技工院校工控編程軟件課程教學改革的實踐與探索

孫勤

摘 要：隨著工業(yè)4.0和中國制造2025的到來，熟練掌握工控編程軟件的高技能人才越來越受到企業(yè)的歡迎。在對工控編程軟件崗位能力需求分析的基礎上，結合學生學習現(xiàn)狀，確定了工控編程軟件課程“三會”的能力培養(yǎng)目標，并通過課堂實踐總結了仿寫學習階段、改寫應用階段、遷移應用階段的具體方法和要求，取得了較好的實踐效果，為工控編程軟件課程的教學改革提供了一些建議和參考。本文對此進行了介紹。

關鍵詞：工控編程軟件課程 教學改革實踐 “三會”能力

課 題：江蘇省教育科學‘十二五規(guī)劃立項課題《工學結合一體化背景下高職學生學習方式轉變的研究》階段性成果，課題批準文號：D/2013/03/066。

隨著工業(yè)4.0和中國制造2025的到來，制造業(yè)正在向著數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化的方向快速發(fā)展，熟練掌握各種工業(yè)控制編程軟件的高技能人才將會越來越受到企業(yè)的歡迎。在此背景下，各技工院校的重點專業(yè)紛紛開設單片機、PLC 、UG、FeatureCAM 、Catia、Cimatron、Mastercam、Pro/E、DCS等工業(yè)控制編程課程。

一、工控編程軟件課程現(xiàn)狀

雖然各技工院校在大力開展一體化課堂教學改革，努力提高課堂教學質量，但工控編程軟件課程的教學效果總體不太理想。究其原因主要有以下三個方面：一是工控編程軟件大多使用高級語言，如C++， .net、VB、PLC，而不管什么類型的編程語言都是由指令和編碼組成的，枯燥、難記、難懂、難學。二是要學好工控編程軟件，學生既要了解硬件知識即芯片功能、引腳、輸入/輸出、接口、通訊等，又要掌握相應軟件的開發(fā)步驟、程序設計方法、命令、語句、函數(shù)等，知識量大，難學、難掌握。三是工控編程軟件的核心是編程，要學好編程需要掌握一定的算法和融會貫通的能力。技工院校的學生大多理論和技能基礎較弱，又欠缺分析問題和解決問題的能力，總體來講學習效果不理想。

二、工控編程軟件崗位能力需求分析

通過市場調研和對已就業(yè)學生的崗位能力分析發(fā)現(xiàn)，技工院校學生畢業(yè)后大多從事工業(yè)控制生產(chǎn)一線的工作，大多數(shù)情況下不需要獨立編寫程序，而是根據(jù)控制功能的需要對已有的程序進行改寫，改寫的內容往往只是增加或刪減部分語句，甚至只需要調整幾個參數(shù)，整體程序的算法、流程和設計思路并不需要調整，因此改寫程序和調試程序的難度不太大。

基于工控編程軟件崗位能力分析，結合技工院校學生的學習能力，在工控編程軟件課程實踐教學中，確定了學生的學習能力培養(yǎng)目標為“三會”，即“會仿、會改、會用”。會仿，即學生通過學習能掌握工控編程軟件指令、語句、函數(shù)的使用格式和要求，并能通過模仿例題自主編寫程序。會改，即學生能根據(jù)控制功能的不同，靈活地借鑒經(jīng)典例題和實際案例，有選擇地改寫程序以滿足實際功能需求。會用，即學生能靈活地運用所學知識和積累的經(jīng)驗解決工業(yè)控制中的實際問題。

三、工控編程軟件課程教學實踐

對學生“三會”能力的培養(yǎng)分為三個階段，由淺入深、循序漸進。

1.仿寫學習階段

熟練掌握工控編程軟件的語法格式和書寫規(guī)范是編程的基本能力。工控編程軟件的語句和函數(shù)都有嚴格的語法規(guī)定，要想學好語法不是件容易的事情。通過課程實踐，筆者發(fā)現(xiàn)模仿學習是比較有效的一種學習方法。模仿學習是指在學習過程中教師先進行例題講解指出語法格式和具體要求，學生在理解的基礎上對所講例題進行仿寫，根據(jù)仿寫能力的遞進，進行開卷仿寫和閉卷仿寫兩個階段。開卷仿寫，即首先指導學生進行復制仿寫，讓學生將例題一模一樣地仿寫出來，使學生了解所需掌握語句的格式和語法規(guī)范。然后布置開卷仿寫，需要注意的是，給出的仿寫任務要和例題基本相似。此階段的主要目的不是求難度，而是讓學生熟悉程序規(guī)范和語法格式。閉卷仿寫，即在開卷仿寫的基礎上，布置學生進行閉卷仿寫。閉卷仿寫任務所使用的語句要和例題一樣，目的是使學生在沒有參考的基礎上獨自編寫程序。通過閉卷仿寫，學生能夠充分了解自己對語句的掌握和熟練程度，更容易找出自己存在的問題，能進一步鞏固所學語句的使用規(guī)則。

2.改寫應用階段

在實際崗位實踐中，柔性生產(chǎn)線的控制程序都已經(jīng)事先由軟件生產(chǎn)商提供，學生所要做的只是根據(jù)不同的功能需求對程序進行改寫。改寫一般不需要改變原程序的整個框架，只需要對新增功能增加語句和函數(shù)，對不需要的功能刪減語句和函數(shù)，或者對某些參數(shù)進行修改，比如尺寸大小、時間設置的長短，循環(huán)次數(shù)的多少等。程序改寫的要求比較簡單，但要求準確。

（1）培養(yǎng)讀程序的能力。要想提高學生讀程序的能力，最好的辦法是多寫、多看、多積累。教師要提供盡可能多的程序給學生看，布置較多的程序編寫任務，讓學生在讀程序和寫程序的過程中積累讀程序的能力。但要注意的是，教師所提供的程序和所布置的任務要密切聯(lián)系生產(chǎn)實際，密切聯(lián)系崗位需求。

（2）培養(yǎng)改寫程序的能力。學生具有較好的讀程序能力后，在閱讀原程序時能較快速和準確地理清程序的主體結構、主要模塊、主要函數(shù)、主要功能，能根據(jù)改寫要求準確地定位改寫位置并正確改寫。此階段教師要布置多種類型的改寫任務，如增加型；刪減型；修改參數(shù)型。無論是增加型、刪減型還是修改參數(shù)型，對程序的改寫都要準確，都要圓滿實現(xiàn)控制功能的要求。

3.遷移應用階段

要使所培養(yǎng)的學生就業(yè)后能熟練使用工業(yè)控制軟件解決可能遇到的各種問題，教師一定要在課堂中重視學生綜合職業(yè)能力的培養(yǎng)，尤其是遷移能力的培養(yǎng)。遷移能力的培養(yǎng)可以通過以下幾個步驟進行。

（1）溫故知新。指導學生復習已經(jīng)掌握的語法、函數(shù)、經(jīng)典程序，在復習鞏固的過程中不斷加深新的理解和體會，從而不斷地有新的體會和收獲。

（2）舉一反三。指導學生學習一個語句、程序后，從一件事情類推而知道其他許多事情。通過一個例題能夠解決與其相似的問題。挖掘新舊知識的聯(lián)系。所選事例要有典型性，使學生通過模仿可以舉一反三；要有實用性，使學生能夠解決實際問題；要循序漸進，模仿、遷移、實踐各階段的實例都要設計合理、科學，既符合學生的認知規(guī)律及知識基礎，又要緊密聯(lián)系實際，貼近實際、貼近生活、貼近企業(yè)。

總之，要想提高工控編程軟件課程的教學質量，提高學生運用工控軟件解決實際問題的能力，還需要在學生的學習方法、學習內容、學習評價等多方面進行實踐和探索。

參考文獻：

[1]黃學章.自動檢測和過程控制課程教學改革與實踐[J].湖南醫(yī)科大學學報（社會科學版），2010（1）.

[2]覃貴禮.高職組態(tài)軟件控制技術課程教學改革探索[J].廣西教育，2013（7）.

[3]朱克敵.項目開發(fā)管理課程設計教學方法研究與實踐[J].計算機教育，2010（16）.

（作者單位：江蘇省鹽城技師學院）