“工控軟件”課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革研究

黃艷巖?鐘紹俊?富雅瓊

摘要：針對(duì)“工控軟件”課程設(shè)計(jì)教學(xué)中存在的問(wèn)題，分別從教學(xué)方法、教學(xué)形式、教師團(tuán)隊(duì)、教學(xué)主體、課程考核評(píng)價(jià)方法等幾個(gè)方面，對(duì)“工控軟件”課程設(shè)計(jì)進(jìn)行教學(xué)改革研究，并進(jìn)行了實(shí)踐，取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：工控軟件；課程設(shè)計(jì)；教學(xué)改革

作者簡(jiǎn)介：黃艷巖（1979-），女，江蘇漣水人，中國(guó)計(jì)量學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，副教授；鐘紹?。?972-），男，安徽蕪湖人，中國(guó)計(jì)量學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，副教授。（浙江 杭州 310018）

基金項(xiàng)目：本文系中國(guó)計(jì)量學(xué)院2013年度校立教改項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：HEX2013058）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）08-0128-02

工控軟件課程設(shè)計(jì)是中國(guó)計(jì)量學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“我?！保┳詣?dòng)化專業(yè)學(xué)生必修的一門專業(yè)實(shí)踐課程。在大三上學(xué)期，學(xué)生在1～16周完成“工控軟件及其應(yīng)用”課程的學(xué)習(xí)，在18～19周進(jìn)行工控軟件課程設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是利用監(jiān)控組態(tài)軟件ForceControl實(shí)現(xiàn)典型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真，使學(xué)生掌握工控軟件的功能、組成體系、使用方法及其在自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生具有按任務(wù)書進(jìn)行設(shè)計(jì)、調(diào)試和分析結(jié)果的能力。通過(guò)課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程和畢業(yè)設(shè)計(jì)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

一、“工控軟件”課程設(shè)計(jì)教學(xué)存在的問(wèn)題

以往的工控軟件課程設(shè)計(jì)，教師通常給出若干個(gè)題目，并提供相應(yīng)流程作為設(shè)計(jì)的任務(wù)書交給學(xué)生，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)，學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到問(wèn)題，教師進(jìn)行指導(dǎo)和答疑。這種教學(xué)方法對(duì)于工控軟件掌握較好的學(xué)生而言，是一種很好的鍛煉。學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)對(duì)所學(xué)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行梳理和應(yīng)用，但對(duì)部分學(xué)生而言，本身對(duì)軟件掌握并不透徹，拿到任務(wù)書感覺(jué)到無(wú)從下手，部分學(xué)生選擇在網(wǎng)上尋找現(xiàn)成答案或者抄襲，使得課程設(shè)計(jì)的目的適得其反。

因此，在課程設(shè)計(jì)中，教師不能只是扮演一個(gè)提供任務(wù)書和答疑的角色，更應(yīng)該作為一個(gè)引導(dǎo)者，發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性。要正確處理好教師的主導(dǎo)作用與學(xué)生的主體地位的關(guān)系。改變過(guò)去統(tǒng)得死，教得細(xì)的做法，教師應(yīng)把主要精力放在引導(dǎo)上。既要循循善誘，又不能使學(xué)生產(chǎn)生依賴思想，要充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，給學(xué)生充分的自由空間，以學(xué)生的學(xué)習(xí)為中心，以問(wèn)題為中心，積極實(shí)行啟發(fā)式、討論式、開(kāi)放式、探究式等教學(xué)模式，積極促進(jìn)學(xué)生的自主性學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)。要充分尊重學(xué)生的個(gè)性特長(zhǎng)，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性和主動(dòng)性，大力加強(qiáng)教學(xué)溝通，積極引導(dǎo)學(xué)生自己去考慮怎樣設(shè)計(jì)和完成設(shè)計(jì)。[1]本文主要圍繞教學(xué)方法、教學(xué)形式、教師團(tuán)隊(duì)、教學(xué)主體、課程考核評(píng)價(jià)方法等幾個(gè)方面，對(duì)“工控軟件”課程設(shè)計(jì)進(jìn)行教學(xué)改革。

二、教學(xué)改革內(nèi)容

1.在教學(xué)方法上，嘗試“項(xiàng)目引領(lǐng)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)”

項(xiàng)目教學(xué)法是理論與實(shí)際結(jié)合的一種教學(xué)方法。項(xiàng)目教學(xué)法通過(guò)制訂、指導(dǎo)有實(shí)際意義的項(xiàng)目，組織學(xué)生自主學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、踐行和操作。項(xiàng)目教學(xué)實(shí)施中，教師先提出項(xiàng)目任務(wù)，然后圍繞項(xiàng)目展開(kāi)，以項(xiàng)目任務(wù)促使學(xué)生形成學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，使學(xué)生進(jìn)行有意識(shí)、有目的的學(xué)習(xí)。學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程由傳統(tǒng)教學(xué)的被動(dòng)接受變?yōu)橹鲃?dòng)圍繞項(xiàng)目展開(kāi)思索，主動(dòng)學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技能，找到實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目任務(wù)的方法。項(xiàng)目教學(xué)能更好地培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，是一種以培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)為目標(biāo)的教學(xué)模式。[2]

工控軟件課程設(shè)計(jì)應(yīng)用性很強(qiáng)，學(xué)生在學(xué)習(xí)中需明確工程應(yīng)用場(chǎng)合。工控組態(tài)軟件ForceControl主要應(yīng)用于工業(yè)企業(yè)，所選項(xiàng)目應(yīng)盡可能符合當(dāng)前工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，所涉及項(xiàng)目應(yīng)從生產(chǎn)實(shí)際中提煉出來(lái)，不能與生產(chǎn)實(shí)際脫節(jié)。同時(shí)，選擇實(shí)踐性強(qiáng)的項(xiàng)目有利于學(xué)生從書本知識(shí)到實(shí)踐操作和工程設(shè)計(jì)的過(guò)渡，留給學(xué)生較好的思考空間。為此，圍繞培養(yǎng)和提高學(xué)生實(shí)踐操作技能的目的，筆者和企業(yè)合作，構(gòu)建多個(gè)典型、先進(jìn)、可操作的項(xiàng)目放入課堂，如“恒壓供水控制系統(tǒng)”、“加熱爐控制系統(tǒng)”以及“管道流量控制系統(tǒng)”等，以合作企業(yè)的工程項(xiàng)目為引領(lǐng)，以監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作任務(wù)為驅(qū)動(dòng)。在項(xiàng)目的執(zhí)行過(guò)程中，教師、合作企業(yè)的相關(guān)人員和學(xué)生本人共同確定項(xiàng)目的目標(biāo)和任務(wù)，明確項(xiàng)目設(shè)計(jì)的背景和要求。項(xiàng)目任務(wù)確定后，教師向?qū)W生下達(dá)任務(wù)單，學(xué)生按照任務(wù)書的要求，根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際情況，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)總體方案。同時(shí)，從生產(chǎn)實(shí)際操作的角度，綜合考慮人機(jī)界面的總體布局、顏色配置、動(dòng)畫設(shè)計(jì)和報(bào)警報(bào)表系統(tǒng)等設(shè)計(jì)，選擇相應(yīng)的硬件，完成系統(tǒng)原理圖和接線圖設(shè)計(jì)。項(xiàng)目完成后由教師和企業(yè)工程人員共同對(duì)項(xiàng)目的執(zhí)行情況進(jìn)行反饋和評(píng)價(jià)，指出存在的問(wèn)題和可能的解決辦法。

項(xiàng)目教學(xué)法是培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才行之有效的教學(xué)方法，也是培養(yǎng)卓越工程師的良好途徑。通過(guò)實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法，學(xué)生的理論知識(shí)得到了鞏固，實(shí)踐能力得到了提高，對(duì)所學(xué)知識(shí)的用途和應(yīng)用方法有了比較全面的認(rèn)識(shí)。[3]

2.在教學(xué)形式上，遵循企業(yè)工作模式與“行動(dòng)導(dǎo)向”教學(xué)相結(jié)合

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，以“集成設(shè)計(jì)、組態(tài)編程、調(diào)試運(yùn)行”能力為主線，圍繞企業(yè)中的工作過(guò)程模式“工控項(xiàng)目了解—確定目標(biāo)和任務(wù)—方案設(shè)計(jì)—流程圖繪制—組態(tài)編程—調(diào)試運(yùn)行—技術(shù)資料編寫—評(píng)價(jià)驗(yàn)收”深入開(kāi)展“行動(dòng)導(dǎo)向”教學(xué)，從“收集信息階段、制訂計(jì)劃階段、決定階段、實(shí)施階段、檢查和評(píng)估階段”完整的職業(yè)行為引導(dǎo)學(xué)生職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。

3.指導(dǎo)教師的團(tuán)隊(duì)化

考慮到課程設(shè)計(jì)與生產(chǎn)實(shí)習(xí)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)的緊密關(guān)聯(lián)，筆者改變以往對(duì)課程設(shè)計(jì)統(tǒng)一的傳統(tǒng)，對(duì)課程設(shè)計(jì)學(xué)生按照所選項(xiàng)目進(jìn)行分組，學(xué)生分成課題大組，提出課題大組長(zhǎng)應(yīng)具有一定的組織能力、協(xié)調(diào)能力、責(zé)任心等具體要求，讓學(xué)生民主選出組長(zhǎng)。課題組長(zhǎng)即為課題負(fù)責(zé)人，課題負(fù)責(zé)人應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，組織本組各成員協(xié)同完成設(shè)計(jì)任務(wù)，每大組完成一個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，一般每大組不超過(guò)5人。

在指導(dǎo)教師方面，課程設(shè)計(jì)按照教師專業(yè)特長(zhǎng)分成多個(gè)教學(xué)小組，每個(gè)教學(xué)小組負(fù)責(zé)自己熟悉項(xiàng)目的指導(dǎo)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中感受到教師不同的技術(shù)專長(zhǎng)、教學(xué)方法和風(fēng)格，吸取多位教師的優(yōu)點(diǎn)，融會(huì)貫通。在教師團(tuán)隊(duì)上，除由學(xué)校專任教師擔(dān)任課程的主講外，還邀請(qǐng)企業(yè)一線工程師作為兼職教師。指導(dǎo)老師要求至少包括一名理論課主講老師，一名實(shí)驗(yàn)老師，一名由企業(yè)聘請(qǐng)來(lái)的高級(jí)工程師。實(shí)驗(yàn)老師指導(dǎo)所負(fù)責(zé)的學(xué)生組的實(shí)驗(yàn)與仿真，聘請(qǐng)來(lái)的高級(jí)工程師負(fù)責(zé)所在課程設(shè)計(jì)組的工藝過(guò)程的設(shè)計(jì)與建模仿真，另外一位老師總體負(fù)責(zé)理論指導(dǎo)。

4.在教學(xué)主體上，推行雙向教學(xué)

授人以魚，不如授人以漁。因此，在教學(xué)實(shí)踐中，教師應(yīng)想方設(shè)法幫助學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，激發(fā)和保持他們的學(xué)習(xí)動(dòng)力，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。[4]

教師不再是灌輸者、說(shuō)教者，而是學(xué)生學(xué)習(xí)的組織者、參謀者，為學(xué)生學(xué)習(xí)提供支持；學(xué)生不再是被動(dòng)接受者，而是主動(dòng)探索者，教和學(xué)成為雙向過(guò)程。

教師設(shè)法調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表自己的意見(jiàn)和看法。在教學(xué)中，通過(guò)互動(dòng)教學(xué)，了解學(xué)生的想法，進(jìn)而了解學(xué)生對(duì)知識(shí)和技能的掌握情況；對(duì)學(xué)生思考問(wèn)題的方法和角度加以引導(dǎo)，營(yíng)造活躍的氣氛，使對(duì)項(xiàng)目的分析和討論在有序中進(jìn)行。同時(shí)，教師也應(yīng)對(duì)課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目做好充分的備課，以保證在教學(xué)中能充分地、比較全面地解答學(xué)生提出的各種問(wèn)題。

5.在課程考核評(píng)價(jià)方法上，注重過(guò)程評(píng)價(jià)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展

考核是督促、監(jiān)督學(xué)生學(xué)習(xí)和檢驗(yàn)教學(xué)效果的主要依據(jù)，在工控軟件課程設(shè)計(jì)教學(xué)的過(guò)程中，制訂合理的考核方案有助于學(xué)生認(rèn)真獨(dú)立完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)，達(dá)到教學(xué)目的。[5]

以往的考核方法主要以課程設(shè)計(jì)最終的結(jié)果為主，忽視了能力和素質(zhì)的考核。筆者希望在“工控軟件”課程設(shè)計(jì)考核評(píng)價(jià)方法上，不僅關(guān)注學(xué)生設(shè)計(jì)的最終結(jié)果，更重要的是關(guān)注完成任務(wù)的全過(guò)程，改變傳統(tǒng)的一次性總結(jié)評(píng)價(jià)方式，采用分階段評(píng)分，既對(duì)理論設(shè)計(jì)給予評(píng)價(jià)，又對(duì)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、工程素質(zhì)給予評(píng)定，還對(duì)學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中掌握新技術(shù)，運(yùn)用新技術(shù)的能力給予評(píng)判，用分段評(píng)分使課程設(shè)計(jì)的成績(jī)更合理。對(duì)于課程設(shè)計(jì)做的較好，需要申請(qǐng)優(yōu)秀的同學(xué)，除了平時(shí)各個(gè)階段的考核，最終還要在全班同學(xué)面前演示講解項(xiàng)目，由老師和同學(xué)共同為其打分，確定其是否優(yōu)秀。

進(jìn)行考核方法改革后，注重考核學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程，注重考核學(xué)生實(shí)踐能力，學(xué)生不僅能按部就班地完成既定任務(wù)，而且還主動(dòng)查閱大量課外資料，設(shè)計(jì)相關(guān)項(xiàng)目，這些都是在改革前無(wú)法看到的。

三、結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)對(duì)專業(yè)技能型人才的需求逐年增加，要求學(xué)生具備較高的實(shí)際操作能力和學(xué)習(xí)能力。工控軟件課程設(shè)計(jì)是實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)課程，是一門專業(yè)技能培養(yǎng)課程，使學(xué)生學(xué)好該課程具有很好的人才培養(yǎng)意義。

我校工控軟件課程設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)教學(xué)改革與實(shí)踐，收到了較好的效果。改變了長(zhǎng)期以來(lái)“灌輸式”的教學(xué)方法。學(xué)生通過(guò)課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目，使工控組態(tài)軟件相關(guān)理論知識(shí)更加連貫和系統(tǒng)，并領(lǐng)悟了許多實(shí)踐的樂(lè)趣。通過(guò)主動(dòng)參與項(xiàng)目設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)，確立了學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主體地位，充分發(fā)揮了自身的主觀能動(dòng)性，鍛煉了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。另外，不少學(xué)生在后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)所做的課題也和工控軟件有很大關(guān)系。由于本課程的改革，使得學(xué)生有一定的基礎(chǔ)，掌握了基本的設(shè)計(jì)流程，在一定程度上幫助他們更好地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。

另外，該課程的教學(xué)方法也具有普遍性，在實(shí)操較強(qiáng)的課程教學(xué)中具有推廣意義，也有待于近一步的探討和研究。

參考文獻(xiàn)：

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（責(zé)任編輯：王意琴）