基于項目化教學(xué)的《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和組態(tài)控制技術(shù)》課程改革

摘要：在文章中，將《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和組態(tài)控制技術(shù)》課程的項目化教學(xué)改革作為重點研究內(nèi)容，針對教學(xué)情境設(shè)計、教學(xué)內(nèi)容、方法以及考核方式的深化改革展開了重點研究與分析，希望為課程項目的全面改革提供有價值的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：項目化教學(xué)；《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和組態(tài)控制技術(shù)》課程；改革路徑；研究

《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和組態(tài)控制技術(shù)》課程是專門為機電一體化、電子信息工程技術(shù)以及計算機控制技術(shù)等相關(guān)專業(yè)所開設(shè)的專業(yè)性基礎(chǔ)課程。基于現(xiàn)代工業(yè)自動化的快速發(fā)展，借助上位機軟件以及觸摸屏，即可在自動化網(wǎng)絡(luò)的協(xié)助下，實時管理生產(chǎn)現(xiàn)場，以達(dá)到實時管理與控制的目標(biāo)。在《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和組態(tài)控制技術(shù)》課程中，主要的學(xué)習(xí)內(nèi)容就是組態(tài)軟件、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)以及觸摸屏，能夠使學(xué)生對現(xiàn)代工業(yè)控制以及數(shù)據(jù)管理等方面的知識形成系統(tǒng)化地了解與掌握。由此可見，深入研究并分析基于項目化教學(xué)的《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和組態(tài)控制技術(shù)》課程改革具有一定的現(xiàn)實意義。

一、《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和組態(tài)控制技術(shù)》課程教學(xué)情境的設(shè)計

在《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和組態(tài)控制技術(shù)》課程開設(shè)前，對相關(guān)學(xué)院的校企合作企業(yè)以及行業(yè)進(jìn)行了調(diào)查與走訪，同時也邀請了企業(yè)與行業(yè)的專家學(xué)者，對《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和組態(tài)控制技術(shù)》課程的項目設(shè)置進(jìn)行了協(xié)商與探討[1]。在分析典型工作任務(wù)的基礎(chǔ)上，選擇五項代表性較強的工作任務(wù)，在整合的基礎(chǔ)上，了解《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和組態(tài)控制技術(shù)》課程學(xué)習(xí)情境。而這五種學(xué)習(xí)情境的內(nèi)容則是循序漸進(jìn)的，將工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與人機界面設(shè)計內(nèi)容幾乎全部涵蓋。

在《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和組態(tài)控制技術(shù)》課程項目化教學(xué)的過程中，主要的學(xué)習(xí)情境為：兩站電機控制系統(tǒng)、機械手監(jiān)控系統(tǒng)、自動化生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)、機械手搬運與分揀監(jiān)控系統(tǒng)、水塔監(jiān)控系統(tǒng)。

在兩站電機控制系統(tǒng)教學(xué)的過程中，主要的學(xué)習(xí)內(nèi)容就是將兩站電機控制系統(tǒng)當(dāng)做重要的載體，并對MCGS組態(tài)軟件應(yīng)用的方式形成有效地了解并靈活運用。與此同時，要求學(xué)生對軟件安裝的方法、畫面的設(shè)計與動畫連接等技能予以熟練地掌握。另外，要能夠合理地使用系統(tǒng)程序編制的方法，可以設(shè)計以太網(wǎng)通信，保質(zhì)保量地完成調(diào)試任務(wù)。此項目教學(xué)的學(xué)時設(shè)置為10個學(xué)時。

在機械手監(jiān)控系統(tǒng)教學(xué)的過程中，主要的教學(xué)載體就是機械手監(jiān)控系統(tǒng)，使學(xué)生能夠?qū)CGS組態(tài)軟件基本應(yīng)用加以熟悉和了解，并熟練掌握軟件安裝的方式保證機械手程序編制方法應(yīng)用的正確性。此項目教學(xué)的學(xué)時設(shè)置為10個學(xué)時[2]。

在自動化生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)教學(xué)的過程中，將自動化生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)做重要載體，對MCGS組態(tài)軟件的使用方式形成系統(tǒng)化認(rèn)知，對自動化生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)的畫面制作方式加以了解，并能夠合理地完成PPI網(wǎng)絡(luò)通信任務(wù)，對此系統(tǒng)設(shè)計以及調(diào)試的方法形成有效地掌握。此項目教學(xué)的學(xué)時設(shè)置為14個學(xué)時。

在機械手搬運與分揀監(jiān)控系統(tǒng)教學(xué)的過程中，應(yīng)將型號為 設(shè)備作為主要載體，同樣要對MCGS組態(tài)軟件應(yīng)用的方式加以了解，并對西門子型號為 的編程軟件安裝以及使用予以全面掌握，了解與 接口設(shè)備相關(guān)的專業(yè)知識，對設(shè)備組態(tài)連接的方式加以了解，并能夠靈活設(shè)計觸摸屏畫面，采取必要的調(diào)試方法。此項目教學(xué)的學(xué)時設(shè)置為10個學(xué)時。

在水塔監(jiān)控系統(tǒng)教學(xué)的過程中，最主要的載體就是水塔水位監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)CGS組態(tài)軟件基本應(yīng)用進(jìn)行有效地鞏固[3]。與此同時，要對實時報表與歷史報表制作的具體方法進(jìn)行熟練地掌握，能夠靈活制作實時曲線以及歷史曲線。此外，要求學(xué)生對報警參數(shù)設(shè)置和實時修改的方法進(jìn)行合理地運用，最終實現(xiàn)仿真調(diào)試的主要目標(biāo)。此項目教學(xué)的學(xué)時設(shè)置為16個學(xué)時。

二、《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和組態(tài)控制技術(shù)》課程教學(xué)方式與方法的改革策略

在《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和組態(tài)控制技術(shù)》課程改革的過程中，將項目化教學(xué)模式引入其中，并且在五個不同的學(xué)習(xí)情境當(dāng)中融入了工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與人機界面技術(shù)知識內(nèi)容。其中，在各學(xué)習(xí)情境當(dāng)中再次細(xì)化成多個子情境，這樣一來，在學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中，即可有效地融合理論知識與實踐技能操作兩方面內(nèi)容。而課程的主要內(nèi)容則選擇使用的是西門子工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)與組態(tài)控制技術(shù)案例[4]。

在《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和組態(tài)控制技術(shù)》課程課堂教學(xué)的過程中，將教中學(xué)與學(xué)中做的方式引入其中，不僅便于教師課堂教學(xué)進(jìn)度的有效把握，而且還能夠有效地增強教學(xué)的質(zhì)量與效果，使得學(xué)生參與到課堂教學(xué)活動中的積極性得以增強。另外，在設(shè)置子情境的過程中，需要對學(xué)生自身的認(rèn)知以及接受特點進(jìn)行綜合考慮，并借助搭積木方式構(gòu)建學(xué)習(xí)情境。而學(xué)生處于簡單學(xué)習(xí)情境的過程中，可以完成兩站電機控制系統(tǒng)知識的學(xué)習(xí)，并系統(tǒng)化地認(rèn)知了解工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)以及人機界面系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容。在整個過程中，需嚴(yán)格遵循知識內(nèi)容循序漸進(jìn)的基本原則，在完成五個學(xué)習(xí)情境的學(xué)習(xí)任務(wù)以后，學(xué)生即可熟練地掌握相應(yīng)的專業(yè)技能，并且對工控網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)以及人機界面組態(tài)的認(rèn)識程度也實現(xiàn)了全面提升。

三、《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和組態(tài)控制技術(shù)》課程考核形式的改革策略

在《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和組態(tài)控制技術(shù)》課程長期教學(xué)的過程中，筆試是主要的考核方式。但由于這種考核方式缺乏靈活性，所以難以與現(xiàn)代學(xué)生學(xué)習(xí)特征相適應(yīng)[5]。而在項目化教學(xué)模式引入《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和組態(tài)控制技術(shù)》課程中以后，則會借助項目化考核形式，將日常學(xué)習(xí)作為考核的重點，以保證學(xué)生學(xué)習(xí)的質(zhì)量與效率得以全面提升。目前，在《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和組態(tài)控制技術(shù)》課程項目化教學(xué)的過程中，可以對學(xué)生進(jìn)行分組，隨后開展實訓(xùn)工作，兩名學(xué)生為一組，并在完成一項學(xué)習(xí)情境后接受專業(yè)考核，將其當(dāng)做學(xué)生平時的學(xué)習(xí)成績。而在期末考試的時候，同樣要將項目考核方式作為主要考核手段，有效地替代原有筆試形式。這樣一來，即可確保學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性得到全面調(diào)動，并且不斷優(yōu)化其自身的專業(yè)技能水平。

結(jié)束語：

綜上所述，在《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和組態(tài)控制技術(shù)》課程改革的過程中，有效地整合了工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與人機界面組態(tài)技術(shù)兩門不同課程的資源內(nèi)容，并且合理地設(shè)置出五個不同的學(xué)習(xí)情境。在這種情況下，能夠有效地結(jié)合工控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和組態(tài)技術(shù)，在學(xué)生參與訓(xùn)練的過程中，能夠有效地創(chuàng)建西門子工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)以及人機界面系統(tǒng)。由此可見，將項目化教學(xué)模式引入到《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和組態(tài)控制技術(shù)》課程具有一定的可行性，不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力，同樣也實現(xiàn)了課程教學(xué)的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚燕.基于項目化教學(xué)的《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和組態(tài)控制技術(shù)》課程改革[J].絲路視野，2016（23）：112-113.

[2]張學(xué)輝.基于以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計[J].自動化儀表，2017（3）：41-43.

[3]陳孟元，郎朗.工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與組態(tài)技術(shù)在可編程控制器教學(xué)中的交互應(yīng)用研究[J].實驗技術(shù)與管理，2013（6）：129-131，135.

[4]許子先，羅建，孟楠， 等.工業(yè)控制系統(tǒng)組態(tài)軟件安全研究[J].信息網(wǎng)絡(luò)安全，2017（7）：73-79.

[5]宋怡霖，陳新楚，鄭松.對角遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J].電氣自動化，2016（2）：41-43，68.

作者簡介：莫姣榮 ，女（1985.1——）壯族，廣西南寧人，講師/工程師，碩士，研究方向：自動控制系統(tǒng)設(shè)計與編程。