关键词:亚龙YL-335B型自动生产线教学设备教学实训系统项目训练
1.前言
2.YL-335B型实训装置的组成及原理
本实训装置主要包括两大部分,即机械结构部分和电气控制部分。整体结构如图1所示。系统通过PLC联网组成一个整体。同时,每个单元又是一个独立的系统,可以单独进行编程和调试。
在器件选用上,选用日本SMC公司的普通单作用气缸、双作用气缸、短行程气缸、旋转气缸等,并配套对应的磁感应开关,使用了日本Panasonic公司的MinasA4系列AC伺服驱动器,还使用了日本MITSUBISHI公司的FR-E700通用型变频器,上位机组态界面采用北京昆仑通态自动化软件科技有限公司的TPC7062K系列触摸屏,机架及其连接件全部采用自动化行业通用的铝型材及辅助连接。
2.1系统的基本功能。
2.1.1供料单元。该单元是系统的起始单元,采用了一个垂直的料仓,按照工艺流程,放在料仓中的工件将被自动地推到物料台上,以便输送单元的机械手抓取。
2.1.2加工单元。该单元主要把物料台上的工件送到冲压机构下,完成一次冲压工作,然后送回物料台。
2.1.3装配单元。该单元主要把料仓内的小圆柱工件通过落料机构自动落入旋转工作台,然后机械手把小圆柱物料装配进入已加工的工件中。
2.1.4分拣单元。该单元主要负责对装配好的工件进行分拣,通过传感器来判别不同的工件,从而把不同的工件通过料槽进行分流。
2.1.5输送单元。单元通过一套带传动直线运动机构及机械手装置,将工件精准输送到工作单元的物料台上,实现工件的传送功能。
2.2系统机械结构设计。
机械结构系统主要由5个单元组成,分别为供料单元、加工单元、装配单元、分拣单元和输送单元。每个单元的机械结构选用了不同尺寸、相同材质与结构的工件,进行加工与安装。
2.3系统电气结构设计。
系统的供电为三相五线制交流电。每个单元都采用一台三菱FX系列PLC作为控制核心,并且采用RS485串行通信的N:N通信方式。主站的上位机为MCGS公司的TPC7062KS触摸屏。系统如图2所示。
3.该教学实训系统的目的与意义
3.1光机电结合,覆盖全面。
3.2由浅入深,循序渐进。
该实训系统采用PLC为控制核心,通过真实再现企业现场控制一线的工作任务,以任务为出发点,通过5个单元的项目训练,达到从“开关量控制”,到“模拟量控制”,再到“网络通讯”进行一步步的深化和提高。同时,在第四站加入了“编码测速、变频控制”,在第五站加入了“伺服定位控制”、“MCGS组态软件控制”,等等。新的知识点也在一步步增加,形成了很好的、循序渐进的过程。
3.3以赛促练,进行强化。
3.4以练促教,教改结合。
通过该实训平台的训练,学生找到了一条容易适应从学校到工厂环境转换、从理论到实际转换、从课堂教学到工程现场真刀真枪技能转换的新途径,缩短了从学校课堂到工业生产现场的距离,从而提高了学生动手的能力。
4.结语
亚龙YL-335B型自动生产线教学设备现已投入实训教学,取得了良好的教学效果。此设备不但能完成PLC开关量控制、气动控制、光电检测等简单的基本实验,而且能进行PLC与伺服驱动、MCGS组态软件调试、通讯控制等多种复杂综合实验。在项目训练过程中,教师可根据需要由学生自己进行安装、调试和编程,也可引导学生通过改变程序来改变生产过程,实现不同的模拟生产,实现基础实验及单门课程实验、实训所无法达到的综合性运用能力,从而更好地培养学生的创新意识和实践能力,同时提高教师的自主探究和深度研发能力。
参考文献:
[1]吕景泉主编.自动化生产线安装与调试(第二版)[M].北京:中国铁道出版社,2009.12.
关键词:自动化生产线教学做一体化任务驱动
中图分类号:G642.0文献标识码:CDOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.23.182
1引言
2教学方法的选取
3教学内容的选取
以YL-335B自动化生产线为教学载体,该生产线包含供料、加工、装配、分拣及输送5个单元,涵盖了传感器技术、气动技术、低压电气控制技术、变频技术、步进电机技术、工业网络技术、PLC技术、电气系统的安装与调试技术、机械系统的安装与调试技术、系统的维护与故障诊断修复技术等,这是一个庞大而复杂的知识体系,教师需要紧紧围绕专业培养目标合理选择教学内容。
4教学组织和实施
教学实施的过程应在学校自动化生产线的理实一体化实训室,如果有校企合作,则可在工业现场,由企业专家边讲边做边评的方式进行,这样可使理论与实践紧密结合,让学生活学活用,大大激发学生的学习积极性,达到事半功倍的效果。
整个教学过程的组织和实施应该是以学生为主体,以教师为主导,将教学内容分成若干个子任务,每个任务的实施分为以下六个步骤进行。
4.1提出任务
4.2制定计划
4.3方案决策
教师对各组所列方案进行点评,引导学生做出正确的决策方案。学生各组代表汇报计划实施方案。
4.4任务实施
4.5任务完成情况检查
教师巡视检查各组学生完成情况,并做平时成绩的记录。学生各小组整理实训台,交验任务完成情况。
4.6分析评价
教师对学生任务实施的成果进行点评和总结,任务实施过程中遇到哪些问题,怎么解决的,并启发学生进行任务的拓展分析与思考。学生自评、互评,总结,写任务报告,进行拓展任务的思考与实践。
5总结
该课程的教学一方面实现了课岗对接,教学的过程就是以岗导学的过程,同时学生通过该课程的学习,可以到企业从事生产线的操作、控制与编程、安装与调试、管理与维护等工作,也是学以通岗的过程。教学过程采用以任务驱动的教学做一体化方式符合学生学习的认知规律,能充分调动学生的主动性、积极性和参与性,学生在做中学到大量的知识和技能,实现了教学的整体优化,保证了课程教学目标和人才培养目标的实现。
参考文献:
文/卓建华叶焕锋徐浙明
摘要:本文介绍了学校机电专业省级实训基地建设的经验与做法。学校在构建机电专业省级实训基地时,以“一体化、系统性和示范性”为原则,按照基础技能实训、核心技能实训、综合技能实训、创新技能实训四个不同层次的功能模块分别设计,构建了一个以学生实践能力和职业技能培养为目标的“模块化、组合型、进阶式”的实践教学课程体系,实训基地的建设有力地推动了学校专业建设,学生的实践能力和职业技能普遍提高。
关键词:中职教育校内实训基地一体化
如何建设具有高质量、规范化、示范性的中职学校校内实训基地,已成为当前中职教育课程改革能否顺利进行的关键问题。笔者根据所在学校多年来的教学实践以及创建省级机电专业实训基地的经验,探讨并总结学校在构建机电专业实践教学课程体系、建设校内实训基地过程中的一些思路和做法。
一、中等职业学校校内实训基地建设的重要意义
确立以适应市场需求的具有实践能力和职业技能的高素质、技能型人才为培养目标,“以就业为导向,以技能训练为突破口”,构建“做中学,做中教”的创新人才培养模式,是当前中职学校教育改革的根本任务,而加强实训基地建设是完成这一根本任务的重要保证。目前,我国中职学校实训基地主要是“以校内实训基地为主,校外实习基地为辅”的形式存在。但长期受到传统教学模式的影响,绝大多数校内实训基地的实训项目、设备、场景与企业现状相去甚远,学生只能进行一些验证性实验或是与企业真实情景相去甚远的基础性实训;而对于校外实习基地,由于企业参与热情不高,学生也只能进行参观或从事简单劳动。上述情况严重地影响中职教育人才培养的质量,阻碍了中职教育的发展。
绍兴中专在总结近30年各类技能型人才培养的基础上,通过广泛的市场调研,确立了建设高质量、规范化、示范性的校内实训基地的战略方针。经过近几年的建设,已成功建成“建筑专业实训基地”“化工专业实训基地”“机电专业实训基地”等多个国家级、省级实训基地,为学校培养高质量、高素质的技能型人才和创建国家改革发展示范学校打下了坚实的基础。
二、校内机电专业实训基地建设的基本思路
1.规范实训基地的建设流程,确保专业实训室建设质量
(1)机电专业实训基地整体规划流程。机电专业实训基地整体规划包括结构和规模两个方面。机电实训基地的布局结构是通过对本地区行业、企业对中职机电专业人才职业能力的构成及预测进行分析,构建与之相协调的机电专业实践教学课程体系,规划与之相适应的专业技能实训室建设项目。机电实训基地规模的规划须依据本地区行业、企业对中职机电专业人才需求分析,规划、预测学校未来三年机电专业招生规模的,并以此确定实训基地的建设规模。机电专业实训基地整体规划是学校机电专业实训室的改建、扩建及新建项目申报的依据。
2.科学构建实践教学课程体系,合理完善实训基地建设架构
(2)机电专业实训基地建设的整体架构。根据学校机电专业实践教学体系来架构实训基地。基地共建有由机械识图与制图、机械CAD、钳工、机械焊接等类实训室构成的机械基础技能实训中心;由照明线路安装、电子产品装接、继电器控制三类实训室构成的电工基础技能实训中心;以PLC应用技术为核心,融合气动技术、变频器技术、触摸屏技术和传感器技术等以控制技术学习为主要目标的光电气一体化实训中心;以液气压技术为核心的,融合PLC技术、触摸屏技术和传感器技术等以液气压传动技术学习为主要目标的光电液气一体化实训中心;以伺服控制技术、机械传动技术为核心,融合PLC技术、机械测量与装配技术等以机械传动与装配为主要学习目标的传动与控制一体化实训中心等。
3.合作研发实训装备,提升专业核心技能、综合技能的训练水平
机电综合技术融合了机械、电子、电气等多个技术模块,具有很强的实践性,其对应的实训设备是机电综合技能实践教学中必不可少的物质载体和技术保障。为此,我们对市场上各类机电技术实训设备进行了分析,认为现有的实训设备技术含量低、适应面窄,缺乏真实性和教学性的有机结合,难以承载机电专业学生应用技能的提升。究其原因,一是教学设备厂家利字当头;二是研发人员少,技术力量单薄;三是没有现场教学经验。因此,不可能研制出既具有现场设备真实性又适合教学现场的实训设备。当然,教师自行独立研制也不可取,一方面受生产场地、生产设备等客观条件的制约,另一方面制作设备也不是教师的长处。因此,要充分发挥各自的优势,各取所长,走联合研制的道路。
在设备的研制过程中,实训室建设项目组注重对生产性企业、教仪企业和兄弟学校的整体调研,始终坚持适应企业和教学需求的适应性原则、体现生产现场职业特点的真实性原则、跟踪技术前沿的先进性原则、提供多方位服务的开放性原则。经过两年的建设实践,我们相继开发了由基础平台和典型应用平台一体的系统性实训设备。其中基础平台主要承载核心技术的基础性训练,而典型应用平台主要承载以核心技术为中心融合其他技术的综合应用技能。一方面可真正实现“项目驱动边学边做”,另一方面使“基于工作过程、创建真实应用情境”为特征的实训项目教学得以开展。
三、机电专业校内实训基地建设的初步成效
机电专业校内实训基地的建设紧紧围绕高素质、技能型人才的培养目标,牢牢把握建设的基本原则,强化了学生实践能力和职业技能的训练,突出了核心能力与综合能力的培养,对学校机电专业的建设和技能型人才培养中发挥了极其重要的作用,取得了显著的成效。
1.专业建设取得重大进展
以机电专业校内实训基地为依托,加强专业内涵建设,在进行人才培养模式的改革与创新,形成具有绍兴中专特色的职业能力“递进式·分阶段”工学结合人才培养模式的基础上,开发与区域内企业岗位技能相对接的“项目引领、任务驱动”式的系列化教材,使机电专业“教、学、做”一体化校本教材的完备率达100%,保证了一体化教学的需要。
2.学生的实践能力和职业技能普遍提升
依托机电专业校内实训基地“模块化、组合型、递进式”的实践教学课程体系及系列化的训练,夯实了学生的专业基础技能,强化了学生的专业核心技能,提高了学生综合技能的应用能力。近几年来,学校机电专业学生在职业技能考证中,初级工考证通过率保持在100%,中级工考证通过率保持在98%以上;毕业生就业率保持在99%以上;在技能竞赛方面,市级、省级、国家级技能竞赛获奖率均在90%以上。近5年来,组队参加全国职业院校技能大赛共获一等奖10项14人次,二等奖8项14人次,三等奖1项1人次。
3.师资建设水平明显提高
依托实训基地建设,专业课教师的职业能力得到显著的提升。通过“组合型”实训室的构建与使用,专业教师机与电跨界的专业技能得到明显提升。同时依托实训机电的建设,“教、学、做”一体化的教学模式得以有效实践,使机电专业专业课教师教学能力得到明显提升。在教研室专业课教师23人,双师教师22人,职业技能鉴定员10人,全国职业院校技能大赛优秀指导教师6人,浙江省技术能手3人。
4.服务社会的功能得到充分发挥
近几年来,基地先后与绍兴电力局、绍兴市安监局、绍兴市农办、绍兴市人力资源与社会保障局等开办了进网作业电工取证班、电焊工培训班、维修电工考证班等共64期,培训人数达3769人次,基地服务社会的功能得到了充分的发挥。
[1]童如山.“以就业为导向以能力为本位”的技能培养模式构建[J].职业教育研究,2008(9).
关键词:发动机生产线流水线工艺PLC控制器现场总线自动线实训系统
Abstract:Theenginemanufacturingtechnologyisveryimportanttothequalityofthecar.Thecarengineproductionconveyorlineinasequentialoperationoftheassemblylineprocess.TheautomaticcontrolsystemusingPLCoftheGermanySiemenscompany-300seriescontrollerasthemainbodyofthewholeconveyorlinecontroller,I/Osystemasacontrolsignalacquisitionsystem,theProfibusfieldbustechnologytocommunicate,automaticallymovingenginepartsforlinear,rotating,lifting,flip,andsoon.UsingWinCCsoftwareinterfacetoformintoasystemoperatingmonitorproductquantity,productionrhythmofmonitoring.Theteammembersonthisbasis,accordingtotheactualproductiontomakethecorrespondingtransfermachineissuitableforschoolteachingpracticesystem,thedevelopmentofteachingequipment.
KeyWords:EngineProductionLine;AssemblyLineProcess;PLCController;Fieldbus;AutomaticLineTrainingSystem
1输送线设计方案
我们设计生产输送线主要采用摩擦辊道和启停式动力辊道、自动升降机系统、机械手。在线上为了方便在不同的工作面上装配,配备自动翻转机以提高效率。一条发动机装配线要保证发动机的装配技术条件,要保证装配节拍,实现高效率;要多机型同时装配,实现高柔性;要有效地控制装配精度,实现高质量。要实现以上几个方面必须从生产线的规划开始着手。要在总装线和分装线上设计柔性输送线。
1.1现动机生产输送线应该具有如下功能
该输送线方案如图1所示。
1.2设计输送器件
(1)轨道:轨道是整个摩擦输送系统的运行基础,平滑、顺畅的输送轨道是系统平衡可靠运行的关键。
(2)道岔:道岔是改变载货小车的行走路线的装置,按走向又分为分流、合流道岔两大类。
(3)停止器:停止器是用来控制工件在输送线路中的安全准确停放位置,通常布置在工件转挂处及输送线路发生变化的道岔处,主要是安全阻车的作用,防止台车因惯性或其它原因发生时,造成系统的损坏。
(4)止退器:通常和停止器配合使用,布置在停止器后边,用于防止小车运动惯性后退。止退板以本身的自重复位。
(5)移载轨道/升降轨道:因摩擦输送机有工位节距上的单元驱动,所以很容易实现物品(轨道)的平移、旋转和升降功能。
(6)升降机:升降机在输送系统中起着关。
1.3输送线工位设计
(1)具体设计正常加工过程(各工位没有不合格):走主干线,如下:
ap10ap…ap45..ap60D02D06D07ap80ap90D10AP80AP90ap95..ap900
(2)自动工位加工不合格时(以Ap80工位为例)走返修路线如下:
不合格时走:D10D9M80,M90(ap80,ap90返修工位)。如返修合格时D8D7D10ap95;如返修不合格时从转台D8下线维修下线维修后D8D7AP80AP90D10AP95AP900。为了提高效率,节省空间和资源我们将两个自动工位Ap80,ap90设计成共用一个返修工位m80,m90。
2汽车自动生产线实训装置设计
结合发动机生产线工作原理和工艺,项目组成员开发了适合学校教学的汽车自动生产线实训装置本实训装置贴近工业现场要求,是典型的汽车自动生产线,设备从选材、工艺、流程、结构、控制等各方面都从实际工业现场出发,考虑工学结合要求,有机融合了机械、电气、气动、传感器、交流电机变频调速、步进电机驱动控制、伺服电机驱动控制、直流电机控制、PLC控制及工业通信等多种技术。通过该实训系统的工作任务训练,能较好地锻炼程序编写设计能力、自动线设计开发能力、自动线连接与调试能力、工程实施能力和安全意识。引导高职院校、机电及自动化等专业教学改革,满足汽车生产制造、自动化技术专业的核心能力训练要求,突出强调技术的综合运用。
2.1传感器
首先选择能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的传感器。在发动机生产线上主要采用了光电传感器和电感传感器。
(1)光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现检测物体有无的接近开关;当光电传感器检测到发动机缸体时,气缸将发动机缸体推入存储货道。
(2)电感式传感器由三大部分组成:LC高频振荡器、开关电路及放大输出电路组成。因为发动机零部件大多数具有铁磁性质,就可以用电感传感器检测转台旋转到位与否,当检测到转台旋转到位时给PLC提供输入信号。
(3)光电编码器:用光电编码器来对升降的速度、距离、方向进行检测,以脉动信号的形式向PLC反馈,PLC根据输入的反馈信号来控制升降距离实现精确定位。
2.2电磁阀控制
在实训装置中应用了大量气动控制技术如:
(1)无杆气缸:由单控电磁阀控制。当气动电磁阀得电,带动机械手向后移动。
(2)带导杆气缸:由单控电磁阀控制。当气动电磁阀得电,带动机械手向下伸出。
(3)双导杆平行气夹:由双控电磁阀控制。当气动电磁阀一端得电时,气动手指张开或夹紧。
2.3实训装置模块化设计
该装置采用导轨式型材,其上安装有上料台、行车机械手、输送辊床、提升机、循迹搬运车、堆垛机、转台站、4轴搬运机械手等工作站及相应的电源模块、按钮模块、PLC模块、变频器及交流电机模块、步进电机驱动模块、伺服电机驱动模块、直流电机模块和各种工业传感器等控制检测单元。采用西门子S7-300PLC实现系统控制,真实再现汽车工业自动生产线中的输送、搬运、暂存、协调生产的过程。它在接近汽车工业生产制造现场的基础上又针对教学及实训目的进行了专门设计。如行车机械手站主要由伺服电机及驱动器、步进电机及驱动器、继电器、限位开关、磁性传感器、涡轮蜗杆减速传动机构、齿轮齿条传动机构、滚珠丝杠传动机构、高精直线导轨、双导杆平行气夹、双控电磁阀、工业铝型材、钣金结构件、机械零部件构成。
2.4接线端子设计
该实训考核装置PLC模块I/O端子、变频器接线端子、各常用模块接线端子,均采用安全型插座,使用带安全插头的导线进行电路连接;各指令开关、光电开关、传感器和指示元件的电路通过端子排进行连接。插拔线连接电路与端子排连接电路相结合,既保证学生基本技能的训练、形成和巩固,又保证电路连接的快速、安全和可靠。用于教学,可按工作过程导向、工学结合的模式规划教学活动,可完成多种工业现场环境下的技能培训任务。
3实训装置软件设计
以行车机械手为例进行说明软件设计(见图2)。
4WinCC的监控能力开发及Profibus总线的运用
PLC的程序设计能力、WinCC的监控能力和Profibus总线应用能力是自动化技术的专业技能人才不可缺失的知识,本课题对控制结构、硬件连接、软件开发现场总线、系统接口、人机界面进行了设计。采用Prifibus现场总线网络技术完成各工位间的通讯。组建的现场信息监控系统,完成了装配线上的信息采集、生产下达、工位监控及装配提示等功能。
西门子S7-300PLC作为控制器,其本身集成MPI及PROFIBUSDP通信口,在发动机生产输送线上用德国西门子公司的可编程控制器S7-300直接将控制数据传递到控制系统中,而且有上位机的实时监控,真正做到自动控制。
本课题Profibus的成功运用对生产厂家的经济效益提供帮助很大。由于系统运行平稳,通讯可靠性好,从而减少了维护的必要性,同时又保证了产品的质量,大大节约了生产成本;而从另外一个方面来看,由于Profibus现场总线使得建设期间工程量也大大减少――包括布线工程量和工程师操作编程工作量,所以对生产厂家来说,真正做到了投资少见效快。
5控制系统的调试
升降机的自动控制是项目中的难点,主要是因为升降机的自动控制如果故障就有可能将设备以及车体损坏,对一次调试成功的要求很高。升降机虽然有硬件保护措施,需要特定条件,比如升降机只有在失电后,抱闸将会抱死,因此,对于升降机控制程序的编写需要反复修改,模拟试验,才能保证调试中的万无一失,不会出安全事故。
6总结与评价
(1)提高了生产效率和管理质量。由于该项目大量应用了先进的西门子自动化驱动系统,从画图、硬件、软件和培训实现标准化、模块化,这样可以将项目细化,大家分工合作。由于自动化系统提高通讯速率使发动机输送线的工艺水平得到提高产品质量好也增加了企业的效益。
(2)提高了生产的安全性,减少了事故的发生。由于该项目方案中对生产安全相当重视,设有很多急停按钮,在编写程序中,对重要设备有多重保护,从而保证了设备、人身的安全。
(3)加大了设备可靠性。传感器使用时对设备的输入输出点都是双重对比的,保证点的信号都是真实可靠,设备的故障率降低了,生产的安全性就提高了。
(4)交流电动机启动和停止更加平稳、准确。由于起动器在转台控制系统中的使用,使电动机平滑升高端子电压,可以实现无冲击起动,因此可以最佳地保护电源系统以及电机。变频器不仅仅是改变电机的转速,因为转速的下降,势必带来力矩的改变,使转台的带载能力大大提高。
(5)通过三届学生的实训验证,课题开发的实训设备在工作的状态下说使用的各种传感器、控制电机、机械设备能够达到规定技术指标,并且具有短路过载保护。
参考文献
[1]胡云萍,刘文婷.汽车发动机原理课程教学改革研究[J].科技创新导报,2013(7):180.
[2]俞云强.传感器与检测技术[M].北京.高等教育出版社,2008.
关键词项目教学法;机床电器与PLC;职业素质与能力
ProjectPedagogyinVocationalElectricalMachinesandPLCTeachingPractice//XuDeliang
AbstractHighereducationteachingoftheuniversalimplementationofthereformprojectisateachingprofessionalengineeringeffectiveteachingmethod,whichenablesthecombinationoftheoryandpractice,acombinationofclassroomandactualproduction,learningcontentcombinedwiththefuturejobandtrainingforhisfutureprofessionalworkofconsiderableabilityandoverallqualityofvocationaltalents.Inthispaper,theprojectpedagogyinelectricalmachinesandPLCcourseofpractice,madeacertainamountofexplorationandlessonslearned.
Keywordsprojectpedagogy;electricalmachinesandPLCproject;professionalismandcompetence
Author’saddressFushunVocationalandTechnicalCollege,Fushun,Liaoning,China113006
目前,高职毕业生就业难,工作岗位适应性差,无法胜任本职岗位工作,究其原因其实也是老生常谈,就是高职毕业生的岗位技能即职业能力不合格。岗位技能合格就是毕业生能掌握完成岗位任务所要求的纯技术性指标。例如,学外语的能听、说、读、写;搞管理的会正确合理地安排日常工作;搞技术的能熟练地操作仪器、设备或设计图纸等。为了扭转这一不利的局面,一直以来,各学校增加以直观形式获得直接经验的教学方法,如演示法、参观法、幻灯片、动画演示等;增加以实际训练形式形成技能、技巧的教学方法,如实验法、实习法等。这些方法确实能够帮助学生获得更多的知识和技能,但与生产实际还有相当大的距离,还远不能适应未来工作岗位对从业者的要求。
当前,各学校正在开展教学模式改革,引入德国的行动导向教学法,整个教学过程围绕培养学生的职业能力、职业素质展开,以基于职业工作实际活动为导向,培养学生形成解决特定工作岗位实际问题的技术应用能力。它全盘解决了理论与实践脱节、教学内容与生产实际分离的问题,或者说高分低能问题。项目教学法是行动导向教学法的具体教学方法之一,笔者在教授08机电机床电器与PLC课程时使用这一方法,学生反映良好,取得不错的效果。
1项目教学法
在职业教育教学中,项目是指生产中的一个具体零件,或者要完成的某一项具体的工作任务。项目教学法的应用就是将这个相对独立的工作项目在教师引导下,通过学生在小组中各自分工合作、共同努力、学习探讨来完成任务。打破传统的“以课堂为中心、以教师为中心、以教材为中心”的教学模式,让学生在参与整个项目的过程中充分发掘创造潜能,培养解决问题的能力、创新方法的能力、接纳新知识的学习能力以及与人协作等社会能力。这个方法对于工科的教学确是行之有效的。
2机床电器与PLC教学实践特点
机床电器与PLC是机电专业的重要专业课程,是最符合工作实际的课程,是培养训练学生动手能力的最好的课程。运用项目教学法,为了取得较好的教学效果,除了在项目任务选择、组织实施和总结评价等环节符合项目教学法的规范外,笔者重点做了以下几点工作。
1)明确该课程的实践岗位任务,即主要从事各种设备的电气技术工作,包括电气设备的维护维修和电气设备(包括生产线)的安装调试等。而设备是由电器元件(设备)通过导线连接而成的,因此,电器元件的名称、用途、型号、规格、接线等是必须要掌握的,不可轻视。
3)时刻重视动手能力的锻炼和培养。这是岗位能力的核心。基础内容包括继电接触器基本控制环节和PLC控制基本项目全部在实训室进行,边讲边练,边学边做。如学习交流接触器,在实训室直接让学生读铭牌参数,让学生知道哪些参数是主要的;用万能表测量线圈和触头,观察通电前后的通断情况,学生很快就学会,比放动画演示效果好。
4)强调机电知识综合运用,真正提高实际分析问题、解决问题的综合能力。要适应将来的工作岗位要求,必须提高综合能力。实际上,一个设备或一条生产线,都是机械、电气、液压、气动、电子和传感器技术等的综合体,单一了解一方面是不行的,因此在学习这门课时,强调知识的综合运用。如“运料小车的PLC控制”项目,在实施过程中,师生共同制作一辆小车,学生运用不少机械知识,从设计图纸到购买零件再到安装调试,让小车真正在试验台上跑起来。学生非常高兴,有很大的成就感。对比在电脑上看程序运行和指示灯的变化,其差别太大了。
3存在的问题
3.1实训条件的限制
为了锻炼学生的动手能力,就必须要每个学生都动手实践,但目前各学校的实训设备的数量还无法满足要求,加之学生多,学时限制,因此很难调剂开。
3.2教师的实践能力限制
目前,不少教师都是从学校到学校,缺少在企业的工作经验,动手实践能力有限,这给项目教学法的运用与实施带来不少困难。
3.3教师的综合能力的限制
项目中有不少是综合的,是学生真正提高职业能力之所在,而这是必不可少的。正如前述,一个项目往往涉及机械、电气、液压等多学科知识,这对教师确是很大挑战。如“运料小车的PLC控制”项目教学中,笔者就提出增加一位机械教师,共同指导完成这个项目。因此,面对现状,解决的方法应该是首先针对不同项目,配备多名教师,分工协作;其次有待每位教师不断学习,继续努力,尽快适应。
总之,项目教学法在机床电器与PLC课程教学中有着很好的优势,它能充分调动学生的学习兴趣、学习积极性。发掘更加符合生产实际的项目,开展更加符合生产实际的实践活动,学生肯定能够培养起符合未来工作岗位的职业素质和能力,成为社会主义建设的栋梁之才。
关键词:新工科;专业融合;机电一体化;实训项目
0引言
目前,高职院校机电一体化专业的实训教学相对独立,缺乏学科之间的联系,学生综合实践动手能力不足,对企业设备安装与维护等岗位适应性不佳、行业对接能力不足。“新工科”教育理念的提出,有效地解决了传统工科教育实践模块内容滞后于产业发展的问题,提倡培养具有可持续竞争力的创新型人才。湖北轻工职业技术学院机电一体化专业自2014年引入德国AHK资格考试制度,几年来,以考促教、以教促改、多学科融合,培养学生自主创新、自主学习能力。本文以机电一体化实训项目的建立,阐述其对传统的机电类人才培养目标如何优化,使其具备较强的实践能力和创新能力。
1机电一体化专业课程融合
1.1以机械类课程为框架
整合机械类的专业课程,将机械设计、公差配合、金属工艺、材料力学等偏“机”的课程融合成机械制造工程基础I与机械制造工程基础II,分别安排在上下学期,同时课程内的实践项目以机械加工、机构设计为主。帮助学生建立从测绘、加工、互换性、设计、制造的一系列概念。例如,在机械制造工程基础I中,前期安排学生做“碰火花”、“磨样本”、“测硬度”、“看切屑”等实践活动,帮助学生建立金属材料机械性能的概念;中期组织学生观摩机床主轴、变速箱运动的实践活动,了解互换性、公差与配合等含义;后期以任务书的形式,小组为单位,测绘轴的零件图,并完成零件加工与小组间的互换性实验。
1.2以电类课程为神经
机械类课程打底后,将电工与电子技术、可编程控制器、电机驱动、触摸屏与组态技术、工厂电气控制、液压与气动技术等课程按照应会、够用的原则,秉承逻辑先后顺序,分别安排在大一至大三学年。课程的实践项目绝大多数设置在同一个综合电力实训室,该实训室可以完成电类课程的绝大多数实践项目,包含电工电子类、PLC编程、触摸屏与电机驱动等。这样安排的好处在于,帮助学生建立学科之间的联系,从继电器控制到PLC控制,从PLC控制各种电机到控制电磁阀、自动化生产线等。电类课程的实训项目逐步引导学生建立“电是控制机运动的总线”、“机是骨架、电是神经”的概念。
1.3以通信类课程为感官
以信息技术、传感技术为主,介绍其在自动化生产线与机器人协同工作中的应用。现代工厂离不开自动化生产线与机器人技术,以自动生产线实验室为载体,搭建工业以太网实现生产线联动,教会学生调节设置各种传感器,还可以设置传感器故障,锻炼学生解决问题能力。同时,在机器人实验室,还可以利用通信技术和PLC联合控制多台机器人协同工作,给学生建立工厂生产的实景,缩短校企之间的差距。
1.4以德育全程化为路径
无论是专业课程还是基础课程,理论课程亦或者实践操作,教师都会在课前5min丰富道德认知、强化道德信念、训练美德行为,帮助学生从“他律”到“自律”,养德性、成德行。
2机电一体化实践教学平台的构建
2.1校企共建,合作保障
2.2团队创新,师资保障
要想培养具有创新精神与创新能力的学生,师资队伍是首要保障。学院经过多年的发展,总结出一套“老带新”、“企带学”、“机电互通”的教师培养方案。为了打破“教机的教师不懂电,教电的老师不会机”的尴尬局面,学院鼓励教师相互学习,每学期学习一门新课程,教师首先完成专业的融合;同时,从企业招聘教师,让企业工程师走进校园,将工厂实例引入教学课堂,更好地带动学生学习的热情与积极性。最后,教师组成2~3人小团队,共同完成一门课程的实操任务,根据每位教师的特长重点辅导课程的某一部分,但是要求教师必须熟悉整门课程的全部内容,以利于及时解答学生的疑惑。经过以上努力,学院协同共建了一支具有丰富理论与实践经验的“双师型”队伍,这是搭建实践平台的师资保证。
2.3专业融合,项目保障
3结语
“新工科”强调培养具备跨界综合能力与专业融合的人才,强调知识的实践应用、自由探索以及勇于创新,高度重视国内高等院校创新教育活动。因此,各大高校应积极创造良好的创新环境,优化其教学制度和教学文化,让学生真正的掌握知识,将其应用到实践当中,满足产业对工程人才的需求。学院结合自身的办学特色和优势,将现行的机电类学科整合,培养学生的创新精神,以“新工科”的新理念与新模式着力培养专业融合的复合型机电类人才。
[1]赵晓艳,刘攀,张虎,等.多学科融合的新工科机电类人才培养模式探索[J].教学研究,2020(3):88-89.
[2]张爽,赫海灵.基于“新工科”背景下应用型高校专业实践教学平台的建设[J].黑龙江教育(理论与实践),2021(1):80-81.