高職組態(tài)軟件控制技術(shù)課程教學(xué)改革探索

[摘要]分析了當前高職院校組態(tài)軟件控制技術(shù)課程的地位，對該課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實訓(xùn)基地建設(shè)、師資隊伍建設(shè)和考核方式等方面進行教學(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]G [文獻標識碼]A

[文章編號]0450-9889（2013）02C-0074-02

當前工業(yè)自動化的集成度越來越高，管控一體化系統(tǒng)在工廠中的應(yīng)用不斷擴大。在現(xiàn)代化工廠中，自動化生產(chǎn)線的操作人員可以在控制室里通過計算機或觸摸屏對現(xiàn)場進行控制，同時也可以在計算機或觸摸屏上查看現(xiàn)場的實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，這一切的實現(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，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供工業(yè)自動控制系統(tǒng)的監(jiān)控功能。

高職院校的人才培養(yǎng)目標是學(xué)生懂得如何去選用各種軟件和硬件的最佳組合，進行系統(tǒng)的設(shè)計，而不是著重培養(yǎng)他們的軟件設(shè)計開發(fā)能力。而組態(tài)軟件正好適應(yīng)了這一要求，它是一個高度集成的軟件，只需要簡單的編程和組態(tài)就可以實現(xiàn)遠程的控制和監(jiān)視，獲得動畫和實時數(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，非常符合當前高職教育的要求。根據(jù)當前科技發(fā)展的形勢與需求，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)過程當中，筆者越來越深切地感受到要讓學(xué)生實實在在地掌握該門課程，且很好地將知識運用于實際的工廠控制中，確實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、加強實訓(xùn)基地建設(shè)、師資隊伍建設(shè)和改革考核方式等方法，在實際的教學(xué)活動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、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，我們先以一個簡單實例的建立和運行來引入組態(tài)軟件的學(xué)習(xí)，依據(jù)這一思路，以一個實例（反應(yīng)車間監(jiān)控中心）貫穿于各項目任務(wù)之間，同時在各項目后的實例部分均以反應(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，注重實用性

做到理論知識以夠用為度，加強實踐教學(xué)和實際應(yīng)用知識的內(nèi)容。課程中所有實例采用循序漸進的方式進行教學(xué)，針對性強，實用性強，易于引起學(xué)生的興趣。

（二）注重學(xué)生技能的訓(xùn)練

理論和實訓(xùn)穿插進行，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)容的實用性、先進性

組態(tài)控制技術(shù)作為計算機控制技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，其先進性和實用性已為工業(yè)現(xiàn)場的廣大工程技術(shù)人員認可，并得到了廣泛的應(yīng)用。課程內(nèi)容選擇了當前應(yīng)用較為普遍的組態(tài)王Kingview6.55組態(tài)軟件進行學(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)計實例上，硬件選用了I/O板卡、PLC、智能儀表、單片機等作為下位機進行數(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（一個完整工程）→深入學(xué)習(xí)→實際設(shè)計。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)計過程，再經(jīng)過隨后各階段的理論學(xué)習(xí)和實例訓(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訓(xùn)來提高學(xué)生的實際綜合應(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)，進行了教學(xué)方法的多方面改革，靈活采用任務(wù)驅(qū)動法、項目教學(xué)法、現(xiàn)場教學(xué)法等教學(xué)方法，有效地調(diào)動了學(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)新精神與實踐能力。

（一）任務(wù)驅(qū)動法

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

（二）項目教學(xué)法

在課程中引入企業(yè)真實項目，并借助企業(yè)真實的環(huán)境進行教學(xué)，使學(xué)生在項目教學(xué)過程中獲得知識、經(jīng)驗和技能，適應(yīng)企業(yè)對崗位技能的要求。在項目教學(xué)實施過程中，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目，并自己制訂工作計劃。

（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)生在真實的工作環(huán)境中，掌握實際操作技能，了解企業(yè)文化，養(yǎng)成職業(yè)素質(zhì)。在實際工作崗位上，學(xué)生扮演助理工程師、工程師等各個角色，由企業(yè)高級工程師、高級技師負責(zé)指導(dǎo)教學(xué)。在項目的實施過程中激發(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)的知識可以用來做什么、怎么做，將知識轉(zhuǎn)化為能力。

三、加強實訓(xùn)基地建設(shè)

高職院校實訓(xùn)基地是理論聯(lián)系實際，提高學(xué)生實踐能力與職業(yè)素質(zhì)的重要場所，是完成教學(xué)目標的重要依托。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)王實驗室和組態(tài)王項目應(yīng)用中心兩個實訓(xùn)室；依托國家級智能化農(nóng)業(yè)實訓(xùn)基地建立了智能溫室控制實訓(xùn)室；依托國家示范性骨干高職院校電氣自動化技術(shù)專業(yè)建設(shè)項目，又分別建立了自動化生產(chǎn)過程實訓(xùn)室、柔性自動化生產(chǎn)線實訓(xùn)室、高級維修電工實訓(xùn)室和樓宇智能化技術(shù)實訓(xùn)室等多個可以很好開展組態(tài)教學(xué)的實訓(xùn)室；同時購買變頻器、伺服電機、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)生在實訓(xùn)過程中可以分別對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)軟件進行綜合應(yīng)用實訓(xùn)，為將來在實際工作中的應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。

四、加強師資隊伍建設(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。對此，我們主要采取以下措施：一是通過招聘和引進相結(jié)合的方式來優(yōu)化教師隊伍。通過引進在企業(yè)中具有豐富實踐經(jīng)驗且具有一定專業(yè)理論知識，并具有高級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)。同時在校外實訓(xùn)基地聘任一批具有豐富實踐工作經(jīng)驗的技術(shù)人員作為校外兼職實訓(xùn)指導(dǎo)教師，加強課程的校外實訓(xùn)指導(dǎo)。除此以外還通過招聘碩士研究生來充實現(xiàn)有教師隊伍，改善教師隊伍的年齡結(jié)構(gòu)，實現(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各類培訓(xùn)班學(xué)習(xí)，及時跟上組態(tài)技術(shù)的發(fā)展；派相關(guān)教師下企業(yè)掛職鍛煉，提高年輕教師的動手實踐能力和教學(xué)水平。

五、改革考核方式

考核是檢驗教學(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+實訓(xùn)考核”的模式。采用這種考核方式重在考核學(xué)生對概念的理解，不能很好反映學(xué)生的實際情況，有些學(xué)生可以在平時不努力，在考試時突擊一下也可以考出很好的成績，這與高職的培養(yǎng)目標是不相符合的，同時也不能充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)新能力。為此我們對組態(tài)軟件控制技術(shù)課程考核方式進行了改革，采用的是“平時考核+項目考核”的方式，即在平時教學(xué)過程中對每一個任務(wù)都進行實時考核，重在考核學(xué)生在平時的學(xué)習(xí)過程中對各任務(wù)掌握的情況，這樣既約束了學(xué)生，同時也增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。在期末，再以實際的項目（如智能溫室監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計）進行綜合設(shè)計，項目融合了前面所有知識的綜合應(yīng)用，既是對各個學(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，這樣能夠有效促進學(xué)生理論聯(lián)系實際，提高工程實踐能力，達到考核的最終目的。

實踐證明，對組態(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)生的實踐動手能力、創(chuàng)新能力和計算機應(yīng)用能力。組態(tài)軟件結(jié)合PLC進行教學(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)系實際，為組態(tài)軟件的教學(xué)開辟了一條新途徑。同時學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計時可以把所學(xué)的組態(tài)軟件技術(shù)應(yīng)用到PLC控制、板卡控制等上位機監(jiān)控界面的設(shè)計與開發(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)計以及畢業(yè)設(shè)計等環(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，迅速提高了工程實踐能力，受到用人單位的好評。

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

（責(zé)編 丁夢）