詹昌義

摘 要 文章根據(jù)“組態(tài)軟件技術”課程的教學任務要求，通過現(xiàn)有的實驗實訓設備條件，結合PLC和現(xiàn)場總線相關課程，探討如何設計切實可行的課程項目教學案例，以及課程教學案例教學過程中理論與實踐一體化的實施方法。同時，文章還對課程的過程考核方式也進行了分析與研究。

關鍵詞 組態(tài)軟件 PLC 教學案例

中圖分類號：G424文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.01.046

Design and Application of the Teaching Case of "Configuration Software Technology" Course in Higher Vocational Colleges

ZHAN Changyi

（Anhui Institute of Career Academy， Tongling， Anhui 244000）

Abstract This paper discusses how to design and implement a practical course project teaching case， and the integration of theory and practice in the course of teaching case study. At the same time， the article also analyzes and studies the process of the curriculum evaluation method.

Key words configuration software; PLC; teaching case

0 概述

隨著工業(yè)自動化水平的迅速提高，計算機在工業(yè)領域的廣泛應用，人們對工業(yè)自動化的要求越來越高，種類繁多的控制設備和過程監(jiān)控裝置在工業(yè)領域的應用，使得傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件已無法滿足用戶的各種需求。通用工業(yè)自動化組態(tài)軟件的出現(xiàn)為解決上述實際工程問題提供了一種嶄新的方法，因為它能夠很好地解決傳統(tǒng)工業(yè)控制軟件存在的種種問題，使用戶能根據(jù)自己的控制對象和控制目的的任意組態(tài)，完成最終的自動化控制工程。組態(tài)軟件，又稱組態(tài)監(jiān)控軟件系統(tǒng)軟件，即Supervisory Control and Data Acquisition（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制），它是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件。它們處在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件的應用領域很廣，可以應用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領域。

“組態(tài)軟件技術”課程是高職電類專業(yè)的專業(yè)課，是一門以應用為主的工程應用類課程。本課程的學習內(nèi)容是工業(yè)控制網(wǎng)絡基礎系統(tǒng)中的一個組成部分，是工業(yè)自動化工程項目中數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)的軟件平臺，可對所監(jiān)視的工業(yè)自動化過程中的各種資源進行配置、處理數(shù)據(jù)報警和系統(tǒng)報警、提供報表輸出、提供腳本供二次開發(fā)等。通過本課程的學習，使學生基本掌握一種組態(tài)軟件的應用技術，并能應用所學知識進行工業(yè)控制系統(tǒng)過程可行性、可視化的設計，為在工業(yè)自動化過程以及其他領域的監(jiān)控、檢測過程中的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控應用打下良好的基礎。同時，“可編程控制器與應用”、“組態(tài)軟件技術”、“現(xiàn)場總線技術”這三門課程是將工業(yè)控制網(wǎng)絡系統(tǒng)為對象而展開研究的，因此在課程教學過程中要注意它們之間的協(xié)調(diào)和連貫。本文通過分析案例教學的特點，結合目前高職院校實驗實訓設備的普遍現(xiàn)狀以及高職學生的特點，設計切實可行的教學案例，探討“組態(tài)軟件技術”課程的理論與實踐一體化教學以及案例項目的過程實施。

1 “組態(tài)軟件技術”課程可行性教學案例的設計原則

案例教學是由美國哈佛法學院前院長克里斯托弗·哥倫布·朗代爾于1870年首創(chuàng)，并從美國迅速傳播到世界許多地方，被認為是代表未來教育方向的一種成功教育方法。鑒于案例教學的特點，在“組態(tài)軟件技術”課程教學中進行案例設計，需要遵從以下幾個原則：

首先，案例設計以明確的教學計劃為前提。在“組態(tài)軟件技術”課程教學中，要根據(jù)電類專業(yè)的需求制定明確的教學計劃，主要包括教學任務要求、教學目的、具體的教學效果和對案例教學過程的整體設計及其實施過程控制。教學計劃來源于教學大綱，案例、教材與教學計劃互相聯(lián)系，共同反映教學任務內(nèi)容。因此，案例選取時，內(nèi)容可能需要進一步加工，使之滿足教學內(nèi)容的需要。

其次，在教學案例的設計中，要選擇適合的案例，使案例具有典型性、針對性、實用性、先進性和可行性。所有的案例設計都是為滿足“組態(tài)軟件技術”課程的教學目的編寫的，因此選擇案例一定要考慮案例的著眼點。案例的來源可以是工業(yè)企業(yè)的典型控制應用，比如某過程控制系統(tǒng)的監(jiān)控，也可以是日常生活中很常見，比如路口交通燈控制、停車場車位監(jiān)控、道路車流量控制等等。

再次，教學案例的設計符合教室、實驗實訓設備的要求?！敖M態(tài)軟件技術”課程的實踐性和操作性比較強，在案例教學過程中的班級不宜過大，因為學生人數(shù)太多會影響討論的效果;教學過程中要充分利用板書、多媒體投影、電子教室、活動掛布等各種輔助設施;實驗實訓設備須夠用，盡量保證每人擁有相應的設備器材。

最后，教學案例的設計要考慮高職學生的特點。高職學生的學情特點為理論基礎普遍薄弱，對感興趣的東西學習積極性較高，而對于內(nèi)容枯燥的內(nèi)容則學習效率較低。因此，在案例的設計中要注意所選案例的內(nèi)容與學生實踐經(jīng)驗的關聯(lián)性。

2 可行性教學案例設計實例及教學過程實施

下面以“基于組態(tài)王Kingview6.53和PLC的四路搶答器控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)”案例為例，闡述“組態(tài)軟件技術”課程教學案例設計的可行性及教學過程實施。

2.1 案例背景

現(xiàn)有的實訓設備為THPFSL-2型可編程控制器技能實訓裝置，本案例中硬件配置如表1：

表1

設備外形圖及搶答器實訓掛件面板如圖1：

圖1 實訓臺外形圖

圖2 搶答器實訓掛件面板

該教學案例的選取貼近生活，因為競賽娛樂節(jié)目中經(jīng)常有搶答器的使用，在前期課程的教學中也進行過搶答器PLC控制系統(tǒng)的設計（如圖2所示），學生對此不陌生，難度也不大，易于接受，在該實訓設備上能夠實現(xiàn)課程教學內(nèi)容的實施。案例設計符合實用性、針對性等原則，切實可行。

2.2教學過程實施

教學過程中采用理實一體化教學的步驟，實現(xiàn)對四路搶答器控制系統(tǒng)的控制要求進行分析，引導學生思考回顧該控制系統(tǒng)的PLC硬件I/O接線圖，PLC程序設計，PLC控制系統(tǒng)的仿真與調(diào)試等項目任務。在完成上述內(nèi)容后進一步講解組態(tài)王軟件的基本操作以及本案例中組態(tài)軟件的知識點，主要有：組態(tài)王軟件的安裝步驟，軟件界面概述，組態(tài)一個工程項目的步驟，工程管理器，工程瀏覽器，變量定義與管理，I/O設備管理，創(chuàng)建組態(tài)畫面動畫鏈接等等。

在相應的知識點講解演示過程中，不時針對知識點提出相關的問題讓同學們思考，使他們帶著問題學習，教學過程中將學生應知應會的理論知識融入到具體的案例教學項目中，以案例為載體，以項目任務為驅動，使學生在“教中學，學中做，做中學”。案例教學實現(xiàn)了理實一體教學，提升學生的學習興趣，幫助學生提高動手技能，自學能力、創(chuàng)新能力以及崗位能力等各項素質(zhì)。

通過該案例的教學，最終形成與實驗掛件相匹配的組態(tài)監(jiān)控畫面，如圖3。雖然畫面簡單，但是教學過程完全滿足了教學任務的要求，當搶答器PLC控制系統(tǒng)模塊在運行時，計算機的組態(tài)畫面能夠實時監(jiān)視，同時也可以直接在組態(tài)畫面上對搶答器PLC控制系統(tǒng)模塊的實時控制，實現(xiàn)了監(jiān)控一體化。當然，這時可以進一步要求學有余力的同學對組態(tài)監(jiān)控畫面進行完善，使畫面更逼真，功能更符合實際。

圖3 搶答器控制系統(tǒng)控制組態(tài)界面

案例教學項目的考核采用步進式考核方式，將考核貫穿于與任務的實施過程中，評價的手段和形式應多樣化，將過程評價與結果評價相結合，定性與定量相結合，充分關注學生的個性差異，發(fā)揮評價的啟發(fā)激勵作用，增強學生的自信心，提高學生的實際應用技能。最后在小組和教師都完成工作案例任務總結以后，各小組必須對自己的工作崗位進行“整理、整頓、清掃、清潔、安全、素養(yǎng)”等“6S”處理，歸還所借的工量具和實習工件，培養(yǎng)學生的職業(yè)能力與職業(yè)素養(yǎng)。

在案例的教學中主要采用如下教學方法與手段：演示法、討論法、實踐教學法、實訓作業(yè)法等。

課程的組織形式與方法參照工作過程來完成，體現(xiàn)出教學過程的“咨詢、決策、計劃、實施、檢查、評價”六個步驟，采用合理的教學手段。豐富的教學方法和手段，激發(fā)了學生的學習熱情和興趣，增強了學生的感性認識，教學實施過程取得了很好的教學效果。

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2.3 案例教學實施效果總體評價

對案例教學實施效果總體評價可以分為兩種途徑：一是讓學生評課對學生進行教學評價。通過學生對案例任務的理解、分析以及解決實施的情況，發(fā)現(xiàn)該案例項目的教學目標達成程度。通過對教學實施效果的多元量化考核，以便讓學生能夠不斷看到自己的進步與提升以及今后的學習目標，進而培養(yǎng)其學習的主動性和積極性。二是教師對案例教學實施過程的自我分析。通過教學課后記的方式，回顧案例教學目標的完成度、學生學習中的積極性、學生學習主體性的發(fā)揮、學生對案例知識點內(nèi)容的領悟程度以及案例實施過程中師生互動情況，通過分析，不斷地歸納、總結，進一步完善和創(chuàng)新案例。

3 結論

案例教學法是一種以學生為主體的教學方法，可以提高學生綜合利用專業(yè)知識發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題的能力，具有實踐性較強的特點，很符合高職專業(yè)的教學特點。案例教學過程鼓勵學生獨立思考，引導學生變注重知識為注重能力，重視師生之間的雙向交流，因此，案例教學在“組態(tài)軟件技術”課程教學中是可行的，也是必要的?！敖M態(tài)軟件技術”可行性教學案例的設計與教學應用，可以避免大部分教材中枯燥的說明書式軟件介紹，使學生在學習過程中以實踐案例任務的過程為中心，而不是以書本學習為主要學習形式，讓學生可以在一定程度的實踐基礎上建構所需的理論知識?？傊哂锌尚行缘慕虒W案例的設計與應用可以使該課程的教學成效得以提升。

基金項目：安徽工業(yè)職業(yè)技術學院2013院級質(zhì)量工程項目，基金項目號：2013jxyj13

參考文獻

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