工控軟件及其應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

工控軟件及其應用是中國計量大學自動化專業的一門必修課，以力控組態軟件為例進行講解，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、實驗環節、教師隊伍建設三個方面進行相關的改革與探索，并取得一定的效果。

工控軟件及其應用；教學改革；實驗；教師隊伍

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

1　引言

自動化專業是中國計量大學最早設立的專業之一。為避免同類工科專業人才同質化競爭現象，解決人才培養的定位與特色問題，本專業根據教育部通用專業規劃，秉承學?！坝嬃?、質量、標準”的辦學特色，依托質量檢驗檢疫行業背景，逐步形成以自動控制為主，計量檢測和優化管理為輔，“計控管一體化”的專業教育特色。工控軟件及其應用是中國計量大學自動化專業的一門必修課，以力控組態軟件為例進行講解，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探索。

2　教學改革內容

教學方法改革

1）引入Forcecontrol，激發學習興趣。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仿真界面。應用該軟件，可以進行PID、模糊控制等多種控制方案的編程，實現工業現場的監視控制。Forcecontrol是通過組態形式，直觀易懂，容易上手，容易激發學生的學習興趣，積極主動地投入學習中。

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

3）邀請企業為學生開展相關講座，與企業開展聯合認證。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講座，主要包括工控軟件在電力及石化等行業的典型應用。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力控軟件工程師認證證書。

4）仿真實驗+實際的系統設計實驗，培養綜合能力。開發的實驗包括仿真和實際的系統設計實驗。仿真實驗讓學生模擬工業現場的情況，用軟件編程實現現場監控的仿真，掌握工控軟件基本功能。實際的系統設計實驗讓學生利用實驗室現有的過程控制裝置及智能儀表進行編程，實現真實對象的現場監控（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，學生對工業現場的監控系統就有了較為直觀的感受。

5）改革考核方法，提高教學質量。由于工控軟件及其應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計的質量。通過對學生進行綜合考評，體現了一定的公平性、靈活性、客觀性。另外，根據幾年的教學累計，本課程建立了試卷庫，期末考試從試卷庫抽取試題。

實驗環節改革 本課程有一半學時為實驗環節，為更好地增強實驗教學效果，建設實驗教學和實驗室管理網絡信息平臺，主要包括以下功能。

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

2）實驗教學系統化。學生通過網站上的實驗室簡介、相關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，通過課程網站進行預習、準備、下載訓練內容和相關應用軟件。教師還設計制作出適合開放教學的基于網絡的多媒體系列課件，包括PPT課件、視頻課件、Flash自主播放型課件、網絡課程系統軟件等。教師可以通過網絡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，充分發揮學生在教學中的主體作用。

3）實驗教學網絡互動化。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網絡平臺，為學生提供多種形式的網絡教學。在這個平臺上，涵蓋了該課程相關的全部信息，如課程PPT、上機指導等，學生通過該平臺可以在網上與教師展開交流、咨詢答疑等。通過現代教學手段的采用，節約了課堂教學時間，使課堂教學更加豐富多彩，課堂教學的信息量大大增加。特別是通過網上輔導答疑，教師能動態掌握學生的學習情況，便于及時調整教學進程和教學內容。多數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

1）完善制度保障，鼓勵教師從事教學工作。在現有教學管理機制基礎上，從教師培訓、交流互通、人才激勵、教學過程評價、持續改進等方面制定新機制，激發教學工作熱情，吸引優秀教師加入教學隊伍，促進教學內容與方法改革。建立完善的職稱培養目標體系，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制度，抓緊做好青年教師的培養和提高工作，制定年度青年教師培養目標，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）優化隊伍結構。從專業、學歷、職稱、年齡等方面優化師資隊伍結構，并通過校企人才交流互通機制，以聯合開課、合作實施實踐教學、聯合申報項目等多種形式，聘請企業工程經驗豐富的工程技術和管理人員擔任兼職教師。定期組織教師進入企業，輪崗培訓，積累工程實踐經驗，提高工程實踐素質，提高教學隊伍的業務素質。

通過落實與國外高?；ピL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外教學、學術活動，每位教師至少參加一次國內交流活動，增強與教育機構聯系，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　結語

中國計量大學自動化專業依托“控制科學與工程”一級學科、“儀器科學與技術”浙江省重中之重學科，2003年獲批碩士學位授予權，2005年入選浙江省重點學科，2010年獲批控制工程領域專業碩士授予權，其定位是工程研究應用型?！肮た剀浖捌鋺谩弊鳛橐婚T專業課，課程內容廣泛，包含許多工控理論知識和軟硬件產品知識，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、實驗環節、教師隊伍建設三個方面進行相關的改革與探索，并取得一定的效果?！?/p>

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

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

［4］張冬敏.高校課程設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）。