基于项目化教学的《工业网络和组态控制技术》课程改革

摘要：在文章中，将《工业网络和组态控制技术》课程的项目化教学改革作为重点研究内容，针对教学情境设计、教学内容、方法以及考核方式的深化改革展开了重点研究与分析，希望为课程项目的全面改革提供有价值的参考依据。

关键词：项目化教学；《工业网络和组态控制技术》课程；改革路径；研究

《工业网络和组态控制技术》课程是专门为机电一体化、电子信息工程技术以及计算机控制技术等相关专业所开设的专业性基础课程。基于现代工业自动化的快速发展，借助上位机软件以及触摸屏，即可在自动化网络的协助下，实时管理生产现场，以达到实时管理与控制的目标。在《工业网络和组态控制技术》课程中，主要的学习内容就是组态软件、工业网络以及触摸屏，能够使学生对现代工业控制以及数据管理等方面的知识形成系统化地了解与掌握。由此可见，深入研究并分析基于项目化教学的《工业网络和组态控制技术》课程改革具有一定的现实意义。

一、《工业网络和组态控制技术》课程教学情境的设计

在《工业网络和组态控制技术》课程开设前，对相关学院的校企合作企业以及行业进行了调查与走访，同时也邀请了企业与行业的专家学者，对《工业网络和组态控制技术》课程的项目设置进行了协商与探讨[1]。在分析典型工作任务的基础上，选择五项代表性较强的工作任务，在整合的基础上，了解《工业网络和组态控制技术》课程学习情境。而这五种学习情境的内容则是循序渐进的，将工业网络与人机界面设计内容几乎全部涵盖。

在《工业网络和组态控制技术》课程项目化教学的过程中，主要的学习情境为：两站电机控制系统、机械手监控系统、自动化生产线监控系统、机械手搬运与分拣监控系统、水塔监控系统。

在两站电机控制系统教学的过程中，主要的学习内容就是将两站电机控制系统当做重要的载体，并对MCGS组态软件应用的方式形成有效地了解并灵活运用。与此同时，要求学生对软件安装的方法、画面的设计与动画连接等技能予以熟练地掌握。另外，要能够合理地使用系统程序编制的方法，可以设计以太网通信，保质保量地完成调试任务。此项目教学的学时设置为10个学时。

在机械手监控系统教学的过程中，主要的教学载体就是机械手监控系统，使学生能够对MCGS组态软件基本应用加以熟悉和了解，并熟练掌握软件安装的方式保证机械手程序编制方法应用的正确性。此项目教学的学时设置为10个学时[2]。

在自动化生产线监控系统教学的过程中，将自动化生产线监控系统当做重要载体，对MCGS组态软件的使用方式形成系统化认知，对自动化生产线监控系统的画面制作方式加以了解，并能够合理地完成PPI网络通信任务，对此系统设计以及调试的方法形成有效地掌握。此项目教学的学时设置为14个学时。

在机械手搬运与分拣监控系统教学的过程中，应将型号为 设备作为主要载体，同样要对MCGS组态软件应用的方式加以了解，并对西门子型号为 的编程软件安装以及使用予以全面掌握，了解与 接口设备相关的专业知识，对设备组态连接的方式加以了解，并能够灵活设计触摸屏画面，采取必要的调试方法。此项目教学的学时设置为10个学时。

在水塔监控系统教学的过程中，最主要的载体就是水塔水位监控系统，能够对MCGS组态软件基本应用进行有效地巩固[3]。与此同时，要对实时报表与历史报表制作的具体方法进行熟练地掌握，能够灵活制作实时曲线以及历史曲线。此外，要求学生对报警参数设置和实时修改的方法进行合理地运用，最终实现仿真调试的主要目标。此项目教学的学时设置为16个学时。

二、《工业网络和组态控制技术》课程教学方式与方法的改革策略

在《工业网络和组态控制技术》课程改革的过程中，将项目化教学模式引入其中，并且在五个不同的学习情境当中融入了工业控制网络与人机界面技术知识内容。其中，在各学习情境当中再次细化成多个子情境，这样一来，在学生学习的过程中，即可有效地融合理论知识与实践技能操作两方面内容。而课程的主要内容则选择使用的是西门子工业自动化网络与组态控制技术案例[4]。

在《工业网络和组态控制技术》课程课堂教学的过程中，将教中学与学中做的方式引入其中，不仅便于教师课堂教学进度的有效把握，而且还能够有效地增强教学的质量与效果，使得学生参与到课堂教学活动中的积极性得以增强。另外，在设置子情境的过程中，需要对学生自身的认知以及接受特点进行综合考虑，并借助搭积木方式构建学习情境。而学生处于简单学习情境的过程中，可以完成两站电机控制系统知识的学习，并系统化地认知了解工业控制网络以及人机界面系统设计内容。在整個过程中，需严格遵循知识内容循序渐进的基本原则，在完成五个学习情境的学习任务以后，学生即可熟练地掌握相应的专业技能，并且对工控网络的结构以及人机界面组态的认识程度也实现了全面提升。

三、《工业网络和组态控制技术》课程考核形式的改革策略

在《工业网络和组态控制技术》课程长期教学的过程中，笔试是主要的考核方式。但由于这种考核方式缺乏灵活性，所以难以与现代学生学习特征相适应[5]。而在项目化教学模式引入《工业网络和组态控制技术》课程中以后，则会借助项目化考核形式，将日常学习作为考核的重点，以保证学生学习的质量与效率得以全面提升。目前，在《工业网络和组态控制技术》课程项目化教学的过程中，可以对学生进行分组，随后开展实训工作，两名学生为一组，并在完成一项学习情境后接受专业考核，将其当做学生平时的学习成绩。而在期末考试的时候，同样要将项目考核方式作为主要考核手段，有效地替代原有笔试形式。这样一来，即可确保学生学习的积极性得到全面调动，并且不断优化其自身的专业技能水平。

结束语：

综上所述，在《工业网络和组态控制技术》课程改革的过程中，有效地整合了工业控制网络与人机界面组态技术两门不同课程的资源内容，并且合理地设置出五个不同的学习情境。在这种情况下，能够有效地结合工控网络技术和组态技术，在学生参与训练的过程中，能够有效地创建西门子工业自动化网络以及人机界面系统。由此可见，将项目化教学模式引入到《工业网络和组态控制技术》课程具有一定的可行性，不仅能够培养学生的专业能力，同样也实现了课程教学的目标。

参考文献：

[1]谭燕.基于项目化教学的《工业网络和组态控制技术》课程改革[J].丝路视野，2016（23）：112-113.

[2]张学辉.基于以太网和现场总线的工业控制网络实训系统设计[J].自动化仪表，2017（3）：41-43.

[3]陈孟元，郎朗.工业控制网络与组态技术在可编程控制器教学中的交互应用研究[J].实验技术与管理，2013（6）：129-131，135.

[4]许子先，罗建，孟楠， 等.工业控制系统组态软件安全研究[J].信息网络安全，2017（7）：73-79.

[5]宋怡霖，陈新楚，郑松.对角递归神经网络在控制系统中的应用现状分析[J].电气自动化，2016（2）：41-43，68.

作者简介：莫姣荣 ，女（1985.1——）壮族，广西南宁人，讲师/工程师，硕士，研究方向：自动控制系统设计与编程。