技工院校工控編程軟件課程教學(xué)改革的實踐與探索

孫勤

摘 要：隨著工業(yè)4.0和中國制造2025的到來，熟練掌握工控編程軟件的高技能人才越來越受到企業(yè)的歡迎。在對工控編程軟件崗位能力需求分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，確定了工控編程軟件課程“三會”的能力培養(yǎng)目標(biāo)，并通過課堂實踐總結(jié)了仿寫學(xué)習(xí)階段、改寫應(yīng)用階段、遷移應(yīng)用階段的具體方法和要求，取得了較好的實踐效果，為工控編程軟件課程的教學(xué)改革提供了一些建議和參考。本文對此進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：工控編程軟件課程 教學(xué)改革實踐 “三會”能力

課 題：江蘇省教育科學(xué)‘十二五規(guī)劃立項課題《工學(xué)結(jié)合一體化背景下高職學(xué)生學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變的研究》階段性成果，課題批準(zhǔn)文號：D/2013/03/066。

隨著工業(yè)4.0和中國制造2025的到來，制造業(yè)正在向著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向快速發(fā)展，熟練掌握各種工業(yè)控制編程軟件的高技能人才將會越來越受到企業(yè)的歡迎。在此背景下，各技工院校的重點專業(yè)紛紛開設(shè)單片機、PLC 、UG、FeatureCAM 、Catia、Cimatron、Mastercam、Pro/E、DCS等工業(yè)控制編程課程。

一、工控編程軟件課程現(xiàn)狀

雖然各技工院校在大力開展一體化課堂教學(xué)改革，努力提高課堂教學(xué)質(zhì)量，但工控編程軟件課程的教學(xué)效果總體不太理想。究其原因主要有以下三個方面：一是工控編程軟件大多使用高級語言，如C++， .net、VB、PLC，而不管什么類型的編程語言都是由指令和編碼組成的，枯燥、難記、難懂、難學(xué)。二是要學(xué)好工控編程軟件，學(xué)生既要了解硬件知識即芯片功能、引腳、輸入/輸出、接口、通訊等，又要掌握相應(yīng)軟件的開發(fā)步驟、程序設(shè)計方法、命令、語句、函數(shù)等，知識量大，難學(xué)、難掌握。三是工控編程軟件的核心是編程，要學(xué)好編程需要掌握一定的算法和融會貫通的能力。技工院校的學(xué)生大多理論和技能基礎(chǔ)較弱，又欠缺分析問題和解決問題的能力，總體來講學(xué)習(xí)效果不理想。

二、工控編程軟件崗位能力需求分析

通過市場調(diào)研和對已就業(yè)學(xué)生的崗位能力分析發(fā)現(xiàn)，技工院校學(xué)生畢業(yè)后大多從事工業(yè)控制生產(chǎn)一線的工作，大多數(shù)情況下不需要獨立編寫程序，而是根據(jù)控制功能的需要對已有的程序進(jìn)行改寫，改寫的內(nèi)容往往只是增加或刪減部分語句，甚至只需要調(diào)整幾個參數(shù)，整體程序的算法、流程和設(shè)計思路并不需要調(diào)整，因此改寫程序和調(diào)試程序的難度不太大。

基于工控編程軟件崗位能力分析，結(jié)合技工院校學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，在工控編程軟件課程實踐教學(xué)中，確定了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)目標(biāo)為“三會”，即“會仿、會改、會用”。會仿，即學(xué)生通過學(xué)習(xí)能掌握工控編程軟件指令、語句、函數(shù)的使用格式和要求，并能通過模仿例題自主編寫程序。會改，即學(xué)生能根據(jù)控制功能的不同，靈活地借鑒經(jīng)典例題和實際案例，有選擇地改寫程序以滿足實際功能需求。會用，即學(xué)生能靈活地運用所學(xué)知識和積累的經(jīng)驗解決工業(yè)控制中的實際問題。

三、工控編程軟件課程教學(xué)實踐

對學(xué)生“三會”能力的培養(yǎng)分為三個階段，由淺入深、循序漸進(jìn)。

1.仿寫學(xué)習(xí)階段

熟練掌握工控編程軟件的語法格式和書寫規(guī)范是編程的基本能力。工控編程軟件的語句和函數(shù)都有嚴(yán)格的語法規(guī)定，要想學(xué)好語法不是件容易的事情。通過課程實踐，筆者發(fā)現(xiàn)模仿學(xué)習(xí)是比較有效的一種學(xué)習(xí)方法。模仿學(xué)習(xí)是指在學(xué)習(xí)過程中教師先進(jìn)行例題講解指出語法格式和具體要求，學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上對所講例題進(jìn)行仿寫，根據(jù)仿寫能力的遞進(jìn)，進(jìn)行開卷仿寫和閉卷仿寫兩個階段。開卷仿寫，即首先指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行復(fù)制仿寫，讓學(xué)生將例題一模一樣地仿寫出來，使學(xué)生了解所需掌握語句的格式和語法規(guī)范。然后布置開卷仿寫，需要注意的是，給出的仿寫任務(wù)要和例題基本相似。此階段的主要目的不是求難度，而是讓學(xué)生熟悉程序規(guī)范和語法格式。閉卷仿寫，即在開卷仿寫的基礎(chǔ)上，布置學(xué)生進(jìn)行閉卷仿寫。閉卷仿寫任務(wù)所使用的語句要和例題一樣，目的是使學(xué)生在沒有參考的基礎(chǔ)上獨自編寫程序。通過閉卷仿寫，學(xué)生能夠充分了解自己對語句的掌握和熟練程度，更容易找出自己存在的問題，能進(jìn)一步鞏固所學(xué)語句的使用規(guī)則。

2.改寫應(yīng)用階段

在實際崗位實踐中，柔性生產(chǎn)線的控制程序都已經(jīng)事先由軟件生產(chǎn)商提供，學(xué)生所要做的只是根據(jù)不同的功能需求對程序進(jìn)行改寫。改寫一般不需要改變原程序的整個框架，只需要對新增功能增加語句和函數(shù)，對不需要的功能刪減語句和函數(shù)，或者對某些參數(shù)進(jìn)行修改，比如尺寸大小、時間設(shè)置的長短，循環(huán)次數(shù)的多少等。程序改寫的要求比較簡單，但要求準(zhǔn)確。

（1）培養(yǎng)讀程序的能力。要想提高學(xué)生讀程序的能力，最好的辦法是多寫、多看、多積累。教師要提供盡可能多的程序給學(xué)生看，布置較多的程序編寫任務(wù)，讓學(xué)生在讀程序和寫程序的過程中積累讀程序的能力。但要注意的是，教師所提供的程序和所布置的任務(wù)要密切聯(lián)系生產(chǎn)實際，密切聯(lián)系崗位需求。

（2）培養(yǎng)改寫程序的能力。學(xué)生具有較好的讀程序能力后，在閱讀原程序時能較快速和準(zhǔn)確地理清程序的主體結(jié)構(gòu)、主要模塊、主要函數(shù)、主要功能，能根據(jù)改寫要求準(zhǔn)確地定位改寫位置并正確改寫。此階段教師要布置多種類型的改寫任務(wù)，如增加型；刪減型；修改參數(shù)型。無論是增加型、刪減型還是修改參數(shù)型，對程序的改寫都要準(zhǔn)確，都要圓滿實現(xiàn)控制功能的要求。

3.遷移應(yīng)用階段

要使所培養(yǎng)的學(xué)生就業(yè)后能熟練使用工業(yè)控制軟件解決可能遇到的各種問題，教師一定要在課堂中重視學(xué)生綜合職業(yè)能力的培養(yǎng)，尤其是遷移能力的培養(yǎng)。遷移能力的培養(yǎng)可以通過以下幾個步驟進(jìn)行。

（1）溫故知新。指導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)已經(jīng)掌握的語法、函數(shù)、經(jīng)典程序，在復(fù)習(xí)鞏固的過程中不斷加深新的理解和體會，從而不斷地有新的體會和收獲。

（2）舉一反三。指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)一個語句、程序后，從一件事情類推而知道其他許多事情。通過一個例題能夠解決與其相似的問題。挖掘新舊知識的聯(lián)系。所選事例要有典型性，使學(xué)生通過模仿可以舉一反三；要有實用性，使學(xué)生能夠解決實際問題；要循序漸進(jìn)，模仿、遷移、實踐各階段的實例都要設(shè)計合理、科學(xué)，既符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律及知識基礎(chǔ)，又要緊密聯(lián)系實際，貼近實際、貼近生活、貼近企業(yè)。

總之，要想提高工控編程軟件課程的教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生運用工控軟件解決實際問題的能力，還需要在學(xué)生的學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)評價等多方面進(jìn)行實踐和探索。

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（作者單位：江蘇省鹽城技師學(xué)院）