項目教學法在MCGS觸摸屏組態控制技術教學中的應用

時洪圖　王驚龍　牛輝

摘 要：本文結合作者實際教學中的經驗，闡述了MCGS觸摸屏組態控制技術這門課程采用項目教學模式相對于傳統教學模式的優越性：項目教學模式可以增強MCGS觸摸屏組態控制技術課堂教學效果，提高學生的積極性和創造性，并從教學內容、教學方法等方面進行了教學改革的研究和嘗試，提出了完善現有課堂教學模式、提高教學質量的一些思考。

關鍵詞：MCGS 組態 項目教學模式

組態軟件是工業應用軟件的一個組成部分，未來的傳感器、數據采集裝置、控制器的智能化程度越來越高，通過以太網就可以直接訪問過程實時數據。組態軟件是指一些數據采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統中控制層一級的軟件平臺和開發環境，其使用靈活的組態方式為用戶提供良好的用戶開發界面和簡捷的使用方法，它解決了控制系統通用性的問題。組態軟件在一個自動化系統中發揮的作用逐漸增大，甚至有的系統根本就不能缺少組態軟件。使用組態軟件，用戶可以做到“少花錢，辦大事”。

中國正處于新舊動能轉化的關鍵期，基礎設施的改造、傳統產業的改造、原有系統的升級和擴容都需要組態軟件的支撐。因而MCGS組態技術已經成為職業院校自動化、機電、電子等專業的一門專業核心課程。雖然MCGS組態課程在應用中很重要，然而MGCS組態技術實際教學中的效果卻不甚理想。

一、MCGS教學中存在的問題與困惑

組態控制技術這門課程主要是基于MCGS這個軟件進行學習，綜合性強，內容抽象，課程的很大一部分仍然在教室中學習，教師用PPT來講解這門課程。教師感覺學生教起來越來越難，學生學習起來感覺比較抽象乏味，不容易理解，晦澀難懂，許多學生存在著厭學情緒，導致課程效果不佳。學生抱怨老師講的知識內容枯燥乏味，大部分聽不明白，如此就會形成惡性循環。

二、MCGS教學問題產生的原因

首先，傳統的MCGS教學是以MCGS的知識結構為主線，把MCGS分成軟件概述、應用基礎、應用實例、高級應用。授課的步驟基本上按照軟件概述→

應用基礎→應用實例→高級應用，最后再講一些實例。這種以學科體系為出發點的教學方法，雖然注重了課程本身的體系結構和前后的邏輯關系，但卻忽略了“可學性”，結果是學生學起來感覺非常吃力，老師教起來感覺特別費勁，教學效果往往不好。

其次，教學方法過于落后。在教學過程中，教師對一體化課程理解不到位，過度依賴傳統的經驗，教學方法不夠靈活多樣。具體表現在大多采用講授式的方式教學，講解過程中更關注自己的感受，對學生接受與否關注不夠，最終影響了學生的整體發展。

三、問題解決的方法及步驟

如何實現生動有趣高質量的課程教學呢？要提高課堂教學效果，教師在這個過程中扮演著至關重要的角色。課堂教學能力是教師所有能力結構中最重要的方面，它不僅僅是教師的綜合素質水平的直接反映，更是教師能力的本質特征，課堂教學質量的高低由它直接決定。教師在教學實踐中，要有目的地把設計力、決策力、組織力、協調力、創新力、親和力等元素進行實踐，并得出相應的理論和經驗，勇于創新教學方法、教學模式。教學能力只有在實踐中才能鍛煉出來。筆者經過長期的教學實踐，總結出了MCGS的有效教學模式即項目教學模式。

項目教學法是通過“項目”的方式進行教學。課程的相關知識點都必須在“項目”中一一體現出來。學生在教師的指導下，在獨立完成一個項目的過程中，獨立完成相關資料的收集、項目思路的設計、項目實施及最終評價。

依據項目教學法的教法思路和教學設計原則，項目教學法是以崗位工作流程為指導，以典型項目為核心，以產品（或者服務）為載體，以職業素質和能力為教學目標，工學一體、做學結合的一種教學方式。項目教學法將學生置身于自身的實踐活動中，并且按照一定的計劃進行的教學活動，注重以下幾個方面：學生的自主性、行動的計劃性、問題解決的過程性、相應的工作情境。因此MCGS組態控制技術可以采用項目教學模式，可有效解決在傳統教學中存在的種種問題。

1.根據新需求，科學制定課程目標

為了貫徹“以工作過程為引領、以能力為本位、以就業為導向”的教學思想，課程目標設定的依據是以項目選擇知識點，從而提高課程內容的崗位針對性，達到高效培養學生職業能力的目的。采用“工學一體化”的方式，從感性認識入手，加大直觀教學的力度，將理論融入技能訓練中，在技能訓練中加深對理論知識的理解，通過項目任務將MCGS的理論和實踐有機地結合在一起。

在完成每個MCGS系統的組態過程中，要求學生應具備以下能力。

（1）能夠對工程項目系統分析;

（2）能夠設計用戶操作菜單;

（3）能夠對畫面設計與編輯;

（4）能夠編寫程序并進行調試;

（5）能夠連接設備驅動程序;

（6）能夠對系統綜合測試。

科學合理的課程目標能夠激發學生的學習興趣和積極性，提高學生的動手和動腦能力。進而使學生真正掌握MCGS控制系統的組成、工作原理和調試方法，實現學校所學與工廠實際的有機結合，為學生走上工作崗位后能夠迅速適應企業的要求奠定基礎。

2.打破傳統章節設置，對教學內容整合、優化、序化

依照培養目標和企業對工控人員職業技能的要求，把實際工作項目、任務、案例等引入課程，重新對MCGS課程內容進行整合、優化和序化，以“必須、夠用”為指導原則，以“保證基礎、加強應用、培養能力”為總思路，總結成幾個典型的、項目式的工作任務，形成項目課程。本課程共設置了三個項目，包含八個任務。

項目一：認識MCGS觸摸屏及組態軟件。

任務一：認識觸摸屏安裝MCGS組態軟件;

任務二：熟悉MCGS操作環境及參數設置。

項目二：MGCS工程組態。

任務一：MCGS簡單動畫組態;

任務二：MCGS組態水位控制系統;

項目三：PLC與MCGS組態控制系統。

任務一：PLC與MCGS控制指示燈;

任務二：PLC與MCGS控制運料小車;

任務三：PLC與MCGS控制機械手;

任務四：MCGS技術在技能大賽的應用。

八個任務承載了MCGS課程標準所規定的全部內容，科學設置任務目標、任務計劃、任務實施、歸檔及結果應用、學習成果檢查對比成績檢查、練習與提高等教學與檢測環節。將組態知識融入工程案例的設計與制作中，在工程項目中詳細介紹了組態工程人機界面的制作細節與技巧、從模擬仿真到聯機調試的方法與過程、PLC控制系統設計及觸摸屏等關鍵技術、內容涵蓋MCGS組態控制技術的各個環節。以完成相應的任務為目的，來學習相關的理論知識并能拓展應用，使學生掌握完成工作任務所必備的知識、技能、方法和經驗。

項目任務的選取緊密聯系生產和生活實際，趣味性高，實用性強，緊緊圍繞學生職業能力的有效發展和提升這一主題，有利于調動學生學習的積極性和主動性。項目任務的編排順序遵循職業教育教學規律和學生認知能力，注重知識的遞進性，由易到難，由簡到繁，循序漸進。

每個項目由項目描述、項目目標和若干個相互關聯的任務組成。項目目標分為三個層次，知識目標、技能目標、情感目標。每個任務由任務描述、任務實施、拓展訓練、相關知識、知識拓展、思考與練習、任務評價組成，突出相關知識適度與適用性、任務實施的實用性及能力拓展的先進性原則。

任務描述按照企業的實際工作任務要求，按照工作任務單的形式呈現。包括計劃、實施和評估整個行動過程。任務實施采用圖標形式，每一步操作都配以操作說明及示意圖，生動直觀、形象;符合學生的心理特征和認知規律，易于理解和操作。任務實施包含兩個方面的內容：一方面是實施任務時需要的工具儀表及設備準備;另一方面是任務的實施步驟，這是整個任務的重點。它又具體包含以下步驟：創建工程、定義數據對象、設備連接、組態畫面制作、工程下載。拓展訓練環節主要在就如何完成與本任務相近的任務進行進一步的訓練和應用。相關知識環節包含了本任務需要用的新的知識點，這個部分需要教師有針對性地進行教學。思考練習環節是通過練習，鞏固本任務中重點知識點。評價環節，采用過程性評價的形式，評價貫穿于任務的整個過程，評價項目如下。

①知識掌握。MCGS組態檢查，10分，明確隨時檢查、存盤檢查、統一檢查的作用及操作，每錯一處扣2分。

②技能操作。創建工程，5分，能熟練創建工程，否則扣3分;定義數據對象，15分，能正確定義數據對象，每錯一處扣3分;設備連接，20分，能正確設置參數，顯示PLC與觸摸屏通過編程口連接;畫面制作，20分，能正確制作畫面，每錯1處扣5分;工程下載，5分，將MGCS組態下載到觸摸屏，否則扣5分;PLC控制程序，15分，能正確編寫PLC控制程序并寫入到PLC中，每錯1處扣5分，錯3處以上不得分。

③安全生產。自覺遵守安全文明生產規程，10分，視現場情況酌情扣分，嚴重者取消實訓資格。

總之采用MCGS項目教學模式，依照專業的培養目標和企業對工程人員職業技能的要求，將MCGS知識融入每個項目的實施中，體現了做中學、學中做的特點，課堂效果明顯改進，不僅可以帶動中等職業學校推進教學改革，建立以職業素養和職業能力為本位的課程體系，而且有利于推動校企合作深入開展。

參考文獻：

[1]李江全等.案例解說組態軟件典型控制應用[M].北京：電子工業出版社，2011.

[2]王傳艷等.MCGS觸摸屏組態控制技術[M].北京：北京師范大學出版社，2015.