以項(xiàng)目為載體提升工控組態(tài)課程的實(shí)效性

封居強(qiáng) 聶文艷 張星

摘要：隨著新經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)提出了“新工科”的概念，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了實(shí)用性、交叉性與綜合性，尤其突出了“一專多能”培養(yǎng)目標(biāo).然而由于各種原因，作為自動(dòng)化專業(yè)的必修課的《工控組態(tài)軟件技術(shù)》在大多數(shù)院校的教學(xué)過(guò)程仍采用理論教授、電腦仿真的方式.本文提出以項(xiàng)目為載體，充放利用單片機(jī)、PLC實(shí)驗(yàn)室資源，設(shè)計(jì)夸課程、夸學(xué)科的綜合型項(xiàng)目，使學(xué)生學(xué)習(xí)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)到完成的過(guò)程.通過(guò)該課程的理論教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和考核方法進(jìn)行了相關(guān)的探索改革，為軟件設(shè)計(jì)相關(guān)課程的改革提出指導(dǎo)性建議.

關(guān)鍵詞：新工科；工控組態(tài)；項(xiàng)目；改革

中圖分類號(hào)：TP273-4；G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-260X（2019）03-0074-03

1 課程改革原因

本校始終堅(jiān)持以教學(xué)為中心，以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)的辦學(xué)理念[1]，自動(dòng)化專業(yè)是該校機(jī)械與電氣工程學(xué)院的省重點(diǎn)專業(yè)，為了該專業(yè)的發(fā)展，教師團(tuán)隊(duì)一直致力于人才培養(yǎng)方案的修訂，《工控組態(tài)軟件技術(shù)》課程由2013版32（理論）+12（實(shí)驗(yàn)），修訂為2016版版24+15，目前執(zhí)行的2017版為18+18.修訂的主要目的為適應(yīng)未來(lái)新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要，突出實(shí)用性.但由于目前工控組態(tài)軟件課程中的趨勢(shì)曲線、報(bào)警和事件系統(tǒng)、報(bào)表系統(tǒng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、運(yùn)行策略和主控制窗口組態(tài)等都是通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬實(shí)現(xiàn)，不能連接工業(yè)過(guò)程設(shè)備，無(wú)法得到實(shí)際變量的數(shù)值，學(xué)生對(duì)電腦模擬的練習(xí)感到枯燥乏味，無(wú)法體驗(yàn)到工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程與工控組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的時(shí)效性、集散型控制過(guò)程和友好的人機(jī)接口畫(huà)面[2]，最終造成學(xué)生理解不了、厭學(xué)、逃課，失去課程培養(yǎng)人才的基本目標(biāo)的意義.

2 實(shí)驗(yàn)性改革探索

基于“能力本位”的高職院校一直以項(xiàng)目化教學(xué)為過(guò)程，培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)[3].并且在項(xiàng)目化教學(xué)過(guò)程中取得了較好成果，汪倩倩以思政課為例闡述項(xiàng)目化教學(xué)取得的實(shí)效成果[4]、周云等以仿真工程專業(yè)課程為例介紹了以項(xiàng)目為載體開(kāi)展的關(guān)聯(lián)性實(shí)驗(yàn)取得較好成果[5].項(xiàng)目化教學(xué)能夠使學(xué)生充分地將理論和實(shí)踐有效的結(jié)合，積極地調(diào)動(dòng)學(xué)生，讓學(xué)生主動(dòng)參與項(xiàng)目運(yùn)維的整過(guò)程[4]，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，提高合作性、互動(dòng)性和社會(huì)責(zé)任感，為社會(huì)培養(yǎng)“一專多能”的工程師.與高職院校相比較，本科教學(xué)過(guò)程采用以項(xiàng)目為載體、任務(wù)為驅(qū)動(dòng)的教學(xué)改革目前存在兩種突出矛盾：

（1）本科教學(xué)以學(xué)生系統(tǒng)地掌握本學(xué)科、專業(yè)必需的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)為主的理論性課程教學(xué)[6]，實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐環(huán)節(jié)的課時(shí)量無(wú)法滿足以“高技能人才”培養(yǎng)目標(biāo)的課時(shí)要求.

（2）本科教學(xué)以學(xué)生掌握本專業(yè)必要的基本技能、方法和相關(guān)知識(shí)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主的實(shí)踐教學(xué)[6]，無(wú)法滿足以“應(yīng)用型人才”為培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)際動(dòng)手操作與項(xiàng)目化綜合訓(xùn)練的要求.

本文主要根據(jù)《工控組態(tài)軟件技術(shù)》課程教學(xué)過(guò)程出現(xiàn)的“學(xué)無(wú)用、用不會(huì)”奇怪現(xiàn)象，針對(duì)以上兩種問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性改革探索.

3 課程改革的特色

（1）引入對(duì)分易教學(xué)平臺(tái)，加強(qiáng)學(xué)生的課堂、課外學(xué)習(xí)過(guò)程的管控.課程開(kāi)始前將學(xué)生名單、教學(xué)資源導(dǎo)入系統(tǒng)；全班81人的考勤過(guò)程僅需30秒完成；作業(yè)和問(wèn)題集中在課后解答，問(wèn)題和解答結(jié)果通過(guò)微信發(fā)送給每位同學(xué)，可以是文字也可以是語(yǔ)音，實(shí)現(xiàn)時(shí)時(shí)互動(dòng)；實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)通過(guò)系統(tǒng)中自帶的隨機(jī)分組的方式進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，避免學(xué)生學(xué)習(xí)能力的參差不齊.對(duì)分易教學(xué)平臺(tái)直觀易懂，便于使用，是課外教師教、學(xué)生學(xué)的有效的平臺(tái)，該平臺(tái)的課程主界面如圖1所示.

（2）授課過(guò)程，圍繞工程項(xiàng)目為載體，以電力系統(tǒng)、煤礦井下給排水系統(tǒng)、石油冶煉、煤化工提純等工業(yè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和控制為主要研究對(duì)象，分析工控組態(tài)軟件在各領(lǐng)域應(yīng)用的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的相同處和不同處，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)如何從無(wú)到有的過(guò)程.

（3）重點(diǎn)要求學(xué)生鍛煉文獻(xiàn)綜述能力，鼓勵(lì)學(xué)生在相關(guān)領(lǐng)域的公開(kāi)期刊上發(fā)表論文，培養(yǎng)學(xué)生論文寫(xiě)作能力.

（4）采用論文+項(xiàng)目成果+項(xiàng)目完成過(guò)程視頻的方式考核，視屏錄制過(guò)程中重點(diǎn)考核學(xué)生對(duì)基本知識(shí)的理解和項(xiàng)目全局進(jìn)度管控能力.

4 項(xiàng)目實(shí)施內(nèi)容

工控組態(tài)軟件技術(shù)課程改革采用的教材為機(jī)械工業(yè)出版的《組態(tài)軟件基礎(chǔ)及應(yīng)用（組態(tài)王King View）》，該書(shū)由昆明理工大學(xué)的殷群教授撰寫(xiě).教師根據(jù)每一章節(jié)的相關(guān)知識(shí)，設(shè)計(jì)項(xiàng)目，最終以考核的方式完成作業(yè).教學(xué)過(guò)程中共設(shè)計(jì)了7個(gè)項(xiàng)目，項(xiàng)目名稱、相關(guān)章節(jié)、相關(guān)課程與學(xué)科之間的關(guān)系見(jiàn)表1過(guò)程項(xiàng)目設(shè)計(jì)一欄表.

基于本教材的第9、10章內(nèi)容，利用過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的三菱FX-1N PLC主控的實(shí)驗(yàn)裝置（見(jiàn)圖2）設(shè)計(jì)了6個(gè)項(xiàng)目作為期末考核項(xiàng)目，項(xiàng)目名稱、涉及主要知識(shí)點(diǎn)和設(shè)計(jì)目的的關(guān)系見(jiàn)表2期末考核項(xiàng)目設(shè)計(jì)一覽表.

5 總結(jié)

本課程的改革得益于本校實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放政策，學(xué)生按照項(xiàng)目要求，利用課余時(shí)間在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行項(xiàng)目的設(shè)計(jì).借用對(duì)分易教學(xué)平臺(tái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行管控，并進(jìn)行全程輔導(dǎo)和答疑.通過(guò)項(xiàng)目過(guò)程視頻錄制的方式考核學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)和操作能力，撰寫(xiě)學(xué)術(shù)論文的方式考核學(xué)生的文獻(xiàn)綜述和寫(xiě)作能力，綜合培養(yǎng)鍛煉學(xué)生獨(dú)立完了畢業(yè)設(shè)計(jì)的能力.通過(guò)考核，不難發(fā)現(xiàn)改革的成果惠及學(xué)生、教師和學(xué)校.學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性極高，項(xiàng)目的完成，增強(qiáng)了專業(yè)的認(rèn)知度和自信心，圖3為學(xué)生完成考核項(xiàng)目1的視頻截圖；教師通過(guò)項(xiàng)目的整合基本完成了實(shí)驗(yàn)裝置的上位機(jī)的開(kāi)發(fā)，并指導(dǎo)學(xué)生在相關(guān)期刊發(fā)表論文；學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室資源得以充分利用是學(xué)校新工科建設(shè)發(fā)展的基石.

參考文獻(xiàn)：

〔1〕曹杰旺.淮南師范學(xué)院官網(wǎng)＼學(xué)院簡(jiǎn)介[EB/OL].http：//www.hnnu.edu.cn/95/list.htm，2018-06.

〔2〕黃艷巖，鐘紹俊，許素安，富雅瓊.工控軟件及其應(yīng)用課程的教學(xué)改革探索[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備，2016（14）：98-99.

〔3〕韓玲.基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的“以項(xiàng)目為導(dǎo)向的翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)論析——以“電子商務(wù)行業(yè)英語(yǔ)”為例[J].繼續(xù)教育研究，2017（3）：114-117.

〔4〕汪倩倩.以項(xiàng)目化教學(xué)提升高職思政課實(shí)效[J].中國(guó)高等教育，2015（19）：48-50.

〔5〕周云，曾明，鞠儒生，段紅.以項(xiàng)目為載體的仿真工程專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)體系設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2017，34（5）：194-197.

〔6〕吳巖.普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[S].2018.