以项目为载体提升工控组态课程的实效性
时间：2022-09-08 21:05:04 来源：千叶帆 本文已影响人
摘要：随着新经济的发展，我国提出了“新工科”的概念，重点强调了实用性、交叉性与综合性，尤其突出了“一专多能”培养目标.然而由于各种原因，作为自动化专业的必修课的《工控组态软件技术》在大多数院校的教学过程仍采用理论教授、电脑仿真的方式.本文提出以项目为载体，充放利用单片机、PLC实验室资源，设计夸课程、夸学科的综合型项目，使学生学习项目的设计到完成的过程.通过该课程的理论教学方法、实验环节和考核方法进行了相关的探索改革，为软件设计相关课程的改革提出指导性建议.
关键词：新工科；工控组态；项目；改革
中图分类号：TP273-4；G642.4 文献标识码：A 文章编号：1673-260X（2019）03-0074-03
1 课程改革原因
本校始终坚持以教学为中心，以应用型人才培养为目标的办学理念[1]，自动化专业是该校机械与电气工程学院的省重点专业，为了该专业的发展，教师团队一直致力于人才培养方案的修订，《工控组态软件技术》课程由2013版32（理论）+12（实验），修订为2016版版24+15，目前执行的2017版为18+18.修订的主要目的为适应未来新兴产业和新经济的发展需要，突出实用性.但由于目前工控组态软件课程中的趋势曲线、报警和事件系统、报表系统、实时数据库、运行策略和主控制窗口组态等都是通过计算机模拟实现，不能连接工业过程设备，无法得到实际变量的数值，学生对电脑模拟的练习感到枯燥乏味，无法体验到工业生产过程与工控组态监控系统的时效性、集散型控制过程和友好的人机接口画面[2]，最终造成学生理解不了、厌学、逃课，失去课程培养人才的基本目标的意义.
2 实验性改革探索
基于“能力本位”的高职院校一直以项目化教学为过程，培养应用型人才为目标[3].并且在项目化教学过程中取得了较好成果，汪倩倩以思政课为例阐述项目化教学取得的实效成果[4]、周云等以仿真工程专业课程为例介绍了以项目为载体开展的关联性实验取得较好成果[5].项目化教学能够使学生充分地将理论和实践有效的结合，积极地调动学生，让学生主动参与项目运维的整过程[4]，锻炼学生的动手能力，提高合作性、互动性和社会责任感，为社会培养“一专多能”的工程师.与高职院校相比较，本科教学过程采用以项目为载体、任务为驱动的教学改革目前存在两种突出矛盾：
（1）本科教学以学生系统地掌握本学科、专业必需的基础理论、基本知识为主的理论性课程教学[6]，实验、实践环节的课时量无法满足以“高技能人才”培养目标的课时要求.
（2）本科教学以学生掌握本专业必要的基本技能、方法和相关知识的验证性实验为主的实践教学[6]，无法满足以“应用型人才”为培养目标的实际动手操作与项目化综合训练的要求.
本文主要根据《工控组态软件技术》课程教学过程出现的“学无用、用不会”奇怪现象，针对以上两种问题进行实验性改革探索.
3 课程改革的特色
（1）引入对分易教学平台，加强学生的课堂、课外学习过程的管控.课程开始前将学生名单、教学资源导入系统；全班81人的考勤过程仅需30秒完成；作业和问题集中在课后解答，问题和解答结果通过微信发送给每位同学，可以是文字也可以是语音，实现时时互动；实验环节通过系统中自带的随机分组的方式进行分组实验，避免学生学习能力的参差不齐.对分易教学平台直观易懂，便于使用，是课外教师教、学生学的有效的平台，该平台的课程主界面如图1所示.
（2）授课过程，围绕工程项目为载体，以电力系统、煤矿井下给排水系统、石油冶炼、煤化工提纯等工业领域的数据采集、监视和控制为主要研究对象，分析工控组态软件在各领域应用的开发系统的相同處和不同处，重点强调工业监控系统如何从无到有的过程.
（3）重点要求学生锻炼文献综述能力，鼓励学生在相关领域的公开期刊上发表论文，培养学生论文写作能力.
（4）采用论文+项目成果+项目完成过程视频的方式考核，视屏录制过程中重点考核学生对基本知识的理解和项目全局进度管控能力.
4 项目实施内容
工控组态软件技术课程改革采用的教材为机械工业出版的《组态软件基础及应用（组态王King View）》，该书由昆明理工大学的殷群教授撰写.教师根据每一章节的相关知识，设计项目，最终以考核的方式完成作业.教学过程中共设计了7个项目，项目名称、相关章节、相关课程与学科之间的关系见表1过程项目设计一栏表.
基于本教材的第9、10章内容，利用过程控制实验室内的三菱FX-1N PLC主控的实验装置（见图2）设计了6个项目作为期末考核项目，项目名称、涉及主要知识点和设计目的的关系见表2期末考核项目设计一览表.
5 总结
本课程的改革得益于本校实验室开放政策，学生按照项目要求，利用课余时间在实验室内进行项目的设计.借用对分易教学平台对学生进行管控，并进行全程辅导和答疑.通过项目过程视频录制的方式考核学生的基础知识和操作能力，撰写学术论文的方式考核学生的文献综述和写作能力，综合培养锻炼学生独立完了毕业设计的能力.通过考核，不难发现改革的成果惠及学生、教师和学校.学生学习的积极性极高，项目的完成，增强了专业的认知度和自信心，图3为学生完成考核项目1的视频截图；教师通过项目的整合基本完成了实验装置的上位机的开发，并指导学生在相关期刊发表论文；学校的实验室资源得以充分利用是学校新工科建设发展的基石.
参考文献：
〔1〕曹杰旺.淮南师范学院官网＼学院简介[EB/OL].http：///95/list.htm，2018-06.
〔2〕黄艳岩，钟绍俊，许素安，富雅琼.工控软件及其应用课程的教学改革探索[J].中国教育技术装备，2016（14）：98-99.
〔3〕韩玲.基于应用型人才培养的“以项目为导向的翻转课堂”教学论析——以“电子商务行业英语”为例[J].继续教育研究，2017（3）：114-117.
〔4〕汪倩倩.以项目化教学提升高职思政课实效[J].中国高等教育，2015（19）：48-50.
〔5〕周云，曾明，鞠儒生，段红.以项目为载体的仿真工程专业课程实验体系设计[J].实验技术与管理，2017，34（5）：194-197.
〔6〕吴岩.普通高等学校本科专业类教学质量国家标准[S].2018. 相关热词搜索：组态，工控，实效性，提升，课程，
