時間:2022-11-05 06:57:41
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇氣動實訓總結,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:液壓傳動與氣動技術 教學改革 教學評價
液壓傳動與氣動技術是高職院校機械相關專業的一門重要專業技術基礎課程,在教學中占有重要的地位。掌握液壓與氣動的基礎理論知識和專業技能,能在工業生產第一線從事液壓與氣動設備的安裝、調試、維修、改造工作,對培養學生的職業技能具有十分重要的作用。為了讓學生更好地掌握該課程的基礎知識和專業技能,須積極改進教學方式,加強實踐教學。針對目前該課程教學中存在的一些問題,對該課程的教學內容、教學方式、教學評價進行積極探索,取得了較好的教學效果。
一、培養目標和教學內容調整
作為高職院校,學生走向工作崗位后主要面對的問題是液壓傳動系統的安裝、調試以及設備的維修和保養,很少接觸到液壓傳動系統的設計、校核計算等工作。因此,培養目標的調整方向應注重實踐,務實培養。課程的教學目標應降低該課程相關理論的難度和深度,刪減課本中過難、過深的理論推導、原理分析、設計計算內容。
二、教學方式的改革
合理的教學方式不僅能激發學生的學習興趣,更能增強學生學習的主動性,提高學生的創新能力,拓展學生的視野。作者嘗試從以下幾個角度改革教學方式,收到了良好的效果。
1.轉變教學態度,豐富教學手段
高職學生學習普遍缺乏主動性,帶有明顯應付的學習態度,因此轉變教學態度,營造一個良好的課堂氛圍甚為關鍵。作為教師應轉變角色,融入他們,更多的理解和鼓勵他們,深入了解他們內心的真實想法,讓學生跟著你的步伐走。教學手段應豐富,現代化教學多采用多媒體,在教學過程中可以改善教學環境,還可以讓學生獲取更多的知識。例如通過動畫演示可以將液壓元件的結構、原理、拆裝過程展示出來,邊講邊演示,清晰而直觀,增強學生對課程內容的理解與掌握,也從一定程度上調動了他們的學習興趣。另外可以播放一些精品課程、網絡課程加深學生對知識的理解。
2.明確課堂目標,總結簡潔精練
高職學生大部分沒有課前預習的習慣,在課堂中如果直接講解,多數學生不能很快進入角色,一般在上課前先督促學生快速瀏覽本節課主要內容,先明確學習目標,時間控制在5分鐘以內。課程內容講解結束時最后簡潔精練地總結學習內容,例如,在講解液體靜壓力方程時可總結為“壓力的大小取決于負載”,在講解連續性方程時可總結為“速度的快慢取決于流量”,利于學生記憶和復習。
3.注重理實結合,提高創新能力
實踐教學的目的是使學生能夠自行組裝液壓基本回路,安裝、調試、維護一些典型的液壓系統。為此,學院建立液壓與氣動實訓室,增強專業教師的實踐技能,增加實踐教學在教學中的比例,提高學生的動手能力。隨著實訓室的投入使用,可以將很多理論知識搬到實訓室教學實現理實一體化。如在學習液壓泵時,教師可在實訓室一邊講解結構原理,一邊進行實物的拆裝,并提出一些關于易發生的故障及排除方法等問題,讓學生實踐拆裝。這種教學方法,既提高了學生的學習興趣,也加深了對理論的理解,同時有利于開展互動教學。
4.利用仿真軟件教學、注重讀圖能力培養
能讀懂典型液壓、氣動系統圖是學習的基本要求,增加典型液壓系統圖的分析講解,培養學生的讀圖能力更是該課程教學的核心任務。雖然借助多媒體有很多動畫、視頻,但要學生完整分析一個液壓原理圖,大部分學生反映液壓原理圖不容易看懂。這時需借助一些常用的液壓仿真軟件。學生自己利用液壓仿真軟件制作回路,進行動畫仿真。這些軟件使用起來非常簡單,比較直觀,可以激發學生的興趣。
三、課程教學評價的改革
傳統考核方式是采用期末考試筆試成績評價學生,學生往往是考試前死記硬背,考完就全部忘了。改革考評方式主要是側重過程考核,平時學習表現(20%),實操考試(40%),題庫隨機問答(40%)。題庫中的題型有選擇、簡答、讀圖,其中每個學生隨機回答簡單題一個、讀圖題一個,時間控制在10分鐘。
結束語
通過幾年的教學改革與探索,提升了教學質量,使學生真正學到了在以后工作崗位上可以用上的專業技術知識,為企業培養了大批的專業技術人才。在此改革探索過程中,不可避免地存在一些不足與不完善之處,但只要經過不懈的探索和實踐,該課程的教學改革會取得更加豐碩的成果。
參考文獻:
[1]任保臣,姬耀鋒.高職液壓傳動與氣動技術課程的教學改革與探索.液壓與氣動,2011(3):41~43
(常州劉國鈞高等職業技術學校機電工程系,江蘇 常州 213025)
【摘要】基于高職院校的學習特點和培養目標,結合《液壓與氣動技術》課程的實際教學特點,開展項目化教學,設計了十個項目教學任務,并以小組形式組織進行項目教學。
關鍵詞 液壓;氣動;項目教學;實施
《液壓與氣動技術》是機電類設備維修與管理專業的核心課程,也是機電一體化專業和電氣自動化技術專業的專業課程之一[1]。隨著液壓與氣動技術的廣泛應用,《液壓與氣動技術》課程在高職機電類專業課中占據了越來越重要的地位,而該課程實踐性較強的特點也促使本課程教學逐漸由課堂轉換為實驗室教學。因此,原有的教學方式和教學內容已不再適合。在這種背景下,對《液壓與氣動技術》課程進行了項目化改革,對原有知識內容進行重新設計編排,通過項目形式呈現,滿足學生的學習需要,激發學生的學習興趣,使學生的理論水平和實踐技能均得到提高。
1項目教學法的涵義
項目教學法是從教學生“學會學習”目標出發,使教學從注重“教法”轉到注重“學法”,將學生的學習與學生發展密切結合起來[2]。以項目學習任務為載體,以目標為引導,以實踐為主線,以能力為核心;融知識學習、技能訓練、能力提高于一體的教學模式[2]。
在項目教學中,教師是項目活動的引導者和組織者。學生拿到項目后就進入了教師預設的情景中,在學習情境中,學生通過自主學習、自主探究、小組討論完成項目任務的學習,最后再由學生自行完成評價,反思自己的學習過程。在整個學習中,教師一直充當的應該是組織引導的角色,而學生才是真正的主人。項目教學強調的是在學習中充分發揮每個學生的主體作用。
2《液壓與氣動技術》課程項目設計
《液壓與氣動技術》課程教學在學校液壓實訓室和氣動實訓室進行,為期兩周時間。在課程學習期間,學生需要學習理論知識,還要掌握操作技能。
結合課程知識點、實訓條件和生產實際等情況,將課程設計為十個項目,每個項目圍繞一個主要任務展開,通過項目中知識的學習和訓練,最終完成項目任務。
項目一:液壓千斤頂的使用,目標:學會使用液壓千斤頂。液壓傳動系統的組成、特點和工作原理等相關知識支撐,建議4課時。
項目二:加工中心液壓系統動力元件的選擇和拆裝,目標:(1)會拆裝液壓泵,認識泵的結構組成、工作原理、主要零件形狀,增加動手操作能力;(2)能通過型號識別各種泵及泵的規格。液壓泵的作用、分類和性能參數,常用液壓泵的結構和工作原理,液壓泵的選用方法等相關知識支撐,建議4課時。
項目三:壓蠟機執行元件的選擇和分析,目標:(1)會拆裝液壓缸,認識液壓缸結構、工作原理、主要零件形狀,增加動手操作能力;(2)會拆裝液壓馬達,認識液壓馬達結構、工作原理、主要零件形狀,增加動手操作能力。液壓缸和液壓馬達的作用、分類和特點,液壓缸的結構和工作原理等相關知識支撐,建議6課時。
項目四:液壓鉆床液壓回路的設計,目標:(1)會調節液壓控制元件,組裝液壓控制回路;(2)會使用液壓仿真軟件,并進行液壓回路的設計。認識液壓方向、壓力、流量控制元件符號、結構和工作原理,會分析液壓控制回路等相關知識支撐,建議8課時。
項目五:CK6140數控車床的使用、維護及保養,目標:(1)能進行液壓回路的安裝、調試、維護和保養。液壓元件的應用,回路的分析。等相關知識支撐,建議6課時。
項目六:手動送料裝置的設計與調試,目標:(1)會識別和選用氣動元件;(2)能繪制簡單的氣動系統控制回路;(3)能根據元件的功能設計氣動回路,并進行相關調試運行。氣動系統的組成、特點及工作原理等相關知識支撐,建議4課時。
項目七:氣動夾緊裝置設計,目標:(1)能進行氣源裝置的日常維護;(2)能進行系統壓力調節;(3)會選用氣缸。氣源系統各元件的工作原理、圖形符號及功能,氣缸的類型和選用。等相關知識支撐,建議4課時。
項目八:折邊裝置氣動回路的設計與調試,目標:(1)能在仿真軟件中設計氣動回路;(2)能構建各種換向回路,并進行回路調試;(3)能進行氣動回路設計與調試。氣動控制元件符號、結構和工作原理,控制回路分析等相關知識支撐,建議6課時。
項目九:臥式加工中心氣動換刀系統分析,目標:(1)能在仿真軟件中設計氣動回路;(2)能進行氣動回路的安裝、調試,具備回路分析能力。仿真軟件的應用,氣動元件的應用,回路的分析等相關知識支撐,建議6課時。
項目十:壓印裝置控制系統的維護,目標:能分析判斷氣動系統,及時排除回路故障。氣動元件符號,氣動系統工作原理等相關知識支撐,建議4課時。
3《液壓與氣動技術》項目課程實施
項目化課程是以工作項目為核心,以應用為目的,以教學任務為載體,主動尋找知識點和解決問題的方法的一種有效的學習形式[3]。
項目教學通常以小組形式進行,因此在進行課程實施前,先進行分組并選出組長,建議每組3~4人為宜。分組時,教師應綜合評價學生的學習基礎、自主學習能力等因素,根據學生特點進行搭配分組,以充分調動每組學生在學習中的主動性和積極性。
項目課程的實施過程包括:任務分配、學習計劃制定、學習實施、成果展示、評價總結。
1)任務分配:學生以小組為單位,領取項目任務書,明確學習任務,所要達到的目標。
2)學習計劃制定:根據項目任務書描述,小組討論制定學習計劃,任務完成步驟,確定任務實施方案。
3)學習實施:學生根據小組制定的學習實施計劃進行項目實施,組內成員分工合作完成項目任務。
4)成果展示:項目完成后,每組選派一名成員公開講解展示任務實施情況,取得的成果,達到的效果。
5)評價總結:根據各小組任務完成情況,形成由小組自評、組組互評、教師評價的三維評價方式,綜合評價學生的參與程度、合作能力、任務完成情況等。
4小結
總之,在《液壓與氣動技術》課程中采用項目教學,能有有效激發學生的學習興趣和潛能,使學生在學習理論知識的同時獲得技能的提升,讓學生明白理論學習和實踐操作的相輔相依的關系,而且小組合作的學習方式,也促進了學生協調合作能力的提高,全面提升了學生的綜合素質,為今后就業打下良好基礎。
參考文獻
機電綜合實訓課程的地位
機電專業綜合實訓課程集合了氣壓技術、液壓技術、電機與電氣控制、自動檢測技術、PLC及其自動控制技術、網絡通信技術等相關課程,融合了實訓和生產,是機電專業學生頂崗實習前的綜合課程。
對五年制高職教育而言,由于培養目標定位在為企業培養高技能型人才上,通過機電專業綜合實訓課程的學習,促進學生綜合實踐能力的提升、職業能力的培養、創新思維的發展,緊扣機電專業核心技術,即檢測、控制與執行三大環節展開,同時需具備一定的網絡通信技術。
綜合實訓課程建立在機電結合的基礎上,企業調查結果顯示,機電設備的控制很多都采用PLC作為控制系統。對機電綜合實訓課程,選擇某生產流程的模擬控制系統為實訓載體,通過模擬仿真控制,掌握生產崗位的控制技術,吳中中等專業學校選用了光機電一體化設備YL-235A自動化生產加工系統。
PLC在機電一體化設備教學中的應用
1.PLC在機電一體化設備中的功能
整個系統通過PLC控制,各個環節有序結合。該裝置配置了觸摸屏模塊、PLC、變頻器裝置、氣動裝置、傳感器、氣動機械手裝置、上料器、送料傳動和分揀裝置等實訓機構。根據其特有的屬性,系統的控制部分采用觸摸屏模塊和PLC,執行機構由氣動電磁閥-氣缸構成的氣壓驅動裝置和變頻器控制步進電機的傳送裝置,實現了整個系統自動運行。整個實訓裝置的模塊之間連接方式采用安全導線連接,以確保實訓操作的安全。系統分三大模塊:
(1)送料機構的控制
采用24 V直流減速電機,轉速6 r/min;用于驅動放料轉盤旋轉,PLC通過輸入信號發出輸出信號,驅動送料機構運行。
(2)機械手感應機構的控制
整個搬運機構能完成四個自由度動作,手臂伸縮、手臂旋轉、手爪上下、手爪松緊。機械手的動作通過磁性開關和接近開關的感應信號傳送給PLC,PLC根據內部程序執行發出信號,驅動電磁閥-氣缸完成機械手的動作。
(3)物料傳送和分揀機構的控制
由皮帶輸送、推料氣缸、變頻器、步進電機構成,PLC通過感應信號發出輸出信號給變頻器,變頻器驅動步進電機運行,皮帶轉動,實現物料的傳送,通過傳感器感應信號,使得PLC驅動電磁閥-推料氣缸動作,實現物料分揀。
2.PLC在機電一體化設備控制系統中的設計方法
建立一個PLC控制系統,必須根據被控系統所要求的動作,正確分配I/O口,綜合應用順序功能圖,完成梯形圖的設計,達到所預定的動作過程。
順序控制設計法是按照工藝要求,在各個輸入信號的作用下,根據內部狀態和時間順序,在生產過程中各個執行機構自動地有序地進行操作。首先要根據工藝過程,畫出順序功能狀態圖,然后根據順序功能圖畫出梯形圖。
順序功能圖是描述控制系統控制過程、功能和特性的一種圖形,是描述控制系統控制過程的一種有力工具。利用順序功能圖的方法已經成為控制梯形圖設計的主要方法。利用PLC的編程元素(如狀態寄存器S和輔助繼電器M)來代替各步。
順序功能圖由工步、有向線段、轉換條件和動作組成。順序功能圖的基本結構又分為三種:單序列、選擇序列和并行序列三種形式。如圖1所示:
3.PLC在機電一體化設備中的教學方法
機電綜合實訓課程采用項目、任務型教學,打破教材本身的框架,圍繞PLC課程在設備中的應用展開,將其分解成若干個小任務,結合實際操作,了解該設備所能完成的任務和工作流程,分析設備的硬件組成和各元件功能。通過實際拆裝、編程與調試、故障診斷、維修及保養等,掌握該設備的裝配、操作和維護的能力。
實訓課程采取階段式訓練,并將企業的6S管理融入教學過程中。
1.設備認知,熟悉設備和設備元件,拆裝注意事項,安全用電等。
2.掌握知識,掌握設備需具備的理論知識和操作步驟,注意細節,融入平時所積累的操作經驗和訣竅等。
3.拆裝操作,結合企業實際操作要求,理解拆裝順序和要求,學會工具和儀器的使用,理解設備結構和各部件之間的關系,達到一定的技能水平。
4.編程與調試,掌握PLC編程方法,積累PLC程序編譯經驗,在調試過程中不斷總結經驗和編程技巧,培養學生的創新能力。
關鍵詞:工業案例;項目教學;行動導向
作者簡介:姜映紅(1975-),女,河北石家莊人,蘇州工業園區職業技術學院,講師;張君艷(1978-),女,江蘇徐州人,蘇州工業園區職業技術學院,講師。(江蘇蘇州215123)
基金項目:本文系2011年江蘇省教育廳教改課題“高職教育‘以賽促學’創新型項目課程教學模式開發與研究”(項目編號:2011JYT02JD049)的研究成果。
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)08-0094-02
隨著電子制造業、醫療器械、輕工業等產業的迅速發展,氣動技術應用越來越廣泛。然而,既具有良好的氣動知識理論基礎,又具備較強的操作實踐能力的高技能人才極為短缺。“氣動技術”是機電一體化專業一門重要的專業技術課,具有實踐性較強、與生產實際聯系緊密的特點,主要任務是培養學生對氣動系統進行分析、設計,安裝、調試、維護及診斷和故障排除三項能力。傳統職業教育教學中“教師講、學生聽”的教學形式很難實現這一目標,無法實現對學生職業能力的培養,因而嚴重地影響了人才的培養質量。改革傳統職業教育模式勢在必行。
一 、傳統教學與項目教學比較
課程是職業教育實施的重要環節,是關系職業教育和發展的核心要素。傳統的職業教育課程存在著學科化傾向和重理論知識教學、輕實踐能力培養等問題。這種教學模式帶來的后果:傳統學科型教學模式仍然從學科出發,以學科知識為主體,由于課程沒有根本性的變化,教師的理念、教學方法以及實踐教學等都沒有根本性的轉變;對學科性知識學習存在困難的高職學生無法適應教學模式,教學效果差,缺乏真實工作氛圍熏陶,學生職業素養難以養成;教師習慣于按所選教材組織內容授課,不善于研究授課內容在專業培養目標中的作用,缺乏不斷參加生產實踐、學習生產現場新技術、新工藝、新知識的主動性;課程設置缺乏彈性,不能滿足學生個性發展和不同工作崗位的需求。
項目教學法的特點。實踐性:項目的主題與真實世界密切聯系,學生的學習更加具有針對性和實用性;自主性:提供學生根據自己的興趣選擇內容和展示形式的決策機會,學生能夠自主、自由地進行學習,從而有效地促進學生創造能力的發展;發展性:長期項目與階段項目相結合,構成為實現教育目標的認知過程;綜合性:具有學科交叉性和綜合能力的運用的特點;開放性:體現在學生圍繞主題所探索的方式、方法和展示、評價具有多樣性和選擇性;評價特點:項目教學的評價注重學生在項目活動中能力發展的過程,測評內容包括學生參與活動各環節的表現以及作業質量。[1]
二、教學項目的開發
項目課程的核心之一是項目承載知識,即把知識均勻地分配到各個項目中去,徹底地以項目為單元分解原來的知識體系,打破思維定勢,不要求學生立即掌握一個項目所需要的所有知識,而是在完成每個項目細化的模塊中分配的具體工作任務的過程中領悟知識點和技能,項目的優化與選擇就成為項目課程順利實施的前提條件。
1.工業案例收集
收集工業案例的渠道主要有兩種:在與企業的交流與合作中,教師通過深入企業,利用問卷、訪談、研討、調研和訪問工程師等方式,結合自身教學,進行工業案例收集與匯總;學生在企業的實習過程中的實際案例反饋以及教師對學生畢業設計的搜集及歸納。
2.制訂向項目課程轉化標準
課題組教師根據課程培養目標、教學大綱、教學內容和教學計劃,制訂工業案例向項目課程轉化標準,設計并制作實訓項目。實訓項目按照教學計劃編排順序,匯總成冊。實訓項目應將培養學生的職業能力作為出發點,要涵蓋某一階段教學目標所涉及的知識,可以是一門課程的教學內容,也可以是以某一職業能力為核心的課程體系。教師設計的實訓項目,要以學生為中心、教師為主導、興趣為主線,使學生在完成任務的過程中掌握知識、技能和方法,并學以致用,觸類旁通。
三、項目課程教學實施
進行現場教學,堅持以“學生為主體、教師為主導、能力為主線”的指導思想,最大限度培養學生的動手能力、參與能力和創造能力,激發學生自覺學習的主動性。要獲得上述效果,應遵循基于多元智能的人才觀和基于因材施教的原則。在每個項目的教學實施中,采用基于工作過程的行動導向教學方法,按照工作過程的六個步驟:資訊、決策、計劃、實施、檢查、評價進行,培養學生的綜合素質。
教師首先明確課程的專業定位是:通過本課程的學習,學生掌握氣動和相關電氣知識,能夠正確選用和使用元件,熟練繪制氣動回路圖,掌握氣動回路的基本操作規程,能對簡單的氣動系統進行故障分析與調整,能進行氣動系統的基本設計、安裝、調試和維護。根據氣壓傳動控制方式不同將控制分為純氣動、電氣動控制,每種控制方式通過不同工業案例進行項目設置,共十多個教學項目。各項目之間既存在并列又包含遞進關系,通常3~4個小項目之后就有一個綜合性項目,而綜合性項目涵蓋了小項目的全部知識和能力目標。小項目的實施將學生對課程的興趣引入最大點,并熟練掌握項目實施的基本步驟,綜合項目的實施將會水到渠成。項目具體實施步驟如下:
1.資訊階段
在項目課程的開始階段,教師首先利用多媒體課件如視頻或Flash等播放氣動技術應用的實際場景,導入本次項目的內容,激發學生學習興趣。但學生從對氣動知識的一無所知到能設計氣動回路必須有一個從簡到難、從模糊到清晰的學習過程。例如項目1:工件推送裝置。一個按鈕按下,氣缸伸出、回縮往復運行,并且運行速度可控可調;松開按鈕氣缸回縮到位停止運行。此項目的子任務主要包括:方向控制、速度控制元件選型使用,仿真軟件設計和搭建實物回路運行調試。教師可以從一個更簡單回路設計開始教學,用一套氣源裝置、一個手控按鈕閥、一個氣缸和若干氣管搭建一個最簡單的回路。實物的搭建為學生提供了真實的動態場景,老師鼓勵他們模仿搭建此回路;模仿成功后的實物運動提高了學生的動手意識,進而增強他們探知究竟的心理;之后將此回路所用元器件的圖形符號繪制在黑板上,并逐一進行講解,使學生徹底明白此回路的構成和運行原理;最后通過示范仿真軟件的使用,為學生提供自我學習和設計的舞臺。簡單項目示范性講解完成后對項目1進行題目分析,主要是運行過程和所用元器件的分析,對未知元器件進行講解,使學生對項目有個整體的了解,并使學生明確通過本項目的學習、管理、設計和制作可以達到的相關職業能力,讓學生做好項目設計和制作的相關準備。作為第一個項目,教師的講解和示范工作較多,根據項目的不斷進行,教師在此步驟中的工作不斷弱化,最后變為關鍵知識點的引導性講解。
2.決策計劃階段
分析任務、制訂計劃。在教師的指導下,學生以小組為單位對教師精心設計的任務進行分析,對任務進行分解,通過小組成員的討論,制訂任務完成的詳盡計劃,此計劃作為學生學習情況評價的因素之一。學生要根據小組成員的成熟程度、小組成員的合作技能及學習任務的難度進行合理分組。把不同學習能力、學業水平及具有不同興趣愛好的學生分到一個組,可以在一定程度上實現優勢互補。
3.實施階段
小組協作、完成任務。小組成員根據制訂的計劃和分工情況,開展學習。學習過程要有階段性成果。階段性成果可以通過網絡的形式進行各小組間的經驗交流,通過組內交流不斷地完善階段性學習成果,從而促進任務的圓滿完成。除了完成任務、學習知識以外,每個組員還要與其他組員更有效地合作。學生根據自己的興趣、能力,經過小組協商自主選擇角色,承擔相應的任務。在設置角色任務時,不設固定小組長,每一個角色都是完成任務不同階段的小組長,這樣可以使學生在小組學習中都發揮積極主動的作用,在一定程度上避免任務只有小組中個別成員完成的情況,同時也利于學生綜合素質的培養。
4.檢查評價階段
學生最后的學習成果通過電子演示、文稿等多種方式在全班學生面前展示、交流與溝通。根據教師提供的評價量規,通過組內評價、組間評價和教師評價,對學習過程和學習成果進行總結性評價并將完成任務過程中積累的經驗進行交流。
四、項目課程考核與評價
作為教學活動的必要組成部分和人才培養的重要環節,服務于課程建設和人才培養目標的課程考核必須充分體現其有效的鑒定、教學和調試作用。[2]評價既要注意對技能和成果進行評價,也要對學生的態度和方法進行評價。
1.過程評價與結果評價相結合
改變了“一卷定乾坤”的單一考核方式,對學生的考評方法實行多樣化和過程化。[3]項目課程的實施不僅注重學生最終學習的結果,要關注學生的學習過程,更要關注他們在學習活動中所表現出來的情感與態度。在項目教學的過程中激發學生的學習興趣,使學生在學習中由被動變主動,培養學生的研發創新能力以及自已查閱資料能力,鍛煉了學生的反思習慣與問題解決能力。過程評價的運用就保證了最終教學目標的完成。只有過程評價與結果評價兩者相結合,才能保證項目課程教學的質量和學生的學習水平,確保最終教學目標的達成。
2.教師評價與小組評價、個體評價三者相結合
在項目開展過程中小組成員相互合作完成項目活動,項目完成后教師要詳細地對每一個小組的成果進行綜合性的評價,同時結合各個小組之間的互評,作為項目成果的最終評定。小組互相評價的運用,有助于激發班級各小組之間的競爭意識,促進小組成員間互動關系的形成,培養學生的團隊合作精神以及集體榮譽感;在對小組評價的同時,教師對學生個體也要進行評價,關注每個學生的成長,將學生在小組中的表現作為其個人評價的重要組成部分;將學生的小組評價與個人評價聯系起來,既關注小組活動的開展,又照顧學生的個體差異。
3.理論與實踐一體化評價
項目課程將理論學習與實踐學習有機緊密地結合起來,實現理論與實踐的一體化以及理論教學與實踐教學的一體化;而在評價中也應該將應知和應會結合起來評價,評價應該突出兩者間的相關性。理論與實踐一體化評價打破傳統將考試作為唯一評價手段的壟斷,采用評價主體多元化的方式,及從學生自己、小組成員及教師等不同角度來評價學生的學習效果。在每一個項目學習結束后進行一次考核,其中應知內容采用卷面考試,應會技能通過過程考核,學期結束再進行最終的考核。
五、教學效果分析與總結
項目課程教學模式的改革,將切實有效地把機電專業學生的氣動系統技能提升到一定高度,以項目案例為教學的主要載體,融知識、技能、素質的培養于一體,鍛煉和提高他們綜合運用專業知識解決實際問題的職業能力,使學生更好地適應企業技術崗位的需求。這次嘗試性的教學改革,不但開拓了學生思路,拓展了學生視野,而且駕馭了學生企業實習的橋梁,為他們真正成為具有高技能和高素養的優秀畢業生奠定基礎。
參考文獻:
[1]鄔玉晶.項目教學法在機電一體化技術專業中的應用[J].大眾科技,2011,(1):138,144.
實踐教學改革職業標準考核量化高職教學培養的是適應產業發展需求的,能夠勝任職業崗位(群)的高素質技術技能人才,實踐教學是實現人才培養目標的重要途徑,不斷深化實踐教學改革對于提高人才培養質量具有重要意義。職業技能鑒定,是衡量從業者知識技能水平的一項考核活動,考核涵蓋職業知識、職業道德和職業技能,在就業準入制度不斷強化的條件下已被越來越來的企業所認可,逐漸成為畢業生的就業憑證。職業技能鑒定在實踐教學改革中能夠起到催化劑的作用,將職業標準有機的融入實踐教學是實現崗、課、證融通的有效手段。本文以我院機電設備維修與管理專業(以下簡稱機電專業)實踐教學改革為例,簡要論述將職業技能標準融入到實踐教學中的實施過程。
一、專業崗位(群)能力分析
通過綜合考慮區域經濟發展規劃、開展企業人才需求調研、加強畢業生就業信息反饋的方式,確定了我院機電專業的專業人才培養為立足吉林,服務東北,主要面向裝備制造、石油化工和交通運輸等行業企業,培養從事機電設備操作、維護、機電設備的組織與管理、機電設備的銷售與技術服務等崗位(群)的高素質技術技能人才。需熟悉常見機械結構,掌握液壓與氣動相關知識,需具備機電設備零件圖與裝配圖、電氣圖的識讀與繪制能力,具備數控設備的操作編程及維護能力,具備典型機電設備的運行保養及維修能力。具有安全生產的意識和必備的安全知識,具有產品質量意識和質量控制等基本知識,同時養成責任、誠信、合作等良好的職業素質。
圍繞機電專業崗位(群)的從業基本要求了確定人才培養的核心能力,形成了專業人才培養素質要求,參照本科“卓越工程師”培養方式,將專業素質要求總結概括為22條,包括了對人文、科學、知識、技能、素質、法律意思、創新能力及職業精神等職業人才應具備的全方位的基本素質要求。依據專業素質基本要求,結合就業準入制度及機電專業就業的實際情況,最終確定本專業畢業生需取得中級以上機修鉗工、維修電工職業資格證,同時可選考車工、銑工、數控車工、可編程控制器程序設計師等職業資格證。
二、構建融入職業標準的實踐教學體系
圍繞機電專業人才培養目標,并結合相關職業技能標準構建實踐教學體系。形成了以機電行業企業崗位及崗位(群)職業需求為導向,以機修鉗工、維修電工培養為特長,以職業技術素質教育為主線,以專項訓練為基礎,綜合性實訓為強化,頂崗實習為銜接“三維一體,三階遞進,二元并重”的實踐教學體系,培養機電設備安裝調試維修保養的一線技術技能人才。具體做法是整合原有的課程和分散的實訓項目,改為理實一體化課程,開設的實踐課程包括3周鉗工實訓、4周機械設備運行維護實訓、4周典型機電設備拆裝維修實訓、3周維修電工實訓、7周的機電設備維修綜合實訓及31周的頂崗實習,實踐教學在整個人才培養中占的學時達62%。通過由單項到綜合到頂崗的人才培養模式,實現了人才培養目標,且教學效果良好。
三、對接職業標準的教學實施
教學體系建設完成后,重新修訂了專業教學大綱,將職業鑒定標準的內涵寫入教學大綱,重新整理序化教學內容,使教學內容對接行業企業實際需求。重新編寫了具有職業特色的鉗工、維修電工、機電設備運行維護等特色教材,并結合專業發展規劃建設了滿足職業技能鑒定標準的5個理實一體化教室,并加強實訓室文化建設,更多的融入企業文化,充分體現職業特色。同時,有計劃地安排教師頂崗實習,使授課教師具有行業企業實踐經歷,對職業崗位有深刻認識,具有較強的實踐動手能力,具備雙師素質。為了保證教學質量,改革了實踐教學考核方式,突出強化過程考核。專業理實一體課程、實踐課程都需要參考職業標準制定實踐考核量化表,通過過程考核量化,使學生在具備較強的實踐能力的同時形成良好的職業習慣,培養良好的職業精神,最終使學生具備從業能力和職業素質。
同時,將職業技能標準與實踐教學相融合的教學改革需要軟硬件同步推進,這需要構建與實踐教學體系相匹配的實訓室,需要加強實訓基地建設,尤其需要搞好校企合作關系,要使實踐教學具備職業性。近年機電專業,在省財政專項建設支持下,已改建鉗工、普加實訓室,擴建了液壓與氣動技術、機電設備維修綜合實訓、機電控制技術、機械創新等實訓室及數控實訓基地。在職教集團的帶動下,在原有校外實訓基地的基礎上,與一汽解放有限公司、長春豐越有限公司等建立了友好合作關系,為人才培養提高了保證。
四、結論
本文簡要介紹了機電專業實踐教學改革的設計與實施情況,將職業技能標準與實踐教學相融合的教學改革需要軟硬件同步推進,不僅要求有理念設計,還要求教師具備雙師素質,要求具有功能完備的實訓基地,要有切實可行的管理制度,高素質的考評員隊伍,更需要良好的校企合作關系,我們需要不斷探索以提高教育教學質量。
參考文獻:
[1]楊志剛,趙遠遠,巢新冬等.“實踐教學改革”助力內涵發展[J].教育與職業,2012,(4):82-86.
[2]蔣學先,李旭光,何貴香.高職實踐教學與職業技能鑒定相結合的思考[J].廣西教育,2009,(1):110-112.
中職印刷技術專業絲網印刷實訓教學絲網印刷以其適應范圍廣,印刷方式靈活多樣,印品墨層厚實,承印物多樣化等特點,而被廣泛地應用。江門雅圖仕職校印刷技術專業絲網印刷實訓教學體系構建和開展,是在為了更好適應雅圖仕公司絲印人才和印刷市場人才需求的前提下提出的。
一、公司絲印調研及分析
1.公司技能人才培養現狀
鶴山雅圖仕印刷有限公司目前主要有六大事業部:綜合產品事業部、紙袋事業部、咭書事業部、精品裝事業部、賀咭事業部、印后中央加工部,其中有五大事業部設有絲印科組,從事絲網印刷的技術人員和員工有上千人,然而較少員工專門學習過絲網印刷,較少技術人員只是在校學習期間部分課程講解過絲網印刷。
2.學校人才培養現狀
目前,雅圖仕職校印刷專業開設有印刷班、計算機制版班、特種印刷班,均以膠印人才培養為主,沒有建立絲網印刷實訓室,沒有健全的絲網印刷實訓教學課程體系。
3.調研結論
絲網印刷在公司乃至印刷市場有廣泛的應用,同時與膠印實訓教學相比,絲印實訓成本更低,本學期學校針對11級6個印刷專業班第一次開設了絲印實訓課,實訓物料花費不足萬元。因此,獨立開設絲網印刷教學課程、有針對性地開設絲網印刷實訓教學很有必要,也有很大的可行性。
二、絲網印刷實訓室構建
1.熟悉絲網印刷工藝
絲印實訓室的建設必須結合實際生產工藝和學校現有資源進行合理配置,建立絲印實訓室前必須熟悉絲網印刷生產工藝流程。
圖1是傳統絲網印刷工藝,絕大部分工序可在學校進行實訓教學,只有印前底片制作需要在制版公司完成,主要是該工序設備投入非常大,在這方面雅圖仕職校可以有效利用公司印前資源。
根據絲網印刷工藝流程,中職學校可以針對膜版制作、印版制作、絲網印刷和成品質量檢測及控制等工序作為實訓教學。
2.絲網印刷實訓室建設
結合絲網印刷工藝過程,根據雅圖仕職校實際情況,絲網印刷實訓室主要建設三個實驗室:一個是繃網實驗室,主要用于絲網繃網;一個是曬版實驗室,即黑房,主要用于膜版制作和印版制作;一個是絲網印刷過程實驗室,需要帶有水槽且連接公司的工業廢水處理中心。
三、絲網印刷實訓教學具體實施
中職教學的目標是“培養生產、建設、管理、服務第一線需要的”,讓學生重點掌握從事本專業領域實際工作的技能。同時,實訓教學也并非是完全拋棄理論教學,真正的實訓教學應該是實操與理論教學有機統一,逐步淡化理論教學和實訓教學的界限,堅持理論聯系實際,實訓教學貫穿于整個理論教學。絲網印刷實訓教學具體實施主要從以下3個方面做文章:
1.課堂教學少講、精講、多練
逐步減少理論講解時間,在講解理論過程中注意圖標、模型、演示、實驗、實物、錄像等教學媒體的運用,邊學邊干,講練結合。例如,在講解絲網種類的時候,如何區別尼龍絲網和滌綸絲網,除了從外形和手摸之外,還可以運用燃燒法,因為尼龍和滌綸燃燒現象是不一樣的,中職學生對實驗是很好奇和感興趣的。
2.根據上課內容改變理論上課形式
一般理論教學都是老師講,學生聽,時間一長,學生難免會枯燥,有時可以考慮進行“角色換位”,即學生上講臺講,老師坐在學生的位置上聽,進行適當的引導。每次實訓結束,都要進行實訓作業總結,這時候可以先讓學生講實訓過程中出現的問題,對自己實訓和別人的實訓作業進行“找茬”和“挑刺”,這樣活躍了課堂氣氛,學生的參與度也很高。
3.“生產式”絲印實訓實施
“生產式”實訓教學模式是基于“行為導向”的教學理論,運用“項目教學法”的一種新實訓教學模式。其主要內容是:構建一個以完成某項實際工作任務的教學情境,使學生小組在教師的引導下進入“生產者”的角色,在完成“工作目標”的前提下,參與設計并了解實際絲印工作的一般步驟和工序,學會運用基本理論知識解決實際問題的方法,在團隊合作的學習氛圍下掌握必要的操作技能,形成良好的實訓習慣,從而出色完成實訓任務。下面以絲網手工繃網實訓教學過程為例,說明“生產式”教學實訓的具體開展和實施。
手工繃網實訓課的工作任務是“采用尼龍絲網繃好一個網目線數為70目/in的木質網框,網框大小為30×40cm”。首先,給學生播放在公司自制拍攝的氣動繃網過程視頻,觀看后引導學生總結繃網的一般步驟;其次,讓學生以小組的形式去討論并設計完成手工繃網的步驟和方法;再次,教師檢查各組設計完成的繃網步驟;最后,在沒有明顯大錯誤的情況下(允許小的錯誤)讓各小組按照自己的計劃步驟進行實際操作,完成手工繃網。
通過以上教學過程總結得出教師在設計實訓工作任務時需要把握以下4個原則:(1)該工作任務有清晰的說明,學生一看便知。(2)能將具體教學理論和實際技能相結合。(3)學生有自行設計方案的機會。(4)允許學生犯錯誤,在實訓中遇到困難能夠運用已學知識克服和解決。
絲網印刷是印刷技術專業的重要內容之一,也是雅圖仕職校印刷專業學生就業的重要渠道之一,更是鶴山雅圖仕印刷有限公司重要部門之一,故我校應當結合自己的實際情況和市場人才需求,建立健全絲網印刷實訓教學課程體系,培養出更加適合公司和印刷市場需求的高技能人才。
參考文獻:
關鍵詞 頂崗實習 “DL”教學模式 PLC課程標準化、模塊化
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A
Research and Implementation of PLC Courses to Meet the Needs of Internships
WANG Miao
(Changchun Automobile Industry Institute, Changchun, Jilin 130013)
Abstract This paper is the study of vocational students at the insistence of internships, how to complete the "PLC and motor control technology" lesson plans and curriculum standards, professional training programs re-enacted by school-enterprise cooperation projects. The course covers the principles of programmable controllers, communications applications and WinCC configuration software and profibus fieldbus. Innovative proposed "DL (Doing by Learning)" is the "work-based learning" mode. Teaching design and production of integrated automobile production training table make the curriculum standardization, modularity. Achieve professional and industrial docking, docking curriculum and professional standards, the teaching process and the production process of education and teaching methods butt. Achieve the service for working running school-enterprise cooperation mechanisms.
Key words internship; "DL" teaching mode; PLC curriculum standardization, modularity
1 高職高專院校辦學特色的分析
企業急需培養掌握PLC電氣控制技術理論和知識和技能的電氣自動化專業的人才,為了使學生盡早接觸到實際工作崗位的設備,更快地進步,高職高專學校始終堅持“校企融合,工學結合”的辦學體制,以“不能滿足企業人才培養的需要,就沒有我們存在的必要”的辦學理念為核心指導思想,以“應用型”人才培養目標為基礎,不斷深化課程體系改革,優化教學內容,強化內涵建設,實現對人才的“知識、能力、素質”全方面培養。學校利用學校與企業多年合作的契機,現在安排學生學習理論和實習的比例為1:1。使他們每天工作的同時回到學校學習自動化專業課程PLC與電機控制技術,再到實際生產線上不斷應用,再不斷學習、不斷提高。
目前90%的學生在第三第四學期與企業簽訂了就業協議并且深入生產一線頂崗實習,要完成企業安排的正常八小時工作,還有的學生在外地實習。PLC與電機控制技術課程就是在第三、第四學期上課,讓學生實習好、學習好,就是本文研究的重點,高職高專辦學特色促成了課題組成員通過從理論和實踐兩方面對PLC與電機控制技術課程的教學研究,使頂崗實習的學生無論在理論上還是實踐上都取得了優異的成績,全面提升學生的就業競爭力。
2 校企合作,研發PLC校內實訓臺
2.1 PLC課程教學現狀分析
以往PLC與電機控制技術課程分為理論教學和實踐教學兩部分,兩者在教學上自成體系互不干涉。專業技術理論教學和實習教學分段實施,理論教師和實訓指導教師各負其責在教學內容和教學方法等方面難以形成有機結合。教學過程中往往出現“各自為政” 和“相互推諉” 的現象。往往是重理論輕實踐,理論教師往往是“一支粉筆一本書。”內容的講解常常是“空” 而“虛”,給學生留大量作業,學生用大量的時間背程序,應付考試。實訓內容更多的是簡單驗證理論結果,如一臺PLC可編程控制器帶一臺三相交流異步電動機。或幾個指示燈學生可以通過PC機進行編程,控制電動機正反轉,或指示燈循環亮滅。所做的實訓項目較少,學生印象不深。但現在學生下廠頂崗實習了,他接觸到的是能生產出世界一流汽車的生產線,我們的教學方式和實訓室的設備都遠遠滿足不了頂崗實習學生對知識的渴望。
2.2 研發PLC校內實訓臺
任課教師走訪學生實習單位,如一汽大眾公司,針對汽車行業進行了調研,教師根據在生產第一線設備的研究,如焊裝車間、總裝車間的汽車輸送線。調研結果是汽車制造行業每個工位之間是流水線生產,在生產線上各個環節都采用了PLC作為主控單元,同時用上位機WinCC監控和Profibus現場總線技術進行通訊。
通過對各個環節的電氣設備硬件結構和軟件編程進行了研究。結合在不同工廠、不同車間頂崗實習學生共同接觸的自動化設備,就是汽車生產輸送線。結合學生知識的循序漸進規律及全面性、課題組教師研制了來源于企業,又適合學校教學的PLC與電機控制技術實訓臺――汽車自動生產線實訓工作臺,本實訓裝置貼近工業現場要求,是典型的汽車自動生產線,設備從選材、工藝、流程、結構、控制等各方面都從實際工業現場出發,考慮工學結合要求,有機融合了機械、電氣、氣動知識,整個實訓臺就是學生工作、控制的生產設備。
通過該實訓系統的工作任務訓練,能較好地鍛煉操作者程序編寫設計能力、自動線設計開發能力、自動線連接與調試能力、工程實施能力和安全意識。突出強調技術的綜合運用。實驗室設備水平上了一個新的臺階,避免了過去教學與實際操作相脫節的教學局面。現在實驗室是一周4天,8小時開放。滿足了頂崗實習學生三班倒的工作、學習的需要。對在外地的同學以網絡為載體,及時發送教學課件、實訓臺影像。教師制作、發送和批改和項目相對應的學習頁,使外地學生也能同步學習。
3 課題研究的主要內容
PLC課程的項目與任務的設計即是教學內容的設計,它是課程設計思路和教學目標的具體體現。它即要符合企業和崗位技能需求,具有針對性,又要保持PLC知識的系統性與完整性。任課老師精選設計的每個實例項目要有一定的科學性、連貫性。由簡到繁、由易到難。單元內的實例都能有效地為該單元核心內容的教學服務,并且這些實例課題既能方便學生的學習,提高學習效率又要包含工作現場,本課程預計設置10項目。
項目一,硬件系統安裝及軟件系統的使用。該項目來源于工廠的主控單元PLC,要求學生了解它的硬件結構,硬件組態、硬件調試。同時工廠大量使用STEP7軟件,要求學生可以熟練使用該軟件的位指令。
項目二,輸送滾床轉臺控制系統,通過PLC控制繼電器實現電動機的正反轉控制、定時器控制,使滾床輸送線實現直線運輸,旋轉運輸。
項目三,PLC軟件程序控制伺服電機和步進電機驅動行車運行。
項目四,指示燈控制系統。工廠中還有很多指示燈,它們可顯示不同的工作狀態,因此對它們的控制也是學生必須掌握的。該項目來源于激光焊指示燈系統,有紅黃綠三種指示燈,亮和滅各有不同的意義,閃爍的頻率代表不同的工作狀態。
項目五,PLC軟件程序控制變頻器、編碼器使升降臺變速運行。學生學會用PLC控制交流電機就掌握了工廠的大多數設備的控制原理。
前五個項目完成基本可以設計了一個完整PLC和電機的控制系統。以上項目為第一學期的學習內容。在此基礎之上進行第二學期的學習內容。
項目六,機械手的設計,運用氣動控制技術由PLC控制電磁閥使機械手按要求進行快速移動夾緊、松開動作。
項目七,堆垛解垛控制系統,用PLC的結構化程序處理復雜的控制任務,使學生學會在主循環組織塊中多次調用功能塊和功能。
項目八,PROFIBUS現場總線的應用。
學會應用通信模塊選擇調試好的任意兩個系統模塊,實現兩個CPU315-2DP之間主從通信。
項目九,自動線加工系統模塊上位機程序編寫、調試。
熟練應用WinCC組態軟件圖形編輯器;掌握畫面切換、顯示畫面窗口、動態設計等方法和步驟。
項目十,WinCC組態軟件與Profibus現場總線的通信。
利用圖形編輯器組態加工模塊的畫面,顯示加工工位的計劃值、實際值時間信息;完成加工模塊的組態功能。能夠進行上位機的控制及顯示。
4 情景教學案例
現以輸送滾床轉臺控制系統為例進行情景教學的案例進行說明:
4.1 轉臺站控制要求
輸送滾床轉臺控制系統,通過PLC控制繼電器實現電動機的正反轉控制、定時器控制,使滾床輸送線實現直線運輸,旋轉運輸。
4.2 教學方法比較
沒有建造汽車自動生產線實訓臺之前輸送輥床轉臺控制系統項目我們只能通過PC機用應用位邏輯指令編寫一臺電動機正反轉程序。因為沒有傳感器的輸入信號,轉臺站工作情景根本無從談起。只能用仿真軟件驗證程序編寫的正確與否。學生學習過程變成背誦程序過程。理論與實踐嚴重脫節。現在課題組老師研制了與工作崗位控制系統一致的汽車自動生產輸送線實訓臺,頂崗實習學生他們在工廠只是使用,但自己沒有編過能直接控制減速交流電動機的程序,現在他們可以自己拆裝轉臺站,這樣對機械設備結構了解更深刻。可以對控制系統的硬件和軟件按控制要求進行設計編程調試。同樣是應用位邏輯指令可以編寫多臺電動機的順序控制程序,所以學習興趣大增。
4.3 本項目的知識點和技能點
(1) 掌握單相交流電動機的工作原理及繼電器控制電動機原理。(2) 掌握S7-300PLC位邏輯指令。能夠利用位邏輯指令構建轉臺站控制系統。(3) 具有轉臺站控制系統的構建、接線、編程、下載、調試的技能。(4) 學會操作汽車自動線設備的轉臺站。
4.4 轉臺站組成及功能
轉臺站由轉速1300r/min、減速比1:50交流減速電機、電壓DC24V、四路的繼電器、額定電壓DC10~30V、額定電流200mA、檢測距離10mm的電感傳感器1及檢測距離4mm的電感傳感器2、滾輪導軌、輸送輥床、鈑金結構件、機械零部件組成。主要部件功能如下:(1)交流減速電機1:用來通過同步帶/輪傳動機構驅動滾筒轉動。(2)交流減速電機2:用來通過驅動滾輪在導軌運行,達到轉臺旋轉的功能。(3)繼電器:用來控制輥床交流減速電機、轉臺旋轉交流減速電機的啟動/停止、正轉/反轉,當PLC輸出信號給繼電器線圈時電機運行。(4)電感傳感器1:用來檢測輸送滾床出入口滑撬的位置,實現傳輸定位,當檢測到滑撬物料時給PLC提供輸入信號。(5)電感傳感器2:用來轉臺旋轉到位檢測,當檢測到轉臺旋轉到位時給PLC提供輸入信號。
4.5 軟件設計(圖1)
4.6 項目實施
4.7 評價過程
為了全面客觀地評價每個同學項目完成的質量和總結成果,我們制作的自評、互評和師評表。每完成一個項目,就需要填寫自評表、互評表。其中包括知識考評、軟件編程、實際操作、項目驗收、聯系實際工作的創新點五大方面的考核。
5 總結
通過針對滿足頂崗實習需求的PLC課程的研究與實施,使PLC與電機控制技術的課程設計、教學實施、教學管理貼近工廠實際上了一個新的臺階。使高職高專學生在堅持頂崗實習的情況下,理論聯系實際,在很短的時間里很好地掌握PLC技術、WinCC監控軟件、Profibus現場總線技術的知識。使學生具備了PLC常用指令的分析應用能力、PLC控制系統設計、安裝、接線、調試及故障排除能力。分析問題和解決問題的能力及溝通協作的能力。也充分滿足了企業對頂崗實習學生實力的要求。在實踐中使高職高專學生實踐能力強的優勢突顯。目前學業完成的學生已在一汽大眾、大連發動機、大連變速器、一汽解放公司、一汽技術中心、米其林輪胎、一汽豐越等多家國內外知名企業工作,成為企業電氣設計維修的技術骨干。教學內容科學優化,進而為實習的崗位更好地服務。
吉林省高等教育教學研究課題:吉教高字【2012】45號
參考文獻
[1] 胡健.西門子S7-300/400PLC工程應用(第2版).北京航空航天大學出版社,2011.9.
【關鍵詞】自動化 生產線 調研 安裝
《自動生產線安裝、調試與維修》課程是三年制高職機電一體化專業開設的實踐性很強的技能型專業核心課程,也是機電設備安裝、調試、操作、維修等從業人員的必修專業課程。本課程需要《液壓與氣動技術》、《電氣控制系統設計、安裝與調試》、《機械制造技術》, 的能力,掌握一定的機電一體化系統分析、設計、安裝、調試、維護及檢修的基本技能。本課程以模塊化生產加工培訓系統(MPS)為載體,通過綜合技能訓練,使學生能夠正確使用工具、儀器和儀表,根據給定技術資料,能獨立完成自動生產線的安裝,調試及維護工作,在學習過程中進行團隊協作,培養質量、實踐創新意識等方面素質。
一、調研目的
(1)通過調研,明確行業對自動化生產線崗位職責和崗位知識、技能的要求,從而科學合理設置課程內容,提高學生技能。
(2)通過調研,明確行業對自動化生產線人才職業綜合能力的要求,課程內容的設置注重全方位培養學生能力,同時培養學生良好的職業道德。
(3)通過調研,了解相關行業對自動生產線崗位工作人員的具體要求情況,包括基本素質的要求、基本能力的要求、綜合能力的要求。總結課程開發基本思路、實驗實訓具體操作方法。了解企業對《自動生產線安裝,調試與維修》課程的見解,相關專業技術知識及技能的需求狀況,以便進行該課程內容設置、課程培養目標、課程教學模式,課程實踐環節和課程教學大綱的更新完善,努力從課程的各方面加強與企業的交流,力爭將《自動生產線安裝,調試與維修》課程建設成為學校精品課程。
(4)通過調研,了解機電專業畢業生工作情況,聽取他們對《自動生產線安裝,調試與維修》課程的建議,現在工作中需要哪些自動生產線相關知識和實踐能力。
二、調研內容
圍繞著上述目標,我們著重確定了以下調研內容:
(1)崗位職責要求;(2) 崗位知識技能要求;(3) 職業綜合能力要求;(4) 職業資格證書要求。
三、調研方法
本課程調研于2010年8月到蘇州工業職業技術學院,2011年11月到西安航天九院第16研究所,西安東風儀表廠,2012年5月至6月期間走訪西安東方機械有限公司、西安理工大學、西安天虹電器有限公司、漢江螺紋磨床研究所等進行實地現場調查。采用調查、走訪、開小型座談會、發放調查表,專業畢業生座談等多種形式,了解其他高校《自動生產線安裝,調試與維修》課程的建設情況及企業對課程相關知識及技能的要求,征求企業對該課程內容設置,課程教學模式,教學大綱的改進意見。調研過程中認真聆聽高校和企業對《自動生產線安裝,調試與維修》課程好的建議和課程建設思路,認真記錄調研的各個環節,調研中盡早發現自身課程建設的不足,與企業共同探討好的改進方法。
四、調研結果及結論
本課程調研共發放調查問卷30張,回收30張,對調查問卷進行了周密翔實的統計,結果如下,填寫認為自動生產線安裝、調試與維修技術的重要性較大的問卷為28份,填寫自動生產線在企業中有重要應用的問卷為27份,填寫使用自動生產線安裝,調試與維修技術的崗位為機電設備安裝與調試的問卷為29份,填寫使用自動生產線安裝,調試與維修技術的崗位為機電一體化系統的安裝的問卷為26份,29份問卷認為自動化生產線安裝,調試與維修工作中液壓與氣動知識比較重要,30份問卷認為自動化生產線安裝,調試與維修工作中傳感器方面知識比較重要,27份問卷認為自動化生產線安裝,調試與維修工作中電氣控制方面的知識比較重要,30份問卷認為自動化生產線安裝,調試與維修工作中可編程序控制器方面,29份問卷認為課程教學中應當加強學生機械系統安裝能力的訓練,28份問卷認為課程教學中應當加強學生電氣控制系統的安裝,調試及故障診斷能力的培養,30份調查問卷認為課程教學中應培養學生可編程序控制器軟件編程與調試方面的能力,29份調查問卷認為課程教學應采取理論與實踐相結合的教學模式,在做中學,學中做,30份調查問卷認為學習完本課程后學生應當能夠獲得機電一體化高級工及維修電工技能證書。
五、改進措施
(一)更新思路
隨著機電一體化技術的飛速發展,新技術的不斷涌現,教材內容往往滯后,課程的教學應該進一步、更深入的和行業結合,加大市場調研的力度,及時調整教學內容。建設機電綜合創新實訓室,采取形式多樣的實踐教學環節,提高學生的學習興趣,培養學生自動生產線安裝、調試及維護的能力。
(二)注重教學方法
改進教學模式,加大實踐操作環節在課程教學中的比例,課程建設中題庫和《自動生產線安裝,調試與維修》課程多媒體課件的建設還要不斷地更新、完善,以適應行業的發展,進一步優化授課的各個環節,努力建設出富有特色的課程體系。注重啟發式教學,引導學生主動學習。
(三)強化實踐教學
要繼續加強實踐教學培養,加大實訓的力度,增加實訓的時間、按行業的要求培養出市場所需的熟練的技能型人才,實現真正的“零距離”。多建立校外實習基地,讓學生到企業現場多看看,了解企業對學生的各方面要求。
(四)加強師資建設
《自動生產線安裝,調試與維修》課程是重要的專業核心課程,教師隊伍建設必然是重中之重。繼續引進機電類高學歷的人才,鼓勵現有教師深造學習,完善教師的培訓學習制度,建立有效的學習進修機制,盡快建成一支高水平的師資隊伍,為自動化生產線安裝及調試課程的發展保駕護航。
關鍵詞:互換性與技術測量;項目教學;探索與實踐
應用項目教學法的意義
現代的高等工程教育就是要結合工程實踐的教學,培養符合產業需要的具有全面能力和素質的工程人才。項目教學是一種能力本位的教學方法,按照各種完整的項目組織知識,交給學生去做、去學,在反反復復的基于項目的學習中,學到一些必要的知識,形成各種能力。其指導思想是將一個相對獨立的任務項目交給學生獨立完成,從信息的收集、方案的設計與實施到完成后的評價,都由學生具體負責;教師起到咨詢、指導與解答疑難的作用,不僅僅是把教師掌握的現成知識技能傳遞給學生;通過對一個個項目的實際操作,要使所有學生能夠了解和把握完成項目的每一環節的基本要求與整個過程的重點、難點,在教學的過程中培養學生獲取知識、運用知識解決問題、總結實踐經驗發現新知識、團隊合作、與人溝通和交流的能力以及創新的能力,從而達到培養學生的綜合專業素質的目的。
應用項目教學法進行課程改革的目標
由于《互換性與技術測量》這門課程理論性較強,結合傳統的教學方法,我們做了些創新和改革,課改的目標的是想培養學生具有公差和配合等方面的理論知識,同時掌握技術測量的手段和方法,既能根據圖紙的要求生產出合格的產品,又能進行正確的質量檢測。
具體可以從以下幾個方面來說:(1)在技能方面,學生要能認知和熟悉各種計量器具,掌握常用計量器具的使用方法和維護方法,正確選擇和使用生產現場的常用計量器具,能對一般幾何量和典型零件進行測量與檢測,懂得如何保養測量儀器,并建立這種意識。(2)在知識層面上,要求學生初步建立互換性的基本概念。熟知和理解孔和軸的極限偏差與配合,形狀和位置公差及檢測,表面粗糙度及檢測,測量技術基礎,滾動軸承的互換性、鍵配合的互換性及檢測,圓錐互換性及檢測、齒輪傳動的互換性及測量,螺紋的互換性及檢測,尺寸鏈等知識,加深對互換性基本概念的理解,了解常見幾何參數公差與配合的應用。(3)在學生自身學習的過程中,培養學生的學習主動性、溝通交流和互動能力、團隊合作和協調能力等。學生能主動積極地學習和思考問題,能在檢測中找到問題,通過與他人溝通交流,尋求解決問題的方法。
《互換性與技術測量》課程實訓項目的設計
經過多次的課程改革探討,構建了“教、學、做”一體化課程教學模式。理論課程的實施使學生在專業知識方面打下堅實的基礎,盡量引導學生獨立思考和提出問題,應用所學的知識解決綜合問題,培養學生獨立思考的習慣,不是僅僅依靠課本灌輸的有限的通用知識。實踐環節是通過設計一系列具體測量項目來開展,為了能夠順利開展實訓,本院教師精心設計編寫實訓指導書和實訓報告,內容如表1所示。
在實訓過程中,強調調動學生的學習主動性,使學生由被動角色轉換為主動角色,能運用所學的理論知識和測量方法等完成項目中設定的任務,解決項目中遇到的實際問題。在整個實訓過程中,教師起引導作用,學生進行小組討論,提出解決問題的方案完成實訓項目。同時通過完成實訓報告和回答發散性的問題,學生能更加靈活地把握、運用知識,去思考專業知識之間的關聯性。通過協作培養學生的團隊合作協調能力與語言交流溝通能力。
實訓項目的實施
根據以上的課改思路和設計內容,教師做了相應的準備,對實訓課的內容進行調整,課程的進度、上課方法、情境的設置等都在商討中達成一致,實訓項目的實施方案如表2所示。
實訓項目實施效果和存在的問題
從課程開展的效果來看,學生對實物、測量器具有很大的興趣,都很樂意親自動手測量,希望有較大的自主性,想通過自己的想法去解決問題,學習效率和熱情比較高。學生反映這種邊學、邊做的課程安排效果好,增強了他們的實際操作能力,開拓了思維方式。
但在課程的實施過程中也存在著一些問題:(1)學生管理難,學生太多,實訓課課堂很難控制。(2)儀器管理難,學生好奇心很強,保證設備的完整性有一定的難度。目前采取的措施是教師要對學生實訓操作有嚴格的要求,每次對使用過的儀器進行檢查,并且做詳細的記錄,這樣教師增加了很大的工作量。(3)教師之間的聯系、溝通,進度、實驗的教學統一也有一定的困難。
盡管難度大,但目前跟學生交流后,感覺效果還不錯,學生有主動性,有很大的興趣,樂意自己去測量,用自己思考的方法去解決問題,提高學習熱情,在潛移默化中提高了自身的綜合能力。總之,對《互換性與技術測量》這門課程引入項目教學法進行教學改革的初次探索和實踐,目前看來還是初見成效的。
參考文獻
[1]毛金明,康劍莉.CAD/CAM在模具設計與制造課程項目教學中的應用[J].機械與電氣,2008,8(8).
[2]蔡金美.PLC項目教學之探索與實踐[J].福建電腦,2008,(5).
[3]薛海,朱青松.《液壓與氣動技術》項目教學設計與研究[J].硅谷,2008,(17).
[4]於紅梅.《機械設計基礎》教學創新思路[J].科教文匯,2007,(11).
關鍵詞:電氣控制;PLC;教學模式;項目教學法;實踐教學
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)19-0281-02
一、概述
當前,人們的生產、生活都在逐步走向自動化、智能化,而所應用的設備一般均涉及電氣控制技術,PLC及其網絡更是被公認為現代工業自動化三大支柱之一,是自動化控制領域一種極其重要的控制設備。因此,“電氣控制及PLC應用技術”在機械制造與自動化、液壓與氣動技術等專業的課程體系中具有重要的地位,是高校相關專業課程體系中和社會、企業需求結合最緊密的應用類課程之一。隨著社會、企業對高校人才動手和操作能力要求的不斷提高,所招聘的人才無不要求要有工作經驗,而目前,高職學校的生源質量普遍較差,部分學生對傳統的教學內容和教學方式有厭倦情緒,他們不知道在校期間學習的目的是為了什么,不知道學完這些課程或某門課程后,能做什么事情,因此,職業教育教學必須改革教學內容、教學方法,使教學內容體現工作任務,以工作任務引領學生由理論項目實踐,通過完成每一個工作項目來理解其中所包含的理論知識,把理論知識融合到每一個實踐操作中,這樣,一方面加強學生實際操作能力培養,另一方面又提高學生學習的主動性和積極性。
二、本課程的結構、特點及傳統教學模式的缺點
《電氣控制與PLC應用技術》是一門非常重要的專業課,主要講授的是:常用低壓電器、電氣控制線路的基本環節、典型機械設備電氣控制系統分析、電氣控制線路設計基礎、PLC的構成及工作原理、PLC的指令系統、梯形圖及編程方法、PLC的應用、PLC的通信及安裝接線等。特點:文字敘述抽象、專業,原理圖很多,對于沒有學過相關知識的高職學生來講,很難想象出它的具體實物形象,且在聽課中普遍感覺枯燥乏味,總感覺似懂非懂。對于本課程的教學,以前一直都是采用傳統的教學方法,課堂上以教師講授為主,學生被動地學習知識,過后再去實驗室做實驗。教學效果不好,教師講得很累,而學生的理論知識和實踐技能并沒有很好地掌握,滿足不了學生畢業后從事相關工作的需要,更沒有達到高職高專培養高技能應用型人才的目標,針對這種情況,對該課程的教學模式進行了改革。
三、新的教學模式
1.在理論中的實踐。采用多媒體教學,提高教學質量。我在使用多媒體講解《電氣控制與PLC應用技術》的理論知識時,適時通過圖片的展示使學生認識元件的實際外形,并通過對動畫課件的解說,使學生掌握電氣元件的工作過程、電氣控制線路的工作原理、PLC控制原理等,還結合教室中現有的電氣元件及電氣控制線路來講解元件的物理特性及線路的控制原理。這種理論中帶有實際的講解,不僅使學生對所學知識有了更直觀的認識,還讓學生有了一個載體來存放所學的理論知識且不易忘記,大大提高了學生學習的自信心和積極性。
2.項目教學法。項目教學法,就是師生以團隊的形式,實施一個完整的項目工作而進行的教學活動。學生在教師的指導下,完成一個項目的過程,在這一過程中學生掌握教學計劃涵蓋的教學內容。先由教師演示每個項目的結果,然后講授完成項目需要的理論知識,項目需要到的理論知識講透、講深,其他內容少講或不講。最后,由學生動手操作。通過項目驅動,學生在做的過程中,學會思考、看書、查詢資料;問同學、問老師,促使學生學會學習,促使學生從“要我學習”向“我要學習”轉變。這種以學生為中心的教學活動,知識是通過項目的實踐而形成,學生厭學的問題可得到改善;學生為了項目的實現,會積極、主動地去制定解決問題的方法,從而培養學生的創新能力、認真負責的工作態度和一絲不茍的工作作風。由于我們學生的基礎及接受能力差異很大,因此在教學中將項目案例設置成難度不同的幾個層次,普通學生只做基本要求,而對于學習能力強的學生可以做一些難度較高的項目,做到因材施教,結合學校的現有資源,我們精心設計了12個訓練項目。分別為:教室各用電設備電氣控制、設備驅動用電動機的正確使用、設備驅動用電動機單向點動控制、設備驅動用電動機單向連續控制、設備驅動用電動機正反轉運行控制、C6140車床電氣控制、Z3050鉆床電氣控制、電動機正轉的PLC控制、電動機正/反轉的PLC控制、十字路通燈控制的模擬、機械手動作的模擬、自動配料裝車系統控制。每個項目都是由“任務布置、組建小組、項目分析、制定方案、項目實施、知識培訓、項目評估”七個環節組成,教師首先說明課堂上要完成的任務和課后作業的要求,讓學生在課堂上照著項目案例做。每個小任務都要在規定時間內完成,教師巡視并隨時指導。時間到,教師根據學生提出的問題和自己觀察、經驗分析難點,并作演示講解,之后學生再繼續做,再總結,如此反復,按計劃完成一個項目。課后學生根據自己做案例時的經驗及自己的愛好,提出自己的創想設計,并在規定時間內獨立地完成,進一步提高知識的吸收程度。最后,教師和學生們一起對他們課上、課后的作品進行欣賞講評,選出優秀作品,并給予相應的獎勵,同學們激情高漲,認真學習,積極動手,做出了很多優秀的作品。通過項目式教學不僅大大提高了學生們的學習興趣,也使他們的動手能力、團隊精神和敬業精神等綜合能力得到了有效鍛煉,為他們走上工作崗位打下了堅實的基礎。
3.實踐教學。學生對本課程理論知識進行了系統的學習,之后又通過相應的項目實訓對理論知識進行了驗證和實際操作能力的鍛煉與提高,但是通過什么辦法讓學生的這些能力在以后工作中能夠得到更好地運用,使他們在工作之后能夠很快地進入工作狀態呢?當然是通過實踐的手段去實現,就是所謂的教學實踐,把以后可能的工作內容作為學生實踐的任務,使理論很好地結合了實際,為以后的工作做好準備。根據學校現有資源對學生安排了以下的實踐環節:廣數983系統數控車床電氣控制系統實訓、西門子802D系統數控銑床電氣控制系統實訓、fanuc系統數控車床電氣控制系統實訓、三菱系統數控銑床電氣控制系統實訓、CA6140普通車床電氣控制系統實訓、雙坐標鏜床電氣控制系統實訓、牛頭刨床電氣控制系統實訓。通過這樣的教學,一方面使教師的教學水平得到充分發揮,學校的教學資源得到充分使用;另一方面不斷提高了學生的學習主動性和自我解決實際實踐問題的能力,使學生對本課程的學習不再感到抽象和枯燥,學生全身心地投入到實踐活動中去,將本課程的知識徹底理解并掌握,實操能力也得到了很大的提高,而且對以后的工作內容和工作環境有了更深入的了解,提升了學生的就業競爭力。為了更好地提高教學效果,還安排了如下的社會實踐:(1)邀請優秀畢業生來學校作講座和報告;(2)充分利用各種社會關系,帶領學生去相關企業參觀;(3)通過學校組織,去企業進行生產實習,深入學習。
因本課程的實踐性很強的,為使學生能夠將理論知識與實際應用緊密地結合起來,很好地提高教學效果,本文探索了新的教學模式并進行了實踐,實踐表明,該課程教學質量和效果得到了較大改善,學生的學習積極性和實踐能力得到提高,使學生在學習中始終有一種求知欲,較好地解決了高職學生學習主動性較差的問題,并能使絕大部分學生都能參與到教學活動中來,既強化了學生的綜合技能,也鍛煉和提高了學生的思維能力、分析及解決問題的能力,培養了學生的團結協作精神,充分挖掘了學生的創新能力,就業競爭力得到提升,值得推廣和應用。
參考文獻:
[1]賀麗平,李劍.《電氣控制與PLC》課程實踐教學思路的探索[J].黑龍江科技信息,2009,(30):231.
Abstract "The Design of Mechatronics System" is a practical and comprehensive curriculum, but there are disadvantages like outdated content, insufficient practicality monotonous teaching methods in the present teaching.In order to improve the the effect and quality of teaching,and to strengthen the students' practical ability, a series of reform measures on the teaching goal, teaching content, teaching methods, teaching practice and exam method are proposed.
Key words The design of mechatronic system; teaching system; higher vocational education; reform measures
高等職業教育近幾年來在中國得到了飛速發展,高等職業教育的培養目標是具備某一特定職業或職業群所需綜合職業能力的,為生產和管理第一線服務的應用型、技術型人才。而傳統的課程教學體系已遠遠不能適應技術技能型人才培養的目標,改革課程的教學體系,加強學生動手和應用能力培養是實現高等職業教育辦學特色的根本途徑。
高等職業教育機電類畢業生主要面向現代制造業等高新技術企業從事機電一體化產品、現代制造設備、IT產品、生物醫藥產品等智能化生產線的設計、安裝調試、運行維護、生產管理和經營銷售等技術工作。“機電一體化系統設計”是高職機電類專業的一門重要的專業核心課程,對培養學生機電產品設計、控制及調試能力具有重要作用。這門課程涉及了PLC、單片機、傳感與檢測、機電傳動控制等多門課程的知識,綜合性、系統性和應用性強,僅僅通過課堂教學是遠遠無法達到這門課程的教學目標的。本文結合“機電一體化系統設計”課程教學中存在的問題,為高等職業教育教學體系的改革做一些有益的探討。
1 存在的問題
(1)內容多。對機械類專業本科生而言,“機電一體化系統設計”的教學內容包括機電一體化相關概念、機械系統、機電接口技術、氣動執行機構、伺服系統、微機控制與編程、檢測傳感裝置、典型機電一體化系統實例等諸多內容。許多學生反映知識點多而繁雜,難以記住。
(2)難度高。“機電一體化系統設計”的教學內容中的步進電機和交流伺服電機的控制,涉及復雜的參數設置和接線,接口技術中涉及不同I/O模塊的校準、轉換與編程,這些知識抽象,理解起來比較困難,很多同學在學習時都是一臉茫然,叫苦不迭。
(3)不會用。“機電一體化系統設計”課程中涉及許多機電一體化元器件,上課時老師很賣力地講,學生凝神地聽,但是實際中使用這些元器件時,往往不會選擇型號,選擇了型號又不知道如何接線。
(4)教學方法單一。這是高職“機電一體化系統設計”課程的主要問題。受傳統教育觀念的影響,課堂形成了“講臺上老師滔滔不絕,講臺下學生昏昏欲睡”的狀況,結果是“老師怒其不爭,學生卻哀其不幸”。這種教學局面形成造成了學生根本無法真正理解機電一體化課程的基礎知識,很多學生學了一學期卻還不知道如如何控制機電一體化設備,這樣的教學無法達到課程的教學目標。
(5)教材內容不適應高職教育的新要求。目前可以將學校中使用的“機電一體化系統設計”教材歸為兩類,一類是常規類,另一類是項目驅動類。常規類教材按照機電一體化的概念、機械系統、伺服系統、接口技術、控制系統等內容劃分各個獨立章節。這類教材具有完整的體系、模塊化的結構、層次分明的內容,但其重理論輕實踐,實理脫節,對職業院校學生的工程應用能力培養不足。如果任課教師按照教材的順序進行教學,學生就難以搞清楚如何設計并控制某一種機電一體化產品,不利于培養學生的機電設計能力和編程控制思維。項目驅動式類教材能從職業崗位需求出發,以項目和任務引出知識點。該類教材編寫形式直觀生動,增強了可操作性和可讀性。但是,該類教材的系統在面向職業崗位的系統性方面稍顯不足。當學生很努力地學會了書本知識,信心滿滿地去設計一個新項目時,卻仍然感覺無從下手。
2 改革措施
2.1 教學目標
教學的目標不僅要使學生必須掌握典型機電一體化元器件與典型機電一體化設備的基本原理,形成機電一體化技術的思維理念,更重要的是根據實際情況會合理選用機電一體化元器件型號,能夠根據元器件說明書接線,將若干元器件組合成機電一體化系統完成一定的控制功能。
2.2 教學內容
機電一體化技術是發展非常迅速的一種技術,市場上新技術、新產品不斷出現,但現有的“機電一體化系統設計”教材內容比較陳舊,與實際生產脫節;偏重理論講解,應用實例少,實用性差;實物插圖少,內容抽象;機電一體化實例不夠典型,不能與前面章節形成有效融合。
根據目前教材中存在的問題,筆者結合多年教學經驗,認為“機電一體化系統設計”教材編寫應遵循以下要求:理論要本著“夠用”和“實用”的原則,依托本地區目前及今后機電領域發展情況,在全面調研的基礎上合理選擇機電類企業的典型產品所用到的知識和技術作為教材內容。特別是考慮到近十幾年非標準自動化設備產業的飛速發展,教材各章節中應包含以下內容:機械技術章節中應包含滾珠絲桿與直線導軌;微機控制章節應包含PLC的常用控制功能及變頻器控制;接口技術章節應包含PLC的各種控制模塊,尤其是I/O轉換模塊與溫度模塊,還應該包含觸摸屏技術;檢測與傳感裝置章節中應包含各種接近開關、色標傳感器、光電編碼器和光纖傳感器;伺服系統章節應包含PLC如何控制步進電機和交流伺服電機;氣動技術中應包含帶磁環的直線氣缸與旋轉氣缸選型與控制;機電一體化產品實例可以選擇數控機床、工業自動化生產流水線、電梯、工業機械手等幾種典型產品。
教材內容的選擇除了要考慮與生產密切結合的實用性外,還應具有理論聯系實踐可操作性。教材中應增加所講元器件的實物圖片和生產該元器件的知名企業信息,并增加該元器件的典型說明書一份,這樣既使學生對該元器件有了全方位認識,又能夠學會實際使用時應該如何選擇型號。這部分內容可與企業工程師聯合共同完成。
2.3 教學方法
“機電一體化系統設計”課程具有知識點繁多、內容不易理解、應用性強等特點。因此,采用形式多樣的教學方法,有助于激發學生的學習興趣,提升課堂教學質量。在授課過程中,每個章節的內容用典型自動化設備引入,先觀看視頻,再提出問題,通過學習最后解決問題。講基本元器件的原理時,課前充分發揮學生自主學習能力,讓學生廣泛查找搜集相關資料,課堂上由學生進行講解,老師提出一些問題,大家一起討論。老師做詳細講解時應配合元器件實物,增強學生感性認識。講基本元器件在實際生產中如何選擇時,可以通過企業產品實例,提出使用條件,結合元器件型號和使用場合,選擇出適合該產品實例的元器件型號。拿出該課程部分課時,聘請企業的一線工程師結合經驗來講,使學生能夠獲得來自生產一線的信息,更加深刻地理解所學內容的重要性與實用性。
此外,建立課程的學習網站,將課程的相關內容與資料放入網絡中,實現開放性教學,引導學生自主學習和拓寬知識廣度,以解決授課學時不足的問題。
2.4 實踐環節
實踐教學內容應密切與理論結合,每完成一章的內容,應及時安排實驗。機電一體化綜合實訓臺可以幫助學生學會使用元器件,完成一定的控制功能,但是由于實訓臺各部分結構已模塊化,這樣不利于學生掌握元器件接線方法。為此,綜合實踐環節的任務安排不應該局限于在綜合實訓臺上完成,而應配備足夠的散件,提出控制要求,讓學生自己選擇器件,完成接線與參數設置,并根據要求編程實現控制功能。對于能力較強的同學,可以安排到自動化企業去完成綜合實踐,配合企業的實際產品完成某部分控制功能,在實踐中積累經驗。
2.5 構建機電教學企業
“教學企業”是它集生產功能和教學實訓功能于一體,并按市場機制運營,兼顧經濟效益、社會效益和教學效益的校企合作實體。它是職業院校謀求自身發展、實現與市場接軌、大力提高育人質量、有針對性地為企業培養一線實用型技術人才的重要舉措。我院教學企業的具體的做法是由學院提供場地,與某自動化企業合作,將企業生產設備、技術人員等資源引入學校實訓基地與學校設備,按企業化要求組織生產和科研,結合企業自動化生產線訂單并結合課程需要開展理論和實踐教學。企業的工程技術人員參與“機電一體化系統設計”課程培養方案的制訂,教學標準的制定、教學組織的實施、教材內容的編寫、一起學生成績的考核等工作,而且企業技術人員作為兼職教師在“教學企業”中承擔的教學工作量不少于30%。在“教學企業”中,通過規范化的運作,將教學實訓活動融合在企業的生產過程之中,實現經濟利益和教學效益的雙贏。由于課程依托教學企業,能夠以自動化生產線的設計、制造、調試、檢測等真實任務作為教學載體,學生直接參與企業生產經營過程,實現“教、學、做”的一體化,有效提高學生的專業技能和綜合素質。
2.6 考核方式
教學方案的改革要求考核方式也要多樣化。針對基本概念、理論和計算仍采取閉卷考核。但是試卷內容應更加綜合化與實用化。筆者在實踐教學中,已將傳統試卷的填空、選擇、判斷、問答、分析等題型綜合在一起,安排7~8個大題,所有大題都根據實際產品來編寫,每個題目里包含選擇、填空、連線、問答等題目,這樣的考試內容既能夠避免學生為應付考試死記硬背,培養和鍛煉學生的綜合分析能力,在一定程度上也考查了學生解決實際問題的能力。
關鍵詞:PLC;教學方法;項目化教學;校本教材
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A
文章編號:1992-7711(2013)01-083-2
一、課程的入門
PLC這一課程對于中職的學生來說是非常新鮮的,他們從來就沒有接觸過類似的課程,他們往往會把PLC這一課程理解成很難學的編程課程,產生畏懼感,覺得自己能力所限,肯定學不了這一課程。所以上好第一節課相當重要,如若第一次課不能打消學生的這一念頭,提高學生的學習興趣,學生就會產生厭學的情緒,那么接下來的課程就會很難開展,故第一節課務必講一些切合實際的具體PLC應用實例,來提高學生的學習興趣。
筆者在第一次課上就經常用十字路口的紅綠燈來引導學生進入課程。紅綠信號燈是我們日常生活中非常常見的事物,學生們都知道“紅燈停,綠燈行”的交通規則,但學生感興趣的并不是交通規則,他們一定很想知道“什么時候亮紅燈?什么時候亮綠燈?是人還是機器在控制?如果是機器的話,又是什么機器在控制著信號燈?”這樣就很容易引出PLC的概念,同時調動了學生的好奇心。筆者在此時往往會讓他們數一數在學校附近的路上有多少個紅綠燈的路口、每個路口的交通信號燈的規則是否一樣、哪一個路口的紅綠燈最為合理等等,這一系列的問題會大大的激發學生的求知欲望。這時他們一定想知道“如何通過PLC來控制信號燈?”這樣便達到了教師所要達到的目的,在提高學生學習興趣的同時,很自然的引出了課程的主體“PLC”。
二、合理地選擇和改革教材
隨著PLC課程在中職校廣泛的開展,市面上出售的各種PLC書籍也層出不窮,教師在選擇教材時一定要仔細研究。查閱教材的內容是不是適合初學PLC的中職學生。很多教材中,PLC的基本原理、基本指令、基本應用、基本操作等各為獨立章節,各章節聯系不夠緊密,尤其是入門章節,講述的都是理論知識,然后是認識指令、程序的編寫,在不結合具體實例的情況下學生是很難理解指令的涵義的,所以如果教師完全按照書本上的內容講解的話,必定會枯燥乏味,打消學生的積極性。為此筆者根據學生的認知和學習習慣,和幾年的PLC教學經驗,編寫了簡單的供本校學生使用的校本教材。
在此校本教材中,通過項目化的教學方式,涉及到的每一個知識點都用對應的項目實例進行演示,然后講解知識點,包括基本指令、步驟、編程思想等等。以下是此校本教材各章節的知識點和對應的實例:
項目一,認識PLC和相關硬件。因為在開設PLC課之前學生就已經學完了電氣控制的相關內容,固此章節筆者使用電動機的點動——自鎖控制實例,通過用繼電器控制電動機的點動到自鎖的變化通過接線實現,而用PLC控制電動機的點動轉變為自鎖時是通過程序的變化來實現的,從而突出PLC編程操作的方便。
項目二,PLC軟元件的簡單介紹。因為在后面章節每個項目都要用到各種軟元件,所以這一項目可簡單介紹,在此后的項目中再著重講解。
項目三,電動機的正反轉控制。這一章非常重要,這是第一次真正意義上的編程實例,故要著重講解編程步驟,包括選擇對應的輸入輸出點,畫出接線圖。然后是講解本項目所涉及到的指令LD ANI OUT END等等。
項目四,兩臺電動機主控選擇運行控制。主要講解指令MC MCR的用法。
項目五,電動機的順序氣動控制。主要講解定時器T的用法。
項目六,運料小車兩地往返運行控制。主要講解S指令和狀態轉移圖編程的方法。
項目七,電動機星三角降壓啟動運行控制。主要講解MPS、MRD、MPP指令的用法。
項目八,藝術彩燈的設計。
項目九,交通信號燈設計(可以有多種設計)。
項目十,搶答器設計。
在本校本教材中,前七章所涉及到的項目比較簡單,主要是要讓學生掌握各種指令的用法、項目化編程步驟和編程思想。所以教師在講解時每一章都要緊扣實例,使得學生對項目的理解最大話。后三章的項目是比較復雜的,要用到兩個或幾個知識點才能解決的項目,主要使得學生能把之前學的各種指令能夠融會貫通,最終真正掌握PLC各種指令的使用和編程方法。
三、理論與實踐相結合