项目教学法在MCGS触摸屏组态控制技术教学中的应用

时洪图　王惊龙　牛辉

摘 要：本文结合作者实际教学中的经验，阐述了MCGS触摸屏组态控制技术这门课程采用项目教学模式相对于传统教学模式的优越性：项目教学模式可以增强MCGS触摸屏组态控制技术课堂教学效果，提高学生的积极性和创造性，并从教学内容、教学方法等方面进行了教学改革的研究和尝试，提出了完善现有课堂教学模式、提高教学质量的一些思考。

关键词：MCGS 组态 项目教学模式

组态软件是工业应用软件的一个组成部分，未来的传感器、数据采集装置、控制器的智能化程度越来越高，通过以太网就可以直接访问过程实时数据。组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统中控制层一级的软件平台和开发环境，其使用灵活的组态方式为用户提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法，它解决了控制系统通用性的问题。组态软件在一个自动化系统中发挥的作用逐渐增大，甚至有的系统根本就不能缺少组态软件。使用组态软件，用户可以做到“少花钱，办大事”。

中國正处于新旧动能转化的关键期，基础设施的改造、传统产业的改造、原有系统的升级和扩容都需要组态软件的支撑。因而MCGS组态技术已经成为职业院校自动化、机电、电子等专业的一门专业核心课程。虽然MCGS组态课程在应用中很重要，然而MGCS组态技术实际教学中的效果却不甚理想。

一、MCGS教学中存在的问题与困惑

组态控制技术这门课程主要是基于MCGS这个软件进行学习，综合性强，内容抽象，课程的很大一部分仍然在教室中学习，教师用PPT来讲解这门课程。教师感觉学生教起来越来越难，学生学习起来感觉比较抽象乏味，不容易理解，晦涩难懂，许多学生存在着厌学情绪，导致课程效果不佳。学生抱怨老师讲的知识内容枯燥乏味，大部分听不明白，如此就会形成恶性循环。

二、MCGS教学问题产生的原因

首先，传统的MCGS教学是以MCGS的知识结构为主线，把MCGS分成软件概述、应用基础、应用实例、高级应用。授课的步骤基本上按照软件概述→

应用基础→应用实例→高级应用，最后再讲一些实例。这种以学科体系为出发点的教学方法，虽然注重了课程本身的体系结构和前后的逻辑关系，但却忽略了“可学性”，结果是学生学起来感觉非常吃力，老师教起来感觉特别费劲，教学效果往往不好。

其次，教学方法过于落后。在教学过程中，教师对一体化课程理解不到位，过度依赖传统的经验，教学方法不够灵活多样。具体表现在大多采用讲授式的方式教学，讲解过程中更关注自己的感受，对学生接受与否关注不够，最终影响了学生的整体发展。

三、问题解决的方法及步骤

如何实现生动有趣高质量的课程教学呢？要提高课堂教学效果，教师在这个过程中扮演着至关重要的角色。课堂教学能力是教师所有能力结构中最重要的方面，它不仅仅是教师的综合素质水平的直接反映，更是教师能力的本质特征，课堂教学质量的高低由它直接决定。教师在教学实践中，要有目的地把设计力、决策力、组织力、协调力、创新力、亲和力等元素进行实践，并得出相应的理论和经验，勇于创新教学方法、教学模式。教学能力只有在实践中才能锻炼出来。笔者经过长期的教学实践，总结出了MCGS的有效教学模式即项目教学模式。

项目教学法是通过“项目”的方式进行教学。课程的相关知识点都必须在“项目”中一一体现出来。学生在教师的指导下，在独立完成一个项目的过程中，独立完成相关资料的收集、项目思路的设计、项目实施及最终评价。

依据项目教学法的教法思路和教学设计原则，项目教学法是以岗位工作流程为指导，以典型项目为核心，以产品（或者服务）为载体，以职业素质和能力为教学目标，工学一体、做学结合的一种教学方式。项目教学法将学生置身于自身的实践活动中，并且按照一定的计划进行的教学活动，注重以下几个方面：学生的自主性、行动的计划性、问题解决的过程性、相应的工作情境。因此MCGS组态控制技术可以采用项目教学模式，可有效解决在传统教学中存在的种种问题。

1.根据新需求，科学制定课程目标

为了贯彻“以工作过程为引领、以能力为本位、以就业为导向”的教学思想，课程目标设定的依据是以项目选择知识点，从而提高课程内容的岗位针对性，达到高效培养学生职业能力的目的。采用“工学一体化”的方式，从感性认识入手，加大直观教学的力度，将理论融入技能训练中，在技能训练中加深对理论知识的理解，通过项目任务将MCGS的理论和实践有机地结合在一起。

在完成每个MCGS系统的组态过程中，要求学生应具备以下能力。

（1）能够对工程项目系统分析;

（2）能够设计用户操作菜单;

（3）能够对画面设计与编辑;

（4）能够编写程序并进行调试;

（5）能够连接设备驱动程序;

（6）能够对系统综合测试。

科学合理的课程目标能够激发学生的学习兴趣和积极性，提高学生的动手和动脑能力。进而使学生真正掌握MCGS控制系统的组成、工作原理和调试方法，实现学校所学与工厂实际的有机结合，为学生走上工作岗位后能够迅速适应企业的要求奠定基础。

2.打破传统章节设置，对教学内容整合、优化、序化

依照培养目标和企业对工控人员职业技能的要求，把实际工作项目、任务、案例等引入课程，重新对MCGS课程内容进行整合、优化和序化，以“必须、够用”为指导原则，以“保证基础、加强应用、培养能力”为总思路，总结成几个典型的、项目式的工作任务，形成项目课程。本课程共设置了三个项目，包含八个任务。

项目一：认识MCGS触摸屏及组态软件。

任务一：认识触摸屏安装MCGS组态软件;

任务二：熟悉MCGS操作环境及参数设置。

项目二：MGCS工程组态。

任务一：MCGS简单动画组态;

任务二：MCGS组态水位控制系统;

项目三：PLC与MCGS组态控制系统。

任务一：PLC与MCGS控制指示灯;

任务二：PLC与MCGS控制运料小车;

任务三：PLC与MCGS控制机械手;

任务四：MCGS技术在技能大赛的应用。

八个任务承载了MCGS课程标准所规定的全部内容，科学设置任务目标、任务计划、任务实施、归档及结果应用、学习成果检查对比成绩检查、练习与提高等教学与检测环节。将组态知识融入工程案例的設计与制作中，在工程项目中详细介绍了组态工程人机界面的制作细节与技巧、从模拟仿真到联机调试的方法与过程、PLC控制系统设计及触摸屏等关键技术、内容涵盖MCGS组态控制技术的各个环节。以完成相应的任务为目的，来学习相关的理论知识并能拓展应用，使学生掌握完成工作任务所必备的知识、技能、方法和经验。

项目任务的选取紧密联系生产和生活实际，趣味性高，实用性强，紧紧围绕学生职业能力的有效发展和提升这一主题，有利于调动学生学习的积极性和主动性。项目任务的编排顺序遵循职业教育教学规律和学生认知能力，注重知识的递进性，由易到难，由简到繁，循序渐进。

每个项目由项目描述、项目目标和若干个相互关联的任务组成。项目目标分为三个层次，知识目标、技能目标、情感目标。每个任务由任务描述、任务实施、拓展训练、相关知识、知识拓展、思考与练习、任务评价组成，突出相关知识适度与适用性、任务实施的实用性及能力拓展的先进性原则。

任务描述按照企业的实际工作任务要求，按照工作任务单的形式呈现。包括计划、实施和评估整个行动过程。任务实施采用图标形式，每一步操作都配以操作说明及示意图，生动直观、形象;符合学生的心理特征和认知规律，易于理解和操作。任务实施包含两个方面的内容：一方面是实施任务时需要的工具仪表及设备准备;另一方面是任务的实施步骤，这是整个任务的重点。它又具体包含以下步骤：创建工程、定义数据对象、设备连接、组态画面制作、工程下载。拓展训练环节主要在就如何完成与本任务相近的任务进行进一步的训练和应用。相关知识环节包含了本任务需要用的新的知识点，这个部分需要教师有针对性地进行教学。思考练习环节是通过练习，巩固本任务中重点知识点。评价环节，采用过程性评价的形式，评价贯穿于任务的整个过程，评价项目如下。

①知识掌握。MCGS组态检查，10分，明确随时检查、存盘检查、统一检查的作用及操作，每错一处扣2分。

②技能操作。创建工程，5分，能熟练创建工程，否则扣3分;定义数据对象，15分，能正确定义数据对象，每错一处扣3分;设备连接，20分，能正确设置参数，显示PLC与触摸屏通过编程口连接;画面制作，20分，能正确制作画面，每错1处扣5分;工程下载，5分，将MGCS组态下载到触摸屏，否则扣5分;PLC控制程序，15分，能正确编写PLC控制程序并写入到PLC中，每错1处扣5分，错3处以上不得分。

③安全生产。自觉遵守安全文明生产规程，10分，视现场情况酌情扣分，严重者取消实训资格。

总之采用MCGS项目教学模式，依照专业的培养目标和企业对工程人员职业技能的要求，将MCGS知识融入每个项目的实施中，体现了做中学、学中做的特点，课堂效果明显改进，不仅可以带动中等职业学校推进教学改革，建立以职业素养和职业能力为本位的课程体系，而且有利于推动校企合作深入开展。

参考文献：

[1]李江全等.案例解说组态软件典型控制应用[M].北京：电子工业出版社，2011.

[2]王传艳等.MCGS触摸屏组态控制技术[M].北京：北京师范大学出版社，2015.