程序段的作用注释：实验三编写较简单的交通灯控制程序并写出调试程序过程中的问题及分析解决方法：实验四给出三层电梯控制模拟的原程序，让学生进行验证，并修改部分功能模块，写出程序段的功能分析方法：实验五进行四层电梯的独立设计。在熟练掌握了基本指令，熟悉前面做过的实验内容之后，再让学生练习使用复杂指令对以前所编程序进行修改、优化。

三、改革实验教学的考核方式

（一）提高实验考核所占分值

将课堂教学的部分内容引入实验教学环节之后，实践操作的课时量会增加很多，考核的内容也将增多，所以应该将实验的考核成绩比例提高。例如：我们学院PLC课程的实验内容目前占总课时的比例就较少，实验考核成绩和平时的课堂作业及课堂表现成绩加起来占考试成绩总分的30%，其中实验考核成绩占的比例就更少了，导致学生对实验的重视程度不够，学习积极性和动力不足。PLC课程对自动化专业来说是一门非常重要的专业课，在新的教学和考核模式下，可以将实验考核成绩提高到总成绩的45%左右，充分发挥PLC在自动化应用中的实践作用，让学生更加重视实验实践环节。

（二）考核成绩要细化

单一的实验操作结果和实验报告成绩作为实验考核成绩，不能充分体现学生的实践能力和学习情况，由于实验考核过程要求简单，学生很容易通过实验考核，达不到充分调动学生学习积极性的目的.所以应将实验过程细化、多样化，提高实验技能考核成绩在课程成绩中的比例，并采用新的、多样化的考核方式。考核成绩可以分为平时实验成绩和现场定时编程、操作考试两部分。平时成绩的评定包含预习报告、学习积极性、实验报告作业完成情况等，实验考核成绩的评定包含实验操作考试的结果和实验过程中的熟练程度、创新能力、处理问题的能力考核等。多方面的实验考核不仅可以充分调动学生的学习积极性，体现学生的学习水平，还可以给学生提供更多的实践训练机会。

四、结束语

PLC在现代化工业发展中的应用越来越广泛，它是当代工业自动化的重要支柱。我们不仅要扎实地掌握这门课的理论基础知识，还要通过大量的实践练习才能熟练、灵活地将这些理论知识应用到各个工程实践中。我们要不断改进实验教学法，利用各种实验平台和资源，做出多样化的实验，起到提高学生动手能力、程序设计能力的作用。

责编：黎明