高職組態(tài)軟件控制技術(shù)課程教學(xué)改革探索

[摘要]分析了當(dāng)前高職院校組態(tài)軟件控制技術(shù)課程的地位，對(duì)該課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)、師資隊(duì)伍建設(shè)和考核方式等方面進(jìn)行教學(xué)改革的探索。

[關(guān)鍵詞]組態(tài)軟件控制技術(shù) 教學(xué)改革 探索

[中圖分類號(hào)]G [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]0450-9889（2013）02C-0074-02

當(dāng)前工業(yè)自動(dòng)化的集成度越來越高，管控一體化系統(tǒng)在工廠中的應(yīng)用不斷擴(kuò)大。在現(xiàn)代化工廠中，自動(dòng)化生產(chǎn)線的操作人員可以在控制室里通過計(jì)算機(jī)或觸摸屏對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行控制，同時(shí)也可以在計(jì)算機(jī)或觸摸屏上查看現(xiàn)場的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，這一切的實(shí)現(xiàn)均離不開組態(tài)軟件。組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的監(jiān)控功能。

高職院校的人才培養(yǎng)目標(biāo)是學(xué)生懂得如何去選用各種軟件和硬件的最佳組合，進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，而不是著重培養(yǎng)他們的軟件設(shè)計(jì)開發(fā)能力。而組態(tài)軟件正好適應(yīng)了這一要求，它是一個(gè)高度集成的軟件，只需要簡單的編程和組態(tài)就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的控制和監(jiān)視，獲得動(dòng)畫和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的記錄，還可以根據(jù)需要開發(fā)出我們想要的功能，非常符合當(dāng)前高職教育的要求。根據(jù)當(dāng)前科技發(fā)展的形勢(shì)與需求，組態(tài)軟件控制技術(shù)現(xiàn)已成為各高職院校相關(guān)專業(yè)的一門必修課。但在從事組態(tài)軟件控制技術(shù)課程的教學(xué)過程當(dāng)中，筆者越來越深切地感受到要讓學(xué)生實(shí)實(shí)在在地掌握該門課程，且很好地將知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際的工廠控制中，確實(shí)不是一件容易的事情。為了提高組態(tài)軟件控制技術(shù)課程的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生較強(qiáng)的應(yīng)用能力，通過改革教學(xué)內(nèi)容、靈活多樣的教學(xué)方法、加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)、師資隊(duì)伍建設(shè)和改革考核方式等方法，在實(shí)際的教學(xué)活動(dòng)中已取得了良好的效果。

一、改革教學(xué)內(nèi)容

高職課程的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)遵循從簡單到復(fù)雜、從一般到先進(jìn)、從單一到綜合的原則，使學(xué)生逐步掌握所學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容。因此，在組態(tài)軟件控制技術(shù)課程教學(xué)過程中，我們先以一個(gè)簡單實(shí)例的建立和運(yùn)行來引入組態(tài)軟件的學(xué)習(xí)，依據(jù)這一思路，以一個(gè)實(shí)例（反應(yīng)車間監(jiān)控中心）貫穿于各項(xiàng)目任務(wù)之間，同時(shí)在各項(xiàng)目后的實(shí)例部分均以反應(yīng)車間監(jiān)控中心為主線逐步添加系統(tǒng)的功能，從而讓學(xué)生深入學(xué)習(xí)該軟件的應(yīng)用。最后通過組態(tài)軟件與PLC、變頻器、智能儀表和數(shù)據(jù)采集卡等實(shí)訓(xùn)部分，使學(xué)生較為全面地掌握組態(tài)軟件的應(yīng)用。

（一）突出高職特色，注重實(shí)用性

做到理論知識(shí)以夠用為度，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)和實(shí)際應(yīng)用知識(shí)的內(nèi)容。課程中所有實(shí)例采用循序漸進(jìn)的方式進(jìn)行教學(xué)，針對(duì)性強(qiáng)，實(shí)用性強(qiáng)，易于引起學(xué)生的興趣。

（二）注重學(xué)生技能的訓(xùn)練

理論和實(shí)訓(xùn)穿插進(jìn)行，采用“一體化”的教學(xué)模式，體現(xiàn)高等職業(yè)教育特色。

（三）注重課程內(nèi)容的實(shí)用性、先進(jìn)性

組態(tài)控制技術(shù)作為計(jì)算機(jī)控制技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，其先進(jìn)性和實(shí)用性已為工業(yè)現(xiàn)場的廣大工程技術(shù)人員認(rèn)可，并得到了廣泛的應(yīng)用。課程內(nèi)容選擇了當(dāng)前應(yīng)用較為普遍的組態(tài)王Kingview6.55組態(tài)軟件進(jìn)行學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握一般組態(tài)控制技術(shù)和組態(tài)軟件的使用方法。在設(shè)計(jì)實(shí)例上，硬件選用了I/O板卡、PLC、智能儀表、單片機(jī)等作為下位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制，基本反映了組態(tài)控制技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用中的主要方面。

（四）合理安排課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)，便于組織教學(xué)

在內(nèi)容上由淺入深，遵循快速入門（一個(gè)完整工程）→深入學(xué)習(xí)→實(shí)際設(shè)計(jì)。經(jīng)過第一階段的快速入門部分后，學(xué)生就可以快速掌握一般組態(tài)王工程的設(shè)計(jì)過程，再經(jīng)過隨后各階段的理論學(xué)習(xí)和實(shí)例訓(xùn)練，逐步深入掌握組態(tài)王的應(yīng)用，最后通過具體的各部分實(shí)訓(xùn)來提高學(xué)生的實(shí)際綜合應(yīng)用能力。

二、靈活多樣的教學(xué)方法

根據(jù)組態(tài)軟件控制技術(shù)課程性質(zhì)，進(jìn)行了教學(xué)方法的多方面改革，靈活采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、項(xiàng)目教學(xué)法、現(xiàn)場教學(xué)法等教學(xué)方法，有效地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的潛能，很好地培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力。

（一）任務(wù)驅(qū)動(dòng)法

在每個(gè)單元中，均設(shè)計(jì)有具體任務(wù)，根據(jù)學(xué)習(xí)性工作任務(wù)，以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，使學(xué)生在完成任務(wù)的過程中獲取知識(shí)、學(xué)習(xí)技能、養(yǎng)成良好素質(zhì)。如在學(xué)習(xí)水平移動(dòng)的動(dòng)畫設(shè)計(jì)過程中，要求學(xué)生不僅懂得水平移動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)方法，同時(shí)還要求其利用水平移動(dòng)完成小車、水流等物體移動(dòng)的設(shè)計(jì)，不斷擴(kuò)展其思路。使學(xué)生在訓(xùn)練過程中明確目標(biāo)，并充分發(fā)揮其創(chuàng)意設(shè)計(jì)能力。

（二）項(xiàng)目教學(xué)法

在課程中引入企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目，并借助企業(yè)真實(shí)的環(huán)境進(jìn)行教學(xué)，使學(xué)生在項(xiàng)目教學(xué)過程中獲得知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和技能，適應(yīng)企業(yè)對(duì)崗位技能的要求。在項(xiàng)目教學(xué)實(shí)施過程中，通過描述任務(wù)、引導(dǎo)問題、描述學(xué)習(xí)目的等，讓學(xué)生了解在不同的情況下如何完成項(xiàng)目，并自己制訂工作計(jì)劃。

（三）現(xiàn)場教學(xué)法

課程采用在企業(yè)工作的現(xiàn)場教學(xué)，學(xué)生在真實(shí)的工作環(huán)境中，掌握實(shí)際操作技能，了解企業(yè)文化，養(yǎng)成職業(yè)素質(zhì)。在實(shí)際工作崗位上，學(xué)生扮演助理工程師、工程師等各個(gè)角色，由企業(yè)高級(jí)工程師、高級(jí)技師負(fù)責(zé)指導(dǎo)教學(xué)。在項(xiàng)目的實(shí)施過程中激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生不僅知道要學(xué)什么，而且懂得所學(xué)的知識(shí)可以用來做什么、怎么做，將知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力。

三、加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)

高職院校實(shí)訓(xùn)基地是理論聯(lián)系實(shí)際，提高學(xué)生實(shí)踐能力與職業(yè)素質(zhì)的重要場所，是完成教學(xué)目標(biāo)的重要依托。在以能力培養(yǎng)為主線的高等職業(yè)教育過程中，建設(shè)高質(zhì)量的實(shí)踐教學(xué)基地是培養(yǎng)生產(chǎn)、服務(wù)、管理第一線的高層次應(yīng)用型人才的必要條件。在此，為了能夠更好地開展組態(tài)軟件控制技術(shù)課程的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，我系在2009年5月與北京亞控科技發(fā)展有限公司共建組態(tài)王實(shí)驗(yàn)室和組態(tài)王項(xiàng)目應(yīng)用中心兩個(gè)實(shí)訓(xùn)室；依托國家級(jí)智能化農(nóng)業(yè)實(shí)訓(xùn)基地建立了智能溫室控制實(shí)訓(xùn)室；依托國家示范性骨干高職院校電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目，又分別建立了自動(dòng)化生產(chǎn)過程實(shí)訓(xùn)室、柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)室、高級(jí)維修電工實(shí)訓(xùn)室和樓宇智能化技術(shù)實(shí)訓(xùn)室等多個(gè)可以很好開展組態(tài)教學(xué)的實(shí)訓(xùn)室；同時(shí)購買變頻器、伺服電機(jī)、各類板卡和智能儀表等控制設(shè)備，制作電氣控制柜，使學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過程中可以分別對(duì)PLC、板卡、變頻器、智能儀表、板卡等工業(yè)上的主流設(shè)備與組態(tài)軟件進(jìn)行綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)，為將來在實(shí)際工作中的應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。

四、加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)

建立一支專兼結(jié)合、結(jié)構(gòu)合理、素質(zhì)優(yōu)良的教師隊(duì)伍也是提高組態(tài)軟件控制技術(shù)課程教學(xué)效率的必不可少的條件之一。對(duì)此，我們主要采取以下措施：一是通過招聘和引進(jìn)相結(jié)合的方式來優(yōu)化教師隊(duì)伍。通過引進(jìn)在企業(yè)中具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)且具有一定專業(yè)理論知識(shí)，并具有高級(jí)工程師以上職稱的人員到校任教，改善現(xiàn)有教師結(jié)構(gòu)。同時(shí)在校外實(shí)訓(xùn)基地聘任一批具有豐富實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員作為校外兼職實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師，加強(qiáng)課程的校外實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)。除此以外還通過招聘碩士研究生來充實(shí)現(xiàn)有教師隊(duì)伍，改善教師隊(duì)伍的年齡結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。二是培訓(xùn)與企業(yè)鍛煉相結(jié)合，經(jīng)常組織年輕骨干教師不定期參加各級(jí)各類培訓(xùn)班學(xué)習(xí)，及時(shí)跟上組態(tài)技術(shù)的發(fā)展；派相關(guān)教師下企業(yè)掛職鍛煉，提高年輕教師的動(dòng)手實(shí)踐能力和教學(xué)水平。

五、改革考核方式

考核是檢驗(yàn)教學(xué)成果的最直接的方法。過去最常用的考核方式是“理論考核+實(shí)訓(xùn)考核”的模式。采用這種考核方式重在考核學(xué)生對(duì)概念的理解，不能很好反映學(xué)生的實(shí)際情況，有些學(xué)生可以在平時(shí)不努力，在考試時(shí)突擊一下也可以考出很好的成績，這與高職的培養(yǎng)目標(biāo)是不相符合的，同時(shí)也不能充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新能力。為此我們對(duì)組態(tài)軟件控制技術(shù)課程考核方式進(jìn)行了改革，采用的是“平時(shí)考核+項(xiàng)目考核”的方式，即在平時(shí)教學(xué)過程中對(duì)每一個(gè)任務(wù)都進(jìn)行實(shí)時(shí)考核，重在考核學(xué)生在平時(shí)的學(xué)習(xí)過程中對(duì)各任務(wù)掌握的情況，這樣既約束了學(xué)生，同時(shí)也增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。在期末，再以實(shí)際的項(xiàng)目（如智能溫室監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)）進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，項(xiàng)目融合了前面所有知識(shí)的綜合應(yīng)用，既是對(duì)各個(gè)學(xué)習(xí)單元的回顧，又可以很好地鍛煉學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，這樣能夠有效促進(jìn)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，提高工程實(shí)踐能力，達(dá)到考核的最終目的。

實(shí)踐證明，對(duì)組態(tài)軟件控制技術(shù)課程的改革，已經(jīng)取得了明顯的效果。可以大大地提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。組態(tài)軟件結(jié)合PLC進(jìn)行教學(xué)講解，突破了傳統(tǒng)的組態(tài)軟件教學(xué)形式，真正做到了理論聯(lián)系實(shí)際，為組態(tài)軟件的教學(xué)開辟了一條新途徑。同時(shí)學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)可以把所學(xué)的組態(tài)軟件技術(shù)應(yīng)用到PLC控制、板卡控制等上位機(jī)監(jiān)控界面的設(shè)計(jì)與開發(fā)上。

企業(yè)中組態(tài)軟件應(yīng)用廣泛，雖然組態(tài)軟件種類眾多，但其內(nèi)涵有相通之處。通過回訪近幾屆畢業(yè)生，學(xué)生經(jīng)過組態(tài)軟件課程的理論學(xué)習(xí)、課程設(shè)計(jì)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)的鍛煉，很容易就掌握了其他品牌組態(tài)軟件的應(yīng)用，迅速提高了工程實(shí)踐能力，受到用人單位的好評(píng)。

[作者簡介]覃貴禮（1976-），男，廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，高級(jí)技師，研究方向：電子技術(shù)及電氣自動(dòng)化技術(shù)教學(xué)。

（責(zé)編 丁夢(mèng)）