高職組態軟件技術課程現狀及教學改革

摘? 要：從服務智能制造的角度，介紹了國內外組態軟件技術的發展現狀，分析了高職組態軟件技術課程的教學任務，以及在當前教學實施中出現的幾個問題。結合我國智能制造行業的發展需求，提出了課程教學內容、教學方法以及考核機制等一系列教學改革舉措。實踐表明，這些方法有效地提高了教學內容的應用性以及學生的學習興趣，有效地解決了教學難點，提升了教學效果。

關鍵詞：組態軟件? 教學改革? 智能制造? 高職教育

中圖分類號：G712 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）11（c）-0165-02

1? 工業組態軟件為智能制造注入新動能

制造業是一個國家的經濟主體，是立國之本和強國之基。我國當前處于新一輪科技革命以及產業變革中，發展具備國際競爭力和一流科技含量的制造業，是實現制造業由大變強，以及提升整體綜合國力、保障國家安全、建設世界一流強國，而迫切需要完成的戰略任務。2015年，以“智能制造”為主攻方向的《中國制造2025》公布，這是我國實施制造強國戰略的行動綱領，是制造強國戰略落地的重要舉措，是我國制造業緊跟世界發展趨勢、實現轉型升級的關鍵所在[1]。

工業組態軟件在智能制造落地的過程中，將扮演十分重要的角色。在以網絡化、智能化為代表的全球新一輪工業化競爭中，工業組態軟件的地位得到重新確立，從最初的制造業信息化輔助工具，到作為推動工業智能化升級轉型的推進器，智能制造時代的工業軟件將很大程度地改變生產、制造和現代工業管理模式，毫無疑問地成為全球新工業革命的重要推動技術。與此同時，智能制造時代反過來也對組態軟件提出了一系列新的挑戰，在智能化工業的發展推動下，工業組態軟件必須擁有更加強大、穩定的性能和兼容性，來應對結構復雜、門類眾多的復雜生產過程，這也意味著組態軟件必將成為衡量現代企業軟能力的重要指標[2]。

2? 組態軟件技術的特點與發展趨勢

組態軟件產品大約在20世紀80年代中期在國外出現，在中國也已有將近20年的歷史。早在80年代未90年代初，有些國外的組態軟件如ONSPEC、PARAGON等就開始進入中國市場。

組態軟件的前身是簡潔、可視化的監控軟件，之后朝著兩個方向發展，其一支持續改進，成為目前較為完善的監控體系軟件。與此同時，它的另外一支則超越監控的功能，朝著包含網絡化、智能化等自動化控制功能發展，并集成比較高級的監控范疇，比如智能制造體系中的制造執行系統（MES），其重要構成部分就是組態軟件。

目前我國工業環境下的組態軟件按廠商劃分大致可以分為3類，即國外廠商提供的專業軟件產品、中外硬件或系統廠商合資或合作提供的產品，以及完全國內自行開發的國產化產品。

國外產品中，美國Wonderware公司最早推出的16位Windows環境下的InTouch軟件，堪稱組態軟件之父，曾在國際市場上獨占鰲頭。隨后，澳大利亞CIT公司推出CITECH，可以算得上是組態軟件中的后起之秀，以其精致漂亮的人機界面，迅速占領世界工業領域。近些年，CIT公司采用直銷方式在中國迅猛發展，在許多工業發達城市建有辦事處，主要業務涵蓋市場銷售、技術支持以及項目開發。CITECH軟件的主要產品包括32位和64位Windows版，與InTouch相比，除了界面美觀外，其使用的方便性和圖形化組件還有待進一步改進。

隨著智能制造的持續推進，國產組態軟件也正在逐漸成為工業領域的一支生力軍，目前，具有一定市場份額和影響力的品牌主要有組態王、MCGS、力控、天工、虎翼、ControlX等。商業公司之外，國內一些高校和研究所，甚至很多個人開發者也積極投身于組態軟件產品的研究。相比進口軟件，國產組態軟件在價格競爭上具有一定的優勢，但總體來說，由于投入資金缺乏，軟件工程的系統組織性薄弱，因此軟件商品化的程度還比較差。當前國產組態軟件大都應用于一些小規模、非關鍵性的項目中。

3? 組態軟件技術課程的改革分析與實施

目前高職工科類的組態軟件課程，主要是在自動化專業中，有機電一體化技術專業、智能控制技術、工業機器人技術等專業[3]。大都開設于第5學期，在學完PLC、傳感器技術、運動控制等專業課后，運用組態軟件將各部分組合，構建較為完整的自動控制系統。

目前的教學內容，主要包括3個部分：一是設備連接與變量映射;二是界面設計;三是邏輯程序設計。

目前組態軟件技術課程教學的主要問題主要有兩個方面：一是項目或任務教學不足，特別是與智能制造的實際項目結合不緊密。二是學生考核和評價機制沒有過程化，導致相當部分學生興趣不高，壓力不大，得過且過，課堂效率不高[4]。

此次教學改革過程中采用項目教學和模塊化課程設計方法對現有知識點進行項目包裝，對技能點進行模塊化，再對教學內容進行細致分解，明確每次課的教學目標，以及教學重難點。對改革前的教學內容進行增刪改查，并對課程積極進行在線資源建設，力爭實現教學活動線上線下相結合，尤其是對教學內容中的重難點，輔助進行課前線上預習、課后線上練習，以強化教學效果。添加大量校企合作、技能競賽等各種實際工程項目案例，以及現場教學視頻等案例資源，拓寬學生的專業視野。

改革前，組態軟件技術課程，一般以平時成績加考試成績兩部分綜合評分的形式來完成，以期末考試成績為主，占到6～7成，平時練習成績為輔。平時練習成績還包括考勤、課堂表現等。這種考核模式帶來的問題是學生學習主動性不高，課堂死板，缺少活力，項目完成率較低，學生往往采用考試前1～2個星期進行突擊學習，知識不理解、技能不熟練，考試結束不久便忘得干干凈凈，從而導致教學效果不佳。

針對以上問題，引入學生自評和學生互評環節，引入過程考核理念，將考核環節分解為課中、課后。課程教學中，主講教師公布項目的評分細則，并要求學生能獨立完成規定項目，完成后自己依據評分細則進行評分，為保證公平，以及評分準確，課堂教學結束前，教師隨機抽查學生提交的項目文件和評分表。課后，教師在教學平臺上布置訓練任務，學生同樣需要獨立完成。項目完成后，學生用手機錄制操作小視頻，并上傳到教學平臺，由班上其他學生對作品進行點評并點贊，教師從中選取準確且詳細的點評評為優秀點評并加分，也對得贊較多的前5位同學進行加分，加分人數可根據班級人數靈活確定，但最好不要超過班級人數的3成，以達到激勵學生學習積極性的效果。

4? 結語

自組態軟件課程實施教學改革以來，通過教學內容、教學方法、考核機制等的各類改革措施，將知識技能和實際項目有機結合，利用在線教學平臺，進行線上課程的建設，實現了課程的線上線下立體教學，沒有時間和空間限制，學生課前能觀看相關視頻和資料，提前對教學難點有了感性認識，也提高了學習興趣，降低了學習難度。課后，在線課程能幫助學生舉一反三，溫故而知新，很好地提高了學生的學習信心與實踐能力。經過一年多的教學改革，該課程的教學效果提高十分顯著，教師和學生的信心和興趣都得到了極大的提升。

參考文獻

[1] 國務院.中國制造2025[M].北京：人民出版社，2015.

[2] 趙亞楠.亞控科技：自主創新，實現工業軟件智能化[J].自動化博覽，2018，35（8）：36-37.

[3] 周國棟.融入工匠精神培養的工科專業人才培養改革[J].科技資訊，2019，17（12）：144-145.

[4] 周國棟.自適應學習對高職課程改革的思考[J].科技資訊，2019，17（13）：102-103.