时间：2022-06-19 16:03:53
引言：易发表网凭借丰富的文秘实践，为您精心挑选了九篇自动化生产线实训总结范例。如需获取更多原创内容，可随时联系我们的客服老师。
关键词：项目教学法；教学活动；自动化生产线
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）12-0184-02
一、引言
高等职业教育是我国教育事业的一个重要组成部分，在培养劳动者的素质和技能方面，发挥了巨大的作用。大力发展高等职业教育，提高高职教育的质量和水平，是高等教育持续发展的必然要求。为了适应高职教育的快速发展，就要抓住高职教育的发展趋势，大胆进行课程的改革与创新，发挥高职教育的特点，让其更适应经济市场的需求，也正是在这种环境下，我们针对《自动化生产线安装与调试》课程的改革模式进行了一系列分析与研究。《自动化生产线安装与调试》是机电一体化技术专业的一门综合性较强的专业核心课程，其涵盖了可编程序控制技术、传感器技术、气动技术、触摸屏技术和工业网络控制技术等自动化技术的应用。通过本课程的学习，使学生了解现代化工业进程中工业产品加工的方式，认识机电一体化设备的结构、运动、检测、通讯及控制方式，从而使学生掌握自动化生产线的安装、调试、操作和维护技能。
二、课程开发设计
1.课程设计理念。高职高专院校人才培养的目标是以服务为宗旨，以就业为导向，以培养生产、建设、管理、服务第一线需要的技术应用性人才为目标。根据国务院关于加快发展现代职业教育的决定，对现代职业教育提出了新的要求：专业设置与产业需求对接，课程内容与职业标准对接，教学过程与生产过程对接。
2.课程设计思路。课程开发与企业紧密合作，共同开展企业调研，了解岗位人才培养要求，尤其是能力、知识和素质要求；与企业专家共同分析典型工作任务，进行归纳、整理、提炼，制定课程标准。教学内容将理论教学和技能训练有机地融合，以自动化生产线的工作过程为导向，设计教学任务；以自动化生产线实训装置为载体实施教学过程；以职业标准为参考，实现考核评价过程化。
三、教学组织与实施
（一）教学目标分析
按照机电一体化技术专业人才培养方案要求，本专业培养德、智、体、美全面发展，具有创新品质和发展能力，掌握专业基础知识、应用方法和基本技能，在制造行业生产一线从事机电设备制造、技术运用与改造、设备运行、维修、管理等高端技能型人才。因此，自动化生产线安装与调试课程教学目标包含能力目标、知识目标和素质目标。
1.能力目标。能够根据图纸安装、调试自动生产线设备机械装置；能够根据电气图安装、调试自动生产线设备中的电气装置；能够操作自动化生产线设备；能够维护检修自动化生产线设备；能够进行简单的自动生产线技术改造。
2.知识目标。能够读绘安装图纸、电路图和气路图；掌握常用传感器的原理、选用和安装技术；掌握常用气动元器件及设备原理、选用和安装技术；能够对S7-200PLC熟练编程调试；能够用组态软件设计人机界面，控制设备运行。
3.素质目标。能够安全操作设备，通过规范工作流程，养成良好的工作习惯；锻炼人际沟通、团结协作能力；培养积极进取、独立学习、继续学习等方面的能力；培养勇于创新、敬业乐业的工作作风。
（二）教学项目设计
教学项目安排由浅入深、由简单到复杂，基于工作过程的教学方式培养学生的操作技能。按任务的实施过程开展教学，同时，在教学内容的安排上注重培养学生的安全意识、规范操作意识、环保意识及团队协作精神。教学项目的设置要结合实训设备，实训设备中包含供料站、加工站、装配站、搬运站、分拣站等五个工作站，在设置项目时考虑由浅入深，设置了三个教学项目：自动生产线认知、自动生产线各分站的安装与调试、自动生产线整体安装与调试。在第二个教学项目中，将项目进行细化，又分为五个教学任务：自动生产线认知、供料站安装与调试、装配站安装与调试、分拣站安装与调试、搬运站安装与调试。教学内容涵盖的知识包含：PLC控制技术、气动控制技术、自动检测技术、步进电动机、私服电动机、变频调速、网络等，教学内容在设置时，把所有教学知识点合理融入到教学项目或任务中，并按照项目或任务的难易程度和含知识量的多少进行分配学时。
（三）教学方法
1.采用任务驱动的教学方法。在理实一体化的教学模式的框架下，采用任务驱动的教学方法进行教学，其过程是：布置典型工作任务―在教师引导下查阅资料并加以总结提炼―形成实训初步方案―小组讨论确定最终方案―小组合作完成实训任务―编写实训报告―评价。
2.贯彻“学生为主，教师引导”的思想。为了保证教学的顺利实施，提高教学效果，贯彻“学生为主，教师引导”的思想，充分调动学生主动学习的积极性。同时，教师以一个组织者、引导者的身份不断提出或引导学生提出新的问题，让学生积极思考，培养其发现问题、解决问题的能力。
3.遵守“教、学、做”一体的教学理念。任务提出后，教师引导学生学习任务要求的基础理论和操作要点，经小组讨论确定实施方案后进行实施。在任务实施过程中教师严格监督、检查，发现问题及时纠正、指导，任务完成后进行总结、评价，同时针对典型的问题认真讲解，增强学生的感性认知，提高理解效果，这样既提高了学生的操作技能，又掌握了必要的理论知识。
（四）考核体系设计
考核作为检验学习情况的有效手段，是必不可少的。现行的考试大多采用期末考试，这种考试方法会造成学生“突击式”的学习过程，平时没有学习的主动性和积极性，知识掌握的肤浅，没有将知识转变成能力。为了实现教学过程的良好控制，就必须加大平时考核的力度，增加平时成绩的比例，变期末一次终结性考核为过程性考核，同时为突出操作技能，应加大技能考核的比例。所以在自动化生产线安装与调试课程中，平时考核占30%，技能考核占40%，理论知识考核占30%。
四、预期效果
自动化生产线安装与调试课程采用项目化教学法不仅让学生的学习面貌发生了变化，而且使学生学习的积极性大大提高了，主体意识明显增强了，综合应用能力得到了很好的发展，自我探究能力也不断提高。在教学过程中，学生自由讨论、互相帮助，加强了团队的合作意识。教师从学生的实际水平出发，以学生为主体，创设良好的情境，使学生积极参与知识的探索过程，主动完成实训任务，掌握操作的方法与技能，并学以致用。
五、结语
在自动化生产线安装与调试课程建设中，学校教师与企业工程技术人员共同制定课程体系与课程标准，根据自动化生产线的工作过程来设计教学情景，以典型工作任务为载体，以学生的能力培养为主线，合理融合理论知识与专业技能，有效地实现了高技能人才培养目标与市场需求的一致性，保证了教学过程中“教、学、做”的一体化，突出了人才培养的应用性和针对性，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：
[1]张伟林.自动化生产线控制技术实训[M].中国电力出版社，2013.
关键词：自动化生产线 理实一体 教学模式 工学结合
0引言
高职机电一体化技术专业其特点是社会需求量大，就业岗位多，就业行业分布广。随着高新技术的迅猛发展，机电一体化技术的应用渗透到社会各个行业，大量懂技术并能操作、安装、调试及维修先进机电设备的技能型人才受到各企业的欢迎。高职机电一体化专业的培养定位是培养适合生产第一线岗位需求的高级技能型人才，因此机电专业的教育不但强调对学生进行专业知识的传授，更加要注重对学生实践操作技能的培养。《自动化生产线安装与调试》课程作为机电一体化技术专业的核心课程，主要内容有模块化生产加工系统各站的安装、调试与维修，自动化生产线的联网调试与运行等多部分组成，针对该课程实践性较强的特点，我们采取了基于“校内实训室+校企合作工作站”以现场教学模式为主对该课程进行理论实践一体化的教学改革，基于职业分析，确定典型工作任务及完成工作任务需要的知识与技能，落实课程培养目标，基于工作内容分析，以技能培养为重点，重构课程内容模块，采取理论实践一体化的教学模式，强化学生对机械、电工、气动技术的综合运用能力，坚持“必需、够用“的原则，全面提升学生的综合能力。
1课程改革的基本思路
《自动化生产线安装与调试》课程开发遵循“工学结合、行动导向”及“教、学、做”一体化模式，在教学过程中将教学内容、教学资源等要素重新进行整合。通过企业调研，将调研数据进行系统分析，选择目标清晰，具有典型性的工作任务为教学载体，在指导学生完成工作任务的过程中，培养学生能力。与企业合作，以工作任务的完成过程为导向设计课程内容，具体建设思路如图1所示：①依据职业岗位要求，与企业工作人员共同制定职业标准；②按照职业标准，将岗位技能划分为多个技能培养目标；③根据工作任务和能力培养要求，开发满足教学项目；④制定符合职业标准和行业标准的能力训练项目考核方法；⑤编写适合在校企合作工作站开展教学的教材。
2基于行动导向教学观的理实一体、工学结合课程的设计及实施
通过2年实践，将《自动化生产线安装与调试》课程基于行动导向教学观的理实一体课程的具体设计及实施来具体描述，具体内容见图2。
2.1通过对西安东风仪表厂等企业进行调研，将《自动化生产线安装与调试》课程按照职业岗位能力需求划分成3个学习情境。其中第一个及第三个学习情境在学校机电综合创新实训室内完成理论实践一体化教学，第二个学习情境在西安东风仪表厂内校企合作工作站内由企业教师完成教学工作。
2.2每个学期情境下又包含多个学习子情境，每个子情境都是经过企业调研后由企业专家与教师的共同研究商讨后，形成的典型工作任务，这些工作任务具有很强的实用性及可操作性，并将子情景以任务单的形式下发给学生，在教学过程中可根据任务的实际需要采用多种教学方法。
2.3更新课程评价与考核方式，在考核方式上采取学生自我评价、相互评价、教师评估的方式，由教师与学生共同参与。考核方案既有过程评价，又有终结性评价，以平时过程性考核为主，任务考核涵盖了学生的能力、知识、态度，突出能力考核，要保证让每个学生掌握必备的职业技能。
3总结
【关键词】自动化生产线；PLC课程；课证融合；课程设计
一、绪论
PLC技能课程作为职业院校里电气自动化技术专业类的一门的专业课程，其重要性不言而喻。它将继电器技术、计算机技术、控制技术、网络通信技术集于一体，是一门综合性、应用性课程。作为学院骨干院校建设重点专业：电气自动化技术专业（工业机器人应用方向）中的一门专业核心课程，本课程主要为培养工业机器人电气设计工程师、制造工程师、销售工程师、服务工程师、品质管理工程师、系统集成工程师等职业岗位的人才服务，故课程设计开发要突出培养学生使用PLC解决实际控制问题的动手能力，使学生掌握最新的技能，并为后续的较复杂的自动化设备及生产线的学习打下坚实的基础。
二、课程内容设计
为了落实“以学生为主体”的思想，课程建设调研期间，对自动化专业的40多位学生进行了PLC课程教学情况的调研。为了实现“以学生就业为导向”，对常州周边4个自动化相关企业进行了调研，并邀请企业专家进校召开课程建设研讨会（有欧姆龙自动化上海有限公司，天地自动化股份有限公司，星宇车灯有限公司、上海ABB公司等企业工程师），根据这些专家对电气自动化专业所涵盖的岗位群进行了任务和职业能力分析。
课程设计时以企业生产岗位典型工作任务为主线，以电气自动化专业应共同具备的岗位职业能力为依据，确定课程主要任务是：培养学生具备分析实际PLC控制系统的能力，能完成简单控制系统的设计、安装、编程和调试工作，并能对PLC控制系统进行日常维护。
课程内容以亚龙科技集团有限公司生产的YL-335B自动化生产线设备[1]为载体，配备欧姆龙CX-one编程软件与西门子STEP7软件，将课程的教学活动分解设计成若干项目或工作情景，主要有：供料站与加工站的控制[2]、装配站控制、分拣站控制、输送站控制、自动线PLC通信、搅拌机的设计等。以这些项目为单元组织教学，将PLC的常用指令分解到各个项目中去。在每一个项目的教学过程中，遵循学生认知规律，融入相关的指令、编程方法、控制系统构建、硬件接线方法、系统调试运行和优化等相关知识和技能。通过对各个项目的学习、训练和具体操作，掌握典型PLC指令的格式、基本用法、功能，了解和掌握PLC系统的结构、地址分配、程序设计以及每个应用项目的软硬件调试的全过程。让学生在做中学，在学中做，加深对专业知识、技能的理解和应用，培养学生的综合职业能力，满足学生职业生涯发展的需要。这充分体现任务引领、实践导向的课程思想。
三、课程考核
本课程的考核有两大特点：第一个特点，本课程将学历教育与职业资格证书体系衔接起来，以就业为导向、以职业技能发展为目标，实施课证融合，实现高职教育专业课程体系与职业标准的衔接[3]。将以骨干院校建设为契机，计划与国际型PLC生产大企业联合开发基于YL-335B自动线设备及CX-ONE编程软件的PLC职业资格证书，要求学生通过校企合作开发的工业自动化技术（PLC）的考核，并获得证书。同时为学生考取维修电工高级证书以及电工技术证书等打下基础。第二个特点，考核由理论考核与实践考核组成，理论考核采用试卷形式，实践考核采用单元考核方式，包括成果、工作态度、工作规范、团队合作等表现。
四、以赛促学
在课程建设过程中，主要老师积极组织学生参加各项与自动化生产线或PLC相关的比赛并获得好成绩。在2012全国高职技能大赛高职组亚龙杯自动化生产线安装与调试比赛中获得一等奖。在2011年首届“亚龙杯”全国高职院校“电气控制系统安装与调试“技能大赛中获二等奖，在自动化生产线安装与调试比赛中获得一等奖。学生对参加此类大赛都非常积极，认真。在选拔选手的过程中，大赛相关信息在学生中流传开来，激起了学生对PLC技术的关注；在准备比赛的过程中，选手突击、强化学习PLC技术，将相关技术应用到自动化生产线上，极大地提高了解决问题的能力；在比赛的过程中，与其他学校选手切磋、竞争，考验了临场应变能力与对PLC技术掌握的熟练程度；赛后，尤其是获得大奖后，增强了学习PLC技术的信心，更激发同学对PLC技术的学习热情[4]。
五、总结
本文就PLC课程设计的教学内容载体、课程考核、以赛促学等相关方面提出了见解。今后还将对该课程的网络教学资源建设、教学评价机制等进行进一步的探索和完善。
参考文献
[1]亚龙YL-335B型自动生产线实训考核装备说明书..
[2]朱林.高职专业课程体系与职业资格认证如何有效衔接[J].职业，2011（24）.
[3]廖常初.可编程控制器的编程方法与工程实践[M].重庆：重庆大学出版社，2003.
作者简介：
关键词：参与式教学模式；自动线；教学改革
中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-0118（2012）12-0131-02
“自动化生产线安装与调试”课程内容包含了机电一体化技术、PLC编程及网络通讯、变频控制技术、电机控制技术、传感器应用及气动控制等技术及技能。如果在学习过程中继续采用传统的先学习理论知识再进行实践应用教学方法，容易使理论与实践产生偏离，对知识求新能力较差，达不到该课程的教学目标，同时很难适应现代社会所要求的灵活、高效与创新，因此，在“自动化生产线安装与调试”课程中针对传统的教学模式进行根本性改革，切实提高课程的教学质量。笔者经过多年的实践摸索，发现在“自动化生产线安装与调试”课程的教学中，采用参与式教学模式能够取得良好的教学效果。
一、参与式教学模式的概念
参与式教学模式以项目案例为基本素材，以提高学生的管理意识和管理能力为目的，其实施方法多种多样，如构建学习团队、任务驱动、案例教学、情景模拟、角色扮演、视频教学、辩论比赛、企业参观等。参与式教学模式要求教育的重心由关注教师“教”转向学生“学”和“练”，学生由消极被动的倾听者转向积极主动的探索者，教师由单一的知识传授者转向学生的学习领路人，这就要求教师具有深厚的知识和经验背景，持有客观、公正及开放的心态，具备良好的沟通、协调能力，对学生的学习、实践进行有效地计划、组织、领导、控制并不断进行创新。
二、教学改革的总体思路
按照以培养生产线设备维修维护的应用技能和相关职业岗位能力为基本目标，紧紧围绕工作任务完成的需要来选择和组织课程内容，突出工作任务与知识的紧密性。课程改革时首先与企业专家、技术工人共同设计开发学习情境，以亚龙科技公司YL-335系列及YL-101MPS柔性生产线设备的常见工作任务和典型故障为载体，培养学生对生产线的拆装、编程、调试、故障的诊断与排除能力，锻炼学生的自主学习和实际操作与维护能力，提高学生的技能水平。
三、“自动化生产线安装与调试”参与式教学模式的实施
参与式教学模式常用的有任务驱动法、案例教学法、游戏教学法、情境教学法等等，在实施的过程中方法是灵活多样，正是这些丰富多彩的方法，构建了学生踊跃参与、实践动手能力不断增强的师生互动式课堂。
（一）“学习团队”的构建
根据学生知识和动手能力水平以及男、女生按比例分配组成3-5人的“学习团队”，每个团队自主选出一个组长、一名发言人。在各组组长的统一协调下，共同发挥积极能动性完成教师布置的各项教学任务，最后由发言人进行汇报总结。
（二）教学情境的设计
“自动化生产线安装与调试”课程的教学情境的设计是对自动化工控企业进行充分调研的基础上，结合学生毕业后主要从事的自动化设备操作、调试、维修维护、生产管理等岗位需求，以就业为导向，经自动化生产线的工作任务为载体，针对工业生产线中的供料、物料搬运、冲压加工、零件装配、成品的分拣等工作过程，突出所需的主要岗位能力培养目标，并兼顾前后课程的相关知识的综合应用，精心设计开发了以亚龙YL-335系列自动生产线为平台，基于自动线安装调试的工作过程的供料单元、加工单元、装配单元、输送单元、分拣单元、人机界面及联合调试等7个学习情境，各教学情境间的联系可用图1所示：
主要学习情境具有明显的典型性、可操作性和挑战性，相互间是平行、包容和递进的关系，形成了科学完整的知识体系。
四、教学实施过程的改革
在教学实施过程中，可采用“教-学-做”合一的教学模式，应该在“讲-演-练-评”一体化的实训室内进行。理论与实践的关系是边讲边练，使理论与实践的紧密结合，可让理论更好地为实践服务，而且还可以激发学生的学习积极性，达到了事半功倍的效果。其教学实施根据循序渐进关系可由资讯、计划、决策、实施、检查及评估等五个步骤组成，这六步的关系及老师的作用可用图2所示（以下以分拣站为例说明这六步的实施过程）。
（一）资讯
资讯即让学生通过多种方式和渠道搜集与设备或教学任务相关的信息。老师先把整个自动线设备的功能通过实物展示或视频放映的方式，让学生先有个总体印象，然后把整套生产线进行分解进行，最后再进行综合，老师主要起到引导的作用。
在分拣站安装调试中，首先通过现场演示的方法，先让学生了解分拣站的工作过程，做到有的放矢进行，接下来把整个分拣站划分为机械及安装、气动控制回路的调试、传感器及安装、变频系统调试、PLC控制系统调试等五个子模块。作为先期知识的传感器及变频器知识可让学生搜集在分拣站中所用到的光电传感器、光纤传感器及MM420的相关信息，老师要引导学生理解为什么要在此工作站中使用这些元件，并把元件的型号及性能作出记录。
（二）计划
根据教学情境及资讯阶段获取的相关资料信息，主要是提出安装与调试几个方案；不同小组教师可给予不同的指导，由学生制订出任务实施的计划书，及时检查计划可能存在的漏洞。在项目计划过程，老师要启发大多数学生制订严密可行的计划。
列举出分拣站机械及安装、气动控制回路的调试、传感器及安装、变频系统调试、PLC控制系统调试这五个子模块的具体地实施过程，老师要注意培养学生的计划性和条理性。
（三）决策
综合前期的信息，先由小组讨论，再由整个班级进行分析论证各小组工作计划的可行性，决定项目实施方案。
通过各小组的讨论，决策出分拣站的调试过程是第一步进行机械部分安装；第二步气动控制回路的安装；第三步进行传感器及安装；第四步PLC控制模块的安装；第五步变频系统安装调试；第六步气动控制回路、传感器的调试、变频器等模块的调试；第七步进行系统综合调试。
（四）实施
学生根据选定的方案将所要进行的教学任务分解成若干个模块，必须进行组内分工，明确任务后，各自独立完成各人所分配的任务；老师必须为学生提供必要的技术上的或设备上的支持，并起督导作用。把决策过程中的七步按计划及决策分工，具体实施出来，要发现前期工作的不合理的地方，及时进行修正。
（五）检查
任务实施完成以后进行检查，学生对安装调试好的单元进行工作效果测试，整理安装调试日志；教师要巡视指导学生使用相关检测仪器。老师要检查各小组的实施结果，难度比较大的地方如电机连轴器的安装及变频系统的调试重点检查。学生要测试系统调试的结果及传感精度是否达到了要求。
（六）评估
每组学生讲解安装调试的实施方案，进行小组间的互评；教师对每组安装的计划、方案和完成过程进行点评。综合组内自评、组间互评和教师评价的结果，形成最终成绩。老师组织学生在各小组间先进行自评，事先要把分拣站安装与调试评判标准的工作页，分发给学生；然后是各小间进行互评，找到被评判小组的做的好及存在的不足，并让其对于不足的部分进行修改，即再实施、再检查、再评估，直到完全达到标准要求。
五、体会与建议
学习情境中的项目来源于实际工作过程，但要加工处理使其适合教学，能够体现知识技能点并合理分布。教学实施运用的“资讯、计划、决策、实施、检查和评估”六步法，不能机械地套用，可以根据实际项目情况进行取舍或合并。
教师在指导过程中，对前几个环节要加强指导、监控，让学生适应这种教学方式。在项目实施过程中，让学生先完成简单的单元，体会成就感，并在组间形成竞争的良好氛围，调动每个学生学习的积极性。
检查和评估要有完善的评价体系，大部分由客观指标构成，可操作性要强，评价方式要简单，不必求全。教师对学生的评价主要是过程评价，即对整个项目的完成情况不能只以结果为准。
参考文献：
[1]吕景泉.自动化生产线安装与调试[M].中国铁道出版社.2008：45-48.
[2]何用军.自动化生产线安装与调试[M].机械工业出版社.2011：64-72.
[3]冯卫东，王亦晴.情境教学策略[M].北京师范大学出版社，2010.
[4]姜大源.职业教育学研究新论[M].教育科学出版社，2007，（1）.
（台州职业技术学院 浙江 台州 318000）
摘要：在“工业机器人安装与调试”学习领域课程开发过程中，确定该课程应使学生具备工业机器人安装、工业机器人调试、工业机器人编程操控以及工业机器人检修维护等能力。深入企业调研，明确典型工作岗位，分析课程所对应的典型工作任务；从高职学生的基本情况出发，对典型工作任务进行提炼形成行动领域；按行动领域所承载的知识、能力的相互关系构建学习领域；按照每个学习情境对应一个完整的工作过程的原则构建学习情境；最后按照“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”六步法实施教学。在教学过程中尽可能为学生提供类似企业的真实工作环境、国家或行业标准、任务单和计划书等资料。
关键词 ：高职；工业机器人安装与调试；课程开发；学习情境
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2014）04-0086-05
工业机器人（Industrial Robots）简称IR，是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。工业机器人具有高效、可靠的优点，在自动化生产线中应用日益广泛，如在汽车工业中完成焊接、搬运、喷涂和装配等工作。此外，我国的民营企业也逐渐认识到了工业机器人的优势，对工业机器人的采用量逐年增加。但这些企业存在着装机量不高、人才流动性强和培训不到位等问题，因而对工业机器人应用维护人才需求较大和要求较高，高职院校有必要加强对这方面人才的培养力度。
课程开发原则和流程
（一）课程开发原则
作为台州职业技术学院机电一体化技术专业的核心课程，“工业机器人安装与调试”的开设原则是以企业实际需要为根本出发点，通过教师进入企业实地调研，总结典型工作任务，完成调研报告，最终确定工业机器人课程教学内容及范围。包括：工业机器人及柔性自动化生产线的安装，辨识电器原理图，根据需要编写程序和调试代码以及各种故障的诊断和维修。以项目化实训为主线，以学生亲历实践为导向，培养学生分析问题、解决问题的综合职业能力。通过课程的学习，让学生具备常规工业机器人及柔性自动化生产线安装调试和故障诊断与维修能力，适应未来社会对工业机器人领域人才的需求。
（二）课程开发流程
“工业机器人安装与调试”课程开发的整体流程包括：教师深入工业机器人研发或应用型企业调研，通过走访、参观、座谈、研讨等形式，了解与本课程相关人才的社会需求情况，相关行业对本课程开发的要求及企业的典型工作任务的信息，为确定课程定位，制定课程开发方案，培养适应社会发展需求的高素质技术技能型人才提供依据。从高职学生的实际情况出发，遵从学生认知规律，与企业实践专家一起对典型工作任务进行提炼形成行动领域。按行动领域所承载的知识、能力的相互关系构建学习领域，制定出课程方案和课程标准。并在实践专家指导下设计符合工作过程的学习情境。最后，按照六步法进行课程的实施和评价。整个课程开发流程如图1所示。
课程开发过程
（一）企业调研
交通运输装备制造业与特色装备制造业是台州市两大传统优势主导产业。台州地区现有汽车、摩托车及配件生产企业3 000多家，不乏吉利、吉奥、钱江等汽车行业知名龙头企业。我们利用假期先后走访了温岭市风云机器人有限公司、浙江安露清洗机有限公司、吉利集团、浙江吉奥汽车有限公司等企业。了解就业岗位的主要工作任务，企业对高职从事工业机器人及自动化生产线安装与调试工作毕业生的专业技能、社会能力和职业素养的具体要求，并与企业实践专家探讨工业机器人及自动化生产线安装与调试课程开设的有关情况。首先，我们拟定了调研方案，选定样本为企业经理、一线的维修工、车间和部门领导以及毕业生等，采取访谈和问卷调研相结合的方式。拟定调研方案之后，调研与工业机器人安装调试及维修有关岗位，包括岗位名称、级别、人数、岗位职责，然后了解所有这些岗位毕业生是如何在岗位之间调动的，以此获得毕业生岗位升迁的一般路线图。获得具体岗位之后，确定毕业生在这个岗位上从事的具体工作项目，在此基础上，再一次向企业和毕业生征询意见，重点了解对学生职业素质和社会能力培养的具体要求，了解毕业生对拟开设课程知识学习的具体建议。主要形成四项调研成果：该课程培养的学生典型就业岗位、课程培养目标，企业要求和岗位工作项目。
典型工作岗位分析 通过调查分析确定工业机器人及自动化生产线安装与调试典型工作岗位包括：工业机器人及柔性自动化生产线操作工、维修工、电气工程师、编程调试工程师、自动化生产线班组长、车间主任或项目经理。
课程培养目标 以就业为导向确定课程培养目标：学生以独立或小组合作的形式，通过教师指导或借助各种资料，制定工业机器人的安装和调试作业计划，在规定时间内完成上述计划、实施、检查并进行评价反馈。在实施计划的过程中，使用工具、设备和材料等要符合劳动安全和环境保护规定，对已完成的任务进行记录、存档和评价反馈。
企业要求 通过调研，归纳出企业对工业机器人及自动化生产线安调和维修人员的要求是：要具有良好的职业态度；具备各种常用工具和专用工具使用技能；具备一定的电工知识，熟识常见的电气线路图；能够掌握工业机器人行业前沿技术知识动态；对设备具有保养、操作、维护能力；对专用维修检测仪器的数据能够分析，能够运用数据流分析判断故障产生的原因，能够制定相应的维修计划并实施，能够向领导汇报情况；具有一定的写作能力与获取信息的能力；具有团结协作、组织协调能力和继续学习能力；了解工业机器人及自动化生产线整体和各模块的工作原理，了解各个模块间的通讯，能够具备根据任务的简单变化修改相应控制程序的能力。
岗位工作项目 企业调查显示，工业机器人安装和调试人员主要从事的工作包括新建生产线的安装和调试、定期维护和保养、综合故障诊断和维修、生产线功能的扩展和研发、生产线质量控制和检验等。
（二）典型工作任务描述
在企业实地走访调研基础上，提炼“工业机器人安装与调试”典型工作任务，如下页表1所示。
（三）岗位能力分析
通过岗位分析，“工业机器人安装与调试”课程应培养学生三方面的能力，即知识能力、社会能力和方法能力。
知识能力 了解工业机器人技术的基本概念和基本理论；了解工业机器人系统的组成及工作原理；学会商业谈判、合同签订并根据技术要求设计工作计划和行动方案的方法；学会与工业机器人有关的英语；学会根据工业机器人的机械结构，制定机械和电器元件的拆装顺序；掌握气动元件、传感器、电动元件、PLC装置在工业机器人中的作用并绘制相应的电路图；掌握工业机器人的模块化组装、调试、控制与维护的基本方法；掌握工业机器人的编程语言，编写较简单的调试程序；掌握工业机器人常见故障诊断和维护方法。
社会能力 养成积极思考问题、主动学习的习惯；培养良好的团队合作精神，乐于助人；培养良好的职业道德和规范、安全、环保、成本和质量意识；养成勇于克服困难的精神，具有较强的忍耐力；养成及时完成阶段性工作任务的习惯。
方法能力 能够根据任务需要查阅相关资料、制定工作计划的能力，解决实际问题的能力，独立学习新知识、新技术的能力，评估总结工作结果的能力；能够正确阅读工业机器人部件装配图、零件图和技术文件，进行机械部件装配；能够正确阅读工业机器人的电气原理图、电气安装图，完成电气装配；能够编写适用于不同工作任务的工业机器人调试程序；能够使用工业机器人安装与调试常用的机械工具，电子工具和相关仪器仪表；能够及时详细地记录工业机器人安装与调试过程的工作日记、总结工作经验以供日后使用；能够检测和处理工业机器人的各种常见故障，并作相应检查维修工作记录；能够在工作过程中使用相关专业英语进行简单的交流。
（四）学习情境设计
学习情境是在典型工作任务基础之上，由专任教师和企业专家共同开发设计用于教学的“情形”和“环境”，是对典型工作任务进行教学化处理的结果。德莱弗斯（S E Dreyfus）等人研究发现：“人的职业成长遵循从初学者到专家的逻辑发展规律，其发展过程分为初学者、高级初学者、有能力者、熟练者和专家五个阶段”。职业教育教学的根本任务是通过一定科学合理的方法把初学者带入更高级的阶段。因此，对于教学情境的选择和设计应充分考虑上述因素，以工作任务为导向，符合职业发展过程和学生认知规律，突出职业能力训练，使学生掌握工业机器人安装和调试的核心技能。通过前期企业调研，得到了企业工业机器人安装和调试的典型工作任务，对典型工作任务进行提炼后形成行动领域从而构建相应的学习领域。
台州职业技术学院机电一体化技术专业学生在学习“工业机器人安装和调试”课程之前已经具备一定的机械设计、液压和气动技术、PLC编程以及常见电机及其控制方法的基础，但是缺少对机器人的认知。故在设计学习情境时以积木式机器人为载体，先安排16课时让学生对原有知识进行温故知新，同时了解工业机器人的相关定义，了解企业自动化生产线改造的过程和方法，学习机器人安装和调试的基本原理、手段和方法，提高学生学习兴趣和探索新知识的热情。然后，从关节（直角坐标）两种典型的工业机器人入手（应用场合包括焊接、喷涂、搬运、立体仓库等），作为进阶情境，实现工业机器人基本的空间定位和目标识别功能，学会根据任务需要设计末端执行机构的方法。最后，以关节机器人为核心的柔性生产线作为高级学习情境，该情境又细分为七个子任务，即供料单元安装和调试、防护单元安装和调试、输送单元安装和调试、加工单元安装和调试、视觉单元安装和调试、生产线的整体联调以及故障诊断和维修维护。最终实现由一部工业机器人和其他部件构成的柔性制造系统能同时监管三台加工中心的加工任务，并实施自动上下料及相关的自动化模式。
PLC与机器人控制器、加工中心的嵌入控制实现独立总线控制，并运用触摸屏及相应模块实现显示、控制、操作于一体的应用。电气控制与机器人操作分布在不同的区域，实现控制与操作分开。完成必要的设备改造和基础设施修造工作。提供自动化的零件料仓和其他辅助机械手，直至加工中心区域实现无人车间。
基于工作过程的学习情境设计充分体现了从初学者到专家的逻辑发展规律，具体学习情境设计如图2所示。
课程教学实施
“工业机器人安装与调试”课程的实施遵循项目教学、任务驱动，理论教学和实践教学一体，以及做中学原则。以工作过程为导向，以培养学生的技能和综合职业素质为核心。每个学习情境都按照“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”六步法实施教学。在教学实施过程中，除了融入企业元素的学训一体化的工业机器人实践性教学基地，满足技能训练的要求外，还提供必要的资源，包括学生工作页、学习指南、课程参考书、厂家提供的安装和调试说明书和手册以及常见故障诊断维护方法、多媒体教学资料等。其中，学生工作页中融入任务单、资讯单、案例单、信息单、计划单、决策单、实施单、检查评价单和教学反馈单等栏目。以工业机器人机械结构的装调教学为例加以说明，其实施过程如表2所示。
在整个实施过程中，我们遇到并成功解决了三个问题：（1）设备数量难以满足教学需求的问题。由于工业机器人及其柔性生产线价格昂贵，因此，能够提供给学生实训的设备数量相当有限，这就需要解决僧多粥少的局面。通过合理安排实训项目，学生分组轮换等手段解决。如学生在进行工业机器人电气系统的安装和调试项目时，可将该项目分为电气元件的识别、电源模块的安装和调试、驱动模块的安装和调试、控制模块的安装和调试，将学生分组后在这四个子任务中轮换。另外，可通过购买其他类型的机器人辅助教学设备分担压力。（2）设备保修和教学实施的问题。在实施工业机器人及柔性生产线故障诊断和维修维护任务时，为了使学生深入理解掌握维护维修的方法，必须全面了解工业机器人及配套设备的结构，包括外部可见的和内部不可见部分，如内部传动机构、减速系统等构造。受工业机器人厂家的保养准则限制以及笨重的零部件给检测造成的潜在风险，对于内部结构往往以图片讲解为主，学生无法获得直观的体验。可从二手市场采购形同或相似型号的工业机器人给学生拆装，帮助其了解工业机器人的内部结构和维护相关知识。或者引入工业机器人模拟软件构建虚拟的工作环境辅助教学。（3）社会评价无法贯穿学期教学过程的问题。本课程不是传授单一技能，而是在学完了各相关专业课的基础上，用工业机器人安装与调试这个载体，将其进行综合。所以，评价体系应该围绕各相关专业知识和技能的综合运用水平，使学生明确感受到对一个系统的掌握和成就感。教学评价采取多种方式，包括自我评价、学生评价、教师评价和社会评价，同时设计了相应的评价表，以更好地反馈教学信息，指导教学质量不断改进。在以上四种评价中，当属社会评价比较难以实施，兼职教师授课的时间有限，无法自始至终贯穿整个学期的教学过程。我们通过远程视频联接的方法，让兼职教师参与指导学生的工作过程，参与学生成果的评价。学生亦可由视频系统向兼职教师提问，随时进行交流。
以工业关节机器人为核心的柔性生产线的安装和调试课程在高职院校中开设和实施为数不多，可借鉴的经验甚少。我们立足台州，服务地方经济，通过前期大量企业实地走访调研、与企业实践专家和课程开发专家一起制定了切实可行符合高职院校学生认知规律的课程标准，开发了基于工作过程、任务驱动的学习情境，并在课程实施过程中灵活调整，及时更新、补充、修改教学内容，实现课程的动态反馈，完成课程内容的闭环控制。通过课程学习，学生取得了多项实质性成果。
参考文献：
[1]赵志群.论职业教育工作过程导向的综合性课程开发[J].职教论坛，2004（6）：4-7.
[2]肖兴宇.工作过程导向的《作业机械使用与维护》学习领域课程开发[J].职业技术教育，2009（17）：13-15.
[3]姚和芳，首珩，周虹.基于工作过程数控技术专业学习领域课程方案开发与设计[M].北京：高等教育出版社，2008.
[4]易传佩.基于工作过程的学习领域课程体系的开发与实践——以“焊接技术及自动化”专业为例[J].企业家天地，2010（9）：97-98.
[5]黄锐，张颖.从岗位导向到学习情境——基于学习领域的高职国际贸易实务专业课程开发与应用研究[J].长春理工大学学报，2012，7（7）：167-169.
[6]阮友德，林丹.基于工作过程导向的PLC课程建设与实践[J].实验室研究与探索，2011，30（8）：446-449.
[7]赵凤申，李爱芹.高职院校工业机器人课程建设研究[J].职业教育研究，2011（3）：39-40.
摘要：高职院校毕业设计是一个重要的综合性实践教学环节，是培养和锻炼学生自主学习能力、实践能力、团队协作能力、工程实际应用能力以及创新能力的重要途径。通过分析高职院校毕业设计现状，结合福建船政交通职业学院机电一体化专业毕业设计教学实践，提出高职院校机电一体化专业毕业设计环节改革方法，并进行改革效果分析。
关键词：高职院校；机电一体化专业；毕业设计；教学改革
作者：曾思通
1前言
《教育部办公厅关于加强普通高等学校毕业设计（论文）工作的通知》（教高厅〔2004〕14号）指出，毕业设计实践环节是实现培养目标的重要教学环节，在培养大学生探求真理、强化社会意识、进行科学研究基本训练、提高综合实践能力与素质等方面具有不可替代的作用，是教育与生产劳动和社会实践相结合的重要体现，是培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神的重要实践环节。高职院校的毕业实践教学环节有别于一般专业课程中的实验实训实践教学，在实践内容、实践教学方式、考核方式、评价体系等各方面都没有统一的规范和标准，因而如何实施这一实践教学环节，历来是各高职院校研究和探索的重点和难点。
台湾技职教育在毕业设计特别是实务专题制作上颇有建树。2017年，笔者赴台进行为期33天的教学改革学习，深入了解了台北城市科技大学毕业设计（实务专题）的设计及制作过程，观摩了台湾科技大学、正修科技大学等电机工程系的专题成果展；再通过对大陆相关院校的调研，以及根据自身多年从事机电一体化专业毕业设计指导的经验，总结目前高职院校毕业教学环节存在的不足，并提出相应的教学改革和实践方法。
2高职院校毕业设计存在的不足
以毕业论文取代毕业设计实践环节毕业论文是为获得学位资格而撰写的学术性较强的研究论文，是衡量可否毕业及申请和授予相应学位的基本依据，要求在一定的研究方向内选择论题或课题，对相应的学术问题进行研究论证[1]。针对本科教育的毕业设计（论文）并不适合于培养高素质技术技能型人才为目标的高职教育。高职院校毕业设计环节要求体现以“职业能力培养”为主线，沿用本科院校的毕业设计（论文）模式，势必不能达到高职院校毕业设计环节的培养目标和要求。
以综合性实验报告或说明书作为毕业设计终结材料有些院校考虑到学生综合能力特别是理论水平不够，无法完成较高质量的毕业设计，于是索性放弃毕业设计环节，直接让学生提交一份综合性实验报告或说明书作为毕业设计材料。这些综合性实验报告或说明书往往又有教材、网络资料可查阅、参考，于是一部分学生有恃无恐，很少把精力放在毕业设计上，最终提交的材料质量往往让人大失所望。
以下企业实习的实习报告作为毕业设计以毕业顶岗实习报告代替毕业设计的高职院校也不在少数。通过调研和下企业检查，毕业顶岗实习也存在一定的不足，很难达到期望的效果和目标。企业鉴于自身经济效益、管理模式以及实习学生能力的考虑，往往让学生从事相对简单，重复性、专业性不高的工作。在毕业顶岗实习还不尽如人意之际，简单地让毕业生全部以实习报告顶替毕业设计，往往导致学生为完成任务而虚构实习内容或网络抄袭相关实习报告。
以实务专题形式开展毕业设计以实务专题的形式开展毕业设计是近年来一些高职院校采取的方式。实务专题是借鉴台湾技职院校各学科专业普遍推行的专题制作课程，通过专题制作过程培养学生发现问题、分析问题、解决问题能力，整合应用专业知识及综合技能，还能提升团队合作、独立思考、逻辑思维、论文撰写与口头报告等诸多能力[2]。实务专题环节主要包括：根据学生的生活、工作实际情况，收集信息、查阅资料，确定具有一定实际意义的选题；提交方案的可行性报告、实施计划、耗材清单预算、采购方案、预期成效；按计划开展实务专题制作；提交设计说明书、答辩PPT、视频；展示产品的功能等。
实务专题制作相比于传统的毕业设计（论文）具有一定的优势，取得较好的效果，但在实施过程中也逐渐暴露一些问题。目前实务专题面临的主要瓶颈有选题难度逐年增大、专题工作量差异大、考核标准不统一、教师指导工作量大、资金有限等。
毕业答辩流于形式通过广泛调研，不少高职院校存在毕业答辩不规范、流于形式，毕业设计通过率百分百甚至没有毕业答辩环节的现象。于是不少学生心存侥幸心理，简单随意应付毕业设计，在学生中产生不良影响。教师对于这样的现象难以遏制，对学生越来越没信心，最终使毕业答辩越来越流于形式，失去应有的作用。
3高职院校毕业设计理念
《教育部办公厅关于加强普通高等学校毕业设计（论文）工作的通知》（教高厅〔2004〕14号）提出，高职高专学生的毕业设计要与所学专业及岗位需求紧密结合，可以采取岗前实践和毕业综合训练等形式，由学校教师与企业的专业技术人员共同指导，结合企业的生产实际选题，确定训练内容和任务要求；时间应不少于半年；对高职高专学生要加强毕业设计环节的规范管理，加强过程监控，严格考核，采取评阅、答辩、实际操作等形式，检查和验收毕业设计成果。基于高职院校人才培养目标、高职学生的特点以及毕业设计实践教学环节的特殊性，毕业设计实践教学环节的基本理念有：以“职业能力培养”为主线，坚持以高职教育培养目标为依据，遵循“以应用为目的，以必需、够用为度”的原则，以“掌握概念、强化应用、培养技能”为重点，力图做到“降低理论要求、精选设计内容、加强基础技能训练、突出应用实践”，注重学生应用能力、创新意识、创新素质的培养。
4高职院校机电一体化专业毕业设计实践教学改革
强化毕业设计教学环节的各级管理毕业设计工作涉及学校培养目标、科研水平、教学管理、教师教学以及学生能力提升等多方面因素，在所有教学工作中占有极其重要的地位。学校应建立职责清晰的毕业设计管理体系，明确相关管理机构、系部、教研室及相关人员职责；各系部、教研室应根据自身专业特点建立毕业设计管理和实施方案，并上报相关管理机构审批。相关规章制度应包括：选题审批制度；开题报告环节，建立过程考核特别是中期检查制度；答辩资格审查制度；答辩制度等。
将技能大赛与毕业设计结合高职院校职业技能竞赛旨在培养和检验学生的动手实践能力、团队协作能力、发现问题及解决问题的能力、创新能力、安全意识等职业素养[3]。相关高职院校都在机电一体化竞赛仪器设备上做了大量投入，而很多机电一体化竞赛平台在培养学生综合职业技能、素质上可以发挥非常好的作用。
近年来，高职院校机电一体化专业省级、国家级相关的技能竞赛主要有自动化生产线的安装与调试、数控机床装调与技术改造、机械设备的安装与调试、工业机器人技术应用等。各院校的硬件设备都较为丰富，通过充分利用这些综合性硬件平台，可以为机电一体化专业学生的毕业设计提供很好的平台。通过多年的摸索，福建船政交通职业学院通过竞赛平台开展毕业设计取得较好的效果，积累了一些经验。下面以学院机电一体化专业利用自动化生产线的安装与调试技能竞赛平台开展毕业设计为例，进行说明。
福建船政交通职业学院作为福建省自动化生产线实训基地，拥有多套不同系列自动化生产线平台。为了使学生在毕业设计过程中较为系统地应用所学机电一体化专业知识，培养和提升学生的综合职业素养，在机电一体化专业毕业设计过程中，选择基于自动化生产线平台设计与实现的、学生需要完成的基本任务有：通过调研和查阅相关资料，了解自动化生产线相关背景、发展现状、发展趋势等；学习和掌握亚龙三菱335B自动化生产线平台，涉及PLC技术、传感器技术、气液动技术、变频器技术、组态技术和电机驱动等；根据生产实践案例，设计基于亚龙335B平台的仿真实践系统，自行设计自动化生产线的工作目标和控制要求；完成工作任务细节，并展示系统功能；查阅相关技术手册，整理归纳亚龙335B自动化生产线平台西门子和三菱系列的区别，最后将完成的自动化生产线控制系统相关的控制器、变频器等由三菱系统改造为西门子系列；完成毕业设计过程的设计说明书、相关视频、答辩PPT等。
将创新融入毕业设计近年来，国家高度重视科技创新，并将创新摆在国家发展全局的核心位置[4]。在国家实施知识产权强国战略的背景下，高职院校应越来越重视创新创意的教学与实践。毕业设计作为高职院校完成培养目标的重要实践教学环节，应大力提倡创新设计、创新意识，逐渐提升学校整体科技创新能力。首先应积极鼓励和引导学生在毕业设计选题时始终贯穿创新性原则；其次是允许老题新做，追求在某些环节、机构、功能上突出变化，不断提升专业专题设计的专业水平、创新意识和创新思维；最后要积极鼓励学生就毕业设计中设计并完成的机电一体化产品参加相关成果展、创新创业比赛以及申请相关专利等。
以福建船政交通职业学院经济型激光雕刻机毕业设计专题为例，该作品是机电一体化技术专业学生“机电创新专题”DIY作品。学生利用数控知识，借鉴3D打印机的相关原理，设计了激光雕刻机的机构、控制电路并编写了控制程序。激光雕刻机设计并实现后，学生利用该作品免费给广大师生在U盘、手机、纪念品等物品上雕刻姓名、图案等，取得很好的影响。该作品参加了2016年海峡两岸大学生创新创业暨两岸教育成果展并荣获一等奖，在学院首届黄炎培杯创新创业大赛中获得金奖，申请并获授权实用新型专利。
调整毕业设计时间多数院校将毕业设计安排在第六学期，难免造成毕业设计与顶岗实习、就业的冲突。根据机电一体化专业的学期教学安排以及毕业设计的特点，对毕业设计的时间安排做了调整，主要有：
1）实行导师制，在第四学期初为学生安排毕业设计导师，并于第四学期末完成选题，汇总教研室；
2）第五学期前两周完成开题报告；
3）第五学期期末完成实务制作，并开展中期检查，要求学生在中期检查前完成实物制作并展示作品功能，中期检查成绩占最终成绩的60%；
4）第六学期期末完成实务专题设计说明书、答辩PPT，参加毕业答辩。
5毕业设计改革实践成效
首先，毕业设计教学环节的改革完善了学校、系部的教学管理体系，强化了师生的质量意识。
其次，通过技能竞赛与毕业设计相结合，不仅有效利用了技能竞赛设备平台，也缓解了毕业设计选题难的局面，同时活跃了学生参加技能竞赛的氛围和热情，提升了学校技能竞赛的成绩。教育部公布的2017年全国职业院校技能大赛高职组的获奖名单，福建船政交通职业学院获奖数量达57个，位居全国第二名。
再次，学生创新能力得到培养，教师科研能力显著提高，学校的科研创新水平得到提升。在毕业设计环节大力提倡科研、创新，培养了学生的创新能力和实践能力，学生在相关竞赛中均取得优异成绩。同时，毕业设计实践教学环节丰富了教师的实践知识和实际工作经验，科研能力和学术水平都得到提高。
最后，毕业设计改革提升了学生毕业设计的水平，锻炼、培养了学生的职业素养和职业能力，也提高了企业、社会对学生和学校的认可度。
参考文献
[1]赵艳霞.高职毕业设计（论文）的现状分析与改革[J].湖北函授大学学报，2014，27(4)：104-105.
[2]张丽霞.高职院校实务专题制作的探讨与实践[J].职业教育研究，2014(6)：136-138.
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.
一、课程设计的基本思想
美国着名的教育心理学家和杰出的教学设计理论家加涅提出“为学习设计教学”,意指是运用系统方法分析教学问题和确定教学目标,建立解决教学问题的策略方案、试行解决方案、评价试行结果和对方案进行修改的过程,是在教学之前对教学过程中的一切预先筹划、安排教学情境,以期达到教学目标的系统设计。现代教学设计突出以学生学习活动为中心,重视对学生学习心理的分析和研究,依据学生学习的规律设计教学活动,从而最大幅度地提高学生学习效率,促进学生科学素养的全面发展。
基于工作过程的课程设计以行动体系为基础,将学习领域转化为行动领域,让受训者经历完整的工作过程,在完成典型的具有综合性的工作任务过程中获取工作过程知识,解决“在工作中学习”和“在学习中工作”的问题。基于此理论确立课程设计的基本思想为:以实际岗位为参照,按照“校企合作、工学结合、专业教育与职业教育融通,工学交替、实境育人”的思路,根据专业职业岗位能力要求,以仿真工业现场——实训平台为载体,采用项目化教学,强调以工作任务为依托组织教学内容,以学生为主体开展教学活动,确立学生的中心角色和教师的主导作用,以服务专业能力的培养为中心。
二、课程设计
(一)典型的工作任务分析
通过开展电气自动化专业毕业生就业岗位的调研,并结合行业、企业和本地区对人才需求的状况,归纳出柳州铁道职业技术学院电气自动化技术专业首次就业岗位是自动化生产线的维修电工、调试员、机电设备维修员等,未来发展岗位是车间电气技术员、PLC程序设计员及系统维护技术骨干和班组长等基层管理者。以上职业岗位要求具有运行分析、故障检测、维修保养及编写整理技术文档、设备技术改造等专业技能。针对首次就业岗位和发展岗位工作任务分析,依据在实际工作中出现的频率、重要性,所能承载的知识、技能程度,确定本课程的典型工作任务是:机械设备的安装与调试、电气设备的规划与安装、传感器的安装与使用、气动回路的安装与调试、PLC程序的编制与调试、HMI(人机界面)的设计、设备故障的判断与排除等。
(二)课程目标
亚龙YL-335B自动生产线及亚龙YL-221柔性生产线训练装置归纳、总结了现代生产线的技术特点,与实际生产情况十分接近,因此我们选用这两个装置作为教学载体,在课程教学中使学生具有安装如送料、加工、装配、输送、分拣等工作单元的技能,具备构成一个典型的自动生产线的机械平台并联机调试的技能;理解并掌握在系统中的气动控制技术、机械技术(机械传动、机械连接等)、传感器应用技术、PLC控制和组网、步进电机位置控制和变频器技术等实际应用,具备熟练运用这些技术的能力。
(三)学习情景的创设
采用基于行动导向的方法进行设计,经多方面调研、探讨,开发设计了9个学习情境,每个情景由若干任务构成。每一个情境的实施都是一个完整的工作过程,并按认知规律和职业成长规律,由浅入深、由易到难、循序渐进,具有可重组和迁移性。
如图1所示,该课程设置了参观企业整体生产线工作过程、拆装调试亚龙335B自动线各工作站、联机调试亚龙221柔性生产线三大部分渐进学习。每一部分的教学学习目标和学习情境明确,课程教学载体由易到难,从简单拆装到气路连接,从硬件设计到软件实现,从机械控制到人机界面,激发学生的兴趣,让学生掌握技术的同时也对今后的就业岗位有所了解,增强学生学习的自觉性和责任感,实现技能提高与素质教育双赢。
(四)教学实施策略
实施过程中依照“任务、分析、制定、优化、实施、评价”六步工作方法组织教学,以行动导向法为主要教学方法,对不同的知识点综合运用引导文法、团队学习法、头脑风暴法、成果展示法、案例分析法、岗位体验法等各种恰当、有效的教学方法,引导学生独立思考,积极实践,促进学生自主学习,提高教与学的效果。项目以小组形式完成,每组4人为宜,在构成组员时,应把握学生的层次、不同个体的差异,即针对不同学生的个体特征与心理倾向,不同的知识基础与接受能力,将基础好、动手能力强、活跃的学生与相反的学生组合在一起。这样,既能保证项目活动按时完成,又有利于学生间互相交流,有助于专业较差学生的水平得到提高。
实施过程中,要做到“师生角色转换”,教师起发动、组织、协调、伴随作用,教师不能包办代替,而是应注重发挥学生的学习潜能及集体智慧,充分发挥学生的学习主动性,着重培养学生的能力,让学生有机会应用他们所学的知识解决实际问题;将真实的工作场所模拟到学习环境中,使学生感受到企业员工的身份,得以在其中进行自由探索、强调“协作学习”,学生在教师的组织和引导下共同讨论和交流,进行协商和辩论,先内部协商,然后再相互协商,强调
信息资源的利用。为了使学生主动探索,教师必须为学生提供各种信息资源,包括各种类型的教学媒体和教学资料,强调教学过程的最终目的是让学生获取工作知识、工作技能,而非完成教学任务。 实施过程中,应兼顾专业能力、方法能力、社会能力的培养,尤其注重学习能力的培养,提高学生的分析问题、解决问题的能力,使学生从学习中得到成功的体验,增强学习兴趣和学习的信心,从而实现课程的培养目标。
(五)课程考核
课程成绩评定基于发展的教学评价观,包含过程性的考核和结果性的考核。过程性考核包含工作态度的评价、工作过程步骤与方法评价、知识的应用评价等。结果性考核包含项目所涵盖的应知部分的评价、应会部分的评价、项目工作中的问题记录和解决问题的方法、成果展示等。在过程性考核中,对每个学习任务中通过学生自我评价、团队评价、教师评价的方式进行,全面客观地评价学生在实施过程中的表现情况,注重学生答辩及讲演,提高学生语言表达与交流的社会能力;注重学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力的考核,对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励。
三、高素质的教师队伍是取得良好效果的有力保障
工学结合实施的关键是要有一支理论基础扎实、技术应用能力较强的“双师型”师资队伍。在实施项目化教学中,教师应具备这样的素质:一是具有良好的师德;二是具有较深厚的理论功底,较宽的专业知识面和很强的综合能力;三是具有较强的实践经验。
[关键词]专业建设 行业标准 课程设置 课程标准
新世纪新时代，高职教育规模得到较快发展，人们对高职教育的认识偏见在一步步改变。大趋势上看，人们的目光从高职教育的规模扩充上转移到了高职教育的质量上。社会生产需要大量的高技能人才，这已无庸置疑。而今，物欲横流，人们受着各种思想冲击，思想迷茫，甚至有人对“太阳是否还会从东方升起”产生怀疑。在高职校园中，有着对“专业学习的作用”、“专业技能的效果”等产生怀疑。此种氛围下，大力提高教学质量，提高教学效果，提高技能，提高对社会职业岗位的能力适用性，对引导人们对高职教育的信心与信念会起到很好的作用。
另一方面，高职教师们也在感叹，“一个班有五分之一学好了，有二分之一去学了，就很不错了”；“高职教学效果太差，简直在浪费生命，浪费资源”；等等。
以上种种问题，提高技能质量是核心，那么第一要务就是把专业建设搞好，使之更符合职业的特点，符合职业发展与需要规律。
专业建设从外延讲，包括专业培养能力的调整、教师队伍建设、课程建设、教学改革、实践教学、科研能力等方面，考察专业建设要看支撑条件的建设，包括专业布局，学科梯队和依托，专业培养的物质条件，专业培养的目标、方案，课程设置和体系，科学研究的水平，跨学科资源整合等。
一、问卷调查的几个典型数据
2011年5月，对XX学院2009级的模具专业、数控专业、机电一体化专业、机械制造及自动化三二分段近100学生和东莞地区近20家企业进行了问卷调查。现在提取部分数据：
1、您认为当前市场上哪几类机电专业毕业生比较缺乏：
A.机械设计（37.5%）；B.电气设计（56.3%）；C.数控加工操作（43.8%）；D.计算机应用；E.工厂生产设备维护（31.25%）；F.楼宇自动化维护（31.25%）；G.汽车维修；H.中央空调维护（12.5%）；I.其它（请说明）
类别 机械设计 电气设计 数控
加工 计算机应用 工厂生产设备维护 楼宇自动化 汽车维修 中央空调维护 其它
比率 37.5% 56.3% 43.8% 0 31.25% 31.25% 0 12.5% 0
2、您认为相对于贵单位目前要求，机电专业高职毕业生的不足点有：
A.专业知识不够（50%）；B.动手能力不能满足需要（50%）；C.人际关系较差；D.其它（请说明） __
3、您认为对高职院校机电专业毕业生以下能力的重要性如何？除此之外，您认为哪此素质或能力也是很重要的
4、从对机电人才需求出发，以下课程的重要性如何，请在1-5个等级对应的选项打“√”
以上数据不加以多说，可以从中看出企业或学生对技能的渴望，或对某些课程的失望。为什么呢？是课程设置不合理？是能力培养不够？是学生难教？
二、行（职）业标准引领专业建设的方向与内容
1、行（职）业标准是专业建设的指挥棒
专业建设，简单地说，包括专业目标调整、课程调整、教学改革等。专业培养目标瞄准职业标准，即培养人才具有的能力达到职业要求。此方面内容是关键。对行（职）业标准认识不到位，理解不透，那么随后的专业人才培养方案中的课程设置就会有问题。同时要坚持这一原则，不能因为教师知识结构、教学与实训设备等原因而使用高职人才的培养蛇形或迂回前进。如果这样，在校生上课程积极性的缺失，毕业生的埋怨，甚至学校走向倒闭，都是理所当然。课程设置偏规律，那所谓的教学改革也只是为教师个体服务，为荣誉或职称评定铺路，甚至可以说是“教师在作秀”。
行（职）业标准是对岗位技能要求的总结归纳，它是对完成某岗位任务所具有能力的预测，具有前瞻性，也就相对稳定又与时俱进，高职专业的发展也应紧随其后，培养的人才能力也验证标准或专业能力设置的正确性。
2、归纳行（职）业发展趋势与范围，指导高职教育建立适应一定岗位的专业方向
专业（群）是一个较大的概念，如机电一体化专业。机电一体化技术即结合应用机械技术和电子技术于一体。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得前所未有的发展，成为一门综合计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术等交叉的系统技术，目前正向光机电一体化技术方向发展，应用范围愈来愈广。若说哪个学校机电一体化技术专业能按这个要求培养人才，那可不得了：要么不是在吹牛就是在忽悠学生。这个范围是太广泛了。作为高职学校教育，在作人才培养方案中，目标能力的培养即文案“具有....的能力”有6－8个就行，使教学过程有了主线，有了重心。如此，将复杂的能力要求多的，范围广的分解成专业方向，更适合高职学生的教学。专业方向的定位也遵行学校的定位，如为某地区服务和输送人才。那么专业方向就具有地区特色。说一个学校培养的学生是通才，特别高职学校，那只能说这个专业教学是纸上谈兵，专业发展也不可能形成它的特色。另外，专业培养目标也不能太狭窄，要求的能力培养只有那么二三个，只适应几种岗位。针对性是加强了，但一届又一届的毕业生就麻烦了，就业可选择性就差了。把种种思想融入到机电一体化专业中：建立机电一体化专业的一个方向――自动化生产线安装与调试方向，符合现代生产发展。有大型和中小型生产线之分，如啤酒灌装生产线、玩具生产线等和汽车制造生产线、船舶制造生产线等。它们的偏重点是不一样的。专业建设时，可不能二者兼顾。
三、课程的设置、学时的分配及教师的知识结构调整是专业建设的重点
专业能力培养与方向定位好了，体现此思想的即为具体的课程安排，将各种能力分解到各种具体的课程中去，象学太极拳，它分阶段学习，各阶段有分解动作，最后连贯，一气呵成,很具有现实意义。如下图机电一体化专业自动化生产线安装与调试方向。
如图所示，除基础课程外，专业课程按此图设置，包括教材的编写、授课学时与顺序等，思路明确、清晰。
四、建立评价体系使专业建设建设成“闭环控制”控制系统
建立评价体系，监控教学效果，是专业建设不可缺失的一环。建立层次式阶段式的评价体系，并以3年为周期进行修订，包括（1）教师教的评价，分二个方面，一是教师的教学内容与课程标准对照的评价；二是教师教的学时分配与进度。（2）实验实训顶岗实习等评价。（3）学生学习效果的评价。
专业建设是一个复杂系统工程，需要花时间与精力及学校的大力支持。专业发展是一个学校发展的基本体现，没有专业的发展就没有学校的发展。专业建设是学校教研室工作的重心。
参考文献：
