1、引言
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是技術(shù)類課程教學(xué)中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)與課堂教學(xué)相輔相成，能達(dá)到理論實(shí)際的良好效果；實(shí)驗(yàn)教學(xué)除了對理論知識進(jìn)行驗(yàn)證外，還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、相互協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神和勇于開拓的創(chuàng)新意識；并使學(xué)生在實(shí)踐中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)職業(yè)技能的培訓(xùn)。現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)際上是一種開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比，現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有許多優(yōu)點(diǎn)。
2、現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)和傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的區(qū)別
在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師是實(shí)驗(yàn)的主體，學(xué)生只是被動(dòng)地接受知識和技能，主要以示范性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主。在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生只是“依葫蘆畫瓢”，不需要主動(dòng)思維，更談不上創(chuàng)新。
與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比，現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有以下特點(diǎn)：學(xué)生是實(shí)驗(yàn)的主體，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求，自主擬定實(shí)驗(yàn)方案，選擇實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備和確定能有效測定數(shù)據(jù)的方法，有較大的思維空間和活動(dòng)空間。教師只提供*的實(shí)驗(yàn)材料和資料，在實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)操作過程中提供幫助，以確保實(shí)驗(yàn)效果和實(shí)驗(yàn)的安全性。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生通過自己親自參與、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，將所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合，從而達(dá)到提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力，提高學(xué)生的自學(xué)能力、實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)
思維和創(chuàng)新能力。
3 現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)法的一般步驟?
(1)觀察一種現(xiàn)象。
(2)提出假設(shè)：對可見現(xiàn)象提出的一種可檢測的解釋，明確實(shí)驗(yàn)到底要解決什么問題，要用到什么原理。
(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟：根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮恚?/span>
設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作步驟。實(shí)驗(yàn)方案遵循以下原則：簡單可行、客觀、安全、可重復(fù)操作。
(4)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：按照實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
(5)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果：分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用文字或圖表的方法作一個(gè)簡單的歸納。
(6)總結(jié)評價(jià)：回顧實(shí)驗(yàn)整個(gè)過程，評價(jià)和討論實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)用價(jià)值。
4、現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師的職責(zé)
(1)教師選題時(shí)注意內(nèi)容不能單一，而應(yīng)涉及多個(gè)方面(如電工實(shí)驗(yàn)，可能涉及材料的選擇、環(huán)保等問題)，但又不可太復(fù)雜，教師必須事前親自做此實(shí)驗(yàn)，證實(shí)其可行性。
(2)教師事前應(yīng)做充分準(zhǔn)備，對可能需要的儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)材料做仔細(xì)檢查，保證實(shí)驗(yàn)效果。
(3)在學(xué)生開始實(shí)驗(yàn)前，教師應(yīng)對實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟆x器設(shè)備的使用方法、實(shí)驗(yàn)操作過程中的注意事項(xiàng)等作充分的說明，保證實(shí)驗(yàn)安全進(jìn)行。
(4)在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中，教師不參與實(shí)驗(yàn)，只輔導(dǎo)、糾錯(cuò)、解答學(xué)生的疑問。
5、現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)對學(xué)生的要求
(1)學(xué)生應(yīng)以科學(xué)的態(tài)度和方法實(shí)驗(yàn)，注重自身能力的培養(yǎng)。
(2)在小組實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)分工協(xié)助，共同完成實(shí)驗(yàn)。
(3)嚴(yán)格遵守安全規(guī)則，確保實(shí)驗(yàn)和人身安全。
6、用現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)法設(shè)計(jì)PLC實(shí)驗(yàn)
可編程序控制器(PLC)課程是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)課程，該課程的目標(biāo)是使學(xué)生掌握PLC指令系統(tǒng)及程序設(shè)計(jì)方法之后，能進(jìn)行PLC的應(yīng)用設(shè)計(jì)。本文以定時(shí)器與計(jì)數(shù)器指令實(shí)驗(yàn)為例，詳細(xì)介紹運(yùn)用現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)法在PLC實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用。
在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材，編制梯形圖，寫出指令表。學(xué)生的任務(wù)是：輸入程序，檢查程序和運(yùn)行程序，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是：經(jīng)過l h實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生仍然不會用定時(shí)器和計(jì)數(shù)器進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)。
這是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的通病。要改變這種現(xiàn)狀，就必須對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法進(jìn)行改革。下面是用現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)法對定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的一般步驟。
6．1觀察一種現(xiàn)象
教師演示PLC對指示燈的控制實(shí)驗(yàn)，按下第1個(gè)按鈕，第1個(gè)燈亮并保持，時(shí)間5s后熄滅；按下第2個(gè)按鈕，第2個(gè)燈亮并保持，連續(xù)按第3個(gè)按鈕5次后第2個(gè)燈熄滅。教師引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)
驗(yàn)，并將學(xué)生分成幾個(gè)小組，要求每個(gè)小組自己設(shè)計(jì)梯形圖，實(shí)現(xiàn)演示實(shí)驗(yàn)中的PLC對指示燈的有規(guī)律的控制。
6．2 提出假設(shè)
因本例屬設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，故此步可省。
6．3 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟
學(xué)生根據(jù)課堂所學(xué)知識和演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，每小組設(shè)計(jì)方案可以不同，現(xiàn)選其中一種對PLC實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的具體步驟和內(nèi)容作詳細(xì)說明。
(1)確定輸 輸出設(shè)備：3個(gè)開關(guān)輸入，2個(gè)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)
學(xué)生按照PLC外部接線圖連接線路，輸人程序，運(yùn)行程序，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與演示實(shí)驗(yàn)不符，則要檢查程序、修改程序，直到運(yùn)行結(jié)果與演示實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。在梯形圖正確的基礎(chǔ)上改變定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的設(shè)定值，觀察設(shè)定值對實(shí)驗(yàn)的影響。

圖3 指令表
6．5 分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果
學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，畫出實(shí)驗(yàn)波形圖，如圖4所示。

圖4 實(shí)驗(yàn)波形圖
6．6 總結(jié)評價(jià)
各小組對整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行回顧和總結(jié)，并對定時(shí)器和計(jì)數(shù)器在梯形圖程序設(shè)計(jì)中的使用方法和在實(shí)際中的應(yīng)用展開討論。
實(shí)驗(yàn)完成后，教師應(yīng)考核各小組完成實(shí)驗(yàn)的情況，zui常見的形式是：各小組派出一名代表做一個(gè)小的報(bào)告，介紹他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或現(xiàn)象的結(jié)果及其實(shí)驗(yàn)過程中存在的問題和zui終解決的方案。
觀察整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程可以看出，教師具有介紹一種現(xiàn)象、對實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行考核和保證實(shí)驗(yàn)正常進(jìn)行的職責(zé)。而從實(shí)驗(yàn)方案的確定到實(shí)驗(yàn)的實(shí)施、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析到發(fā)現(xiàn)問題解決問題均由學(xué)生自己完成，由此可以看出，現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法非常有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)；同時(shí)，學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案開拓了思維、所學(xué)理論知識得到了有效運(yùn)用并激發(fā)了創(chuàng)新的積極性。另外，小組實(shí)驗(yàn)需互相謙讓、互相探討，共同拿出實(shí)驗(yàn)的*方案，充分鍛煉了他們的團(tuán)隊(duì)合作精神和互相溝通的能力。zui后的小報(bào)告則有助于增強(qiáng)他們
的文字運(yùn)用和口頭表達(dá)能力。
7、結(jié)束語
現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)法實(shí)際上是改傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)或探索性實(shí)驗(yàn)的一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，它zui大的特點(diǎn)在于突出學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主體作用，從而達(dá)到學(xué)生自我訓(xùn)練的目的，增強(qiáng)他們獨(dú)立工作的能力。