現代實驗教學法在PLC實驗中的應用分析

　1、引言
實驗教學是技術類課程教學中一個非常重要的環節。實驗教學與課堂教學相輔相成，能達到理論實際的良好效果；實驗教學除了對理論知識進行驗證外，還能激發學生的學習熱情和主動性，培養學生分析和解決問題的能力、實事求是的科學態度、相互協作的團隊精神和勇于開拓的創新意識；并使學生在實踐中不斷積累經驗，加強職業技能的培訓?，F代實驗教學實際上是一種開放式實驗教學，與傳統的實驗教學相比，現代實驗教學具有許多優點。
2、現代實驗教學和傳統實驗教學的區別
在傳統實驗教學中，教師是實驗的主體，學生只是被動地接受知識和技能，主要以示范性和驗證性實驗為主。在實驗中，學生只是“依葫蘆畫瓢”，不需要主動思維，更談不上創新。
與傳統的實驗教學相比，現代實驗教學具有以下特點：學生是實驗的主體，學生根據實驗內容和要求，自主擬定實驗方案，選擇實驗儀器設備和確定能有效測定數據的方法，有較大的思維空間和活動空間。教師只提供*的實驗材料和資料，在實驗方案的設計及實驗操作過程中提供幫助，以確保實驗效果和實驗的安全性。在實驗過程中，學生通過自己親自參與、動手實驗，將所學的理論知識與實踐相結合，從而達到提高學生發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力，提高學生的自學能力、實踐能力和團隊協作能力，培養學生的科學
思維和創新能力。
3 現代實驗教學法的一般步驟?
(1)觀察一種現象。
(2)提出假設：對可見現象提出的一種可檢測的解釋，明確實驗到底要解決什么問題，要用到什么原理。
(3)設計實驗步驟：根據實驗目的和原理，
設計出合理的實驗裝置和實驗操作步驟。實驗方案遵循以下原則：簡單可行、客觀、安全、可重復操作。
(4)進行實驗：按照實驗要求進行實驗，觀察實驗現象，收集實驗數據。
(5)分析實驗結果：分析實驗現象，處理實驗數據，用文字或圖表的方法作一個簡單的歸納。
(6)總結評價：回顧實驗整個過程，評價和討論實驗方案的實用價值。
4、現代實驗教學中教師的職責
(1)教師選題時注意內容不能單一，而應涉及多個方面(如電工實驗，可能涉及材料的選擇、環保等問題)，但又不可太復雜，教師必須事前親自做此實驗，證實其可行性。
(2)教師事前應做充分準備，對可能需要的儀器設備、實驗材料做仔細檢查，保證實驗效果。
(3)在學生開始實驗前，教師應對實驗目的和要求、儀器設備的使用方法、實驗操作過程中的注意事項等作充分的說明，保證實驗安全進行。
(4)在實驗進行中，教師不參與實驗，只輔導、糾錯、解答學生的疑問。
5、現代實驗教學對學生的要求
(1)學生應以科學的態度和方法實驗，注重自身能力的培養。
(2)在小組實驗中，應分工協助，共同完成實驗。
(3)嚴格遵守安全規則，確保實驗和人身安全。
6、用現代實驗教學法設計PLC實驗
可編程序控制器(PLC)課程是一門實踐性較強的專業課程，該課程的目標是使學生掌握PLC指令系統及程序設計方法之后，能進行PLC的應用設計。本文以定時器與計數器指令實驗為例，詳細介紹運用現代實驗教學法在PLC實驗中的運用。
在傳統的實驗教學中，教師準備實驗器材，編制梯形圖，寫出指令表。學生的任務是：輸入程序，檢查程序和運行程序，觀察實驗結果，寫出實驗報告。實驗的結果是：經過l h實驗操作，學生仍然不會用定時器和計數器進行PLC程序設計。
這是傳統實驗教學的通病。要改變這種現狀，就必須對實驗教學的方法進行改革。下面是用現代實驗教學法對定時器和計數器指令實驗進行設計的一般步驟。
6．1觀察一種現象
教師演示PLC對指示燈的控制實驗，按下第1個按鈕，第1個燈亮并保持，時間5s后熄滅；按下第2個按鈕，第2個燈亮并保持，連續按第3個按鈕5次后第2個燈熄滅。教師引導學生觀察實
驗，并將學生分成幾個小組，要求每個小組自己設計梯形圖，實現演示實驗中的PLC對指示燈的有規律的控制。
6．2 提出假設
因本例屬設計型實驗，故此步可省。
6．3 設計實驗步驟
學生根據課堂所學知識和演示實驗現象設計實驗，每小組設計方案可以不同，現選其中一種對PLC實驗方案設計的具體步驟和內容作詳細說明。
(1)確定輸 輸出設備：3個開關輸入，2個指示燈輸出；
(2)分配輸入／輸出端口，畫PLC外部接線圖(以FX2N系列PLC為例)，如圖1所示。

圖1 PLC外部接線圖
(3)畫出梯形圖如圖2所示，寫出指令表如圖3所示。

圖2 梯形圖
6．4 進行實驗
學生按照PLC外部接線圖連接線路，輸人程序，運行程序，觀察實驗現象，如果實驗結果與演示實驗不符，則要檢查程序、修改程序，直到運行結果與演示實驗結果一致。在梯形圖正確的基礎上改變定時器和計數器的設定值，觀察設定值對實驗的影響。

圖3 指令表
6．5 分析實驗結果
學生根據實驗現象，畫出實驗波形圖，如圖4所示。

圖4 實驗波形圖
6．6 總結評價
各小組對整個實驗過程進行回顧和總結，并對定時器和計數器在梯形圖程序設計中的使用方法和在實際中的應用展開討論。
實驗完成后，教師應考核各小組完成實驗的情況，zui常見的形式是：各小組派出一名代表做一個小的報告，介紹他們的實驗設計思路，分析實驗數據或現象的結果及其實驗過程中存在的問題和zui終解決的方案。
觀察整個實驗過程可以看出，教師具有介紹一種現象、對實驗情況進行考核和保證實驗正常進行的職責。而從實驗方案的確定到實驗的實施、實驗結果的分析到發現問題解決問題均由學生自己完成，由此可以看出，現代實驗教學方法非常有助于學生發現問題、分析問題和解決問題能力的培養；同時，學生自己設計實驗方案開拓了思維、所學理論知識得到了有效運用并激發了創新的積極性。另外，小組實驗需互相謙讓、互相探討，共同拿出實驗的*方案，充分鍛煉了他們的團隊合作精神和互相溝通的能力。zui后的小報告則有助于增強他們
的文字運用和口頭表達能力。
7、結束語
現代實驗教學法實際上是改傳統的驗證性實驗為設計性實驗或探索性實驗的一種實驗教學方法，它zui大的特點在于突出學生在實驗中的主體作用，從而達到學生自我訓練的目的，增強他們獨立工作的能力。