时间:2022-07-20 02:35:33
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摘要:近几年,据学校就业部门统计,机械设备装配与自动控制专业的学生就业存在专业不对口、就业质量不高的现象。通过调查,笔者发现主要是因为机械装配工、操作工技术要求高,学生在校所学无法满足企业工作需求。这反映出学校课堂枯燥的理论教学、钳工实训沿用单一的基本功训练,与技校走内涵发展、毕业生高质量就业的趋势不相适应,因此进行实训教学改革势在必行。
关键词 :教学改革装配钳工实训
机械设备制造过程就是市场调研、设计、下料、制造毛坯、热处理、机加工成零件、热处理、装配成机器设备、检测合格、涂装、售后安装调试的过程。一台机械设备,包含机械、液压与气动、电气控制三部分零部件,三者有机结合,缺一不可。装配钳工实训教学,应该围绕学生高质量就业这一目标,培养学生具备一定的装配图读图知识,一定的机械装配、液压气动系统、电气设备系统的动手安装调试能力。
一、成立教改与安全管理机构
由机械专业科长任组长,负责调查研究、结合本校实际提出钳工实训教学改革思路和构建实训项目,负责项目实施过程的协调与改进。由相关专业教师任组员,负责项目实训教学内容的制定与实施。由科长、任课指导教师和学生安全员组成安全管理机构,负责进行课前学生安全教育、日常教学的安全检查与隐患整改,确保教学安全。
二、制定项目
以培养具备一定识图能力及机械装配、液压气动系统、电气控制系统安装调试能力的装配工为目标,制定实训教学项目如下。
项目一:平口钳拆装与零件测绘。主要内容为平口钳的拆装,平口钳零件图、装配图绘制,教学目的是让学生熟悉平口钳的结构与原理,掌握零件图绘制、装配图读图知识。
项目二:平口钳制作。主要内容为平口钳的非标零件钳加工,螺杆车削加工和平口钳装配,教学目的是让学生掌握钳工基本技能,普车基本技能和平口钳的装配技能。
项目三:CA6140主轴箱拆装。主要内容为CA6140主轴箱传动演示,CA6140主轴箱拆装,教学目的是让学生掌握皮带传动、齿轮传动、链传动的装配,掌握主轴传动精度的调整方法,掌握双向摩擦离合器和制动器的调整方法,熟悉传动系统图的读取方法。
项目四:液压与气动回路的组装与调试。主要内容为液压、气动、电气元件认识,液压、气动回路的组装调试与电气控制回路连接,教学目的是让学生掌握液压、气动元件的结构原理与应用,认识常用电气元件的应用与接线方法,掌握液压气动简单回路的组装与调试。
三、项目实施
1.平口钳拆装与零件测绘
机械制图与CAD科任教师作为项目负责人,对班级进行分组,发放平口钳和工量具,指导学生进行平口钳的拆卸,布置钳座、活动钳口、方形螺母、螺杆、钳口板五个非标零件的测绘任务。学生分组自行讨论,制订工作计划表,确定工作步骤和程序,经教师审核通过后,分工合作。教师依据工作计划表,对各组进度检查督促,巡回指导学生正确使用工量具、查阅制图资料,纠正绘图错误。测绘作业完成,各组内部自评后,教师逐组进行检查评价,图样归档保管。
2.平口钳的制作
钳工工艺学一体化教师作为项目负责人,对平口钳制作任务进行细分,下达各阶段的实训任务,分别是钳座制作、活动钳口制作、钳口板制作、方形螺母制作、螺杆制作、平口钳装配。
教师根据平口钳制作所涉及的钳工基础知识和技能进行讲授,要求讲透划线基准的选择,量具的读数原理和计数方法,钳工工具的应用范围和正确使用方法,钻床、车床的安全操作规程等专业知识;演示划线、錾削、锯削、锉削、攻丝等钳工基本技能和车床、钻床的操作规范,分阶段布置作业和进行安全知识考核。
学生以组为单位,在多功能教室阅读全套零件图和装配图,复习查阅《钳工工艺学》《装配钳工工艺学》,讨论制定各零件加工工艺规程,填写零件加工工艺卡片,提交指导教师审核。
按零件加工工艺卡片内容,学生领取工量具和毛坯,在钳工车间进行钳座、活动钳口、方形螺母、钳口板的加工,在普车车间进行螺杆的加工。
平口钳装配,依据装配图样和装配工艺卡片,领取标准件,采取修配方法进行装配,直至符合装配图样的技术要求。
学生作品的评价与优秀作品展示。首先各组分别对各自所制作的零件和平口钳成品进行自我评价,互相对照完成初评。然后教师依照图样要求和自评结果,结合平时作业完成情况和操作的规范性进行综合评价,选择优秀作品在车间展柜展出。
3.CA6140主轴箱拆装
钳工工艺学一体化教师作为项目负责人,对CA6140主轴箱拆装任务进行细分,制定各阶段教学内容,分别是主轴传动知识学习,拆卸工具选择与主轴箱拆卸,装配基础知识学习,装配工量具的选择与主轴箱装配,主轴箱的调整与主轴旋转精度检验,实训总结与答辩。
教师通过CA6140主轴箱传动演示、实物与多媒体结合讲授,让学生感性认识皮带传动、齿轮传动、链传动,掌握传动机构装配基本知识和装配基本要求。
学生以组为单位,编制CA6140主轴箱拆装进度计划,通过指导教师审核后,进行拆装实训,学习掌握以下装配知识和技能:CA6140主轴箱拆装所需的通用工量具和专用工量具的使用方法;螺纹连接、键连接、销连接、过盈连接的装配要求与方法;皮带传动、齿轮传动、链传动的装配要求与方法;摩擦离合器、滚动轴承、轴组的装配要求与方法。理论与实践相结合,实操训练有效促进了学生学习理论知识。
考核评价穿插在拆装过程中进行,拆装技能和工作页填写规范综合评价,技能考核项目有:卸荷式带轮的装配和带轮跳动量的检查方法,链传动装配与链条下垂度的调整方法,主轴箱箱体孔距、孔系平行度、孔中心线同轴度误差的检验,齿轮啮合质量检验方法,摩擦离合器和制动器的松紧调整方法、主轴旋转精度的检验与调整方法。
4.液压与气动回路的组装与调试
液压与气动技术一体化教师作为项目负责人,制定实训各阶段任务和工作页,下达任务到每位学生。实训内容与步骤依次为液压与气压传动原理学习,液压气压元件拆装与结构原理,液压气压传动回路与仿真训练,常用电气元件的认识与接线训练,电气控制回路连接与PLC编程训练,液压气压传动回路的组装与调试。
教师依据《液压与气动技术》教材编写液压与气压传动一体化讲义,向学生讲授液压气压传动原理和在机械设备中的应用,使学生明确液压气动的重要性,提高学习兴趣。
学生明确液压气动实训任务,按照认知渐进而强化的学习规律,分阶段进行训练。第一阶段对液压气动的动力元件、控制元件、执行元件、辅助元件、液压油分类认识,通过铭牌熟悉元件的符号、性能、应用范围;第二阶段通过元件拆装训练,学习元件内部结构原理,故障维修知识,进一步提高装配动手能力;第三阶段使用仿真软件学习液压气动的换向回路、压力控制回路、速度控制回路,然后在液压气动实验台进行回路组装与调试,记录学习回路的性能特性;第四阶段常用电气控制元件的分类认识,掌握元件符号、性能参数和应用,并进行接线训练;第五阶段通过PLC软件学习,了解常用编程指令,掌握简单控制回路的编程;第六阶段在实验台上组装自动控制的动作顺序回路,行程控制的自动换向回路。
考核评价从安全知识考核,应知理论知识,元件拆装、回路组装与调试技能,日常行为规范四方面进行评价。
四、小结
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
自动化生产技术是一门综合性的先进制造技术学科,也是一门应用型技术学科,技术上涵盖了自动化控制技术、传感器技术、变频与伺服控制技术、气动与液压传动技术、制造工艺技术、机器人技术、计算机技术等多种学科与技术领域。近几年来,国内先后从国外引进了大量的自动化装备与生产线,但国内在这一先进制造技术领域的人才培养与实际市场需求方面一直存在很大的差距。国内高校普遍缺乏该领域的先进教学手段与培训教材,学生在学校学习阶段缺乏足够的感性认识,知识技能与动手能力与实际要求存在较大的距离。我们在吸收国外同类平台长处的基础上,结合实际自动化工程项目开发过程,设计开发了YL-335B型机电一体化教学实训平台,尽可能将实际的自动化工程结构、设计方法、装配与调试技术等内容带进课堂,结合理论教学,通过在上述设备上开展实践教学,大大强化了学生的感性认识,培养和提高了学生的实际动手能力,从而达到了技能教学的目的。
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Minas A4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。
本系统属于一套综合性的光、机、电一体化系统,也是一条微型的自动化生产加工线,在该系统上可以进行气动技术、传感器技术、电机传动、物料输送、自动化装配、PLC控制、人机界面等多种课程的教学与实训,也可以在此基础上进行相关的毕业设计。通过对整个系统进行教学并让学生动手装配、调试并模仿设计,学生可以在传感器的设计选型、气动元件的选型、气动回路的设计、结构系统设计、控制系统设计、PLC编程、系统装配、电气连接、系统调试等多方面进行全方位的学习和实践,达到理论教学难以达到的效果,培养学生的感性认识和实际动手能力。在全面掌握该系统的基础上,学生将具有设计装配一般实际工程系统的能力,达到技能教学的目的与效果。
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。
亚龙YL-335B型实训平台是全国职业院校技能大赛指定产品,项目的测试和考核可以参照大赛的要求进行。通过大赛式的练习、测试与评比,学生会对自己的知识点进行梳理,能够发现自己针对于大赛要求的缺点与不足,可以进一步对知识和技能点进行查漏补缺。同时,学生通过大赛可以磨练品质,锻炼毅力,明白自己在相关领域进一步发展的方向和动力。
3.4以练促教,教改结合。
学生通过实训平台的训练,会对各方面的问题提出自己的想法和疑问。这些提问也反作用于我们的教学过程。项目难度的提高对教师的知识和技能的要求也进一步提高,要上好这门课,必须做好详细的准备工作,认真备课和总结。
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:QCS-B气压实验台;气动基本回路;综合型实验
中图分类号:G642.423 文献标识码:A
一、前言
《液压与气压传动》是一门实践性很强的课程,是我校机电一体化专业主要的专业基础课。我校机电一体化专业属于专科,主要是为生产第一线培养应用型人才,这就要求毕业生具有较强的技术应用能力。前几年我校在该课程的教学中,没有相应的实验设备,学生只是在课堂上学习书本上的知识,学习起来普遍感到知识抽象、不易掌握,很难达到为生产第一线培养应用型人才的要求。为了提高我校的教学水平,适应社会对应用型人才的要求,近几年学校对实验和实训环节给予了高度的重视和支持,加强了实验设施的建设,其中包括新建的《液压与气压传动》实验室,购进了QCS-B双面气压传动综合实验台与部分液压元件,极大地提高了实践环节的教学条件。
QCS-B双面气压传动综合实验台是根据《液压气动传动》、《气动控制技术》等通用教材配套设计而成。集可编程控制和各种真实的气动元件、各执行模块为一体,除可进行常规的气动基本控制回路实验外,还可以进行模拟气动控制技术应用实验、气动技术课程设计;采用PLC控制方式,可从学习简单的PLC指导编程、梯形图编程,深入到PLC控制的应用;能完美结合气动技术和电气PLC控制技术,特别适用机电一体化等专业实训考核。
该实验台配备了多种气动元件,灵活的快换接头和软管,各元件的安装和固定都非常容易,各种元件可以根据需要任意组合,搭成所需的实验回路。另外,实验台配备的气动仿真软件,可以方便地绘制出符合工业标准的气动回路图,制图的同时,还可以检查回路图的正确性。由于该软件中元件参数的调节范围与实际设备完全一致,所以可对设计的回路进行准确的系统模拟。学生可以充分发挥自己的想象力,利用该软件设计所需的气动回路,然后通过实验台,现场安装、调试、检测所设计的回路,验证回路的正确性。
二、QCS-B气压实验台应用举例
下面通过两个实例说明QCS-B气压实验台在气压传动实验教学中的应用。
1 速度控制回路组成
实验内容与要求:通过选用恰当的气动元件(气缸、控制阀等),构成速度控制回路搭建,实现执行元件的速度控制与切换,组成驱动信号自如的换切连接。要求学生独立完成速度控制回路的设计,正确选择相应元件,正确构建回路联接,正确连接驱动信号,完成调试并正确运作。本实验为设计实验项目,要求学生发挥主观能动性,多思考,通过实际操作完成实验项目。
具体实验步骤如下:
①仔细阅读实验指导书,根据实验要求,运用所学理论知识设计、绘制气动回路图;
②根据设计的气动原理图,选择所需实验元件,并熟悉所选元件的工作原理及使用方法。
③安装并调试实际的实验回路;
④分析实验结果,完成实验报告。
图1为采用快速排气阀的出口节流调速回路图。将二位三通手动换向阀切换到通气位置,当电磁阀左位通电时,压缩空气经气动三联件到手动换向阀、电磁换向阀,再经过快速排气阀进入气缸的左腔,推动活塞右行。调节出口处单向节流阀的阀口大小,就可以控制活塞运动速度。当电磁阀右位通电时,压缩空气进入气缸的右腔,推动活塞左行,左腔的气体就通过快速排气阀排到大气中。
该实验所需要的元件大致有:双作用气缸、二位五通单电磁换向阀、手动换向阀、气动三联件、快速排气阀、单向节流阀、连接软管、接头等。
通过本实验,可以使学生加深理解在气压传动系统中各种节流调速回路的作用与常用控制元件的性能,提高分析、设计气压控制系统的能力与实际动手能力。
2 顺序动作程序控制回路组成
实验内容与要求:通过选用恰当的气动元件(气缸、控制阀等),构成顺序动作程序控制回路,实现多执行元件的单、多往复顺序动作,组成控制信号自动换切。
首先要提出顺序动作的框架简图要求,要学生在实验报告上绘制完成顺序动作程序控制回路图;由附录选择恰当的气动元件(气缸、方向阀、气动三联件、行程阀、接近开关等),根据回路图在实验台上构成顺序动作程序控制回路搭建,连接程序控制单元等,组成能正确运转的顺序动作程序控制回路;操作并调试回路。
图2为双缸顺序动作回路图。当电磁阀左位通电时,压缩空气进入左缸的左腔推动活塞右行。此时右缸因没有压缩空气进入左腔而不能动作;当左缸活塞杆靠近磁性开关时,电磁阀右位通电,左位断电,压缩空气经右边气控换向阀左位进入右缸的左腔推动活塞右行,同时左缸回位;当右缸活塞杆靠近磁性开关时,电磁阀又回到左位,此时右缸回位,从而实现双缸的下一个顺序。
该实验所需要的元件大致有:双作用气缸、二位五通双电磁换向阀、单气控换向阀、手动换向阀、接近开关、气动三联件、连接软管、接头等。还可用行程阀、气控换向阀替代接近开关与电磁换向阀实现单、多往复顺序动作回路。
通过本实验,可以加深理解气动系统中各种顺序动作回路的实现方法,灵活掌握用行程阀、气控阀、电磁阀、行程开关等组成各种顺序动作回路,同时掌握如何与PLC继电输出单元,延时单元等配合来调整系统的方法。
三、效果与体会
在过去的实验教学中,学生只是被动地根据实验指导书的内容,进行常规的验证性实验。而现在学生利用QCS-B气压实验台,可以自主地完成从设计、绘图、选件、组装、调试的全部过程,大大提高了学生的主观能动性。目前,我们根据实验大纲的要求,设计了典型实验和综合型实验,综合实验仅给出实验要求,让学生自己根据所给出的实验要求设计一个回路,并要求这些回路可以完成给定的功能。还要求学生针对实验过程,在实验报告中阐述自己的设计思想、回路组成、搭建及调试步骤和过程,写出实验收获、心得和体会。
通过气动元件的选择与复杂的连线,学生对各种元器件有了深刻的认识,提高了动手能力,培养了学生的独立思考能力,使学生感受到原本枯燥的气压工作原理图变成了生动的实物,原本复杂的零件结构图变成简单易懂的元件。学生对气压传动有了实质的了解,对传动元件及各个部位的运动和功能有了感性认识。
在学生独立完成实验的过程中,他们能够提出自己的设计方案,并且马上就可以利用实验台检验其设计的合理性。在安装回路过程中,有些学生由于一时疏忽接错了管路,在同学的帮助下,对所接回路进行仔细的检查后发现了问题所在,让学生感受到了集体力量的强大,为今后更好地适应工作岗位奠定了良好的基础。另外,在几个同学的不同设计方案中,经过研究,他们可以从中选取最优方案,从而培养了他们的创造性和互相协作的团队精神。
关键词 气动回路;理实一体化;气动实训
中图分类号:G642.44 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2014)04-0119-03
1 引言
机电一体化等相关专业的高等教育过程应以服务为宗旨,以就业为导向,以生产实践教学为培养手段,以提高实践能力为培养目标,为车辆、食品、机械等制造性行业培养有工程素养、有实践技能的一线优秀操作与指导人员。工程训练是工科学生在高等教育阶段最重要的实践环节,在应用型复合人才培养过程中具有不可替代的位置。气压传动是以压缩空气为工作介质来传递动力的控制信号的一门自动化技术。随着工业生产自动化技术的发展,气压传动在工业生产的各部分得到了广泛的应用。
气压传动实训是现代工程训练中比较新颖的实践性教学模块,是对学生进行机电一体化专业工程实践能力培训的重要过程,其教学成果可完善现代工程训练体系,提高高等教育的教学质量与教学水平。
目前国内部分高校因经费缺少、重视程度不够等原因,气压传动实训环节在各高校中开展的并不多。特别是在一些重点院校中,大量的教育经费被分配到了实验室等教学环节,而对于与生产实际紧密联系的实践教学环节投入明显不足。
为了解决上述问题,本文提出理实一体化教学模式下的气动工程训练教学方式,以工程实训教学为背景,引入气动教学内容,改善传统的实训教学模式,对实训教学方案进行创新和改进。给学生提供充分的发挥空间,为培养具有创新意识和创新能力的工程技术人才提供技术支持和开展平台。
2 理实一体化气动工程训练教学内容的设计
传统的工程训练教学过程中,对气压传动等实用性强的新型实训内容并不重视,开展教学活动的高校十分少见,教学内容也并不规范。理实一体化气动工程训练教学内容在以往教学模式基础上进行改进,结合实践性教学环节中最有利于学生掌握教学内容要求的方式展开教学活动。
气动工程训练教学内容设计如下。
教学主题:气压传动工程实训的操作与设计。
教学目标:掌握气压传动基本物理知识;掌握气动控制元件的原理及特点;掌握连接简单气动回路的方法;掌握简单气动回路的设计方法。
教学情境:教师讲解为基本形式,讲解过程中穿插学生日常生活实际中常见的各类气压传动案例。
教学形式:归纳式、实践活动式等。
教学用具:气源装置、气缸、方向控制阀、节流阀,连接管若干。
教学步骤:1)通过讲解、示范演示的方式使学生了解气压传动的基本工作原理;2)指导学生自行连接压力控制回路、速度控制回路、往复动作回路、顺序动作回路、延时动作回路等气动基本回路;3)指导学生以二位五通手动换向阀的排气节流速度控制回路为基础,设计不同要求的气动控制回路。
教学课时:4课时/机械类,3课时/非机械类。
教学思路:通过讲解、操作等教学活动,学生可以理解各基本气动回路的工作原理。
教学流程如图1所示。教学过程中的主要内容可根据具体情况进行选择。例如,单作用气缸速度控制回路如图2所示;顺序动作回路如图3所示。
3 理实一体化气动工程训练的教学实例
本文以二位五通手动换向阀的排气节流速度控制回路及其等效回路的设计为例,采用理实一体化教学法,在工程实训过程中对学生进行基本工程训练。
所需元件:一个气缸、一个二位五通手动换向阀、两个节流阀、若干根连接管。
教师操作:连接系统。首先把二位五通手动换向阀的进气孔P接到气源上,二位五通手动换向阀上的出气孔A接到气缸的下端,另外一个出气孔B接到气缸的上端,排气孔O1、O2各接一个节流阀。回路连接结构如图4所示。
回路分析(讲解):打开气源(压缩空气),看图中的原始状态是PB通,AO1通。即:压缩空气由P孔进入从B孔出来直接进入气缸的上端,活塞杆下降,下降的同时气缸里面活塞底部的气体由气缸下端的孔排出到二位五通手动换向阀的A孔,再然后到O1,调节O1侧的节流阀,控制气缸下端排出气体的量,排气的量直接影响气缸上端进气的量,从而就会看到气缸下降的速度发生变化,气缸运行速度的快慢取决于节流阀调节的大小。
教学互动:问答形式。让学生思考问题:如何实现气缸上升?
教师操作:换向,即动一动二位五通手动换向阀的小手柄。
现象分析:二位五通手动换向阀换向到了另一档位上,进气孔P不再和B通而是与A通(即PA,BO2), 这时气源的气体(压缩空气)就进入到了气缸的下端,活塞杆上升,活塞上部的气体由气缸上端的孔排出到二位五通手动换向阀的另外一个出气孔B,再然后到O2。调节O2侧的节流阀,控制气缸上端排出气体的量,排气的量直接影响气缸下端进气的量,就会看到气缸上升的速度发生变化。
教学总结:此回路中气缸上升与下降的进气量没有受到任何元件的限制,气缸的运行无论是上升还是下降,之所以产生速度变化是原因气缸两个方向排出气体的量分别受到两个节流阀的限制,调节各节流阀气缸运行的速度随之发生变化——排气节流速度控制回路。
创新设计:给学生提供基本元件,按教师要求对气动回路进行设计。
1)设计要求:用二位四通手动换向阀代替二位五通手动换向阀。答案如图5所示。
教学总结:用二位四通手动换向阀代替二位五通手动换向阀同样可以做出排气节流速度控制回路。
思考题:二位四通手动换向阀做出的排气节流速度回路与用二位五通手动换向阀做排气节流速度回路的区别在哪里?
解答:显然用二位四通手动换向阀做出的排气节流速度回路气缸上升、下降的速度是一致的,因为二位四通手动换向阀只有一个排气孔。二位五通手动换向阀做的排气节流速度回路上升、下降的速度是不一致的,因为二位五通手动换向阀有O1、O2两个排气孔。
2)设计要求:用二位五通手动换向阀做出的排气节流速度回路达到二位四通手动换向阀做出的排气节流速度回路的效果。
方案1:把图4的O1、O2两侧的节流阀调等量。
方案2:在二位五通手动换向阀的O1、O2位置接一个三通,整个回路接一个节流阀,如图6所示。
4 理实一体化气动工程训练教学的预期效果
理实一体化气动工程训练教学的教学模式旨在使理论教学与实践教学相结合。密切结合教授与工程实践的合作,相互学习,共同提高。将实践教学同理论教学结合起来,让学生直接参与到生产实践中,在实践操作过程中带着设计目标,使学生真正理解理论知识,掌握气压传动的基本原理、工作过程等,增强学生的学习兴趣,使学生在学习、实践及总结的过程中提高能力,达到事半功倍的教学效果。通过教学互长的形式,积极互动,探讨创新,在教学中将理论与实践相结合,充分发掘学生的创新、研发能力,培养学生的分析问题、解决问题的综合能力,使课堂的教学质量和效率得到更大幅度的提高。
理实一体化气动工程训练教学成果应用到工程训练中心气动教学模块当中,计划开设两学时的实践/实验教学课程,每年可承担5000人次的教学任务。本教学模式的成果不但可以大大降低工程训练的教学成本,还增加了实训内容,扩充工程训练内容,达到较好的教学效果。
本设计成果可应用于机械、汽车、材料、交通、管理、通信、电子、仪电、生物与农业等学科本科生的工程实训教学环节。此外,本设计成果也可用于高等教育本科生教学阶段高年级学生的生产实习教学过程。
5 结论
提出一种新的理实一体化气动工程训练教学解决方案,培养学生的工程设计、创新等综合能力,提高工程训练教学质量。对原始的气动教学经过改革创新,结合教学实践,用教学的实际案例在气动工程训练教学中启发学生的开创性思维,调动学生的动手操作积极主动性,培养更多理论能力扎实、工程实践能力强的机电一体化复合型人才。
参考文献
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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:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.23.182
1 引言
《自动生产线安装与调试》是一门综合性和系统性很强的专业课。综合性是指在该课程中,机械技术、微电子技术、电工电子技术、传感器技术、接口技术、信息变换技术、网络通信技术、触摸屏技术等多种技术有机结合,并综合应用到生产设备中;系统性是指生产线的传感检测、传输与处理、控制、执行与驱动等机构在微处理单元的控制下协调有序地工作,有机融合在一起。通过该课程的学习可以使学生全面实践工业控制自动化职业岗位所需的相关知识,具备在生产一线从事机电和自动化控制设备的操作、调试、维护、生产组织和管理及技术服务的能力,能有效提高学生的职业技能和职业素养。
2 教学方法的选取
目前,在我国职业教育大力改革,更关注学生创新能力、解决问题能力的背景下,特别是职业教育强调“工学结合”的实践性人才培养目标的定位下,《自动化生产线安装与调试》课程采用“教学做一体化”的教学方法,以任务驱动教学,将课堂移到实训室进行现场教学,通过情景教学,将理论和实践有机融合,学生在做中学,学中做。这种教学方法相对于传统的教学方法主要实现了两个转变,一是将以教师为中心转变为以学生为中心,二是将以教材为中心转变为以工作任务为中心。在教学过程中,可将教学内容分成若干个工作任务,根据学生的个性特点将学生分成若干小组,每个工作任务由各小组成员分工协作完成,使学生能自主学习、协作学习,通过完成任务掌握必备的知识和技能,这样不仅提高学生综合运用知识分析和解决问题的能力以及团队协作精神,而且也培养了他们的创新意识和创造才能。
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。
教学内容的选取应遵循职业性、针对性、适用性和实践性,即既要重视学生职业素养,使培养的学生适应企业对自动线的安装与调试的需求,也要依据认知规律,内容安排由浅入深,由单一到综合,依据这样的原则,教学内容的选取首先应该从机电设备类企业的调研着手,了解企业的职业岗位需求,包括诸如生产线操作、生产线的控制编程、生产线的安装与调试、生产线的维修、生产线的管理与维护等;其次明确岗位对应的工作任务包括生产辅助设备准备、生产线的调试与使用、生产加工工艺的制订、PLC控制程序的编写、机械电气及驱动装置的安装与调试、故障的诊断分析与排除、生产线的日常管理与维护;再基于这些工作任务进行能力重构,需要学生具备机械结构的装配能力、精度与灵敏度调整的能力、气动系统的安装与调试能力、传感器的选择安装与调整能力、电路的布线、电气设备的安装与调试能力、变频技术与伺服驱动技术的控制能力、PLC编程调试能力等;然后进行学习性任务的建立,包括:自动线结构与功能的认知、自动线的操作、单站的机械安装与调试、单站的气动安装与调试、单站的传感器安装与调试、单站电气线路的安装与调试、单站PLC编程与调试、通讯设置及总线连接、整机调试运行及故障诊断与分析排除,结合这些学习性任务和YL-335B明确教学任务包括:自动生产线的认知、供料单元的安装与调试、加工单元的安装与调试、装配单元的安装与调试、分拣单元的安装与调试、输送单元的安装与调试、自动生产线整机运行与调试。
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
教师应根据教学内容与要求设定任务目标,提出具体要求,启发学生思考要完成此目标需要哪些相关的知识和技能,哪些是学生已经具备的,哪些是需要新学的。学生领任务书,明确任务要求。
4.2 制定计划
教师进行相关知识点的引入,启发学生分析与讨论,制定合理的计划。同时要将学生分组,划分学习小组时,教师要先对每个学生的个性特点、知识水平、能力及综合素质有一个大概的了解,然后采用让同组学生的理论能力、沟通能力、动手能力等形成互补,即“同组异质,组间同质”,通过这种分组方法,可以激发学生的学习兴趣,提高学生的竞争意识。学生分组自主分析与讨论,进行任务的拆分和人员的分配,制定实施计划。
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
教师督查整个任务实施过程,进行现场的组织和管理,指导学生安全规范的操作。学生各小组成员分工协作在规定的时间内完成任务。
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:
关键词 一体化教学 电气自动化设备安装与维修 教学实施
中图分类号:G424 文献标识码:A
1 电气自动化设备安装与维修专业一体化课程概况
(1)一体化课程应具备的基本特征:以国家职业标准和企业工作任务分析为依据,以综合职业能力培养为目标,以典型工作任务为载体,以学生为主体,根据典型工作任务和工作过程设计课程体系和内容,按照工作过程的内在结构和学生自主学习的要求进行教学设计并安排教学活动,实现理论教学与实践教学融通合一、能力培养与工作岗位对接合一、实习实训与顶岗工作学做合一。
(2)电气自动化设备安装与维修专业职业岗位任务调研。职业岗位任务是确定职业教育需求的基础,通过问卷法、访问法、观察法和检验法对职业岗位任务进行资料的收集和整理,确定由工作指令、工作过程、工作关系、工作条件组成的资料包,为一体化课程教学内容的确立提供更为准确、鲜活的参考依据。
(3)电气自动化设备安装与维修专业的培养目标。学校在深入调研电气自动化设备安装与维修专业职业岗位任务后,确立电气自动化设备安装与维修专业的培养目标。
学生应具有积极的人生态度、健康的心理素质、良好的职业道德和扎实的文化基础知识。同时,学生还应具有以下专业能力:能读懂并测绘较复杂机械设备的电气控制原理图;能进行简单的钳工操作;能使用常用电工工具,正确选用示波器、电桥、万用表、兆欧表等常用电工仪表;能安装较复杂机械设备的配电箱,并能调试整台设备;能拆装交流异步电动机、直流电动机及各种特种电机;能焊接典型电子电路,并进行测试;能分析、检修、排除较复杂机械设备电气部分的常见故障;能进行PLC的选型,构建及调试简单PLC控制设备电气系统,并能独立解决调试中出现的问题,使设备正常运转。
2 电气自动化设备安装与维修专业一体化课程实施的保障措施
(1)人才培养目标与职业岗位任务要求对接。依据行业中电气自动化设备安装与维修的职业岗位任务要求,确立人才的培养目标和培养方案。根据一体化课程教学改革基本原则,通过对区域内电气自动化设备安装与维修行业用人需求、毕业生工作能力现状等的调研,制定企业化教学培养方案,设计一体化课程的教学标准。突出中等职业教育以就业为导向,以技能为本位的办学特色。
(2)一体化师资队伍建设。专业师资队伍的建设是企业化教学模式实施过程中的首要条件,一体化课程实施是循序渐进的过程,一体化师资队伍在实施一体化课程改革中需不断地总结、研讨,再对一体化课程中其他的配套内容做出调整,形成一个闭环循环提升体系。学校应通过一系列措施,使“双师型”教师能够驾驭一体化课程。学校可通过组织教师到工厂顶岗工作或参加技能竞赛,以促进其操作技能升华;同时组织教师参加自学考试、网络教育,以提高其理论教学水平;鼓励教师参加教科研活动,以提高一体化教学组织管理能力和业务水平,促进教学质量的提高。
(3)开发一体化校本教材。教材应设定典型课程并模块化,教材的内容应符合一体化课程教学标准,应根据学生就业的职业特征、职业成长规律和企业实际需求,遵循实际工作过程导向,由一体化教学师资队伍编写教材。教材也应符合用人单位的客观需求,应着力使教材在教学过程中既可讲授理论知识,又能将实践操作与理论知识相结合。可根据职业岗位能力要求和生源基础特征进行分析,在注重实用性和有效性的基础上,进行一体化教材的编写和校本教材的开发。
(4)一体化教学场地。教学场地是实现理论教学环节与实践教学环节一体化的基石。一体化教学场地除了应满足教学标准和课程教材的要求,还应力争创设真实的工作环境,为学生提供体验实际工作过程的条件。场地的建设包括实训设备的购置、场地装修、场地使用管理规则制定等。针对本专业课程特点,学校将现有的电力拖动实训室、电工电子实训室、PLC实训室、常用机床故障排除实训室、自动化控制实训室等实训室改造升级,不仅设备达到一体化课程要求,还要仿真工厂实际场景,让学生理论和实训环节都在一体化教室完成,同时能熟悉工作环境。
3 电气自动化设备安装与维修专业一体化课堂教学过程
表1 气动系统的安装与调试情景教学六步法实施过程
在一体化教学实施过程中,教师是课堂的总设计师。一体化课堂教学效果的优劣关键在于教师的导演。一体化课堂的教学过程是教学活动的启动、发展、变化和结束在时间上连续展开的程序结构,更是强化教学、学习、实训相融合的教育教学活动。一体化课堂教学过程可通过六步法来展现,六步法包括:资讯、决策、计划、实施、检查、评价。如表1所示,以气动系统的安装与调试为例说明电气自动化设备安装与维修专业一体化课程实施过程。让学生学会本节课的课堂知识,理解、掌握本节课的课程内容,并能够熟练操作相应课题实训内容。
4 电气自动化设备安装与维修专业一体化课程实践成果
(1)学生课堂学习效果显著提高。学生每节课都经过听课、操作、读书,特别是小组讨论研讨后,学习到了课堂知识,练习了动手实践的能力,开拓了眼界。课堂学习效率明显提高。
(2)学生自学能力明显提升。现在学校使用的情景教学六步法,学生从传统的填鸭式教学、灌溉式教学中解放出来,使其自主、自发地,带着兴趣,带着明确的目的去学习。这种教学方法深受学生欢迎,学生从不愿学到现在的主动预习新课、查阅相关资料,自学能力明显提升。
(3)学生团队合作能力显著提升。传统课堂使学生没有团队合作的思想和机会,抑制了学生的社会能力的发展。六步法强调同学合作,强调团队。在这种模式熏陶下,学生从慢慢适应到游刃有余。它使团队合作的思想渐渐深入学生内心,培养了学生的团队合作能力。
(4)教师一体化课堂组织能力显著提高。情景教学六步法也使老师从传统的满堂灌模式中走出来,不单单是具备讲课能力,还要求有一定的组织能力、协调能力、掌控能力。老师和学生们在一同成长,一同进步。在这种教学模式下,老师需要做更多的准备工作,突况也越多,通过准备、讲解、组织、协调、总结等几个课堂环节的一体化教学,教师的各方面能力和素质也在一步步提升。
参考文献
[关键词]SPOC;O2O;教学模式;设计;实践
一、引言
2020年5月26日线上听取了北京职业教育工作推进会,其中《关于深化职业教育改革的若干意见》强调要以课堂教学改革为抓手,支持学校充分利用信息技术开展人才培养模式改革,提升教学效果,满足学生个性化学习的需求。在强化实践的同时,鼓励教师利用信息技术开发智慧课堂,促进学生自主、泛在、个性化学习。在“互联网+”背景下,如何运用教学资源和教学模式推进高效教学模式的改革,提高人才培养的质量成为当前教科研工作的热点。基于SPOC与翻转课堂的理念,以“液压与气动技能训练二课”为例开展O2O混合教学模式设计创新与实践,推进课堂教学模式的改革,构建新型高效课堂。
二、在“液压与气动技能训练二课”教学中应用的可行性分析
对基于SPOC与翻转课堂的O2O教学模式在“液压与气动技能训练二课”教学中应用的可行性进行分析,确保教学模式设计与实践的可实施性。
(一)教学背景分析
“液压与气动技能训练二课”是将理论知识的应用、实践技能操作和职业素养教育进行有机融合,培养学生分析和解决问题的综合能力,同时选拔优秀学生代表学校参加北京市中等职业学校技能比赛或全国职业院校技能大赛,做人才储备。二课是利用7、8节课余时间进行技能训练,以往教学教师会准备PPT和相关知识点的视频先给学生讲,再进行实践技能训练。往往学生在上完6节课后会感觉疲倦,精力状态较差,接着继续听课对知识的内化大打折扣,同时实践技能训练的时间不充分。二课学生主要来自二、三年级,学生理论功底薄弱,有不同年级的跨度,掌握知识层次与学习层次不同。液压和气动的元件结构比较复杂,同时元件的原理抽象,单从原理图入手学生不容易理解和接受,在没有理解原理的情况下,液压与气动回路运行实践操作不易掌握,教学效果较差。教学模式的与时俱进,为提升学生学习知识的效率及实践技能操作水平提供了很大的助力。
(二)教学模式分析
2020年上半学期通过京铁电校微学习与自主测评平台开展了线上“液压与气动技能训练二课”空中课堂教学,线上教学模式得到学生普遍认可,但实践技能操作脱节。没有线下实践技能操作的二课,线上知识不能有效地内化,因此教学效果并不理想。相比于线上教学,线下实践技能操作和师生面对面的交流互动则更有助于促进学生对理论知识的内化。假如将理论知识学习的内容放在线下课堂进行,那么师生之间的交流互动的时间和机会都将相应减少,同时技能训练的时间也相应减少,显然难以实现对传统教学的创新与教学成效的提升。在基于SPOC与翻转课堂的理念中,SPOC(SmallPrivateOnlineCourse)是指小规模有限制条件的在线课程,其中Small是指学生规模数量相对小,相比MOOC(MassiveOpenOnlineCourse)是指大规模开放的在线课程,例如智慧职教平台、中国大学MOOC(慕课)等知名平台,而SPOC的规模一般在几十人到几百人之间。Private是指线上课程对学生加入有条件限制,加入者要达到课程要求才能加入SPOC的课程。OnlineCourse是指在线课程,即通常所说的网络课程。翻转课堂与O2O教学都充分发挥了线上与线下结合的教学优势,突破学习时空的限制,满足学生个性化学习的需求,翻转课堂中的线上学习、线下内化的教学理念为O2O教学开展提供了理念指导,而O2O线上线下随时都可以进行知识传递与知识内化的教学思想是对翻转课堂理念的进一步扩充。
(三)可实施性分析
首先该二课班有限制性入班要求和学生的数量,要测试合格后才能入选,以机电技术应用专业(3+2)和电气技术应用专业(3+2)学生为主,该班限额招收20人左右。从以往教学经验来看,学生学习更容易接受直观、形象的教学方式,而且学生具有动手能力强等特点。以液压与气动系统装调与维护项目的一体化教学,把知识化内容放在线上,线下课堂着重实践技能训练,线上理论知识与线下技能训练相结合,用理论知识解决实践中的问题,强化实践能力教学,促使学生能够自主学习,在做中学,在做中教,充分发挥学生的能动性。将线上教学与传统课堂教学有机融合、优势互补,把线上学习资源与课堂的技能训练结合起来,为此,以“液压与气动技能训练二课”为例设计实践基于SPOC与翻转课堂理念的O2O混合教学模式。
三、翻转课堂理念的O2O教学模式设计与实践
(一)准备阶段
本课程授课对象从二、三年级报名的学生中选拔,课前所有学生均需注册京铁电校微学习与自主测评平台账号,并加入“液压与气动技能训练二课”QQ群或微信群。教师根据学生的掌握知识和技能操作的水平情况,分成不同小组,考虑到优势互补的原则,每个小组5~6人,同时每个小组在每一时段的学习任务不同,充分发挥学生团结协作、教师积极引导的作用。合理使用信息化的教学手段,提升课堂教学效率。基于京铁电校微学习与自主测评平台,利用智慧职教平台的相关课程资源转换成微课形式的教学内容,仿真软件、动画演示软件内容、难度适宜的练习题等内容根据任务不同分别到京铁电校微学习与自主测评平台。以THPHDW-1型液压气压传动综合实训系统台、气动实训室YL-102型气电实训综合台等实训设备为线下课堂技能训练提供有力的保障。
(二)教学阶段
1.课前阶段在线上学习时,学生登录京铁电校微学习与自主测评平台,查看学习任务单(例如三位四通电磁换向阀换向回路)。通过观看教师提供的液压系统元件的微视频、动画演示内容,模拟液压与气动仿真教学软件———液压系统,如图1所示,学生结合三位四通电磁换向阀换向回路微视频及其他学习资源,尝试分析回路原理图,如图2所示,开展自主学习与探索。在线上学生可以访问“课程答疑”讨论学习任务的内容,教师进行答疑解惑,学生在讨论和聆听教师或同学的建议过程中也可找出自己的不足之处,进行反思与总结。如果遇到个别疑问线上无法解决时,做好笔记,在线下听老师辅导。借助京铁微学习平台的测试系统,完成本次任务的习题测验。线下实践技能训练时,就本节课学习任务内容开展练习,进行理论知识内化以及技能的提升。首先是回顾课前知识,教师引导学生回顾三位四通电磁换向阀换向回路的知识点,用时大约8~10分钟。对课前学习过程中存在的共性问题进行集中讲解,在讲解过程中,如果学生还有其他个别知识点有疑虑或不清楚,教师统一回答,其他同学聆听的过程也是一个学习的过程。课前知识达成共识后安排学生进行实践技能训练,先用大约10~15分钟,在安全的前提下让学生尝试去练习。教师不答疑解惑,加强巡视同时先不指导学生,观察学生操作的过程。时间到后把学生再集中后统一解决初次练习过程中的问题,培养学生自主学习的能力。学生通过分享问题、解决问题的过程,同时实践操作技能也相应提升。然后是技能的巩固,给大约30~35分钟时间继续技能的巩固练习。最后各小组成果汇报。学生利用手机将汇报信息上传到京铁电校微学习与自主测评平台,教师把汇总的信息投影在大屏幕上,通过分析成果汇报,学生之间相互学习,互通有无,教师参与补充完善,同时为各小组的汇报成果打分。3.课后阶段学生登录京铁电校微学习与自主测评平台,对自己没有理解的知识点可以利用课前的学习视频再次观看,促进知识点的内化。学生可以根据自身掌握情况,选择难度较高的拓展性知识学习,例如三位四通换向阀中位的不同机能功能。学生在线下学习时,可以通过“液压与气动技能训练二课”QQ群或微信群互动学习,就课堂中因时间限制没有深入展开的话题,继续讨论探究。
(三)评价阶段
课程评价采用过程性评价加总结性评价,其中过程性评价均包括线上评价与线下评价,其中每个阶段过程性评价占10%,总结性评价占30%。在每个任务学习结束后要进行线上评价,教师借助京铁电校微学习与自主测评平台对学生的各项学习打分,使学生及时有效地得到反馈,通过学生成绩分析对课堂教学提出改进意见。线下评价是小组汇报结束后教师进行评价,小组长评价。总结性评价则是在本学期的期末,教师以赛题的形式对所有学生进行线上与线下综合考核。学期末总成绩由过程性评价与总结性评价的结果确定。并把成绩反馈给学生,使学生对本学期学习过程有总的了解,教师可为调整下学期的教学做参考。
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
实训基地的建设主要包括两大部分,一是实训基地的整体规划,二是相关实训室改建、扩建及新建方案制作及实施。两大部分内容须按照科学、规范的流程进行,这是实训基地建设系统性、规范性、先进性的重要保证。
(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)机电专业实训室建设流程。依据实训基地建设的规划方案,结合现有实训基地建设资金,确定实训室建设申报项目,并按照实训室建设原则,制定“教、学、做”一体化的实训室建设方案和设备招标方案。实训室建设申报项目由教务处、实训处初审后组织相关专家对项目建设方案、招标方案进行论证,通过后,交校务会议审批,只有审批通过后才能进入项目的实施环节。实施环节具体由学校总务处负责,专业教研室对建设过程进行监控,并及时对建设方案进行调整。项目建设完成后由实训处组织建设方、使用方及相关专家进行验收。
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
(1)机电专业实践教学课程体系的构建。通过对百余家相关企业的走访与调查,笔者了解机电设备安装调试、维护、维修岗位是机电技术应用专业就业的主要岗位,有80%的企业提出了具体的岗位要求。我们对调研的结构进行充分的分析后,清晰地得出机电设备安装调试、维护、维修岗位的职业能力主要由以机械传动机构核心的装配与调试技术以及以PLC技术为核心的控制技术来支撑。这些技术从特性上来说是一个个层次清晰、相对独立的技术模块,而从岗位应用的角度来说又是以技术综合的形式存在。其中机械装配与调试技术包含识图与制图技术模块、钳工技术模块、机械焊接技术模块、机械测量与装配技术模块、机械传动技术模块、液压气动技术模块;控制技术包含基础电子产品装配技术模块、照明技术模块、继电器控制技术模块、电气仪表使用技术模块、PLC技术模块、变频技术模块、触摸屏技术模块、传感器技术模块、伺服控制技术模块。因此,按照“以能力为本位”的课程观,围绕提高学生机电设备的安装、调试与维修技术核心技能和综合应用能力的思路,建立了模块化、组合型、进阶式的,能涵盖基本技能训练、专业核心技能训练、专业综合技能训练专业创新技能等不同的教学层次的课程体系。
(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。
参考文献:
[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:高职院校:机电一体化;综合实训;项目教学法
高职院校的培养目标是生产、建设、管理和服务第一线需要的高素质技能型专门人才 这一培养目标决定了重视实践教学是高职院校的一大特色.是实现高职人才培养目标的重要环节 实践教学有利于培养学生的实际动手能力、实践能力、创新能力、敬业精神和责任心;同时,也是学生完成专业知识向专业技能转变、学生角色向员工角色转变的重要过程.并可为学生将来的职业生涯发展奠定坚实的基础。
随着现代化工业生产的迅速发展.自动化控制技术的集成应用正起着越来越重要的作用。由气动、液压、传感器、PLC、网络及通讯等技术的相互渗透而形成的机电一体化技术.已成为当今工业科技的重要组成部分,它的应用范围涉及工业、农业、交通、能源、国防等众多领域。自动化程度极高的先进设备的广泛应用.必然需要大量掌握机电一体化技术的技能型人才从事机电一体化设备的操作、维修、检测和管理工作 为了适应区域经济和高新技术产业发展的需要,满足社会的需求.高职院校在机电一体化专业开设机电一体化综合实训.进行项目实训课程教学探索.目的是培养学生的职业技能和职业素质.为进入企业顶岗实习做好准备.最大限度地增强对就业岗位的适应性。
1.实训课程的目标
机电一体化专业综合实训课程是集气压技术、液压技术、电机及电气控制技术、自动检测技术、PLC及其自动控制技术、网络通讯技术于一体的专业技能综合训练课程 课程紧扣机电一体化技术的核心技术环节,即检测、控制与执行三大技术环节展开.同时引入最新的网络控制技术。训练时应遵循以学生为中心、以培养学生实践能力为中心和以培养学生素质为中心的原则.通过实训.使学生既能掌握机电一体化专业理论知识.义能从事机电设备或自动化生产线操作、安装、调试、维修、维护以及设计改造等方面的工作,并具有良好的职业素质。
2.实训课程的内容与模式
围绕实训目标.综合实训的内容应根据本专业所对应的职业岗位群确定 机电一体化的综合实训可以选择某一生产流程的模拟控制系统或典型的机电产品为实训载体.通过对某生产流程或产品的模拟仿真控制.掌握生产岗位的控制操作技术 我校选用了自动化生产加工系统(Modular ProductionSyste111简称MPS).在实训过程中以该系统为载体.以工作任务为中心,按照工作任务的相关性来组织课程 在教学内容组织上.基本理论以必需、够用为度,以学生为主体.以培养能力、提高学生综合素质为目标.并采用行之有效的项目培训模式 所谓项目培训模式.就是打破教材本身的框架.围绕一个典型设备展开.将学习过程分解成若干个小任务.并结合实际操作.将所要求的知识点、能力点和职业素质融于培训过程 训练时,首先结合实际的装置.了解该装置所能完成的任务及工作流程。其次.分析该装置的硬件组成.让学生明白各部分硬件的组成元件.各自完成何种功能:再说明本设备所包含的技术和应掌握的知识点.然后通过实际操作,如拆装、调试、故障诊断、维修及保养等,掌握机电设备的装配、操作和维护该设备应具备的能力 再次.将所要掌握的知识点和技能归类.并做一定的延伸,使部分能力较强的学生有所发展。
3.实训课程的时间安排与实训条件
机电一体化综合实训课程是在完成主要专业课程的理论学习和各主要技能专项实训后.在学生进入企业实习或就业前,综合运用本专业(岗位)的主要知识和技能,在校集中进行的综合性、系统化训练,实训时间为四周 我校建立了机电一体化实训基地,由师生参与自主研制的PI C实训室、校企共同投入建设的气动控制技术实验室及自动化生产加工系统实训室等组成.供开展实训课程使用.并且实训期间实训室进行开放式管理。
4.实训课程的考核方式
为突出学生的能力培养,对机电学生考核的标准为:(1)是否有创新,即能否运用所学的理沦知识分析、处理实际问题,能否就所给的条件提出合理的观点和可行的处理方法;(2)识图能力和动手能力;(3)是否能搜集资料,报告内容是否合理;(4)是否有团结协作精神:(5)写作与表达能力;(6)计算机应用能力等。考核的形式:理论与技能考核相结合。考核成绩的评定:理论测试成绩占20%;实训报告成绩占25%:实践环节占55% .其中拆装操作占20% ,编程、调试与排除故障占25% .安全与环保意识考核占10%。
机电一体化综合实训的实施过程综合实训可促进教学与就业岗位的零距离对接 一般是针对岗位群.培养的学生应具备与就业岗位零距离对接所要求的综合职业能力 以往的课程教学比较强调课程中知识点和单项技能的掌握.忽视知识与技能在实际工作中的综合应用。