適用職業崗位需求的工控組態課程教學研究

朱細敏　馮麗平

[摘? ? ? ? ? ?要]? 工控系統組態是應用于工業自動化領域的一門必備技術，通過工控系統的硬件組態可以讓硬件系統搭建完成，軟件組態可以讓系統的關鍵數據和狀態信息及時被監控和處理;在課程教學中，探討如何將職業崗位的需求和課程項目的學習進行有效結合，以便讓學生可以無縫對接到崗位技能應用中。

[關? ? 鍵? ?詞]? 工控系統;軟件組態;職業崗位

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）34-0052-02

一、前言

工控系統組態是應用在工業自動化行業的人機操作界面產品上的操作監控環境，通過組態畫面上的監控操作可以直觀而有效地操作設備，隨著當前“無人工廠”“智慧工廠”等理念的提出，工控系統組態的應用也是各個工業自動化公司推廣的應用分支。國外如常見的西門子WinCC組態軟件的使用，國內典型的有北京亞控科技KingView組態王軟件等。工業自動化的相關專業一般都會開設此類人機操作的組態軟件操作課程。

課程一般被安排在高年級的教學計劃中，在課程教學中要求老師具有較強的綜合能力，既要從項目的整體設計上來考慮，包含系統的啟動畫面、操作主畫面、報警畫面、設置畫面等完整布局，又要深知各個功能控件的完美使用;同時，實際能力的提升不僅僅要落實在知識層面，還要落實在理論實踐教學上。同時，隨著當前自動化技術的不斷發展，該課程的教學也處于不斷探索階段。

本文主要從實際職業崗位需求出發，探討可以更好地適用于工業自動化行業應用的工控系統組態課程的教學方法、教學方案設計、教學實施等。

二、從職業崗位需求出發分析工控系統組態課程教學需求

（一）實際崗位中對工控組態軟件操作的技能需求分析

根據市場上對組態操作編輯或研發工程師對口職業崗位的需求，可以將所要求的能力提取為以下八種，見表1所示。

（二）從當前各類相關專業大賽中分析工控系統組態課程的學習需求

通過多次比賽的參賽經驗，從世界技能大賽賽項工業控制、國賽賽項制造單元智能化改造與集成技術、市賽中的工業控制項目中的競賽要求中，可以看出，都是將工控系統組態部分的內容納入其中來進行考量的。因此，從各種比賽的試題和技術描述文件中可以了解，希望選手可以獨立操作，并將實際工況現場的數據和狀態通過人機界面清晰地顯示出來;同時，可以通過純粹的界面上虛擬按鈕的操作實現對實際電機和閥門等設備的準確控制。

（三）明確課程教學目的

根據對職業崗位的需求和各類專業大賽的分析，可以提取出實際的技能需求，明確要學習的技能目標，融入具體的課程教學中，根據實際課時的分配，可以設計合理的實踐小項目，通過每個實踐項目的完成來實現對知識的積累和技能的提升。教學預期達到如下教學目的：（1）了解組態軟件在當前工業自動化行業中的應用價值;（2）能熟練使用組態軟件中的各種常見控件;

（3）基本上可以獨立完成小的組態操作項目需求;（4）培養獨立思考和解決問題的能力。

三、分析工控系統組態課程教學項目設計

結合實際崗位中工控組態開發能力的需求，融合到實際教學單元的項目設計和內容分配中，大致提取出如表2所示的課程教學主題。

四、工控系統組態課程教學方法具體嘗試

（一）結合專業對接的崗位用人需求，尋找合適深度的課程教材

教材是學生進行學習的藍本，也是教師教學的主線。參考現有教材內容，加入崗位知識需求，形成特色而實用的教學內容。當前選用的教材內容大體包含有組態軟件的安裝、組態軟件環境的介紹、指針時鐘的組態軟件設計、溫度控制系統的組態軟件設計、物料傳送系統的組態軟件設計、水監控系統的組態軟件設計、農業灌溉系統的組態軟件設計等。在教學過程中，以實際工業崗位需求為依據，組合教材中的項目背景并提煉出更恰當的教學內容。

如在溫度控制系統的組態軟件設計部分，課程實際教學中既包含仿真PLC在軟件中的配置添加、動畫閃爍、顏色填充等，還實際加入交通燈的計時控制與準確顯示，以便提升學生的邏輯分析能力和程序編寫能力。

（二）強調知識點的行業應用價值

高年級學生即將走上工作崗位，可能已經在為自己實習或是就業準備各種資本，在課堂教學的課時內如何吸引學生的眼球，首先需要知識對接實際工作崗位，有實際的應用含義。或者說，知識是在崗位中應用的，但是，學生沒有在實際工作崗位上操作過，他們也就并不知道實際的應用意義。因此，在課堂知識詳細講解之前，需要向學生強調知識的使用意義、行業應用價值等。

（三）開發超星平臺上的網絡教學內容

在學校開放的網絡教學平臺上，發布課程相關資源，包括學生要完成的預習內容、學習視頻、資料下載、作業任務的分發、作業的提交與批閱，可以實現無紙化教學，也讓課堂學習更加貼合當前學生的學習興趣。

（四）采用多媒體教學手段，更豐富地展示教學內容

隨著現代教學技術的發展，多媒體電化教學方式已經是大部分學校在課程授課時采用的教學手段，這樣可以展示更多的內容給學生;有些知識點是純粹憑借講述很難表述清晰的，嘗試使用視頻演示，可以將一些難理解的概念更貼近實際展現出來。比如在講解物料傳送或是機械手臂伸縮時，可使用實際項目中傳送帶上物品的包裝、切割等視頻資料，這樣的演示，學生會更加感興趣，且在課堂教學中，也樂于跟著教師的引導提示一起學習。

（五）將項目所需功能進行講解，教師率先演示

因為學生處于學習初級階段時，對一些功能需求的含義并不能完全理解，通過教師演示動作，學生的理解將會更加直接。當然，教師一般提供的是參考版本，學生可以在完成基本需求的基礎上，發揮自己的想象，探索更為豐富的設計內容。

（六）提高教學互動程度，去除無效課堂教學

學生群體是不斷變化的，課程教學前，也需要了解學生的興趣所在，在課程教學過程中不斷磨合。因此，面對不同的學生群體，摸索出不同的且適合當前學生的教學方式是非常有必要的。課堂教學中，教師扮演著導演的角色，如何調動學生的積極性，讓他們參與到自己所導演的這出戲中，需要考慮在每個不同的環節設置合理的小任務，或是合適難度的提問，讓學生可以接上相應知識情節，例如，可以嘗試用選擇題方式提問，或是貼近生活實際提問，從而引申到課堂內容上，讓費解的專業知識可以在日常生活知識的理解中消化掉，這樣也可以進一步提升學習的積極性或是趣味性。

（七）以操作小任務的形式發布作業，課堂驗收

將每個教學主題中蘊含的知識點進行分解，一般是分成3～4個小任務，每個人可以獨立完成操作，并實現相應功能的演示，代表驗收過關。

（八）讓學習小能手變身為“助教”，在學生中進行知識的有效傳播

由于學生自身存在知識結構不同，需要學習不同的知識點時，可以理解的程度可能也是不一樣的，對學習接受能力較強的學生，可以鼓勵他們承擔課程學習的“助教”，從同齡人的角度進行知識講解或是傳達給其他同學。

（九）每次課堂教學結束，教師自身及時進行自我反思

在課堂教學中，每次的教學內容不同，面對的教學受眾對象不一樣，每堂課下來，可能得到的教學感受、教學體驗也會有所不同。每次課程教學過程就是一次修煉過程，不論是理論教學還是實踐教學，如果只是機械地重復不夠成熟的教學方式，沒有合理的教學互動，沒有適度的教學響應，勢必使課堂一片靜寂，這樣就會產生“無效教學”，并不是教學想要的效果。

教師自身需要及時進行教學反思，思考當前的教學方式是否適合當前的教學對象，思考當前的教學內容的布局是否適合學生思維的漸進過程，思考當前所選教學內容是否適合日后學生就業中的職業崗位需求，等等。這樣，在后續課程教學中，不斷調整自身的知識結構、教學手段，爭取達到較好的教學反饋效果，教師自身也會在一次次的反復思考探索中前進。

五、挖掘課程教學中所蘊含的思想政治教育元素

思想上的教育在專業課程中的滲透是潤物細無聲的，伴隨著不同的學習主題，嘗試挖掘出不同的職業理念或是嚴謹的工作作風。

（1）通過實踐來檢驗所學知識的正確性，體驗學習中的成就感;（2）工作中需要有耐心，做得越細心，效果會越逼真;需要具有新時代的工匠精神;（3）趨勢曲線控件學習中，可以提到歷史代表的是過去發生的事情，但也可以幫助我們預測未來的發展趨勢;（4）報警控件的學習中，可以與學生交流，當局者迷，及時的報警預示，或是來自朋友，或是來自老師，都是值得參考的;不讓自己迷失前進的方向;（5）提升自己的保護意識，如同運行系統一樣，沒有進行適當的安全加密，可能會把關鍵信息泄露;不管是保護好自己的身體還是精神，都需要有一定的安全防護意識。

六、結語

工控組態課程的教學是讓學生通過學習該課程可以更好地對接到崗位應用中，因此，更多地以實際崗位需求為出發點，合理設置開發項目，分解出操作小任務;同時，結合學生的實際學習情況，整合出合適的教學素材，采用多樣化的教學方式，理論與實踐適當結合，讓學習過該課程的學生可以更好更快地適應工業自動化行業的工作崗位。

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◎編輯 張 慧