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摘 要：从服务智能制造的角度，介绍了国内外组态软件技术的发展现状，分析了高职组态软件技术课程的教学任务，以及在当前教学实施中出现的几个问题。结合我国智能制造行业的发展需求，提出了课程教学内容、教学方法以及考核机制等一系列教学改革举措。实践表明，这些方法有效地提高了教学内容的应用性以及学生的学习兴趣，有效地解决了教学难点，提升了教学效果。
关键词：组态软件 教学改革 智能制造 高职教育
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）11（c）-0165-02
1 工业组态软件为智能制造注入新动能
制造业是一个国家的经济主体，是立国之本和强国之基。我国当前处于新一轮科技革命以及产业变革中，发展具备国际竞争力和一流科技含量的制造业，是实现制造业由大变强，以及提升整体综合国力、保障国家安全、建设世界一流强国，而迫切需要完成的战略任务。2015年，以“智能制造”為主攻方向的《中国制造2025》公布，这是我国实施制造强国战略的行动纲领，是制造强国战略落地的重要举措，是我国制造业紧跟世界发展趋势、实现转型升级的关键所在[1]。
工业组态软件在智能制造落地的过程中，将扮演十分重要的角色。在以网络化、智能化为代表的全球新一轮工业化竞争中，工业组态软件的地位得到重新确立，从最初的制造业信息化辅助工具，到作为推动工业智能化升级转型的推进器，智能制造时代的工业软件将很大程度地改变生产、制造和现代工业管理模式，毫无疑问地成为全球新工业革命的重要推动技术。与此同时，智能制造时代反过来也对组态软件提出了一系列新的挑战，在智能化工业的发展推动下，工业组态软件必须拥有更加强大、稳定的性能和兼容性，来应对结构复杂、门类众多的复杂生产过程，这也意味着组态软件必将成为衡量现代企业软能力的重要指标[2]。
2 组态软件技术的特点与发展趋势
组态软件产品大约在20世纪80年代中期在国外出现，在中国也已有将近20年的历史。早在80年代未90年代初，有些国外的组态软件如ONSPEC、PARAGON等就开始进入中国市场。
组态软件的前身是简洁、可视化的监控软件，之后朝着两个方向发展，其一支持续改进，成为目前较为完善的监控体系软件。与此同时，它的另外一支则超越监控的功能，朝着包含网络化、智能化等自动化控制功能发展，并集成比较高级的监控范畴，比如智能制造体系中的制造执行系统（MES），其重要构成部分就是组态软件。
目前我国工业环境下的组态软件按厂商划分大致可以分为3类，即国外厂商提供的专业软件产品、中外硬件或系统厂商合资或合作提供的产品，以及完全国内自行开发的国产化产品。
国外产品中，美国Wonderware公司最早推出的16位Windows环境下的InTouch软件，堪称组态软件之父，曾在国际市场上独占鳌头。随后，澳大利亚CIT公司推出CITECH，可以算得上是组态软件中的后起之秀，以其精致漂亮的人机界面，迅速占领世界工业领域。近些年，CIT公司采用直销方式在中国迅猛发展，在许多工业发达城市建有办事处，主要业务涵盖市场销售、技术支持以及项目开发。CITECH软件的主要产品包括32位和64位Windows版，与InTouch相比，除了界面美观外，其使用的方便性和图形化组件还有待进一步改进。
随着智能制造的持续推进，国产组态软件也正在逐渐成为工业领域的一支生力军，目前，具有一定市场份额和影响力的品牌主要有组态王、MCGS、力控、天工、虎翼、ControlX等。商业公司之外，国内一些高校和研究所，甚至很多个人开发者也积极投身于组态软件产品的研究。相比进口软件，国产组态软件在价格竞争上具有一定的优势，但总体来说，由于投入资金缺乏，软件工程的系统组织性薄弱，因此软件商品化的程度还比较差。当前国产组态软件大都应用于一些小规模、非关键性的项目中。
3 组态软件技术课程的改革分析与实施
目前高职工科类的组态软件课程，主要是在自动化专业中，有机电一体化技术专业、智能控制技术、工业机器人技术等专业[3]。大都开设于第5学期，在学完PLC、传感器技术、运动控制等专业课后，运用组态软件将各部分组合，构建较为完整的自动控制系统。
目前的教学内容，主要包括3个部分：一是设备连接与变量映射;二是界面设计;三是逻辑程序设计。
目前组态软件技术课程教学的主要问题主要有两个方面：一是项目或任务教学不足，特别是与智能制造的实际项目结合不紧密。二是学生考核和评价机制没有过程化，导致相当部分学生兴趣不高，压力不大，得过且过，课堂效率不高[4]。
此次教学改革过程中采用项目教学和模块化课程设计方法对现有知识点进行项目包装，对技能点进行模块化，再对教学内容进行细致分解，明确每次课的教学目标，以及教学重难点。对改革前的教学内容进行增删改查，并对课程积极进行在线资源建设，力争实现教学活动线上线下相结合，尤其是对教学内容中的重难点，辅助进行课前线上预习、课后线上练习，以强化教学效果。添加大量校企合作、技能竞赛等各种实际工程项目案例，以及现场教学视频等案例资源，拓宽学生的专业视野。
改革前，组态软件技术课程，一般以平时成绩加考试成绩两部分综合评分的形式来完成，以期末考试成绩为主，占到6～7成，平时练习成绩为辅。平时练习成绩还包括考勤、课堂表现等。这种考核模式带来的问题是学生学习主动性不高，课堂死板，缺少活力，项目完成率较低，学生往往采用考试前1～2个星期进行突击学习，知识不理解、技能不熟练，考试结束不久便忘得干干净净，从而导致教学效果不佳。
针对以上问题，引入学生自评和学生互评环节，引入过程考核理念，将考核环节分解为课中、课后。课程教学中，主讲教师公布项目的评分细则，并要求学生能独立完成规定项目，完成后自己依据评分细则进行评分，为保证公平，以及评分准确，课堂教学结束前，教师随机抽查学生提交的项目文件和评分表。课后，教师在教学平台上布置训练任务，学生同样需要独立完成。项目完成后，学生用手机录制操作小视频，并上传到教学平台，由班上其他学生对作品进行点评并点赞，教师从中选取准确且详细的点评评为优秀点评并加分，也对得赞较多的前5位同学进行加分，加分人数可根据班级人数灵活确定，但最好不要超过班级人数的3成，以达到激励学生学习积极性的效果。
4 结语
自组态软件课程实施教学改革以来，通过教学内容、教学方法、考核机制等的各类改革措施，将知识技能和实际项目有机结合，利用在线教学平台，进行线上课程的建设，实现了课程的线上线下立体教学，没有时间和空间限制，学生课前能观看相关视频和资料，提前对教学难点有了感性认识，也提高了学习兴趣，降低了学习难度。课后，在线课程能帮助学生举一反三，温故而知新，很好地提高了学生的学习信心与实践能力。经过一年多的教学改革，该课程的教学效果提高十分显著，教师和学生的信心和兴趣都得到了极大的提升。
参考文献
[1] 国务院.中国制造2025[M].北京：人民出版社，2015.
[2] 赵亚楠.亚控科技：自主创新，实现工业软件智能化[J].自动化博览，2018，35（8）：36-37.
[3] 周国栋.融入工匠精神培养的工科专业人才培养改革[J].科技资讯，2019，17（12）：144-145.
[4] 周国栋.自适应学习对高职课程改革的思考[J].科技资讯，2019，17（13）：102-103.
关键词：组态软件 教学改革 智能制造 高职教育
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）11（c）-0165-02
1 工业组态软件为智能制造注入新动能
制造业是一个国家的经济主体，是立国之本和强国之基。我国当前处于新一轮科技革命以及产业变革中，发展具备国际竞争力和一流科技含量的制造业，是实现制造业由大变强，以及提升整体综合国力、保障国家安全、建设世界一流强国，而迫切需要完成的战略任务。2015年，以“智能制造”為主攻方向的《中国制造2025》公布，这是我国实施制造强国战略的行动纲领，是制造强国战略落地的重要举措，是我国制造业紧跟世界发展趋势、实现转型升级的关键所在[1]。
工业组态软件在智能制造落地的过程中，将扮演十分重要的角色。在以网络化、智能化为代表的全球新一轮工业化竞争中，工业组态软件的地位得到重新确立，从最初的制造业信息化辅助工具，到作为推动工业智能化升级转型的推进器，智能制造时代的工业软件将很大程度地改变生产、制造和现代工业管理模式，毫无疑问地成为全球新工业革命的重要推动技术。与此同时，智能制造时代反过来也对组态软件提出了一系列新的挑战，在智能化工业的发展推动下，工业组态软件必须拥有更加强大、稳定的性能和兼容性，来应对结构复杂、门类众多的复杂生产过程，这也意味着组态软件必将成为衡量现代企业软能力的重要指标[2]。
2 组态软件技术的特点与发展趋势
组态软件产品大约在20世纪80年代中期在国外出现，在中国也已有将近20年的历史。早在80年代未90年代初，有些国外的组态软件如ONSPEC、PARAGON等就开始进入中国市场。
组态软件的前身是简洁、可视化的监控软件，之后朝着两个方向发展，其一支持续改进，成为目前较为完善的监控体系软件。与此同时，它的另外一支则超越监控的功能，朝着包含网络化、智能化等自动化控制功能发展，并集成比较高级的监控范畴，比如智能制造体系中的制造执行系统（MES），其重要构成部分就是组态软件。
目前我国工业环境下的组态软件按厂商划分大致可以分为3类，即国外厂商提供的专业软件产品、中外硬件或系统厂商合资或合作提供的产品，以及完全国内自行开发的国产化产品。
国外产品中，美国Wonderware公司最早推出的16位Windows环境下的InTouch软件，堪称组态软件之父，曾在国际市场上独占鳌头。随后，澳大利亚CIT公司推出CITECH，可以算得上是组态软件中的后起之秀，以其精致漂亮的人机界面，迅速占领世界工业领域。近些年，CIT公司采用直销方式在中国迅猛发展，在许多工业发达城市建有办事处，主要业务涵盖市场销售、技术支持以及项目开发。CITECH软件的主要产品包括32位和64位Windows版，与InTouch相比，除了界面美观外，其使用的方便性和图形化组件还有待进一步改进。
随着智能制造的持续推进，国产组态软件也正在逐渐成为工业领域的一支生力军，目前，具有一定市场份额和影响力的品牌主要有组态王、MCGS、力控、天工、虎翼、ControlX等。商业公司之外，国内一些高校和研究所，甚至很多个人开发者也积极投身于组态软件产品的研究。相比进口软件，国产组态软件在价格竞争上具有一定的优势，但总体来说，由于投入资金缺乏，软件工程的系统组织性薄弱，因此软件商品化的程度还比较差。当前国产组态软件大都应用于一些小规模、非关键性的项目中。
3 组态软件技术课程的改革分析与实施
目前高职工科类的组态软件课程，主要是在自动化专业中，有机电一体化技术专业、智能控制技术、工业机器人技术等专业[3]。大都开设于第5学期，在学完PLC、传感器技术、运动控制等专业课后，运用组态软件将各部分组合，构建较为完整的自动控制系统。
目前的教学内容，主要包括3个部分：一是设备连接与变量映射;二是界面设计;三是逻辑程序设计。
目前组态软件技术课程教学的主要问题主要有两个方面：一是项目或任务教学不足，特别是与智能制造的实际项目结合不紧密。二是学生考核和评价机制没有过程化，导致相当部分学生兴趣不高，压力不大，得过且过，课堂效率不高[4]。
此次教学改革过程中采用项目教学和模块化课程设计方法对现有知识点进行项目包装，对技能点进行模块化，再对教学内容进行细致分解，明确每次课的教学目标，以及教学重难点。对改革前的教学内容进行增删改查，并对课程积极进行在线资源建设，力争实现教学活动线上线下相结合，尤其是对教学内容中的重难点，辅助进行课前线上预习、课后线上练习，以强化教学效果。添加大量校企合作、技能竞赛等各种实际工程项目案例，以及现场教学视频等案例资源，拓宽学生的专业视野。
改革前，组态软件技术课程，一般以平时成绩加考试成绩两部分综合评分的形式来完成，以期末考试成绩为主，占到6～7成，平时练习成绩为辅。平时练习成绩还包括考勤、课堂表现等。这种考核模式带来的问题是学生学习主动性不高，课堂死板，缺少活力，项目完成率较低，学生往往采用考试前1～2个星期进行突击学习，知识不理解、技能不熟练，考试结束不久便忘得干干净净，从而导致教学效果不佳。
针对以上问题，引入学生自评和学生互评环节，引入过程考核理念，将考核环节分解为课中、课后。课程教学中，主讲教师公布项目的评分细则，并要求学生能独立完成规定项目，完成后自己依据评分细则进行评分，为保证公平，以及评分准确，课堂教学结束前，教师随机抽查学生提交的项目文件和评分表。课后，教师在教学平台上布置训练任务，学生同样需要独立完成。项目完成后，学生用手机录制操作小视频，并上传到教学平台，由班上其他学生对作品进行点评并点赞，教师从中选取准确且详细的点评评为优秀点评并加分，也对得赞较多的前5位同学进行加分，加分人数可根据班级人数灵活确定，但最好不要超过班级人数的3成，以达到激励学生学习积极性的效果。
4 结语
自组态软件课程实施教学改革以来，通过教学内容、教学方法、考核机制等的各类改革措施，将知识技能和实际项目有机结合，利用在线教学平台，进行线上课程的建设，实现了课程的线上线下立体教学，没有时间和空间限制，学生课前能观看相关视频和资料，提前对教学难点有了感性认识，也提高了学习兴趣，降低了学习难度。课后，在线课程能帮助学生举一反三，温故而知新，很好地提高了学生的学习信心与实践能力。经过一年多的教学改革，该课程的教学效果提高十分显著，教师和学生的信心和兴趣都得到了极大的提升。
参考文献
[1] 国务院.中国制造2025[M].北京：人民出版社，2015.
[2] 赵亚楠.亚控科技：自主创新，实现工业软件智能化[J].自动化博览，2018，35（8）：36-37.
[3] 周国栋.融入工匠精神培养的工科专业人才培养改革[J].科技资讯，2019，17（12）：144-145.
[4] 周国栋.自适应学习对高职课程改革的思考[J].科技资讯，2019，17（13）：102-103.