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关键词: 实训基地改革 创新型改造 Z3050模拟摇臂钻床
前言
实训基地建设对职业学校的发展起着关键性的作用,对地区从业人员的技能培训发挥着重要作用,对培养社会紧缺的高级技能人才更是起着决定性的作用。随着社会对电气人才需求的不断改变,电气实训基地建设不仅需要具备实用功能,更要满足学生实训和双师培训的双重需要。培养岗位应用型人才,用先进的技术装备培养与企业员工一样规范的学生,缩短学生从单项技能到多项技能、从技术能力到职业综合能力的成才过程,这是我们电气实训基地的人才培养目标之一,在这个目标中关键的一个环节就是在模拟真实的职业环境中进行技能实训。Z3050型摇臂钻床的创新型改造是电气实训基地改革针对此环节的一个重要项目。
一、项目概况
新型Z3050模拟摇臂钻床是在原教学钻床基础上的创新型改造,本项目改造将电气设备的创新型设计和电气模拟化系统有机地结合,目的是为了提高模拟化钻床的实际操作性和系统稳定性,以及功能的全面性,从而提高教学的形象性和多样性。此项目能够很好地解决教学设备厂家的弊端,为机床设备的教学改革迈出了关键性一步。
二、项目实施
1.设计过程
(1)原理图设计
对原电气原理图进行创新设计,完善以前设计的不足之处,在稳定系统的原则上大胆地、创新地添加了多个元器件的故障设置点,巧妙地利用继电器等电气元件模拟故障断点。新的设计是对钻床故障设置的一次大升级,旨在丰富故障的多元化,增强项目的创新性。
(2)模拟系统设计
模拟系统的设计分为两大模块,一个模块是液压模拟系统,它是通过利用时间继电器的延时效果形象代替液压过程,并且利用时间继电器中的触点合理代替液压位置开关。将真实液压系统显现在模拟机床中,既直观易懂又省略了以前的繁琐操作。另一个模块则是摇臂模拟系统,它是通过利用电力拖动系统模拟摇臂的上升与下降,并且与真实机床一样带有限位功能,形象逼真。系统框图如下(部分):
(3)制作板面设计
制作板面的设计是根据原理图与模拟系统的设计规划元器件的位置,以及接线的一些通道的预留。制作板面的设计遵循合理美观实效的原则,处处考虑周到,防止为安装工作带来难度。
2.模拟系统的实验过程
根据模拟系统的设计,对液压模拟系统和摇臂模拟系统分别加以实验,确保其设计的可行性与稳定性。在实验过程中不断完善设计,寻找最佳指标[1][2]。比如摇臂模拟系统中电力拖动装置的电压设置,在反复实验之后才最终找到最合理指标。
3.制作过程
将元件与装置按制作板面的设计进行安装与接线。在安装固定过程中考虑了机床设备的振动以及空间局限性的特殊情况,对板面进行了加固与打磨。我们制作的原则是经久耐用,保证系统稳定安全。
三、项目的试用效果
1.以前
(1)由于教学机床只是实际机床的电路部分的集中体现,本来就很抽象,加上缺乏模拟化特征,加剧了授课层面的难度。
(2)各关键系统就用简单的开关代替操作,不仅导致操作繁琐,还与实际机床偏差太大,不利于培养合格的实用型人才。
(3)教学机床故障单一,只局限在导线故障,而忽略了现实中常有的元器件故障的情况,不利于培养全面的应用型人才。
2.现在
(1)模拟化系统的加入提高了教学机床的形象性,使学生在学习中提高了兴趣,并降低了理解难度。
(2)改进型教学机床与真实机床的操作基本一致,操作简便易学,学生实用能力得到提升。
(3)改进型教学机床增添了多处元器件故障的设置,与现实情况更加贴切,真实地、全面地反映了实际机床常遇的故障。
因此,通过以上三点的对比足以说明该项目的效果无论是在教学还是提高学生能力上都是比较明显的。另外,还可以看出我们在创新性上也是不同与其它教学机床的。
四、项目的市场前景
由于市场上现有教学机床的局限性较为明显,而改进型教学机床恰是针对这些局限性而进行改良的产品,不仅具有制作成本低、设备易维修等一系列优点,而且在提高学员能力水平上也有较高的保障性,再加上本身还具在一定的独创性,因此我们认为该项目具有较好的市场前景。
结语
现行的改进型钻床已经投入使用,在学生实训和“双师型”教师培训中占着举足轻重的作用。新型钻床使得教学过程符合生产过程,有效提高了学生完整地解决生产问题的能力,较好地提高了我校的电气实训条件,在基地的建设改革方面具有创新功能,满足了教学方法的改革,将基地的创新改革与职业教育教学改革相接轨。我们将继续致力于该项目的市场化的推广,使得项目的潜力得以更大限度地发挥。同时,我们也会加紧其它类型机床的创新型改造的研究,及时总结这次项目过程的经验教训,争取日后在电气实训基地创新改造上再续成功篇章。
参考文献
【关键词】电气控制系统安装与调试 技能训练 项目精选
《电气控制系统安装与调试》是一门实践性很强的课程,其知识内容多,技术更新快,并且要求学生能够非常熟练地掌握知识和技能。学习的过程中不能一一训练,为了达到好的教学效果,训练项目的选择、先后顺序的设置、技能层面的衔接、训练方式和手段的采用、训练过程中的步骤实施,都是培养高技能人才的关键环节,让学生在“学中做”“做中学”,老师提供好的实训项目,理清好的训练思路,采用好的教学方法,把教与学有机结合起来,达到很好的教学目的。
一、课程训练项目精选
训练项目的精选是该课程教学的首要环节,课程从实际机床控制电路中抽取了适合教学的10个典型工作任务作为该课程的训练项目,内容涵盖典型机床电气控制系统的装接与调试,典型机床电气控制系统的维修。项目内容包括10个学习项目、课外扩展和顶岗实习。
二、技能训练项目之间的关系
理清训练项目之间的关系,有条理、有秩序地进行技能训练,做到不重复、不颠倒。
(1)各项目任务单元的衔接递进关系
每一个教学项目都是一个完整的工作过程,每个任务单元涵盖着不同的能力目标,各项目任务单元之间呈平行、递进或包容的关系。
(2)技能训练项目的序化
本课程技能训练项目的序化遵循以下规则:载体选取从简单到复杂;技能从单一到综合;学习内容由浅入深,符合职业成长规律。在“理论实践一体化”的课堂教学中通过“接受任务自主学习操作示范同步实践总结提高”五个环节的训练,学生对知识技能的掌握从“会”到“熟”再到“快”“准”不断提升,实现“课内”与“课外”相结合,“学校”与“企业”相结合,“教学”与“考证”相结合。通过反复训练,提高职业能力,达到岗位要求,实现零距离上岗。
三、训练方式、手段及步骤
训练方式:
(1)项目教学,任务驱动(宏观);
(2)视频教学,实际观摩操作法;
(3)小组讨论法,演示法(微观)
训练手段:实操综合采用多种现代化教学手段,包括多媒体课件、仿真教学、现场教学、录像、网络教学、课余活动等。
训练步骤:各个项目的操作是有所不同的,在单项技能训练中,先装再调,而在综合技能训练中,多了机床的功能分析与操作,项目的装调步骤具体分为:(1)分析任务;(2)制订计划;(3)实施计划;(4)通电试车;(5)总结与反思。下面以机床电气故障排除为例介绍其实施的具体步骤。
机床电气系统排故训练内容及步骤:
(1)机床功能基本操作:
根据机床的加工功能进行机床的基本操作。通过机床功能的基本操作,了解正常状态下机床各电器元件的动作过程和动作顺序,发现故障(非正常)状态下的异常现象或电器元件的非正常状态。
(2)故障分析:
根据故障现象或电器元件的非正常状态,通过电路原理图的读图和功能分析初步确定故障范围和可能的故障元件。故障分析涉及的元件和回路可能远多于实际的故障点与故障元件。
(3)制订计划:
根据可能的故障元件和故障回路制订故障排除的工作思路与工作计划。制订计划时,强调排故方法学习的重要性,在排故后需要及时总结方法,切忌凭感觉寻找故障,这样学习效果不理想。
(4)实施计划:
在遵守安全用电的基本规范下,按照排除法实施故障元件或回路的排除。具体操作时,先主回路后控制回路的原则。在排除故障时首先采取无压(不带电)排除方式,这种方式可排除因电路接触不良和触点损坏引起的故障现象,尤其是主回路的常见故障;在采用有压排除方式时,重点检查电路元件功能不良或损坏引起的故障。熟悉故障排除方法后,可以灵活运用两种方法,高效排除故障。
(5)通电试车:
每个故障点排除后需要进行必要的检查与通电试车,如有问题,需要再次重复上边的各个环节。
(6)总结与反思:
为提高机床电气系统故障排除训练的效率,在任务结束后需要进行必要的总结与反思。为此要求学生针对任务实施的过程,描述现象、探究得失,撰写项目报告,交流排故技巧、检查方法。
(说明:读图练习在排故之前进行。)
四、结语
通过对《电气控制系统安装与调试》项目精选与技能训练,学生在学习的过程中有了好的学习平台,在训练中有任务、有目的、有思路、有比较、有结果、有层次,并且通过技能操作训练,知识内容无形中得到掌握和巩固,动手能力逐渐得到提高,分析过程能得到验证,故障现象直观而具体,能让人记忆深刻,实践技能迅速得到提高,为自己以后的工作奠定了坚实的基础。
【参考文献】
[1]许.电机与电气控制技术(第二版)[M].北京:机械工业出版社,2010.
[2]田淑珍.电机与电气控制技术[M].北京:机械工业出版社,2011.
关键词:实训教学 项目教学法 模拟排故机床
一、项目教学法介绍
1.理论基础
众所周知,德国的职业教育在全世界处于领头羊的地位。2003年7月德国联邦职教所制定了“以行动为导向”的项目教学法,随即在全世界范围内迅速推广蔓延,引起一场职业教育的“革命”。它的核心追求是:不再把教师掌握的现成知识技能传递给学生作为追求的目标,或者说不是简单的让学生按照教师的安排和讲授去得到一个结果,而是在教师的指导下,学生去寻找得到这个结果的途径,最终得到这个结果,并进行展示和自我评价,学习的重点在学习过程而非学习结果,强调学生在这个过程中各种能力的锻炼。教师已经不是教学中的主导者,而是起着引导、指导和监督的作用,学生则占据了主体地位。
2.基本含义
所谓项目教学法,是指将传统的学科体系中的知识内容转化为若干个教学项目,围绕着项目组织和展开教学,使学生直接参与项目完成全过程的一种教学方法。具体一点说,就是将某门专业课程按类别分为若干技术或技能单元,每个技术或技能单元作为一个教学项目,实行理论、实践一体化的单元式教学,每个单元教学都以应用该项技术或技能完成一个作业来结束,并进行下一个项目的教学。简言之,项目教学就是师生为完成某一具体的工作任务而展开的教学行动,强化“怎么干”“怎么才能干得更好”,淡化“是什么”和“为什么”。
3.实施步骤
项目教学法一般可按照下面五个步骤进行:
(1)确定项目名称:首先由教师布置项目,并且解释项目含义;然后学生在教师的帮助下理解项目,知道自己要做什么,要学习的是哪方面的知识,练习的是哪方面的技能;最后要达到什么样的目标。
(2)学生制订计划:学生成立项目小组,制订工作计划,进行合理分工,确定工作步骤和程序;教师评估计划的可实施性,做适当提示,以便改进。
(3)实施阶段:学生根据计划完成自己的任务,并及时向教师汇报完成的进度;教师则观察、记录、答疑、指导。
(4)检查阶段:学生自行检查项目结果是否达到预期的要求。
(5)总结评价阶段:小组成员先自我评价,各组再实现互评,交流心得;教师对学生在整个过程中的表现予以评价,对于学生在制作过程中出现的问题要给予及时纠正,目的是使学生通过项目的完成,提高自己的理论知识水平和操作技能水平。
二、项目教学法在学校维修电工实训教学中的实施过程
1.实施背景
学校在调研和吸取兄弟学校的经验之后,研究决定在机电应用设计专业中率先实行“项目教学法”教学。并且学校成立课题小组,校长亲自任课题组长,电工教研组负责具体落实,选定一个有40名学生的机电一体化专业班,选择5名双师型教师担任指导老师,分三个阶段来实行。
2.时间安排
(1)2010.9―2012.9(第一阶段):项目课题的调研工作,确定项目名称和设计方案。
(2)2012.9―2013.9(第二阶段):普通车床、摇臂钻床、平面磨床、卧式镗床、万能铣床、桥式起重机床六个维修电工模拟排故实训台项目的研发制作。
3.实施步骤
(1)第一阶段:课题组成员先在浙江、江苏等地部分中职学校的维修电工实训教学中进行调研,学习和借鉴他们的项目教学法实施的成功经验,然后针对本校的实际情况,确定项目名称和具体实施方案。
(2)第二阶段:
①教师布置项目任务:模拟普通车床、摇臂钻床、平面磨床、卧式镗床、万能铣床、桥式起重机床维修电工排故实训台的制作。
②成立项目小组:由3名教学经验丰富的“双师型”教师、30名学生组成:分成6个项目小组,5名学生为一组、每2组配备1名指导教师,分别完成6种模拟排故机床的制作。
③实施阶段:教师给出各机床电气原理图;各组组员进行具体分工:1名学生负责模拟机床外框设计,2名学生负责机床原理图、安装图的绘制、排版、打印,2名学生负责机床电路所需电器元件及材料的购买,5名学生都参与电路的安装和调试。
④学生分组展开制作,教师做指导、记录。
⑤评价总结:6个小组先自评,再实行小组互评,然后由指导教师分别做总结,填写评价表,给出成绩。
⑥评价总结:2个小组自评,再实行小组互评,指导教师分别做总结,填写评价表,给出成绩。
4.评价总结
我们制定了一张项目教学法评价表,作为学生在完成一个项目后评分的依据。
三、项目教学法的实施
项目名称:X62万能铣床模拟排故实训台
小组成员:杨鑫、王晓平、赵海杰、于洋、李恺强
指导教师:胡建华
1.项目设计目标
(1)参考相关资料,对万能铣床模拟排故实训台进行外框架和安装图的设计。
(2)在教师的指导下读懂电气原理图,然后进行安装接线。
(3)根据指导教师要求,设置线路故障。
(4)完成万能铣床的通电试车调试和故障模拟调试。
(5)填写项目评估表。
2.项目设计
(1)电源设计。采用三相四线制电源:电压380V±10%,频率50Hz±5%,实训台上装有电压型漏电保护装置,强电输出若有漏电现象,即报警并切断电源,确保实验进程的安全。控制面板上装有电流漏电保护器,控制面板若有漏电现象,漏电流超过一定值,即切断电源。
(2)外框架设计。外框采用尺寸分别为195cm×100cm×30cm的不锈钢材料和绝缘板,划分为三块区域:上端区域放置万能铣床实物照片和本电路的原理图;中间区域安装电路,将电器元件安装在4mm厚的绝缘板正面,接线和故障设置在绝缘板背面,从而保证故障的隐蔽性,设置了一块用于放置电工仪表、电工工具的搁板;底部搁板用于放置三相异步交流电动机,底座采用4个定活两便的滚轮。
(3)电气安装图设计。安装图左侧放置万能铣床的实物照片,指示出铣床各结构的名称,右侧放置万能铣床的电气原理图,用红色数字标明走线顺序,并对原理图做了一些改进,添置交流接触器分断动作的信号指示灯。在安装区,我们先测量断路器、熔断器、控制变压器、交流接触器、热继电器、圆形工作台工作转换开关、行程开关、按钮等元器件的实际尺寸,再进行电脑排版,将动作指示灯设置在面板正中下侧,圆形工作台工作转换开关设置在面板正中位置,行程开关设置在面板左侧,按钮设置在面板的右下侧,电源和电动机的接线用接线端子引出,最后打印并贴在绝缘板正面。
3.项目实施
(1)万能铣床维修电工模拟排故实训台成品。
(2)检查。根据万能铣床电气原理图,分别检查电路的接线是否正确,接地通道是否具有连续性,检查热继电器的整定值和熔断器中熔体的规格是否符合要求,用兆欧表检查电动机及线路的绝缘电阻是否良好。
(3)试车、调试。试车在指导教师监督下进行。接通电源后,我们先点动控制主轴电动机、进给电动机、冷却泵电动机的启动,检查各电动机的转向是否符合要求,再通电空转试车,观察KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6、KS、YA、FR1、FR2、FR3等电器元件的吸合和M1、M2、M3电动机运转是否正常。试车成功后,再逐个把故障开关打在断开位置,通过观察各电器元件和电动机的状态来判断设置的故障是否达到指导老师提出的要求。
四、经验总结
学校项目教学法的实施,打破了传统的教学理念、教学模式和教学方法,在教学内容的确定、教学过程的组织、教学环节的掌握、学习效果的评价等方面都精心策划、研究,收获了许多经验。
1.学生能力提高
在项目各环节中,以“学生占据主体地位”这样一个主旋律贯穿项目始终,充分调动了学生的主动参与性:在项目设计环节,通过收集信息、分析信息、处理和利用信息这一系列过程起到培养学习方式转变的作用,即从原来的接受性学习变成自主研究性学习;项目小组模式培养了学生的团队合作精神、创新精神和人际交往能力,让学生体验到了分享与合作的乐趣。
2.订单式教学
开展项目教学法以来,我们发现这个班学生的专业课鉴定成绩有了显著提高。在2010年维修电工职业资格鉴定考试中,合格率只有70%左右,而2011年、2012年、2013年这三年的合格率却逐年上升,2013年已经达到95%。
学校的机电应用设计专业2010年被评为杭州市中等职业学校示范专业,实训场地被评为杭州市市级示范实训基地。实训基地拥有各种普通机床和数控机床,便于组织学生开展机床维修实战演练,将项目教学法的理论成果付诸实践,相当于提前实习上岗,这样毕业生一进入用人单位后就能立刻上岗操作,受到了多家用人单位的青睐。
本学期学校与杭州某电炉有限公司签订了合作办学协议,招收了一个以企业名称命名的机电一体化专业班级,运用项目教学法来实施教学,实现订单式教学。
3.存在的不足
项目教学法的开展其实还需要编写一系列配套的项目教学法教材,我们在这方面还存在一些不足,需要进一步加强,争取把项目教学法实施得更加完善,为学校其他专业以后的实施提供参照。
参考文献:
[1]许长斌.对中等职业学校实施项目教学法的研究[J].江苏教育:职业教育,2009(3).
关键字:项目 任务 目标 模式 能力 素养
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)04(b)-0166-01
《电气控制技术与PLC技术》课程是中等职业学校电气及相关专业的一门专业核心课程,也是一门实践性和应用性很强的课程。以往传统的教学过程中一般存在以下几个问题:一是先理论后实践,实践教学往往与理论教学脱节,学生缺乏知识的有效应用能力。二是过于强调教学结果,忽视教学过程,缺少在学习过程中对学生能力的评价。三是教学手段单一,教学方法陈旧,现代化教学资源利用不够,教学内容与企业实际需求脱节。四是缺乏科学、系统的考核评价体系,不能全面客观地反映学生对课程知识的掌握及运用程,特别是不能很好地反映其动手应用能力。在此次教学改革过程中引入了项目教学法,项目化教学主要强调工学结合、理实并重、学用一致、"教-学-做"的一体化,通过师生互动来激发学生的学习兴趣,培养学生的职业技能、工程实践创新能力和综合素质,大大提高了教学质量。
1 明确教学目标
要进行教学改革必须先要明确教学目标,做到有的放矢。项目化教学目标主要包含知识目标,能力目标和素养目标。
1.1 知识目标
常用低压电器的选择和整定、基本控制电路、典型设备的控制电路分析及维修;PLC指令系统、PLC的配置;梯形图程序编制及应用设计、PLC编程软件和组态软件的使用。
1.2 能力目标
掌握基本的继电-接触器控制线路的安装及PLC改造,了解常用机床电气控制线路的故障检修;掌握PLC的程序录入、检查、运行和PLC接线的方法。掌握PLC的工程应用、维护和使用以及PLC在机床电气控制线路的应用。
1.3 素养目标
了解自动化技术发展的方向和趋势,树立积极的人生观点。培养学生的创新素质和严谨求实的科学态度、精神、形成科学的世界观。良好的语言表达能力,有条理地表达自己的思想、态度和观点在教学过程中,培养学生信息交流及合作、学习及工作能力、独立性的责任感、毅力、适应社会能力。
2 改革教学模式
以往的教学模式是以理论和实训分开进行,学生在理论课上由于没有实物对照,不容易理解。为加强实践技能,实现培养应用型人才的目标,在教学过程中以学生的发展为本,采用基于工作过程的项目导向、任务驱动教学模式,重视培养学生的综合素质和职业能力,以适应企业发展的要求,为学生的可持续发展奠定基础。教学过程中,教学过程改革:(1)明确目标、适当分组;(2)选择内容、搜寻资源;(3)项目分析、初定方案;(4)确定方案、仿真练习;(5)项目实施、操作加工;(6)项目答辩、评价总结。教学过程也应融入对学生职业道德和职业意识的培养。整个教学过程体现“做中学、做中教”,积极探索“理实一体”的教学模式,使机床电器控制与PLC这门课的教学过程与实际相结合,通过具体的电气控制实例的演示,激发学生的学习兴趣,让学生自己动手制作基本的电气控制线路以及PLC控制的实例,以提高学生的动手能力,激发学生的探索精神。
3 教学内容改革
经过近两年的企业岗位需求的调研,我们发现企业基本都需要电气控制线路安装、调试、运行、维护等应用能力的技能型人才。在内容上跟据企业岗位所需,把个各知识点都融合成了一个个具体的操作项目,项目下会有子项目和完成项目的不同任务。
我们所设计的《电气控制与PLC》教学内容主要由继电接触器控制基本线路的安装与调试PLC改造、机床继电接触器控制线路的安装与调试、工业PLC控制编程应用一、工业PLC控制编程二四个大项目组成。四个项目总学时为200学时。
其中项目一是基本控制线路的安装、调试和PLC改造,由电动机点动长动继电-接触器控制线路的安装与PLC改造、PLC的硬件及I/O连接、三相异步电动机顺序控制线路的安装接线及PLC改造、电动机制动控制及PLC改造四个子项目组成,主要让学生掌握基本机电接触器控制线路的安装、接线与调试,认识PLC、了解PLC编程、掌握其接线和控制运行方法。 占用课时70学时。
项目二由CA6140车床控制线路的安装、接线及PLC改造、T68镗床控制线路的安装、调试及PLC改造、X62W铣床继电接触控制线路的安装、调试及PLC改造由三个子项目组成,使学生掌握基本继电接触器控制的一个综合应用。占用课时80学时
项目三和项目四是工业PLC控制编程的应用,由十字路通灯的PLC控制、电镀生产线的PLC控制、自动送料装车系统的PLC控制、PLC实现恒压供水的控制、以及步进电机的PLC控制五各子项目组成,使学生了解来自工业和交通方面的PLC控制应用,进一步激发学生学习PLC的兴趣。占用课时50学时。
4 改革考核方式
考核突出对学生基本知识、基础理论、实践技能、综合能力、职业能力、创新能力的考核,充分体现全程化、多元化课程考核的思想,增加课程考核方式和内容的透明度,使教师更加明确教学的针对性。
“电气控制与PLC”课程考核评价体系项目分析在“电气控制与PLC”课程考核新评价体系中,学习态度考核占20%,实践能力考核占40%,期末综合考核占40%,三项成绩之和即为学生该门课程的总评成绩。
学习态度考核考核指标包括学生平时上课出勤和作业完成的情况。平时出勤主要由授课教师每次上课点名考核,占课程总评成绩10%,学生无故旷课一节扣一分,直至10分扣完为止。作业占课程总评成绩的10%。
实训项目考核成绩占总评成绩的20%,由10个实训项目构成,学习时间一周。考核指标主要考核实训态度、实际操作、实训报告,在实训项目实施的过程中,由课程组老师综合评定每个学生的实训成绩。课程设计考核成绩占总评成绩的20%学,分组(4~6名学生为一组)进行。
期末综合考核期末综合考核于学期末采用笔试闭卷的形式进行,主要考核“电气控制与PLC”基本理论知识。
总之,为使学生的理论知识能真正与实际操作相结合,为以后从事专业型工作奠定坚实的基础,项目式教学的确是一种很好的教学方法。项目是教学方法对教师的专业知识和实践操作水平是一个很大的挑战,希望教师们多参加培训多下企业锻炼,做一名合格的“双师型”人才,为国家培养出更好更实用性技能型人才。
参考文献
[1] 齐占庆,王振臣.机床电器控制技术[M].4版.北京:机械工业出版社.
[2] 王兆明.电气控制与PLC技术[M].4版.北京:清华大学出版社.
一、提高数控维修实训教学的基本思路
1.数控维修实训设计的指导思想
数控维修实训教学应该以“必须够用”为指导原则,采用一体化教学模式,将理论课与实训课有机融合在一起,着重于提高数控维修实践操作能力,体现技工院校实践应用性人才培养特色。
2.数控维修实训的总体方案设计
数控设备的型号繁多,数控机床结构和数控系统存在多样性。技工院校学生由于学校起点比较低、基础知识较为薄弱,学习数控维修技术存在不小的困难。想要有效提高数控维修实训教学质量,就要结合技工教育特点,着重于培养提高学生自主学习能力,使学生触类旁通,掌握数控维修基本原理与基本方法。为了达到这个目标,笔者认为数控维修实训教学总体方案可以设计为“三个层面训练”与“六个模块结构”。其中,三个层面训练指的是基本技能训练、专业技能训练和综合技能训练,六个模块结构包括电工操作模块、电气故障诊断与维护模块、钳工操作模块、电力拖动控制模块、卧式床故障诊断与维修模块和数控维修高级工考核鉴定模块。
二、数控维修实训系统平台设计
笔者所在学院作为在江西省名列前茅的技工院校,数控专业是学院拳头专业,现拥有两个专业数控车间,基本能够满足学生实训教学的需要。为了实现上述三个层面训练以及六大模块教学活动的教学目标,学院设计开发出数控维修实训系统平台,平台采用模块化结构设计,每个模块之间留下端口,以便满足不同模块实训操作的需要。这套数控维修实训系统平台具有生产型机床功能,学生通过操作本套数控维修实训系统平台,能够完成数控机床的拆装、数控机床结构与性能分析、数控机床基本技能与专业技能操作训练、数控机床故障诊断与维修等功能。
三、提高数控维修实训教学质量的对策
1.以就业为导向制定实训教学课程标准
技工院校课程教学应该以就业为导向、社会需求为依据制定人才培养方案。理论教学和实训教学都应该围绕培养数控技术专业人员为教学目标,结合国家职业资格标准、行业标准和企业标准的要求制定数控维修实训教学课程标准和实训教学内容,以满足技工院校培养企业生产管理人才的需要。以就业为导向制定的数控维修实训课程标准应该贯彻实现“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”的课程功能,使以就业为导向的原则贯彻执行于实训日常教学活动中。
2.建立以培养职业能力为主线的数控维修实训教学课程体系
技工院校面向社会培养生产管理一线技术人才。因此,实训课程教学目标与教学内容不仅要贴近生产管理一线,还要紧跟社会发展。在建立以培养职业能力为主线的教学课程体系中,必须根据技工教育规律对实训课程进行改革,以就业为导向、按工作过程的实际需要进行设计,打破传统将理论基础知识、专业知识与专业实训分隔式教学模式,建立以职业能力为主线的课程体系,将数控维修实训教学分成六大模块,即电工操作模块、电气故障诊断与维护模块、钳工操作模块、电力拖动控制模块、卧式铣床故障诊断与维修模块和数控维修高级工考核鉴定模块,将专业知识分解到各个模块实训教学中,着重于提高学生的职业能力,由简到繁、由浅入深安排模块教学活动。
3.建立校企合作实训教学新模式
关键词:数控机床 电气维修 维修技术 故障排除
中图分类号:TG502 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)10(a)-0056-01
由于数控设备是从普通机床发而来的新技术,所以在职业学校里,专业技术人员相对比较缺少。数控机床本身又是一个很好的机械和电气自动化高度结合的设备,因此更需要有较高专业素质的人员来维护和维修。下面仅将笔者的一些经验和行业内其他专家的意见归纳整理如下,有不足之处还请指正。
1 数控机床的维护
近些年职业院校随着社会的发展和需要才建设和完善了数控技术专业,有了数控车间和数控设备,所以职校里的数控设备大多数都为新设备,并且校园里设备的使用时间远远小于工厂设备的运行时间,因此,校园里的设备故障率不会太高,前期主要靠我们平时的维护与保养。
1.1 维护维修人员基本要求
数控设备技术先进、结构复杂是高级机电一体化产品,因此,对维护维修人员要求较高,维护维修工作的质量就取决于维护维修人员的素质,所以要求维护维修人员具备以下条件。
(1)维护与维修人员要有强力的责任心和良好的职业道德,必须做到每次维护维修时认真做好详细记录(如部件的变更、参数的修改等),以便后边再次维修有据可查。
(2)具备一定的专业知识既要懂机床工作原理(包括检测技术、液压知识和计算机知识)又要懂机械和电工电子技术。最好经过数控技术方面的专业培训(这些年在职校开展的省培和国培就不错)。掌握PLC、伺服驱动和数字控制的工作原理。
(3)具备一定的数控机床操作水平,能够独立操作和编制简单加工程序,为维修调试机床和试加工做准备。
1.2 资料的准备
数控设备都会自带相关的操作说明书、电气说明书、机床使用说明书、编程说明书和CNC方面的资料等,我们维护维修人员要做好资料的保存和维修记录等资料的添加工作。
1.3 日常维护
不同的机床有不同的要求,但日常维护有一定的共性,主要内容如下所述。
(1)开机使用前,先检查设备的系统,及时添加或更换脂和油,是设备机械运动部分保持良好,降低磨损。
(2)定期检查各电气部件连接是否正常,各线有没有老化、脱落或破损。保持电气柜的清洁,及时清洗或更换过滤网。
(3)定期检查超程限位功能。主要是硬超程,限位开关失效或有杂质进入导致触头不能正常弹出或压下,因此,不能正常发出到位信号;或限位块螺丝松动导致位置偏移或脱落,使机床的限位保护失效。软超程主要是参数设置位置,处认为更改外一般不会被改变,它经常也作为硬保护后的第二到限位保护。
(4)及时更换存储器电池。一般一年需更换一次(注意在通电状态下更换),来保证断电情况下机床数据的存储;或有些机床在不经常使用时,需要定期通电,一方面使电气通电自发热驱赶潮湿;另一方面同时可以给记忆电池充电,保证数据不被丢失。在校园里尤其是寒暑假,要保证设备定期通电,否则一些电子元件容易损坏。
(5)为了保证机床的加工精度,我们还需要定期对机床的水平进行测试和调整,否则常时间更容易使机床自身发生扭曲变型,导致精度下降,我们学校这个工作定期发到暑假结束后和开学前,不影响正常的教学使用。
2 数控设备的维修
数控设备主要分机械维修、电气维修和CNC系统维修三部分,在校办公厂,有了以上的细心维护,系统自身的故障应该非常少,我们主要研究机械故障和电气故障的维修。
2.1 机械故障维修
数控机床机械运动主要有主轴的主运动和刀架的进给运动。
(1)主轴主要靠动力电机带动主轴箱里的多级变速齿轮给主轴输出旋转动力的,一般问题不大,如开机启动主轴有异常声响和无动作时需要及时停车判断问题所在。可从这几个方面排:确定电机正常后首先判断是否挂好档位确认是否在空档;其次检查有无异物掉入卡在变速齿轮上使之无法正常工作(有一次我们的数车就是因为换档手柄上的一个销子脱落卡住了齿轮,导致无法换档、无法启动主轴);再次检查有无齿轮松动脱落或打坏掉,要及时给予定位安装或更换配件;有时候卡盘也会有异响,多数是因为卡盘内侧固定卡盘内部的螺旋盘螺纹的螺丝松动导致间隙过大,出现来回碰壁的响声,卸掉卡盘给予拧紧固定可解决问题。
(2)刀架的机械问题多在于无法移动、无法进给或定位偏差过大和换刀不动或换刀不到位的问题。我们主要检查丝杠是否弯曲变形、阻力过大(在急停状态可用有转动感觉)或有异物卡住;定位偏差过大可检查是否负重过大、丝杠磨损严重或在参数里调整丝杠的反向间隙(只可微调);刀架换刀机械问题一般为也为阻力过大或有卡死现象,用内六角扳手转动伺服电机轴可判断刀架旋转动作是否畅通,如果阻力很大或卡死,则需调整刀架内部安装间隙和检查有无异物。
2.2 电气故障维修
电气故障的维修主要根据故障现象、报警提示和电柜各信号灯的有无发亮或颜色来判断短路、断路、确向、缺信号和电子元件设备等坏掉。这需要我们有一定电工电子水平、识图水平和检测设备的使用水平(如万用表等)。因为校办公厂同样型号设备不止一台,我们可通过对比法、交叉换位法等来寻找问题点。一般多为缺少某各信号,是由于信号线接触不良、断掉、继电器坏掉或保险跳掉所导致;如果交叉换位后发现是驱动器或主轴变频器坏掉,那最好是找专业维修人员维修或反常更换。总之电气维修后要经过多次反复检查确认后方可通电试验,以防出现更大的问题或短路。
3 结语
数控设备在职校属于昂贵设备,需要有专业人员维护和维修,这对于我们这些一线专业教师来说是个挑战同样也是个机遇,希望我们能够多实践多总结,我们一定能够主要依靠自己的力量,把数控机床修好、用好、管好。
关键词:电力拖动;技能训练;教学
中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)38-0090-02
《电力拖动控制线路与技能训练》是维修电工专业的一门重要专业课,该课程要求学生在掌握必备的专业知识的同时,特别要对学生加强实际操作能力的培养。而现阶段一般采用理论与实践分开讲授的教学模式,先由理论老师带领学生进行理论知识的学习,然后再由实习老师指导学生进行技能训练。由于理论与实践教学存在一定的时间间隔,学生对前期学习的理论知识容易遗忘进而感到枯燥无味,学习兴趣匮乏,理论学习效果差。学生到参加实训课的时候,一些需要理论知识做指导的技能操作和电路原理都已遗忘,造成实习指导教师的教授与学生的听课效果都不理想的结果。为了提高学生的学习兴趣和提高教学质量,在教学实践中,笔者逐步摸索了一些教学方法和体会,取得了较好的效果。现结合笔者所在的学校电工专业实际情况和笔者自己的教学实践,就该课程的教法谈几点个人的认识。
一﹑在教学中应用一体化教学
《电力拖动控制线路与技能训练》是职业院校维修电工专业一门集技能训练与专业理论于一体的课程。其任务是掌握机床电气控制方面的专业理论知识,培养学生分析解决机床电气故障的能力。在教学中要合理地将理论和实训有机地结合起来,采取融理论与实践为一体的教学方法,循环往复,滚动式前进和螺旋式提高,循序渐进的教学步骤。笔者所在的学校现在采用间周教学制,即一周理论、再周实习教学。这样的目的是为了使理论与实践更好地结合。因为这门课程的应用性和实践性均很强,因此采取一体化的教学方法更为合理。又由于选用教材为模块化编写,为这种教学方法也提供了条件。例如:在讲接触器的结构和作用时,若按传统的注入式教学,单一进行理论教学,学生对交流接触器的工作原理难以形成完整的认识。教师可以先拆卸各部件让学生仔细观察,按照各部分所起的作用进行详细的讲解,然后把元器件发给学生,要求学生参照老师的拆卸步骤亲自动手操作,了解各部件的形状结构,然后再逆向组装回原来的样子。通过这样的训练过程,可以使学生较快地对电器的结构、动作原理、使用方法有更深刻的理解和认识,从而达到较好的教学效果。
二、分阶段实施技能教学
根据学生各阶段掌握理论知识和操作技能的程度不同,在教学中,按照由简到难,由易到繁的原则,把整个教学过程分为四个步骤来执行,培养学生学习兴趣和实际动手操作的能力:第一步以仪器仪表及元器件的识别和检测为教学目标。主要通过对各种元器件的拆装检测,使学生熟悉各部分元件的结构,进一步理解工作原理。在此基础上让学生对有故障的元器件进行维修训练,进一步熟悉各元器件在电路中的作用。第二步熟记基本电路并熟练绘出原理图和布线图。教师先讲解实训电路的工作原理,引导学生分析各个器件的动作顺序,培养学生画出布线图,最后指导学生用软线在板上装接电路。让学生知道线路该怎么接,从而加深电路理解记忆,为他们以后解决实际故障做到心中有底。第三步强调工艺水平精细。在学生掌握电路原理和布线并试车实现电路功能后,着重强调安装工艺。教师先对一些接线示范操作,对重点部分强调工艺要求,然后让学生在线路板上进行反复的多次装接,逐步提高接线质量和工艺要求,再结合学生互评、老师总结的方法进行强化。第四步采用设置故障教学,训练学生的实战能力。在学生达到熟练掌握电路原理和安装工艺的前提下,对电路设置各种故障,让学生根据各种故障现象,分析判断故障范围,最终用仪器仪表找出故障点并排除故障。以此来提高学生自己动手解决问题和处理综合故障的能力。例如:在讲解电动机正转控制线路时,可以先进行转换开关、熔断器、接触器、热继电器等元件拆装训练,接着老师讲解电路原理,让学生分析控制线路动作和画出电路布线图,最后按照工艺安装与设置故障检修。通过以上四个步骤的学习,既可以分解课题难度,又能树立学生的自信,增加学习兴趣,有利于实训效率的提高。
三﹑通过实例激发兴趣,着重于能力的培养
由于现阶段多数中职学生理论基础知识较差,因此在教学中,应尽可能少讲繁锁的理论,多运用实例激发他们学习的兴趣。教师可以采用各种教学手段,如带领学生们去工厂企业参观、教师增加示范操作演示等方法,增加学生的感性认识。面对各种各样看得见、摸得着的电气元器件,学生们就会有兴趣了解它们的名字、电路符号、在控制线路中的用途,激发出学生的学习兴趣,加深对教材内容的理解。例如:在进行X62W万能铣床电气控制线路课题时,先带领学生到实训车间面对机床简单介绍基本结构,请机床操作人员进行实际切削演示,使学生熟悉铣床的各种运动形式,让学生观察机械与电器的联动部件的动作情况,获得鲜明的感性认识。然后对照课本原理图与床身介绍各个操作按钮、限位开关的名称,学生会很快掌握机床每个电气元件的作用、安装位置,教师在此基础上讲解分析机床电气控制动作原理,并让学生按照原理图亲自动手完成整个电路的安装配线,最后在自己安装的线路板上进行常见故障的维修训练。由于采用实物与课本、实操与讲授同时进行,所以激发了学生的学习兴趣,学生很快掌握了电路的工作原理,教学效果相当明显。在实训教学中还要特别注意学生能力的培养,实际生产机械是多种多样的,其控制线路也是千变万化的,线路出现的故障更是变幻莫测。因此在教学中,要着重培养学生的读图方法、分析线路的工作原理及处理其故障的能力。让学生从具体的控制线路中总结出一般规律及特点,鼓励学生用创新的思维方式分析解决问题,做到独立思考,举一反三,融会贯通。例如:在讲解CA6140车床电气控制线路的课题时,可以先提出车床电气控制要求,根据以前学习掌握的电动机的基本控制线路知识,让学生按照控制要求把自己设计的电路图画到黑板上,启发全班同学进行补充完善,使电路由不正确到正确,在反复修改中锻炼提高学生设计电路图的能力。因此,在教学中要鼓励学生创造,引导他们走向成功。
四、进行操作指标量化,采用以考代练
严格的量化考核是保障教学质量的重要环节。在教学过程中,把加强即时测验作为促进和提高学生技能水平和教学质量的有效手段。每个课题进行完毕后,都要按照技能等级的标准进行评测并记入平时成绩,以占总评成绩50%(其中,模块测验成绩占25%,作业占10%,课堂表现分占15%,考试成绩占50%)的方法来强化学生的学习动力。这样一来,学生每做一步都有明确的学习目标,在近期达标欲望的驱动下,学生学习的能动性和主动性会显著提高。通过评测一方面可以使学生认清自己的实际水平,促使他们的操作技能得到提高;另一方面教师也可以通过评测掌握学生的学习情况和自身的教学质量,及时改进教学教法和调整教学侧重点,为进一步改进教学、提高实训效果提供有力的依据。
总之,通过上述方法的教学,激发学生的自身活力,挖掘他们自身的潜能,培养学生创新精神和实践能力。通过不断总结经验,探讨新的教学方法,变学生的被动学习为主动学习,这样才能提高教学质量,真正培养出社会所需要的专业技能人才。
参考文献:
[1]李敬梅.电力拖动控制线路与技能训练[M].第四版.北京:中国劳动社会保障出版社,2007.
关键词 数控机床;日常管理;日常保养
中图分类号TG659 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)91-0115-02
近年来,数控技术应用已成为国家技能型紧缺专业之一,市场对数控技术人才的需求也越来越大,但是从事此行业的人数增幅不大。国家为了应对机械制造行业中数控技能人才匮乏的现状,提出了一系列“培训工程”和“助学措施”。我们学校也根据自身特点、结合市场需要,于2007年开设了数控技术专业,六年来为满足实践教学,我们学校配备了现代化的数控实训车间,建立了数控仿真实训室。但数控加工技术精密,且后期维修费用较高,因此对其管理和维修要求严格,如何管理和保养好这些数控机床,使之更好地满足教学需求,最大限度地发挥其优势,已经成为各中职学校普遍关注的问题。
1教学用数控机床的特点
1.1教学用数控机床的应用
教学用数控机床是一种以教学实习为主的小型数控机床,专门用于职业院校教学。与工业生产大机床相比较,具有占用面积小,功能齐全,价格便宜,学生使用方便,教学使用和维护费用低的特点。教师通过实习教学工作,将学生的理论知识转变为实操技能,从而熟练掌握。
1.2教学用数控机床的操作
中职学校教学用数控机床的操作人员均为青少年学生,他们多数是第一次进行机床的实践操作,没有实际经验,很容易触发一些不可控的因素,比如对刀不准、切削用量不合适、手动操作不熟练等而产生各种故障。
1.3后期维护和使用管理方式
很多学校教学用数控机床没有配备专业人员进行日常管理和预防性维护,通常会在故障发生后维修,教师与学生不能及时辨识和处理故障初期状态,等到发生严重故障,再寻求社会专业维修人员参与,大大增加了维修成本。
2数控机床在实训教学过程中存在的问题
1)教学过程中学生操作阶段故障较多,例如切削用量过大导致的打刀、崩刀,由于编程错误而产生的撞刀、由于手动操作错误导致的超程等现象经常发生,导致机床精度下降;
2)日常管理规范和制度不够完善,对机床的维护缺少计划性、目的性、系统性和预防性的管理与维护;
3)数控机床闲置过长会使电子元器件受潮,加快其技术性能下降或损坏。学校在假期不使用期间很少进行日常维护保养,也加速了机床的老化和故障的产生;
4)部分教师操作能力有限,责任心不强。过度强调以学生为主体,放松对学生的监督和管理,由此引发机床故障,直接影响正常的教学工作;
5)机床过度使用,疲劳工作。故障机床没有得到及时维修,学生上课时间不合理、甚至出现冲突时,学校为了缩减教学成本,减少工位,多名学生共同操作一台机床,教学效果不好,同时也增加故障产生的频率。
以上原因均会导致教学用机床频繁产生故障,不能发挥其应有作用,教师不能按照教学计划完成实际教学内容,造成了增加教学成本,同时降低了教学质量。
3 结合教学工作实际提出改进意见和措施
3.1建立数控实习设备的维护保养制度
学校设专人对设备进行管理和维护,各实训车间针对性地制订日常维护保养制度。结合本校的实际情况,根据机床自身的特点,制订出合理、规范的数控机床管理和维护制度。做到定人管理、定时维护。日常维护工作可以分为每天检查、每周检查、每学期检查,对一些频繁运动的元、部件,都应该作为定期的检查对象。
3.2加强“双师型”教师队伍的建设
数控技术应用专业的教学、实训具有技术与知识密切联系的特点,因此要求教师不仅要具备扎实的理论基础,还应有丰富的实操经验和较强的动手能力。因此配备的人员必须养成勤学、善思、多实践的工作习惯。打造一支理论实践能够完全对接的师资队伍是管理和维护好学校数控实习机床的前提。
3.3加强教师在实训期间的巡回指导
学生训练时期间加强巡回指导,既能有效辅导学生,又能及时发现学生的不规范操作,有效地避免故障的发生。如学生在仿真实训室对程序进行测试,确定程序无误,利用软件将程序上传,进行单段循环,可以有效避免因程序导致的故障。
3.4及时排除故障,协调教学与维护工作的矛盾
灵活安排教学和维修,例如机床定期维修和常规检查可以安排到假期、周末等课外时间。实习期间,机床一旦出现故障提示,说明已经处于非正常工作状态。此时,应该根据故障提示编码查询机床手册,对故障发生的原因进行科学地分析,及时排除故障。同时,实训车间管理人员应保存机床维修记录,以便日后查询。
3.5定期对学生进行安全教育
教师在每次实训开始时,均要强调操作安全的重要性。实习课题要包含严格的操作规程,并且让学生养成严格按照操作规程进行实习的习惯,对违反操作规程的行为要及时批评教育,严重的给予停止实习。其次学生必须要完成编程检查、仿真模拟、图形模拟的步骤后才能进行实际操作,以防止产生打刀、崩刀、撞刀、超程等事故的发生 。
3.6 加强实训车间的卫生清理
每次实习结束,应安排学生和相关管理人员进行机床的卫生清理。机床周围环境脏、乱、差,以及粉尘太多,均可以影响机床的正常运行;如果不及时清理电路板污垢和过滤网,也可能产生短路现象和散热不良,从而造成故障,所以必须定期进行卫生清理。
数控机床集计算机、自动控制、精密测量为一体。数控机床的管理和维护工作,要求教师全面掌握电气、机械、编程、机械英语等多个领域的知识,具备丰富的实训教学经验和高度的责任心。同时学校在设备管理、教师管理上提供制度保障。这样才能有效避免数控机床的频繁故障和维修,从而保证教学质量的提高和育人目标的实现。
参考文献
[1]方新.数控机床编程与维护.北京:高等教育出版社,1版,2007,5.
0引言
《机电传动与PLC技术》课程是高职高专机电类开设的一门实践性很强的应用型课程,教学目的是使学生熟悉电气控制系统的基本控制电路,具有电气控制系统分析和设计的基本能力;掌握利用PLC进行一般控制系统的设计和改造的技能,最终能胜任地区中小企业生产设备维修和保养岗位的实际要求。传统的教学方法是按部就班,模式比较呆板,知识点也较分散,缺乏具体生动的应用实例和师生间的交流和互动[1],给很多同学掌握知识以及应用知识带来一定的难度,同时也使得很多同学失去了学习的兴趣。这就需要以现代电气技术岗位能力要求为依据,不断更新课程教学内容,改革课程教学方法、创新教学手段和教学模式,形成有利于培养创新人才的教学机制。根据课程特点,大胆进行课程改革,实现理实一体化。而项目化教学方法正是从应用角度出发,基于工作过程采取“阶段性、梯次梯进”的由简单到复杂的原则,以学习情境为主线,以项目为导向,以典型工作任务为教学项目,指导学生完成对工作任务的过程学习,实现学生对工作过程的体验和掌握,形成职业岗位能力。
1教学改革内容的确定
紧扣地区中小企业对电气控制设计及设备维护等岗位的工作要求和维修电工(中)、数控机床维修工(中)和可编程序系统设计师(四级)的职业资格要求,通过对地区核心企业(南通科技集团、南通淄博柴油机厂、南通天成机械厂等几十家企业)的调研,分析其机电系统设计和数控设备维护等岗位对PLC技能的需求情况,经课程专家的引领、企业专家与专业教师研讨与归纳,结合我院机电、机制和数控等专业领域的培养目标,确定本课程的项目化教学内容,如PLC改造C650车床控制电路,数控机床控制系统PLC控制分析等项目。这样的项目不但典型,而且难易程度适当,可操作性强,适用专业范围广,突出教学的真实性和实践性。
课程内容还可与我院后续课程《数控设备故障诊断与维修》的学习内容互补,形成技能对接,实现职业能力的提升,体现了“工学结合,能力递进”的人才培养思路。为培养机电系统设计、数控设备保养和维护等专业应用型高技能人才打下坚实的基础。
2项目化教学内容的设计
项目化教学内容需完全体现PLC课程的教学特色:
1)工学结合特色,完全采用工程实例,项目载体即是现场工程项目,做到了理论联系实际;
2)开放性教学特色,在项目完成过程中,教师为学生创造了一个开放的环境,学生可以充分发挥自己的能动性;
3)将职业标准融入教学,PLC应用技能不仅是维修高级电工考证的一个子项目,还是企业维修电工技师考证的必备技能。
精选企业真实产品或项目作为控制系统设计载体进行项目化教学,将电机拖动、普通机床电气控制、PLC硬件装置、PLC工作原理、PLC基本逻辑控制、顺序控制、功能控制和通讯连接等内容有机结合起来,按照学生的职业成长规律设计若干主要情境,在每个主要情境中从简单到复杂,从局部到整体,从单一技能到综合技能再设置若干学习子情境,每个教学子情景又可分为项目目标、项目分析、相关知识、实施步骤和知识扩展等几部分,体现了教学内容的真实性、递进性和实践性。本课程项目化教学改革内容设计方法,如图1。
除此之外,相继开发了项目化教学教材对应的课程标准、情境实施指导书、教案、课件,考核标准等教学资源。利用学校网络资源和互联网技术,建立了网上交流互动平台。通过该平台,学生可自主学习,教师分层指导、共同讨论,实现教学互动。
3项目化教学的实施步骤
《机电传动与PLC技术》课程项目化教学,是师生通过共同实施一个完整的“项目”工作而进行的教学活动,在整个教学过程中教师起引导者、指导者和帮助者的作用,利用设计的情境、校内实训基地、校外企业实训基地等环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和创造性。在本课程项目化教学实施中,每个教学子情境可以按资讯、决策与计划、实施、检查与评估、总结归纳等“五步教学法”[2]来完成,具体阐述如下:
1)资讯。经典电机控制电路的分析,常用电器元件的工作原理及选用原则、电器原理图的绘制方法和读图方法、PLC硬件结构知识、各种编程指令的熟悉。主要借助于多媒体、产品实物、录像等常用教学手段及方法。
2)决策与计划。根据控制要求确定控制方案,选用合适的电气元件、PLC主机和扩展模块,分配PLCI/O口。主要采用多媒体讲授、案例教学法、企业产品任务教学法和小组讨论法等。
3)实施计划。编程软件的熟悉与使用,程序输入仿真调试,联机调试等。主要采用现场教学法、示范教学法、任务教学法、仿真演示教学法等。
4)检查评估。先由学生自己进行项目的成果展示、自我评估,再由教师对项目工作成绩进行检查评分。师生共同讨论、评判在项目工作中出现的问题、学生解决处理的方法以及学生的学习行为特征。通过对比师生的评价结果,找出造成评价结果差异的原因。主要采用学生自评和互评,教师总体评价的方法。
5)总结归纳。当教师引领学生完成一个项目后,对于在完成项目任务中所用到的相关知识点进行归纳,分类总结具有一定价值的知识和信息,并整理操作要领、能力要素、项目开发要点等,使实际操作与理论知识紧密结合,进一步提升学生的知识应用能力。主要采用的是学生自我总结和教师总结的方法。
4实训基地的建设
实训基地是项目化教学的重要场所[3],校内有机电实训中心,提供了平时练习的两套PLC技术自动化生产线设备,可以进行单个工作站接线、编程和通讯等,一套自动化生产线考核装置及组态控制设计成套设备等。与校内实训基地统筹规划,共建布点合理,功能明确,为课程的实践教学提供真实工程环境的校外实习实训基地,能够更好地满足学生了解企业产品制造过程、工艺过程验证、体验企业文化的需要。校外实习基地主要有南通科技集团投资有限公司、马可迅(南通)车轮有限公司、南通淄博柴油机厂、南通天成机械厂、南通东豪数控机床股份有限公司、南通宝钢钢铁有限公司等。校外实训基地的建设为本课程的“工学结合”提供了条件,使学生在真实的工作环境中,接受生产项目的实训,提高了就业竞争力,缩短了他们的工作适应期。除此之外,校企双方利用各自优势,在项目开发、顶岗实习、人才培养方案和互派员工培训、教学等方面建立了长期有效的校企合作机制,为项目化教学改革提供了更多的资源及保障。
5课程改革初步成果
学生能力的提高是本课程改革重要价值,可以较好地提高学生的综合职业能力。除了学生在专业能力方面提高外,学生的方法能力得到有效提高,如收集资料、查阅工具书或相关说明手册等获取学习信息的能力;制定、实施工作计划和自我学习的能力;培养学生提出问题、分析问题、解决问题和技术创新的能力。学生的社会能力得到有效提高,如对从事电气控制系统设计或设备保养维护工作,充满积极的热情;有较强的求知欲,克服困难的信心和决心,尊重实事求是的科学态度,乐于使用所学知识解决生产实际问题,并从中体验战胜困难,实现目标的成就感;在工作实践过程中,培养与他人的沟通能力,团队协作能力,敢于提出自己的见解,同时也勇于放弃或修正自己的错误观点。大部分已参加工作学生的综合职业能力,获得了企业高度的评价。机电专业毕业生的就业率一直名列前茅,为学校,为机电专业赢得了较好的口碑。