工控軟件及其應(yīng)用課程的教學改革探索*

◆黃艷巖 鐘紹俊 許素安 富雅瓊

工控軟件及其應(yīng)用課程的教學改革探索*

◆黃艷巖 鐘紹俊 許素安 富雅瓊

工控軟件及其應(yīng)用是中國計量大學自動化專業(yè)的一門必修課，以力控組態(tài)軟件為例進行講解，實踐性較強，不能以教授理論課程的方式教授該門課程。對該課程從教學方法、實驗環(huán)節(jié)、教師隊伍建設(shè)三個方面進行相關(guān)的改革與探索，并取得一定的效果。

工控軟件及其應(yīng)用；教學改革；實驗；教師隊伍

10.3969/j.issn.1671-489X.2016.14.098

1　引言

自動化專業(yè)是中國計量大學最早設(shè)立的專業(yè)之一。為避免同類工科專業(yè)人才同質(zhì)化競爭現(xiàn)象，解決人才培養(yǎng)的定位與特色問題，本專業(yè)根據(jù)教育部通用專業(yè)規(guī)劃，秉承學校“計量、質(zhì)量、標準”的辦學特色，依托質(zhì)量檢驗檢疫行業(yè)背景，逐步形成以自動控制為主，計量檢測和優(yōu)化管理為輔，“計控管一體化”的專業(yè)教育特色。工控軟件及其應(yīng)用是中國計量大學自動化專業(yè)的一門必修課，以力控組態(tài)軟件為例進行講解，實踐性較強，不能以教授理論課程的方式教授該門課程。為此，對該門課程進行教學改革的相關(guān)探索。

2　教學改革內(nèi)容

教學方法改革

1）引入Forcecontrol，激發(fā)學習興趣。Forcecontrol中有很多針對過程控制的策略控制、圖形動畫和可視化動態(tài)仿真界面。應(yīng)用該軟件，可以進行PID、模糊控制等多種控制方案的編程，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場的監(jiān)視控制。Forcecontrol是通過組態(tài)形式，直觀易懂，容易上手，容易激發(fā)學生的學習興趣，積極主動地投入學習中。

2）以項目為導向，圍繞工程應(yīng)用中的真實問題進行講解。圍繞工程應(yīng)用中典型測控系統(tǒng)，精心設(shè)計各種項目，每種項目包括工藝流程圖、數(shù)據(jù)采集、顯示（界面動畫等）、控制、報警、數(shù)據(jù)保存、歷史數(shù)據(jù)查詢、報表打印等功能。將課程與實際項目結(jié)合，便于學生理解，并且學以致用。

3）邀請企業(yè)為學生開展相關(guān)講座，與企業(yè)開展聯(lián)合認證。為增強學生的工程實踐能力和理論知識的運用能力，進一步深化教學方式的改革，課程組邀請和利時集團培訓中心的教師開展相關(guān)講座，主要包括工控軟件在電力及石化等行業(yè)的典型應(yīng)用。通過講座，開拓學生的視野，增強學習興趣。

另外，與北京三維力控科技有限公司聯(lián)合開展力控軟件工程師認證。學有余力的學生可以自愿報名參加。通過項目考核的形式，對成績合格的學生將會由該公司頒發(fā)力控軟件工程師認證證書。

4）仿真實驗+實際的系統(tǒng)設(shè)計實驗，培養(yǎng)綜合能力。開發(fā)的實驗包括仿真和實際的系統(tǒng)設(shè)計實驗。仿真實驗讓學生模擬工業(yè)現(xiàn)場的情況，用軟件編程實現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)控的仿真，掌握工控軟件基本功能。實際的系統(tǒng)設(shè)計實驗讓學生利用實驗室現(xiàn)有的過程控制裝置及智能儀表進行編程，實現(xiàn)真實對象的現(xiàn)場監(jiān)控（比如采用模糊控制方法控制鍋爐溫度、水箱液位、管道流量等）。這樣，學生對工業(yè)現(xiàn)場的監(jiān)控系統(tǒng)就有了較為直觀的感受。

5）改革考核方法，提高教學質(zhì)量。由于工控軟件及其應(yīng)用是一門實踐性很強的課，為改變學生普遍“重理論、輕實踐”的學習現(xiàn)象，提高學生的實踐能力，在考試中加大對動手能力考核的比重，并注重強調(diào)學習過程的重要性。目前采用筆試成績+上機成績+平時成績的考核方式，將上機設(shè)計成績占總成績比例增加到25%左右，提高了學生上機的熱情和設(shè)計的質(zhì)量。通過對學生進行綜合考評，體現(xiàn)了一定的公平性、靈活性、客觀性。另外，根據(jù)幾年的教學累計，本課程建立了試卷庫，期末考試從試卷庫抽取試題。

實驗環(huán)節(jié)改革 本課程有一半學時為實驗環(huán)節(jié)，為更好地增強實驗教學效果，建設(shè)實驗教學和實驗室管理網(wǎng)絡(luò)信息平臺，主要包括以下功能。

1）實驗管理智能化。根據(jù)教學需要，開發(fā)實驗室綜合管理系統(tǒng)，教師可以對實踐教學和設(shè)備資產(chǎn)進行管理。在網(wǎng)絡(luò)上對教學的基本數(shù)據(jù)、學生信息和實驗室開放信息等進行操作，儀器設(shè)備的數(shù)據(jù)庫與學校對接，直接進行儀器設(shè)備的信息更新、大型儀器的管理和實驗室項目的申報，提高了工作效率。

2）實驗教學系統(tǒng)化。學生通過網(wǎng)站上的實驗室簡介、相關(guān)實驗的圖片了解實驗室基本情況，在教學資源欄目里獲取豐富的實驗教學資源，通過課程網(wǎng)站進行預(yù)習、準備、下載訓練內(nèi)容和相關(guān)應(yīng)用軟件。教師還設(shè)計制作出適合開放教學的基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體系列課件，包括PPT課件、視頻課件、Flash自主播放型課件、網(wǎng)絡(luò)課程系統(tǒng)軟件等。教師可以通過網(wǎng)絡(luò)與學生開展互動交流，并可以在線解答學生的疑問，為學生提供更多的渠道進行學習，充分發(fā)揮學生在教學中的主體作用。

3）實驗教學網(wǎng)絡(luò)互動化。由于該課程以軟件的使用為目標，日常課時包含一多半的上機學時，理論學時較少。為此，利用學校提供的BB網(wǎng)絡(luò)平臺，為學生提供多種形式的網(wǎng)絡(luò)教學。在這個平臺上，涵蓋了該課程相關(guān)的全部信息，如課程PPT、上機指導等，學生通過該平臺可以在網(wǎng)上與教師展開交流、咨詢答疑等。通過現(xiàn)代教學手段的采用，節(jié)約了課堂教學時間，使課堂教學更加豐富多彩，課堂教學的信息量大大增加。特別是通過網(wǎng)上輔導答疑，教師能動態(tài)掌握學生的學習情況，便于及時調(diào)整教學進程和教學內(nèi)容。多數(shù)學生比較喜歡目前的這種教學模式，教學效果大大增強。

教師隊伍建設(shè)

1）完善制度保障，鼓勵教師從事教學工作。在現(xiàn)有教學管理機制基礎(chǔ)上，從教師培訓、交流互通、人才激勵、教學過程評價、持續(xù)改進等方面制定新機制，激發(fā)教學工作熱情，吸引優(yōu)秀教師加入教學隊伍，促進教學內(nèi)容與方法改革。建立完善的職稱培養(yǎng)目標體系，多種措施鼓勵教師積極參與各類教學和科研項目，鼓勵教師發(fā)表教學和科研論文，增強教職工提升職稱的動力和信心。建立完善的師資培訓培養(yǎng)制度，抓緊做好青年教師的培養(yǎng)和提高工作，制定年度青年教師培養(yǎng)目標，鼓勵青年教師提升學位，鼓勵青年教師參加各種學習培訓。

2）優(yōu)化隊伍結(jié)構(gòu)。從專業(yè)、學歷、職稱、年齡等方面優(yōu)化師資隊伍結(jié)構(gòu)，并通過校企人才交流互通機制，以聯(lián)合開課、合作實施實踐教學、聯(lián)合申報項目等多種形式，聘請企業(yè)工程經(jīng)驗豐富的工程技術(shù)和管理人員擔任兼職教師。定期組織教師進入企業(yè)，輪崗培訓，積累工程實踐經(jīng)驗，提高工程實踐素質(zhì)，提高教學隊伍的業(yè)務(wù)素質(zhì)。

通過落實與國外高校互訪機制，著重選拔中青年教師出國深造，密切追蹤國外實驗教學方式方法改革趨勢。重點資助中青年教師參與國內(nèi)外教學、學術(shù)活動，每位教師至少參加一次國內(nèi)交流活動，增強與教育機構(gòu)聯(lián)系，鼓勵在各類教學團體中任職。

通過資深教授指導青年教師開課，定期舉行青年教師各種教學方面的比賽，如多媒體課件比賽、講課比賽、教師技能比賽等，活躍教學思想，增加教師的責任感，幫助青年教師迅速成長。

3　結(jié)語

中國計量大學自動化專業(yè)依托“控制科學與工程”一級學科、“儀器科學與技術(shù)”浙江省重中之重學科，2003年獲批碩士學位授予權(quán)，2005年入選浙江省重點學科，2010年獲批控制工程領(lǐng)域?qū)I(yè)碩士授予權(quán)，其定位是工程研究應(yīng)用型。“工控軟件及其應(yīng)用”作為一門專業(yè)課，課程內(nèi)容廣泛，包含許多工控理論知識和軟硬件產(chǎn)品知識，不能以教授理論課程的方式教授該門課程。本文從教學方法、實驗環(huán)節(jié)、教師隊伍建設(shè)三個方面進行相關(guān)的改革與探索，并取得一定的效果。■

［1］宋雅靜，王書平.MCGS工控組態(tài)軟件課程教學探討［J］.科技創(chuàng)新導報，2010（20）：177.

［2］雷鈞.組態(tài)軟件課程教學方法研究［J］.自動化技術(shù)與應(yīng)用，2010，29（9）：111-112.

［3］楊云飛.基于項目教學法的組態(tài)軟件課程教學改革與探索［J］.江蘇技術(shù)師范學院學報，2011，17（2）：80-82.

［4］張冬敏.高校課程設(shè)計教學中存在的問題與對策研究［J］.改革與開放，2009（9）：172-173.

G642.0

B

1671-489X（2016）14-0098-02

中國計量大學2013年度校立教改項目（HEX2013058）。

作者：黃艷巖，中國計量大學機電工程學院副教授，研究方向為溫度控制與計量；鐘紹俊、許素安、富雅瓊，中國計量大學機電工程學院（310018）。