高職組態(tài)軟件技術(shù)課程現(xiàn)狀及教學(xué)改革

摘? 要：從服務(wù)智能制造的角度，介紹了國(guó)內(nèi)外組態(tài)軟件技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了高職組態(tài)軟件技術(shù)課程的教學(xué)任務(wù)，以及在當(dāng)前教學(xué)實(shí)施中出現(xiàn)的幾個(gè)問(wèn)題。結(jié)合我國(guó)智能制造行業(yè)的發(fā)展需求，提出了課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考核機(jī)制等一系列教學(xué)改革舉措。實(shí)踐表明，這些方法有效地提高了教學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用性以及學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效地解決了教學(xué)難點(diǎn)，提升了教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：組態(tài)軟件? 教學(xué)改革? 智能制造? 高職教育

中圖分類號(hào)：G712 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）11（c）-0165-02

1? 工業(yè)組態(tài)軟件為智能制造注入新動(dòng)能

制造業(yè)是一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)主體，是立國(guó)之本和強(qiáng)國(guó)之基。我國(guó)當(dāng)前處于新一輪科技革命以及產(chǎn)業(yè)變革中，發(fā)展具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和一流科技含量的制造業(yè)，是實(shí)現(xiàn)制造業(yè)由大變強(qiáng)，以及提升整體綜合國(guó)力、保障國(guó)家安全、建設(shè)世界一流強(qiáng)國(guó)，而迫切需要完成的戰(zhàn)略任務(wù)。2015年，以“智能制造”為主攻方向的《中國(guó)制造2025》公布，這是我國(guó)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的行動(dòng)綱領(lǐng)，是制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略落地的重要舉措，是我國(guó)制造業(yè)緊跟世界發(fā)展趨勢(shì)、實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵所在[1]。

工業(yè)組態(tài)軟件在智能制造落地的過(guò)程中，將扮演十分重要的角色。在以網(wǎng)絡(luò)化、智能化為代表的全球新一輪工業(yè)化競(jìng)爭(zhēng)中，工業(yè)組態(tài)軟件的地位得到重新確立，從最初的制造業(yè)信息化輔助工具，到作為推動(dòng)工業(yè)智能化升級(jí)轉(zhuǎn)型的推進(jìn)器，智能制造時(shí)代的工業(yè)軟件將很大程度地改變生產(chǎn)、制造和現(xiàn)代工業(yè)管理模式，毫無(wú)疑問(wèn)地成為全球新工業(yè)革命的重要推動(dòng)技術(shù)。與此同時(shí)，智能制造時(shí)代反過(guò)來(lái)也對(duì)組態(tài)軟件提出了一系列新的挑戰(zhàn)，在智能化工業(yè)的發(fā)展推動(dòng)下，工業(yè)組態(tài)軟件必須擁有更加強(qiáng)大、穩(wěn)定的性能和兼容性，來(lái)應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、門類眾多的復(fù)雜生產(chǎn)過(guò)程，這也意味著組態(tài)軟件必將成為衡量現(xiàn)代企業(yè)軟能力的重要指標(biāo)[2]。

2? 組態(tài)軟件技術(shù)的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)

組態(tài)軟件產(chǎn)品大約在20世紀(jì)80年代中期在國(guó)外出現(xiàn)，在中國(guó)也已有將近20年的歷史。早在80年代未90年代初，有些國(guó)外的組態(tài)軟件如ONSPEC、PARAGON等就開(kāi)始進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。

組態(tài)軟件的前身是簡(jiǎn)潔、可視化的監(jiān)控軟件，之后朝著兩個(gè)方向發(fā)展，其一支持續(xù)改進(jìn)，成為目前較為完善的監(jiān)控體系軟件。與此同時(shí)，它的另外一支則超越監(jiān)控的功能，朝著包含網(wǎng)絡(luò)化、智能化等自動(dòng)化控制功能發(fā)展，并集成比較高級(jí)的監(jiān)控范疇，比如智能制造體系中的制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），其重要構(gòu)成部分就是組態(tài)軟件。

目前我國(guó)工業(yè)環(huán)境下的組態(tài)軟件按廠商劃分大致可以分為3類，即國(guó)外廠商提供的專業(yè)軟件產(chǎn)品、中外硬件或系統(tǒng)廠商合資或合作提供的產(chǎn)品，以及完全國(guó)內(nèi)自行開(kāi)發(fā)的國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)品。

國(guó)外產(chǎn)品中，美國(guó)Wonderware公司最早推出的16位Windows環(huán)境下的InTouch軟件，堪稱組態(tài)軟件之父，曾在國(guó)際市場(chǎng)上獨(dú)占鰲頭。隨后，澳大利亞CIT公司推出CITECH，可以算得上是組態(tài)軟件中的后起之秀，以其精致漂亮的人機(jī)界面，迅速占領(lǐng)世界工業(yè)領(lǐng)域。近些年，CIT公司采用直銷方式在中國(guó)迅猛發(fā)展，在許多工業(yè)發(fā)達(dá)城市建有辦事處，主要業(yè)務(wù)涵蓋市場(chǎng)銷售、技術(shù)支持以及項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。CITECH軟件的主要產(chǎn)品包括32位和64位Windows版，與InTouch相比，除了界面美觀外，其使用的方便性和圖形化組件還有待進(jìn)一步改進(jìn)。

隨著智能制造的持續(xù)推進(jìn)，國(guó)產(chǎn)組態(tài)軟件也正在逐漸成為工業(yè)領(lǐng)域的一支生力軍，目前，具有一定市場(chǎng)份額和影響力的品牌主要有組態(tài)王、MCGS、力控、天工、虎翼、ControlX等。商業(yè)公司之外，國(guó)內(nèi)一些高校和研究所，甚至很多個(gè)人開(kāi)發(fā)者也積極投身于組態(tài)軟件產(chǎn)品的研究。相比進(jìn)口軟件，國(guó)產(chǎn)組態(tài)軟件在價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)上具有一定的優(yōu)勢(shì)，但總體來(lái)說(shuō)，由于投入資金缺乏，軟件工程的系統(tǒng)組織性薄弱，因此軟件商品化的程度還比較差。當(dāng)前國(guó)產(chǎn)組態(tài)軟件大都應(yīng)用于一些小規(guī)模、非關(guān)鍵性的項(xiàng)目中。

3? 組態(tài)軟件技術(shù)課程的改革分析與實(shí)施

目前高職工科類的組態(tài)軟件課程，主要是在自動(dòng)化專業(yè)中，有機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)、智能控制技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)等專業(yè)[3]。大都開(kāi)設(shè)于第5學(xué)期，在學(xué)完P(guān)LC、傳感器技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制等專業(yè)課后，運(yùn)用組態(tài)軟件將各部分組合，構(gòu)建較為完整的自動(dòng)控制系統(tǒng)。

目前的教學(xué)內(nèi)容，主要包括3個(gè)部分：一是設(shè)備連接與變量映射;二是界面設(shè)計(jì);三是邏輯程序設(shè)計(jì)。

目前組態(tài)軟件技術(shù)課程教學(xué)的主要問(wèn)題主要有兩個(gè)方面：一是項(xiàng)目或任務(wù)教學(xué)不足，特別是與智能制造的實(shí)際項(xiàng)目結(jié)合不緊密。二是學(xué)生考核和評(píng)價(jià)機(jī)制沒(méi)有過(guò)程化，導(dǎo)致相當(dāng)部分學(xué)生興趣不高，壓力不大，得過(guò)且過(guò)，課堂效率不高[4]。

此次教學(xué)改革過(guò)程中采用項(xiàng)目教學(xué)和模塊化課程設(shè)計(jì)方法對(duì)現(xiàn)有知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行項(xiàng)目包裝，對(duì)技能點(diǎn)進(jìn)行模塊化，再對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行細(xì)致分解，明確每次課的教學(xué)目標(biāo)，以及教學(xué)重難點(diǎn)。對(duì)改革前的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行增刪改查，并對(duì)課程積極進(jìn)行在線資源建設(shè)，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)教學(xué)活動(dòng)線上線下相結(jié)合，尤其是對(duì)教學(xué)內(nèi)容中的重難點(diǎn)，輔助進(jìn)行課前線上預(yù)習(xí)、課后線上練習(xí)，以強(qiáng)化教學(xué)效果。添加大量校企合作、技能競(jìng)賽等各種實(shí)際工程項(xiàng)目案例，以及現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)視頻等案例資源，拓寬學(xué)生的專業(yè)視野。

改革前，組態(tài)軟件技術(shù)課程，一般以平時(shí)成績(jī)加考試成績(jī)兩部分綜合評(píng)分的形式來(lái)完成，以期末考試成績(jī)?yōu)橹鳎嫉?～7成，平時(shí)練習(xí)成績(jī)?yōu)檩o。平時(shí)練習(xí)成績(jī)還包括考勤、課堂表現(xiàn)等。這種考核模式帶來(lái)的問(wèn)題是學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不高，課堂死板，缺少活力，項(xiàng)目完成率較低，學(xué)生往往采用考試前1～2個(gè)星期進(jìn)行突擊學(xué)習(xí)，知識(shí)不理解、技能不熟練，考試結(jié)束不久便忘得干干凈凈，從而導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。

針對(duì)以上問(wèn)題，引入學(xué)生自評(píng)和學(xué)生互評(píng)環(huán)節(jié)，引入過(guò)程考核理念，將考核環(huán)節(jié)分解為課中、課后。課程教學(xué)中，主講教師公布項(xiàng)目的評(píng)分細(xì)則，并要求學(xué)生能獨(dú)立完成規(guī)定項(xiàng)目，完成后自己依據(jù)評(píng)分細(xì)則進(jìn)行評(píng)分，為保證公平，以及評(píng)分準(zhǔn)確，課堂教學(xué)結(jié)束前，教師隨機(jī)抽查學(xué)生提交的項(xiàng)目文件和評(píng)分表。課后，教師在教學(xué)平臺(tái)上布置訓(xùn)練任務(wù)，學(xué)生同樣需要獨(dú)立完成。項(xiàng)目完成后，學(xué)生用手機(jī)錄制操作小視頻，并上傳到教學(xué)平臺(tái)，由班上其他學(xué)生對(duì)作品進(jìn)行點(diǎn)評(píng)并點(diǎn)贊，教師從中選取準(zhǔn)確且詳細(xì)的點(diǎn)評(píng)評(píng)為優(yōu)秀點(diǎn)評(píng)并加分，也對(duì)得贊較多的前5位同學(xué)進(jìn)行加分，加分人數(shù)可根據(jù)班級(jí)人數(shù)靈活確定，但最好不要超過(guò)班級(jí)人數(shù)的3成，以達(dá)到激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的效果。

4? 結(jié)語(yǔ)

自組態(tài)軟件課程實(shí)施教學(xué)改革以來(lái)，通過(guò)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核機(jī)制等的各類改革措施，將知識(shí)技能和實(shí)際項(xiàng)目有機(jī)結(jié)合，利用在線教學(xué)平臺(tái)，進(jìn)行線上課程的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了課程的線上線下立體教學(xué)，沒(méi)有時(shí)間和空間限制，學(xué)生課前能觀看相關(guān)視頻和資料，提前對(duì)教學(xué)難點(diǎn)有了感性認(rèn)識(shí)，也提高了學(xué)習(xí)興趣，降低了學(xué)習(xí)難度。課后，在線課程能幫助學(xué)生舉一反三，溫故而知新，很好地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)信心與實(shí)踐能力。經(jīng)過(guò)一年多的教學(xué)改革，該課程的教學(xué)效果提高十分顯著，教師和學(xué)生的信心和興趣都得到了極大的提升。

參考文獻(xiàn)

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