項(xiàng)目教學(xué)法在MCGS觸摸屏組態(tài)控制技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用

時(shí)洪圖　王驚龍　牛輝

摘 要：本文結(jié)合作者實(shí)際教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)，闡述了MCGS觸摸屏組態(tài)控制技術(shù)這門課程采用項(xiàng)目教學(xué)模式相對于傳統(tǒng)教學(xué)模式的優(yōu)越性：項(xiàng)目教學(xué)模式可以增強(qiáng)MCGS觸摸屏組態(tài)控制技術(shù)課堂教學(xué)效果，提高學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，并從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面進(jìn)行了教學(xué)改革的研究和嘗試，提出了完善現(xiàn)有課堂教學(xué)模式、提高教學(xué)質(zhì)量的一些思考。

關(guān)鍵詞：MCGS 組態(tài) 項(xiàng)目教學(xué)模式

組態(tài)軟件是工業(yè)應(yīng)用軟件的一個(gè)組成部分，未來的傳感器、數(shù)據(jù)采集裝置、控制器的智能化程度越來越高，通過以太網(wǎng)就可以直接訪問過程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。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)中控制層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，其使用靈活的組態(tài)方式為用戶提供良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的使用方法，它解決了控制系統(tǒng)通用性的問題。組態(tài)軟件在一個(gè)自動化系統(tǒng)中發(fā)揮的作用逐漸增大，甚至有的系統(tǒng)根本就不能缺少組態(tài)軟件。使用組態(tài)軟件，用戶可以做到“少花錢，辦大事”。

中國正處于新舊動能轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵期，基礎(chǔ)設(shè)施的改造、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造、原有系統(tǒng)的升級和擴(kuò)容都需要組態(tài)軟件的支撐。因而MCGS組態(tài)技術(shù)已經(jīng)成為職業(yè)院校自動化、機(jī)電、電子等專業(yè)的一門專業(yè)核心課程。雖然MCGS組態(tài)課程在應(yīng)用中很重要，然而MGCS組態(tài)技術(shù)實(shí)際教學(xué)中的效果卻不甚理想。

一、MCGS教學(xué)中存在的問題與困惑

組態(tài)控制技術(shù)這門課程主要是基于MCGS這個(gè)軟件進(jìn)行學(xué)習(xí)，綜合性強(qiáng)，內(nèi)容抽象，課程的很大一部分仍然在教室中學(xué)習(xí)，教師用PPT來講解這門課程。教師感覺學(xué)生教起來越來越難，學(xué)生學(xué)習(xí)起來感覺比較抽象乏味，不容易理解，晦澀難懂，許多學(xué)生存在著厭學(xué)情緒，導(dǎo)致課程效果不佳。學(xué)生抱怨老師講的知識內(nèi)容枯燥乏味，大部分聽不明白，如此就會形成惡性循環(huán)。

二、MCGS教學(xué)問題產(chǎn)生的原因

首先，傳統(tǒng)的MCGS教學(xué)是以MCGS的知識結(jié)構(gòu)為主線，把MCGS分成軟件概述、應(yīng)用基礎(chǔ)、應(yīng)用實(shí)例、高級應(yīng)用。授課的步驟基本上按照軟件概述→

應(yīng)用基礎(chǔ)→應(yīng)用實(shí)例→高級應(yīng)用，最后再講一些實(shí)例。這種以學(xué)科體系為出發(fā)點(diǎn)的教學(xué)方法，雖然注重了課程本身的體系結(jié)構(gòu)和前后的邏輯關(guān)系，但卻忽略了“可學(xué)性”，結(jié)果是學(xué)生學(xué)起來感覺非常吃力，老師教起來感覺特別費(fèi)勁，教學(xué)效果往往不好。

其次，教學(xué)方法過于落后。在教學(xué)過程中，教師對一體化課程理解不到位，過度依賴傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，教學(xué)方法不夠靈活多樣。具體表現(xiàn)在大多采用講授式的方式教學(xué)，講解過程中更關(guān)注自己的感受，對學(xué)生接受與否關(guān)注不夠，最終影響了學(xué)生的整體發(fā)展。

三、問題解決的方法及步驟

如何實(shí)現(xiàn)生動有趣高質(zhì)量的課程教學(xué)呢？要提高課堂教學(xué)效果，教師在這個(gè)過程中扮演著至關(guān)重要的角色。課堂教學(xué)能力是教師所有能力結(jié)構(gòu)中最重要的方面，它不僅僅是教師的綜合素質(zhì)水平的直接反映，更是教師能力的本質(zhì)特征，課堂教學(xué)質(zhì)量的高低由它直接決定。教師在教學(xué)實(shí)踐中，要有目的地把設(shè)計(jì)力、決策力、組織力、協(xié)調(diào)力、創(chuàng)新力、親和力等元素進(jìn)行實(shí)踐，并得出相應(yīng)的理論和經(jīng)驗(yàn)，勇于創(chuàng)新教學(xué)方法、教學(xué)模式。教學(xué)能力只有在實(shí)踐中才能鍛煉出來。筆者經(jīng)過長期的教學(xué)實(shí)踐，總結(jié)出了MCGS的有效教學(xué)模式即項(xiàng)目教學(xué)模式。

項(xiàng)目教學(xué)法是通過“項(xiàng)目”的方式進(jìn)行教學(xué)。課程的相關(guān)知識點(diǎn)都必須在“項(xiàng)目”中一一體現(xiàn)出來。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，在獨(dú)立完成一個(gè)項(xiàng)目的過程中，獨(dú)立完成相關(guān)資料的收集、項(xiàng)目思路的設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施及最終評價(jià)。

依據(jù)項(xiàng)目教學(xué)法的教法思路和教學(xué)設(shè)計(jì)原則，項(xiàng)目教學(xué)法是以崗位工作流程為指導(dǎo)，以典型項(xiàng)目為核心，以產(chǎn)品（或者服務(wù)）為載體，以職業(yè)素質(zhì)和能力為教學(xué)目標(biāo)，工學(xué)一體、做學(xué)結(jié)合的一種教學(xué)方式。項(xiàng)目教學(xué)法將學(xué)生置身于自身的實(shí)踐活動中，并且按照一定的計(jì)劃進(jìn)行的教學(xué)活動，注重以下幾個(gè)方面：學(xué)生的自主性、行動的計(jì)劃性、問題解決的過程性、相應(yīng)的工作情境。因此MCGS組態(tài)控制技術(shù)可以采用項(xiàng)目教學(xué)模式，可有效解決在傳統(tǒng)教學(xué)中存在的種種問題。

1.根據(jù)新需求，科學(xué)制定課程目標(biāo)

為了貫徹“以工作過程為引領(lǐng)、以能力為本位、以就業(yè)為導(dǎo)向”的教學(xué)思想，課程目標(biāo)設(shè)定的依據(jù)是以項(xiàng)目選擇知識點(diǎn)，從而提高課程內(nèi)容的崗位針對性，達(dá)到高效培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力的目的。采用“工學(xué)一體化”的方式，從感性認(rèn)識入手，加大直觀教學(xué)的力度，將理論融入技能訓(xùn)練中，在技能訓(xùn)練中加深對理論知識的理解，通過項(xiàng)目任務(wù)將MCGS的理論和實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合在一起。

在完成每個(gè)MCGS系統(tǒng)的組態(tài)過程中，要求學(xué)生應(yīng)具備以下能力。

（1）能夠?qū)こ添?xiàng)目系統(tǒng)分析;

（2）能夠設(shè)計(jì)用戶操作菜單;

（3）能夠?qū)Ξ嬅嬖O(shè)計(jì)與編輯;

（4）能夠編寫程序并進(jìn)行調(diào)試;

（5）能夠連接設(shè)備驅(qū)動程序;

（6）能夠?qū)ο到y(tǒng)綜合測試。

科學(xué)合理的課程目標(biāo)能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，提高學(xué)生的動手和動腦能力。進(jìn)而使學(xué)生真正掌握MCGS控制系統(tǒng)的組成、工作原理和調(diào)試方法，實(shí)現(xiàn)學(xué)校所學(xué)與工廠實(shí)際的有機(jī)結(jié)合，為學(xué)生走上工作崗位后能夠迅速適應(yīng)企業(yè)的要求奠定基礎(chǔ)。

2.打破傳統(tǒng)章節(jié)設(shè)置，對教學(xué)內(nèi)容整合、優(yōu)化、序化

依照培養(yǎng)目標(biāo)和企業(yè)對工控人員職業(yè)技能的要求，把實(shí)際工作項(xiàng)目、任務(wù)、案例等引入課程，重新對MCGS課程內(nèi)容進(jìn)行整合、優(yōu)化和序化，以“必須、夠用”為指導(dǎo)原則，以“保證基礎(chǔ)、加強(qiáng)應(yīng)用、培養(yǎng)能力”為總思路，總結(jié)成幾個(gè)典型的、項(xiàng)目式的工作任務(wù)，形成項(xiàng)目課程。本課程共設(shè)置了三個(gè)項(xiàng)目，包含八個(gè)任務(wù)。

項(xiàng)目一：認(rèn)識MCGS觸摸屏及組態(tài)軟件。

任務(wù)一：認(rèn)識觸摸屏安裝MCGS組態(tài)軟件;

任務(wù)二：熟悉MCGS操作環(huán)境及參數(shù)設(shè)置。

項(xiàng)目二：MGCS工程組態(tài)。

任務(wù)一：MCGS簡單動畫組態(tài);

任務(wù)二：MCGS組態(tài)水位控制系統(tǒng);

項(xiàng)目三：PLC與MCGS組態(tài)控制系統(tǒng)。

任務(wù)一：PLC與MCGS控制指示燈;

任務(wù)二：PLC與MCGS控制運(yùn)料小車;

任務(wù)三：PLC與MCGS控制機(jī)械手;

任務(wù)四：MCGS技術(shù)在技能大賽的應(yīng)用。

八個(gè)任務(wù)承載了MCGS課程標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的全部內(nèi)容，科學(xué)設(shè)置任務(wù)目標(biāo)、任務(wù)計(jì)劃、任務(wù)實(shí)施、歸檔及結(jié)果應(yīng)用、學(xué)習(xí)成果檢查對比成績檢查、練習(xí)與提高等教學(xué)與檢測環(huán)節(jié)。將組態(tài)知識融入工程案例的設(shè)計(jì)與制作中，在工程項(xiàng)目中詳細(xì)介紹了組態(tài)工程人機(jī)界面的制作細(xì)節(jié)與技巧、從模擬仿真到聯(lián)機(jī)調(diào)試的方法與過程、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及觸摸屏等關(guān)鍵技術(shù)、內(nèi)容涵蓋MCGS組態(tài)控制技術(shù)的各個(gè)環(huán)節(jié)。以完成相應(yīng)的任務(wù)為目的，來學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識并能拓展應(yīng)用，使學(xué)生掌握完成工作任務(wù)所必備的知識、技能、方法和經(jīng)驗(yàn)。

項(xiàng)目任務(wù)的選取緊密聯(lián)系生產(chǎn)和生活實(shí)際，趣味性高，實(shí)用性強(qiáng)，緊緊圍繞學(xué)生職業(yè)能力的有效發(fā)展和提升這一主題，有利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。項(xiàng)目任務(wù)的編排順序遵循職業(yè)教育教學(xué)規(guī)律和學(xué)生認(rèn)知能力，注重知識的遞進(jìn)性，由易到難，由簡到繁，循序漸進(jìn)。

每個(gè)項(xiàng)目由項(xiàng)目描述、項(xiàng)目目標(biāo)和若干個(gè)相互關(guān)聯(lián)的任務(wù)組成。項(xiàng)目目標(biāo)分為三個(gè)層次，知識目標(biāo)、技能目標(biāo)、情感目標(biāo)。每個(gè)任務(wù)由任務(wù)描述、任務(wù)實(shí)施、拓展訓(xùn)練、相關(guān)知識、知識拓展、思考與練習(xí)、任務(wù)評價(jià)組成，突出相關(guān)知識適度與適用性、任務(wù)實(shí)施的實(shí)用性及能力拓展的先進(jìn)性原則。

任務(wù)描述按照企業(yè)的實(shí)際工作任務(wù)要求，按照工作任務(wù)單的形式呈現(xiàn)。包括計(jì)劃、實(shí)施和評估整個(gè)行動過程。任務(wù)實(shí)施采用圖標(biāo)形式，每一步操作都配以操作說明及示意圖，生動直觀、形象;符合學(xué)生的心理特征和認(rèn)知規(guī)律，易于理解和操作。任務(wù)實(shí)施包含兩個(gè)方面的內(nèi)容：一方面是實(shí)施任務(wù)時(shí)需要的工具儀表及設(shè)備準(zhǔn)備;另一方面是任務(wù)的實(shí)施步驟，這是整個(gè)任務(wù)的重點(diǎn)。它又具體包含以下步驟：創(chuàng)建工程、定義數(shù)據(jù)對象、設(shè)備連接、組態(tài)畫面制作、工程下載。拓展訓(xùn)練環(huán)節(jié)主要在就如何完成與本任務(wù)相近的任務(wù)進(jìn)行進(jìn)一步的訓(xùn)練和應(yīng)用。相關(guān)知識環(huán)節(jié)包含了本任務(wù)需要用的新的知識點(diǎn)，這個(gè)部分需要教師有針對性地進(jìn)行教學(xué)。思考練習(xí)環(huán)節(jié)是通過練習(xí)，鞏固本任務(wù)中重點(diǎn)知識點(diǎn)。評價(jià)環(huán)節(jié)，采用過程性評價(jià)的形式，評價(jià)貫穿于任務(wù)的整個(gè)過程，評價(jià)項(xiàng)目如下。

①知識掌握。MCGS組態(tài)檢查，10分，明確隨時(shí)檢查、存盤檢查、統(tǒng)一檢查的作用及操作，每錯(cuò)一處扣2分。

②技能操作。創(chuàng)建工程，5分，能熟練創(chuàng)建工程，否則扣3分;定義數(shù)據(jù)對象，15分，能正確定義數(shù)據(jù)對象，每錯(cuò)一處扣3分;設(shè)備連接，20分，能正確設(shè)置參數(shù)，顯示PLC與觸摸屏通過編程口連接;畫面制作，20分，能正確制作畫面，每錯(cuò)1處扣5分;工程下載，5分，將MGCS組態(tài)下載到觸摸屏，否則扣5分;PLC控制程序，15分，能正確編寫PLC控制程序并寫入到PLC中，每錯(cuò)1處扣5分，錯(cuò)3處以上不得分。

③安全生產(chǎn)。自覺遵守安全文明生產(chǎn)規(guī)程，10分，視現(xiàn)場情況酌情扣分，嚴(yán)重者取消實(shí)訓(xùn)資格。

總之采用MCGS項(xiàng)目教學(xué)模式，依照專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和企業(yè)對工程人員職業(yè)技能的要求，將MCGS知識融入每個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施中，體現(xiàn)了做中學(xué)、學(xué)中做的特點(diǎn)，課堂效果明顯改進(jìn)，不僅可以帶動中等職業(yè)學(xué)校推進(jìn)教學(xué)改革，建立以職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)能力為本位的課程體系，而且有利于推動校企合作深入開展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李江全等.案例解說組態(tài)軟件典型控制應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011.

[2]王傳艷等.MCGS觸摸屏組態(tài)控制技術(shù)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2015.