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关键词:一体化教学 口头表达能力 人才培养
职业教育是培养技能人才的摇篮,而口语表达能力又是技能人才必备的基本技能。无论是在工作中,还是在日常的生活交际中,口语表达能力都已经成为决定一个人生活及事业优劣成败的重要因素。因此,我们在关注培养学生专业技能和知识的同时,必须关注学生口语表达能力的培养。
为此,在进行专业一体化教学的同时,考虑学生的自身需求,将专业知识和技能的学习与口语表达能力训练很好地结合起来,做到相互促进,相互提高,从而为学生的职业生涯和人生打下良好的基础。在进行一体化教学设计的时候,将学生口语交流能力的培养与课程的教学目标统一起来,合理设计,做到训练手段和方式生动活泼,有声有色,以便让学生自觉投入到课程的整体进程当中。 从而更加充分地实现职业教育培养合格技能人才的目标。
一、口头表达能力对于技能人才培养的重要地位和作用
技能人才是指在生产和服务等领域岗位一线,掌握专门知识和技术,具备一定的操作技能,并在工作实践中能够运用自己的技术和能力进行实际操作的人员。技能人才主要包括取得技工、技师及其他相应水平或拥有各种技能的人员。各级各类职业职业学校是培养技能人才的主要基地,担负技能人才培养质量的重要职责。口头表达能力对于技能人才而言意义重大,是最基本的技能之一。
1.口头表达能力是技能人才标准的要求
技能人才的定义要求技能人才必须满足生产和社会服务的双重属性,必然与社会生产和生活过程紧密连接,因此要求学生必须除了具娴熟的操作基本操作技能以外,还必须具备良好的社会沟通能力以及口头语言表达能力。
在国家各类职业技能人才标准中,也都对各类人才的标准明确规定。如《机修钳工国家职业标准》中其职业能力特征中规定该类人才应具有一定的学习、表达和计算能力。因此,技能人才口头表达能力的培养是十分重要的。
2.口头表达能力是技能人才应聘的必备技能
技能人才培养的最终目的是服务社会,而进入社会的必经途径就是企业的面试和选拔。在面试和选拔的过程等中,应试者成功地介绍和推销自己,离开良好的口头表达能力是不可以想象的。因此,造为一个合格的技能人才,必须具备良好的口头表达能力。
3.口头表达能力是技能人才进行技术学术交流的必备手段
现代社会科技发展日新月异,技能人才在服务社会的过程中,必然面临知识与技能的不断更新和同行间的技术交流与沟通。在此过程中,准确的信息表达和分析是非常重要的,也是技能人才必备的基本技能之一。
4.口头表达能力是技能人才构筑良好社会关系的必备技能
技能人才是服务于社会的,也必然生活在广阔的社会之中。在此过程中,与人交流及团队合作都需要良好的沟通能力。建立良好的人际关系也是技能人才服务社会和生活在社会之中的前提。在此过程中,一个表达能力头头是道的社会成员应该是大家欢迎的,也是构筑良好和谐社会的基本技能。
综上所述,对于技能人才,无论是在专业工作之中,还是在应聘求职、技术沟通、专业交流等过程中,都需要良好的语言沟通能力。必备的口头表达能力显得是那么的重要。因此,在我们的教学过程中,应该把培养学生口头表达能力作为我们重要的教学任务之一,特别是在一体化教学过程中,教师的教学与学生的学习实践过程是有机的统一体,更应该把提高和锻炼学生的口头表达能力与教学设计过程统一起来,实现在教学过程中努力提高和锻炼学生的口头表达能力。
二、口头表达是学生参与一体化课程教学过程的重要方式
口头表达不但是技能人才必备的基本技能,也是学生参与一体化课程教学过程的重要方式。
一体化课程是将理论教学和实践学习结合成一体的课程,它的核心是“理论学习与实践学习相结合,促进学生认知能力发展和建立职业认同感相结合,科学性与实用性相结合,符合职业能力发展规律与遵循技术、社会规范相结合,学校教学与企业实践相结合”。学生通过对技术(或服务)工作的任务、过程和环境所进行的整体化感悟和反思,实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观学习的统一。
归根结底,一体化课程是交互是学习过程,教学过程需要学生的充分参与。参与的方式多种多样,但是应用最多的就是学生的诸如“口述”“复述”“回答问题”等口头参与方式。
在整个一体化的教学过程中,学生的实际操作与口头表述所占整个教学时间的比例不会少于三分之二。教师在授课过程中,会经常要求学生进行知识点和技能点的总结和表述,以检验学习的成果,提高学生的学习效果。因此,口头表达是一体化教学过程重要的学生参与教学的方式,是课程高效推进,教与学之间重要的桥梁和纽带。
三、口头表达能力训练与一体化教学环节的结合方式
正是认识到了口头表达与一体化教学之间的重要联系和内在的关系,笔者在进行一体化教学过程中,充分考虑各个环节的授课过程中对学生口头表达能力的培养与锻炼,将一体化课程的授课过程与学生的口头表达能力培养有机的联系起来,既实现了课程要求的知识和技能训练学习的目标,也实现了学生口头表达能力的锻炼,同时提高了课堂学生的参与度,活跃了课堂的气氛,增长了学生的才干。下面,就结合《气压表外壳模型组装自动化生产线机械手站电气装调》一体化课程的教学过程来说明两者是如何有机地统一在一起的。
1.原则
在进行一体化教学过程设计的时候,为了强化学生口头表达能力的训练,每个环节都遵循如下原则。
一是教师是一体化课程进行的导演,掌握课程整体进程,而学生始终是参与授课过程的主体,课程的教学内容是围绕学生来展开的。
二是一体化课程知识的学习采用学生自学或者教师讲解的方法,之后要大量的要求学生进行口头的复述和讲解,以求达到学生的真正理解和掌握知识。
三是一体化课程技能的训练过程一般采用教师示范,或者先行进行视频观看、教师讲解要点,之后学生进行实际操练。此时,要大量地要求学生进行口头的描述,如操作过程的步骤、要点等等。
四是一体化课程口头训练要涉及每一位学生,大家都要有参与的机会,都有展示自身才华的机会;整个一体化授课过程的不同环节可以采取不同的方式,教师讲解与学生口头训练的时间可以根据授课的要求自由调整。
2.以“接受任务教学活动”为例
下面,以《气压表外壳模型组装自动化生产线机械手站电气装调》教学任务的“接受任务教学活动”为例,来说明不同的教学环节如何设计口头训练的过程。在课程的进行过程中,要着重设计教学过程与口头表达能力的提高的训练过程。
(1)安全教育和5S管理教育环节。
这个过程需要约10分钟。教师先进行必要的讲解,之后的过程全部都是学生的口头参与过程,直接要求每组的各2名学生在座位上进行通则的大声朗诵训练。以此来强化学生的安全认知。朗诵训练的内容如下。进入实训室穿好实训服装,穿绝缘鞋,不可大声喧哗,排队进入实训室;严格遵守操作规程,注意防止设备对人身的伤害。还要正确使用工具,不得使用工具打闹,不得损坏工具;在教师指导、监督下通电、试车;实训完毕,必须切断所有电源,整理好实训设备和工具;值日生打扫完毕实训室的卫生后方可离开;学生撤离时,按规定路线撤离,做到安全撤离实训室;爱惜实训设备,实训完毕整理好实训设备。
完成上述过程后,教师进行该次课安全注意事项强调,教师结合机械手站电气装调,讲解安全注意事项。之后,为了强化学生的安全认知和了解学生的理解情况,请每个小组选出1名代表进行小组安全员讲话,这也是一个口头训练的过程。
要求讲话的学生要来到所有学生的前面,站好,面向大家。讲话的学生会从其自身的角度出发,讲解其对教师讲话的理解和自己对安全事项的认知,这一过程非常有效地锻炼了学生的语言组织和表达能力,特别是当众讲话的能力。
(2)复习环节。复习环节需要5分钟,也是对学生进行口头表达能力锻炼的好机会。在授课时,根据课程要求,对学生提出1~2个问题,要求学生进行口头的回答。如提问“机械手与普通人的手相比较,有何优势?”“机械手主要的应用场合有什么特点?”要求两名学生进行口头回答。
(3)识读任务书环节。识读任务书环节培养学生的快速阅读和语言的概括与表达能力。首先是识读任务书环节,要求学生在阅读任务书5分钟后,用简练的语言描述教学任务的时间、地点、人员及事件的具体要求。这一环节充分训练了学生的概括和思维能力,并通过让学生进行口述的方式,训练学生的口头表达能力。
(4)《机械手手册》资料学习环节。一体化课程要求学生学习资料的环节是非常普遍的。在这样的环节中,要求学生先自主学习相关的资料,然后要求学生用简洁的语言描述材料的主要内容,并说明机械手站的主要功能,同时填写工作页。
此环节每个小组都要推选一名代表,按照要求来口头说明机械手的主要功能。此环节用时15分钟,其中查阅资料的过程需要5分钟,学生口头回答需要10分钟。
在了解机械手的主要功能后,通过观看气压表外壳模型组装自动化生产线工作过程及机械手站工作过程视频的方法,以小组为单位,要求小组代表口头回答问题,并填写工作页。此环节用时15分钟,其中观看视频过程需要5分钟,学生口头回答需要10分钟。
此过程亦可以按照学生先讲,教师纠正,学生再讲的方法,这样更加可以强化学生的表达,增强学习的效果。
在整个教学过程中,这样的教学环节我们都可以按照下图所示的流程进行教学过程的设计。这样的设计过程实现了学生参与教学过程的最大化。教学过程是生动、活泼的,教学效果也是非常有效的,学生的知识、技能和语言表达能力在反复的训练中都得到了显著的提高。
(5)课程的总结环节。此环节是整个课程的中心环节,大概用时10分钟,主要用于检验整个课程的教学效果。在这个阶段,主要的教学过程都是要求学生进行口述,将本节课的主要内容进行口头复述。如果学生能够按照要求将全部教学内容涉及的知识点和及技能点全部熟练地讲出来,那么我们可以有确切的把握说学生已经掌握了我们的全部授课内容,而且是真的掌握了。
这个过程非常有效地锻炼了学生的增和概括能力和口头的表达能力,而且强化了学生对于本节课主要内容的理解和记忆,能够收到事倍功半的效果。
当然,在要求学生进行复述的时候,由于学生的理解能力各不相同,口头表达的能力水平各不一样,不可能要求学生做到尽善尽美。在教学时,也不需要求学生达到过高的水平,只要认真的按照教师的要求去积极的思考、参与,总结的内容可多可少,逐步加强锻炼后,学生归纳和总结的能力应该会越来越好。这就达到了预先设定的口头表达能力的训练的目标。
例如在该节课程课程中,我们要求学生总结机械手站系统的主要功能及控制要求和机械手站系统主要结构名称。按照每个小组抽取一名学生进行复述,通过这样的方式,基本上达到了对课程教学内容进行总结和归纳的目标,同时,也实现了锻炼学生语言表达能力的目标。
四、实践结果对一体化教学过程的促进作用分析
口头表达的过程也是学生思考的重要过程,语言的组织和思维过程是同步进行的。如果学生能够用自己的语言将所学到的知识和技能描述出来,说明该学生已经掌握和理解了相关的内容。这一过程是直接的尺子,具有以下几个方面的作用。
一方面可以明确判断学生对知识和技能的掌握情况,同时也可以明确判断教师所讲授的知识和技能学生的理解情况,能够直接判断该节课的授课效果,能够促进学生对相关知识和技能的理解。除此以外,贯穿大量口头训练的授课过程形式上是非常生动活泼的,学生也乐意参与其中,并克服了以往在学习时的精力不集中的毛病,使他们的精神始终集中在整个教学过程,认真参与学习的风气也会得到进一步的提高。
再有就是增强了学生参与一体化的教学的积极性。在整个教学过程中,大家积极参与课堂,互相评价,互相学习,互相提高。在一种良好的学习氛围中,学生的各个方面的能力都得到了迅速的提高。
五、进一步改进方式方法的考虑
为了实现一体化课程与提高学生语言表达能力的有机统一,需要精心设计教学的各个环节,对需要口头表达的内容进行更加精细化的设计,对需要达到的效果也要进行预先的评估,做到有的放矢。这样的训练效果会更加的显著。
为了充分调动学生参与课堂教学,参与回答问题及参与口头训练的热情,需要任课教师进一步加强引导,调动各种积极因素,能充分利用各种手段激励学生的参与热情。在教学过程中,可以采取一定的激励手段,如根据学生的参与度进行一定的分数奖励、一定的物质奖励,或者是在所有学生面前的热情的赞扬等,都可以对学生的参与热情进行有效地激发。
学生是一体化课程教学的主体,任课教师要充分认识到这一点。教师的作用是导演,要充分的调动学生,充分发挥学生自主学习的能动性,让他们根据已有的知识,大胆地说出所学到的新的知识和技能。这样对学生的学习必将起到非常大的促进作用。
教师应该相信学生的潜能是无限的。作为教师,应该在教学过程设计好各种情镜,让学生自觉进入角色,做好演员并参与其中。特别是在进行口头语言能力的训练时,教师要使情节妙趣横生,学生才能够演得好,自然而然地提高自身的综合素质。
为了增强学习的乐趣,在进行一体化教学时,要增加乐趣性,采取多种多样方式,使课堂生动活泼。教学时最好分组学习。在进行提问和回答问题的过程中,各个小组学生之间可以进行互相比拼和竞争,互相取长补短,形成良性互动,这样,教学的效果和口头语言训练的效果都会大大的增强。
另外,任课教师应注意把控教学过程的整体节奏。任课教师应该具备这样的观点,在一体化授课过程中,教师的讲解不是课程的主体部分,学生的自主学习,如主动口头回答问题、主动口头参与分析、口头总结课程的各种知识和技能等,这才是课程的主体部分。
实践证明,“一体化教学模式”的成效是显著的,毕业生一到工作岗位,很快就能进入角色,深受用人单位的青睐。“一体化教学模式”所培育的学生顺应了市场的需求,也为我们职业学校今后的发展拓展了空间。
参考文献:
[1]陈志明.理实一体化课程考核体系研究[J].教师,2011,(14):15-16.
汽车制造业属于大批大量生产,在焊装方面采用机械手、机器人和焊装夹具进行准确的定位和焊接;在部件装配和整车装配中采用流水线作业;在机械加工方面,广泛采用高精度和高效率的数控专用机床和传送装置组成流水线。汽车制造业的生产特点决定了生产流水线上的操作工人是第一线技术技能型人才的主力,这为中等职业学校毕业生创造了大量的就业机会。广州市汽车制造业技能型人员待遇情况:一般实习生:1300元~2500元月薪;工作2~3年的一般技能型操作人员:2500元~4500元月薪;工作4~7年具有较高技术水平的技术人员、生产管理人员或其他岗位人员:4500元~9000元月薪。目前,按所从事工作的性质和类别来划分,大致上可以将汽车制造业人才分为以下几类:经营管理人员,专业技术人员,技能型操作人员,产品销售人员。其中中职生主要所从事的工作是技能型操作人员,部分能够发展成为管理人员和专业技术人员、销售人员等。
汽车制造业的核心企业主要是整车生产厂和零部件生产厂。(1)学生初次实习的岗位一般是技能技术较低层次的岗位,经过努力可以从事技能技术较高层次的岗位。因此学校教育要注重培养学生就业后先从低踏踏实实做起,苦练基本功,不要好高骛远、眼高手低。(2)在整车生产厂人才培养方面,学校应加强学生目前比较薄弱的质量检测、设备保养与维护、机械手操作、现场管理等能力的培养;(3)在零部件生产厂的机械加工、检验员、返修员、设备维护与维修员等许多岗位上需要学校进一步开拓和培养人才。
二、汽车制造企业对技术、技能型人才的职业素质要求
调研企业人力资源负责人均表示对技术技能型人才最基本的要求为良好的职业道德、职业态度,另外需具备一定的专业基础能力。随着社会经济的发展和技术革新步伐的不断加快,企业对员工的适应环境的能力、学习能力、专业技能、人文素养等综合素质要求愈来愈高。企业实际工作对职工的要求较高的前几个要素是:解决问题的能力,劳动安全保护意识,敬业精神和责任心。
目前,中等职业学校培养的学生一般为技能型应用人才,学生毕业时一般年龄在18岁左右,其社会认知和自主就业的能力较薄弱,主要依靠学校推荐就业,工作几年后在本职工作上发展或重新择业进行自我发展,所以在校期间应对学生加强人生价值、社会取向、择业观念、职业生涯规划等方面的教育。以广州为中心的珠三角洲地区汽车产业的迅猛发展,必将带动广东省高素质汽车制造行业技术人才需求的不断攀升,提供的大量岗位十分适合中等职业学校毕业生应用型人才的就业层次。目前广东省汽车制造专业技能人才紧缺,技术工人整体素质有待提高。我校汽车制造与检修专业的设置符合广州市及珠江三角洲地区产业结构发展趋势和行业人才需求,具有广阔的办学前景和发展空间。
三、汽车制造与检修专业改革思路与对策
1.汽车制造与检修专业人才需求调研反映出来的问题
(1)校企融合还处于较浅层次,其合作程度与深层次的高级阶段还有一定距离,在政府政策、法律等方面急需形成一种长效合作机制,校企合作运行机制与学校现行制度还需要进一步融合。(2)人才培养规格与现代汽车制造业对人才的需求存在较大差距,学生进入行业后适应社会和学习新知识和技能的能力较差。(3)职业教育工学结合未能在课程层面进行突破,专业课程设置应与行业岗位需求相适应。(4)学生专业基础及技能不够扎实、知识面窄、分析和解决实际问题的能力尤其薄弱。(5)学生人文素养较差,职业道德有待提高,自我定位模糊,缺乏为他人服务和团队协助意识。随着汽车制造业技术日新月异发展的客观需求,对中等职业学校如何与现代汽车制造企业接轨,培养高素质技能型人才提出了更新、更高的要求。如学校需要在培养学生质量检测、机械手操作与使用、设备维护、现代先进制造技术与控制等方面加强与提升。
2.汽车制造与检修专业课程建设
目前我校在专业课程建设方面需要改革之处包括:(1)课程设置中未能以汽车制造过程为系统建构课程体系、建构学生的专业能力培养,只是支离破碎地穿插一些汽车方面的课程,学生对专业的认知和认可、技能欠缺。(2)课程设置中实训环节针对性不强,课程体系中未能围绕汽车制造过程所需专业能力将课程对应实训环境进行规划,学生未能在理实一体化的教学环境中进行专业核心课程的学习及培养解决实际问题的能力。(3)课程内容针对性不强,汽车制造与检修专业的课程设置与其他大机械类专业课程设置相比无特色,其中大机械类课程所占比重偏重,属于汽车制造专业能力培养的课程偏少。(4)专业教学与职业岗位工作过程相去甚远,导致学生进入企业后适应能力较弱,人文素养知识薄弱。专业课程构建应以培养学生具备现代制造技术、汽车车身制造、汽车整车及总成装配与检测等能力为核心,将职业道德、人文素养教育有机结合起来,构建基于工作过程系统化的汽车制造与检修专业课程体系。按照汽车制造与检修“专业基础能力”、“现代制造技术能力”、“汽车车身制造能力”、“汽车整车及总成装配与检测”为主线分层次、分模块系统设置专业课程。尤其对于汽车整车及总成装配与检测这一核心能力,需要根据汽车制造企业总装生产线结合学校教育功能、学生学情特点、认知规律、实训条件进行提炼、归纳、总结出适合中职学生学习的课程。
3.汽车制造与检修专业教学环境配置
(1)专业师资建设。目前学校专业师资在汽车制造知识与技能方面均较薄弱,应加强教师赴汽车制造企业实践,提升校内专职教师专业技术水平与企业实践经验。同时聘请企业专家到学校指导课程改革、教学、专业建设和校外顶岗实习学生的管理工作,对专业教师开展专项培训,指导学生职业规划和实训等,形成技术水平过硬、实践与职业指导经验丰富、专兼结合的汽车制造与检修专业教学团队。
关键词:自动化生产线;教学方法;电机与电气控制;PLC;课程设计
中图分类号:G712文献标识码:B文章编号:1006-5962(2013)02-0027-02
高职机电一体化专业课程设置的培养目标是:面向工业企业生产现场,电气控制系统制造公司、机电设备制造公司、机电设备、电气设备、工控设备制造公司或公司、科技开发公司,培养适应社会需要,全面发展,适应本专业相对应职业岗位的高等技术应用性专门人才,主要岗位群定位是自动化设备安装员、自动化设备调试员、中高级维修电工等,本专业有五个主干学科:电气工程、电子工程、机械工程、计算机科学与技术、控制科学与工程,都是为了岗位需要设置的专业知识。其中《自动化生产线安装与调试》作为一门核心专业课在第四学期进行了贯穿和综合。
1自动化生产线的课程设置
机电一体化专业人才培养能力有:识图绘图能力、机电安装调试维修能力、电控系统调试检修能力、自动线调试维护能力、机电设备管理能力及机电产品营销能力等。《自动化生产线安装与调试》前序课程有PLC技术、传感器技术、电机与控制,后序课程有机床维修等。在我们所要实现的教学目标中知识目标涉及到:机械手工作原理、握机械手控制原理、机械手气动原理、熟悉安全操作规程;能力目标有:对已安装的机械手机械部件进行测量;对机械手的气路进行基本调试;根据故障现象判断故障部位;检查分析、找到故障点并分析解决故障;遵守安全操作规程;素质目标有严谨的职业态度、规范的操作习惯、创新精神、团结协作精神、自主学习精神及沟通能力。
此核心课程以项目驱动教学开展课程教学,提升学生的职业能力,以具体自动化生产线为载体,融合认知、安装、调试和检测等内容,实现教、学、做、评一体化教学,突出课程的职业性、实践性和开放性。以学生为主体,采取多样化教学方法。以自动化设备改造为工作过程,涉及电路图分析、电气图设计、程序设计、设备组装、设备运行调试、设备检测、设备维护等行动领域,设置六个学习情境:零配件拆装、传感器检测、气路检测、异步电机检测、步进电机检测、整体检测调试,分成20个任务。
项目一:供料站的安装,有机械拆装、气路拆装、电器拆装三个任务;项目二:加工站的安装,设计任务有加工站组装、光电传感器检测、限位传感器检测三个任务;项目三:装配站的安装,设计任务有装配站组装、电磁阀检测、气缸检测三个任务;项目四 :分拣站的安装,设计任务有分拣站组装、传送带的检测、异步电机的检测、变频器的检测四个任务;项目五:输送站的安装,设计任务有输送站组装、光纤传感器检测、机械手检测、步进电机的检测、溜板检测四个任务;项目六:整体运行调试,有PLC控制网络构建、程序编写、综合调试三个任务。
2自动化生产线的教学方法与评价设计
2.1教学方法。
(1)讲授法:讲解项目任务,传授项目任务相关的知识点,针对学生实施过程中出现的不足进行知识点的说明。
(2)现场教学法:在符合生产要求的工作环境中进行操作技能和维修应用能力实践,提高职业氛围,在工作过程中提升学生的职业道德、职业素养和岗位适应能力。
(3)任务驱动法:将教学过程融入项目任务中,让学生自主讨论分析实施,学生在工作过程中得到知识。
(4)小组讨论法:学生每六~八人为一个小组,小组讨论分析,讨论解决,分工协作完成项目任务。
六步教学实施:明确任务、讨论分析、制定方案、检测故障、检验效果、总结分析。老师交代目标,注意观察和记录小组对现象分析情况,解答学生提出的问题,对跟主题分析偏离太远的小组予以引导,让学生自行摸索,在后期对学生可能会引起事故或损坏设备和工具的异常操作给予纠正,最后老师组织小组进行故障排除工作汇报,互评,并对每组进行考核评价,再引导学生自行总结。
2.2评价设计。
课程采用过程考核与期终考核相结合、企业考核与校内项目考核相结合、教师考核与学生考核相结合的多元化考核方式,利于理论联系实际,有利于学生的学习创新和思考,更督促他们到实际中去发现和改进,去寻找合适自己的项目和课题。
课程考核为:校内项目,企业,综合实训三大类。当堂课的考核有:教师考核、小组互评、小组自评;教师考核内容为五项:任务分析情况,实施方案制定,任务完成质量、分工协作精神、故障检测手段、安全操作规范、小组总结。
和很多专业课一样,多种教学方法和全面的评价方案,有效保证了教学效果。
3相关课教学
3.1电机与电气控制的教学。
本课程以发电机为主题,以工作任务为导向,以工厂实用型电气控制系统设计、安装、调试与维护情景教学为主线贯穿全课程,用实物进行直观性教学,使学生感性认识强,理性认识够。
典型的教学任务有三相异步电动机全压启动、三相异步电动机长动控制、三相异步电动机正反转控制、三相异步电动机延时启动控制(或三相异步电动机Y-降压启动)、机械手控制等。
课程特色是学生充分利用所学知识、网络资源、闲瑕时间作为期三个月的“继电控制课程设计”。任务书要求能够根据功能要求选择个元器件的类型及其型号;了解个元器件的工作原理和使用方法;把各元器件连接起来实现本课程设计的要求。设计内容和要求:两台电动机都存在重载启动的可能,任何一级传送带停止工作时,其他传送带都必须停止工作,控制线路有必要的保护环节,有故障报警装置。课程设计书要有课题介绍、题目、摘要、总体方案设计、设计目的、控制要求、设计要求、 硬件选型、主电路原理图的设计、 控制电路原理图的设计、重载保护电路设计、欠压保护电路设计、总结。
3.2PLC教学。
PLC是可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller)的简称,早期是一种开关逻辑控制装置,随着计算机技术和通信技术的发展,其控制核心采用微处理器,功能有了极大扩展,除了最广泛的取代传统的继电器-接触器控制的开关量逻辑控制外,还有过程控制,数据处理,通信联网与显示打印,PLC接口采用光电隔离,实现了PLC的内部电路与外部电路的电气隔离,减小了电磁干扰。
PLC有5种编程语言:
(1)顺序功能图(SFC)。
顺序功能图常用来编制顺序控制类程序,包含步、动作、转换三个要素。顺序功能编程法是将一个复杂的控制过程分解为小的工作状态,这些状态按顺序连接组合成整体的控制程序。
(2)梯形图(LD)。
梯形图沿袭了继电器控制电路的形式,是在常用的继电器、接触器逻辑控制基础上简化了符号演变而来的,形象、直观、实用,电气技术人员容易接受,要求用带CRT屏幕显示的图形编程器才能输入图形符号,是目前用得最多的一种PLC编程语言。
(3)功能块图(FBD)。
功能图编程语言是用逻辑功能符号组成的功能块来表达命令的图形语言,与数字电路中的逻辑图一样,极易表现条件与结果之间的逻辑功能。
(4)指令表(IL)。
采用经济便携的编程器将程序输入到可编程控制器就用指令表,使用的指令语句类似微机中的汇编语言。指令表程序较难阅读,其中的逻辑关系很难一眼看出,所以在设计时一般使用梯形图语言。如果使用手持式编程器,必须将梯形图转换成指令表后再写入PLC,在用户程序存储器中,指令按步序号顺序排列。
(5)结构文本(ST)是文字语言。
编程语言的学习是PLC教学的一项重要内容,中间加以不同的应用实例:顺序控制电路、常闭触点输入信号的处理,使用多个定时器接力定时的时序控制电路、三相异步电动机正反转控制电路、钻床刀架运动控制系统的设计,LED数码管显示设计,还经常根据继电器电路图设计梯形图。
增加的学习情境还常有如下任务:洗手间的冲水清洗控制、进库物品的统计、竞赛抢答器装置设计、彩灯或喷泉PLC控制;寻找数组最大值并求和运算、电热水炉温度控制等。
3.3单片机。
单片微型计算机就是将CPU、RAM、ROM、定时/计数器和多种接口都集成到一块集成电路芯片上的微型计算机。用于示波器、报警系统、移动电话、彩电等日常方面,在智能仪器仪表、工业控制、家用电器、计算机网络和通信领域、医用设备领域、工商,金融,科研、教育,国防航空航天等领域也都有广泛应用。
数据大都在单片机内部传送,运行速度快,抗干扰能力强,可靠性高,微型单片化集成了如看门狗、AD/DA等更多的其它资源。教学内容以80C51为核心讲授单片机的的引脚、存储器组织结构、典型语句,以实例应用为线索:单灯受控闪烁、P1口外接8只LED发光二极管模拟彩灯、单片机做加、减、乘、除运算等项目。各子任务都作硬件电路及工作原理分析、主程序流程图设计、源程序的编辑、编译、下载、单片机的I/O接口分配及连接。
教学采用ISP-4单片机实验开发板,可以完成大量的单片机学习、开发实验,对学习单片机有极大的帮助。该板采用在线可编程的AT89S51单片机,有程序下载功能,可将编辑、编译、调试好的单片机代码下载到AT89S51单片机中。
3.4变频器技术及应用。
变频技术让学生熟练掌握各种电力电子器件的工作原理、主要参数、驱动电路与保护技术;掌握交-直-交变频器、交-交变频器、谐振型变频的工作原理和应用范围;掌握脉宽调制控制、矢量控制和直接转矩控制等先进技术;了解变频器与感应电动机组成变频调速系统、变频器与双馈电机组成调速系统、变频器与同步电动机组成变频调速系统,掌握电力电子电机系统的组成、工作原理、控制方法、运行特性等,是强电应用和现代技术推广的有力体现。
3.5传感器与自动检测技术。
传感器技术代替人的感观,在各种环境下应用,检测技术是一套有效的反应体系,包括信息的获得、测量方法、信号的变换、处理和显示、误差的分析以及干扰的抑制、可靠性问题等。因此掌握常用传感器的工作原理、结构、性能,并能正确选用,了解传感器的基本概念和自动检测系统的组成,对常用检测系统有相应的分析与维护能力。对工业生产过程中主要工艺参数的测量能提出合理的检测方案,能正确选用传感器及测量转换电路组成实用检测系统的初步能力。
教学过程进行小论文制作,让学生提高计算机应用水平,使学生从文字处理水平提高到办公处理水平。对分节、目录、文献标识作严格要求。题目如数字显示电子称、基于霍尔传感器的转速表、单片机电子秤研究、光纤测温仪、烟雾报警器、小车寻迹设计、电熨斗自动恒温系统、电涡流探伤、电感测厚仪等。
4毕业论文指导分析
毕业论文专业联系实际,通常小型自动化系统以单片机为主,大型自动化生产线以PLC为主,系统运行动力离不开电机,观察离不开传感器,调速可用变频器,综合所学,学生的论文涉及广泛,有效教学可对应从如下方面侧重指导。
4.1立意选题。
根据实际和研究方向做好侧重和体现,如“触摸屏控制的碱液配置系统”和“两种液体混合装置的PLC控制系统”的系统性和方向性,“车库自动门的PLC自动控制”和“测速雷达信号处理系统”的检测指标要求等。
4.2材料整合。
在任务要求明确的基础上,首先确定相关技术指标,对应查找并列出论文结构,一份毕业论文至少含有三到五门课的内容,对应于研究方向进行相应编排和取舍。
4.3技术处理。
所搜集图片的背景往往有水印,要去掉,图片按要求进行不同方向的剪切。图表里的文字应是五号或小五,注意表格标题要单独标出等等格式要求。流程图、梯形图的设计与表现。
多种教学方法和理论联系实际教出具有学习能力和创新能力的学生,系统的学习与应用创造练就出具有竞争力的学生,专业课的有效教学和毕业论文的顺利设计将显示本专业沉甸甸的含金量。
参考文献
[1]吕景全.《自动化生产线安装与调试》,中国铁道出版社,2010年7月
[2]马玉春.《电机与电气控制》,北京交通大学出版社,2011年1月
[3]李建新.《可编程控制器原理及应用》,机械工业出版社,2012年9月
一、改进教学方法,提高学生的学习兴趣
在从事PLC的教学过程中,我发现学生在学习PLC时,相对较为吃力,久而久之便丧失了学习的热情和兴趣。那么,究竟如何才能有效提高学生学习的兴趣呢?我在教学实践中总结了以下几个方面。
1.以通俗形象的实例上好起始课
俗话说,良好的开端是成功的前提和基础。刚开始上PLC课程时,学生对本课程不了解,很容易理解为计算机之类的编程课程,产生难学、没有信心的念头。老师一定要在教材、教法的研究上下功夫,提高教学的艺术性和科学性。在现代化科技飞速发展信息时代,教师应多获取与本专业相关的资料。提高自身素质,给学生以信心,激发学生的学习兴趣。比如讲授PLC课程时,首先列举PLC在工业、农业、交通运输业及日常生活中广泛应用的例子,如:汽车生产流水线,学校的机械加工中心、数控机床、机械手的控制、电梯控制、钢铁集团的高炉上料,货物的存取、运输、检测,大型造纸厂中PLC的应用,甚至是机器人的控制等等都有PLC的功劳,还有繁华城市的霓虹灯、交通灯,舒适小区里的人工喷泉……这些与大家日常生活息息相关的例子,使学生对这门课程有一个初步的了解,觉得它就在我们身边,同时教师还可以联系就业市场的需求(有较多单位提出“懂得PLC者优先”),从而激发了学生的学习欲望。
2.采用直观教学
直观教学可以激发学生的兴趣,同时还培养了学生的观察能力,增强感性认识,扩大学生的思维空间,开阔学生的想象力,利于对知识的理解。例如:在讲解PLC的结构时,教师带学生到实验室观看PLC示教板,了解PLC的外部结构及外部设备等,这样对PLC的外部结构就有一个感性的认识,与老师在黑板上详细地讲解这些理论知识比较起来,学生更愿意选择前者,教学效果前者也会好得多,对理性知识,学生在感性直观教学中易于理解、掌握。但对于PLC的内部结构不能解体,则利用挂图讲解,这样学生对PLC就有一个较清晰的印象。记得在实验室中有个学生问:“一个小小的PLC就有那么厉害?”我说:“那要看你会不会用它,即使是一块玉,你不认识它,那它和一块普通的石头没什么两样。”就这样,学生在好奇心的驱使下对这门课程更感兴趣。
3.逐步培养学生解决实际问题的能力
课题实例来自生产、生活,要处理及注意的有关问题都交待清楚,引导学生具体的处理办法、解决方法步骤、方向。通过多个实例的学习、实践与积累,学生能逐渐提高解决实际问题的能力。
任课老师把PLC技术应用教程分为若干个单元,每个单元中的几个实例都是以某个重点指令的应用为主线,应用程序由简单到复杂。这样,通过一个单元的学习,其中的重点指令很深刻地留在学生脑海中。他们灵活应用指令的能力会逐步增强。课题式教学中通过恰当的引导,就能逐步提高学生的编程能力,应用PLC的能力。在解决实际问题的过程中,学生的兴趣会越来越来强烈。
二、合理改革教材,适应本校学习特点
我们知道,用于教学的PLC教材在编写时一般是按照基本原理、基本指令、基本应用、基本操作等分成各个独立的章节。编者按照结构严谨性进行编书,教师实施教学时,则要考虑有利于学习者的认知过程而开展教学。这是教材使用者要注意处理好的问题。如果任课老师按照教材的顺序进行教学,就是要将全部基本指令学习完毕,再学习基本应用;基本学习完毕再进行基本操作的学习。这样,在一段期间内学习完所有指令,学生学习后的印象不深刻,容易混淆,到基本应用的学习时,又得重新对所涉及的指令进行学习,效率不高。所有理论学习完后,才进行基本操作,不能相得益彰,教学效果不好。
为此,我在PLC教学中采用了课题式单元教学,重新自编教学内容。任课老师通过多种途径搜集了上百个PLC应用实例,并通过筛选、整合成五个单元,每个单元由几个同类实例组成。每个课题以一个应用实例为主题,其内容包括了:应用实例的生产目的、生产条件和生产环境的介绍,用PLC实现控制的线路所用的基本指令、编程方法和调试应用。由几个应用同类指令的实例课题组合成为一个教学单元,全部教学内容分为五个教学单元。五个单元主题分别是PLC原理、时序控制、计数控制、位置控制和特殊功能综合应用。单元内的课题按照其难易程度安排教学的先后顺序。第一单元有电机的点动控制、电动机的连续控制、电机的正反转控制、电机的手动Y-Δ控制、抢答器控制系统、数学显示控制系统这六个实例作为对PLC工作原理部分的学习(其中也包含几个最简单指令的学习)。第二单元以电机自动Y-Δ降压启动控制、两灯来回闪亮循环控制、多台电机顺序控制、货物传输带控制系统等四个实例为学习对象,学习按时间顺序控制的原理及应用。从以上列举的两个单元可知,任课老师精选设计的每个实例课题有一定的科学性、连贯性,由简到繁、由易到难。单元内的实例都能有效地为该单元核心内容的教学服务。因此说,要改革传统教学为课题式单元教学,首要任务是合理地设计好每一个实例课题。这些实例课题既能方便学生的学习,又要包含本课程的所有知识点。
三、在实习过程中,更新教学方法
目前在可编程控制器课程实践教学上,由于我们教师所编写的实训指导书详尽有余,所做的实习实训都是“简单验证式”或“机械重复式”方面的项目,在一定程度上为学生“依葫芦画瓣”提供了方便,学生在实习实训时只需要进行程序输入、线路连接等简单操作即可顺利完成。这种实习实训教学方法,目前已被我们教师广泛认可和采用,但笔者认为:没有问题的、不需学生动脑的实习实训是毫无意义的。对于与PLC技术应用密切配合的实习实训教学,教师只有指导学生运用PLC编程方法亲自编程操作,在实习实训中既动手又动脑,既能发现问题又能在教师启发指导下分析问题和解决问题,才能从本质上学好这门课程,从而最终实现本课程在技工学校的教学目标。
首先在编写实习实训指导书时,应该根据企业对PLC技术人才的需求,结合学校实际设备情况,针对技工学校本课程教学特点和教学目标,在如何引导广大学生在实习实训中既动手又动脑上多下功夫。技工学校是一个学生学习基础、动机和习惯差异很大的群体,因此实习实训教学同样要做到因材施教,采取因人而异的分层教学,即按学生学习能力分组,确定每组不同的实习实训目标,使成绩好的和成绩差的学生在实习实训中,都能够得到相应的锻炼和培养。除要求学生在规定时间做完基本的实习实训项目外,还要安排一定量的选修实验项目和研究性课题,让广大学生自主选择,教师现场指导,或者督而不导,从而促使学生自主地分析在实习实训中所遇到的问题,写出实验报告交教师评判,师生共同找出问题的解决办法。对于大型的实训项目,如电梯、机械手等,还可以采取分工合作的教学形式,将全班同学分成不同的小组,由教师明确各小组在实训中的任务和目标,从而培养广大学生团结协作的职业素质和能力。
【关键词】PLC教学 任务设计 理实一体化
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2015)13-0079-01
一 PLC课程的重要性
PLC 技术广泛应用于冶金、矿业、机械、轻工等工业自动控制领域,因其操作方便,很好地运用计算机调控了传统电气控制,随着传统工业向现代化工业的转型,社会需要具备此项技术的人才。
二 PLC课程在高职教育中的现状
PLC课程作为职业技术学校的一门必修课,PLC在职业技能鉴定中逐渐成为指定的考核内容。但是高职学生文化课基础薄弱,缺乏自我约束能力,加上学习热情不足,在PLC理论课学习中很容易形成抵触情绪,造成理论知识贫乏,实训操作不会的恶性循环,甚至造成设备的损坏。再加上学制限制,实训条件限制,很多高职学校PLC课程教学不能做到大力投入,影响了PLC课程教学的质量。
三 提高PLC课程质量的措施
1.理论与实训结合的一体化教学模式
PLC 课程由于其理论与实训不可分割的特性,必须边学边练,在平时的教学过程中我们采用理论与实训结合的一体化教学模式。实践表明,此模式有利于学生加深对PLC 知识的了解掌握,提高实际操作能力,从而达到较好的教学效果。
2.提高实训课时比例,培养动手能力
PLC课程是一门实践性很强的专业课程,传统的课程设置有三分之一到二分之一的课时是实训课。笔者在教学中加大实训的课时,甚至实训课时超过理论课时,在课程后期,大量引用典型实例提高学生运用基本知识的能力。目的就是让学生在动手的过程中,学会思考,巩固理论的同时,学会创造,只有这样才有利于PLC知识的掌握,提高PLC课程的教学质量。
3.修订教学计划,培养学生兴趣
根据以往的教学经验,实训通常是重复性的编程练习,无法调动学生的学习兴趣。笔者认为职业教育注重的不仅仅是学习成绩,应以提高学生实践能力为目标,所以教学内容多以生活中常见的PLC模型为实验内容,例如以音乐喷泉、交通信号灯控制、电梯控制等实际应用为课题。以求全面提高学生学习的积极性,激发创新思维。同时采用多媒体教学,设计通俗易懂的流程动画,如搬运机械手的安装与调试、三相交流异步电动机反接制动控制,在教学中收到了良好的教学效果。
4.整合课程内容,以能力为考核目标
PLC课程的教学目的就是要求学生今后就业具备自动控制设计,电气设备运行、维护、安装调试等相应的理论知识和能力。但通常有些学生课程都要结束了,还不知道自己要掌握的技能是什么,说明我们课程内容的导向性欠缺,仅仅是理论学习和重复的编程练习,无法满足今后用人单位的需求。尝试让学生以实训任务为考核目标,拓展他们的知识面和思维方式,以及处理能力,有效地解决了这个问题。
5.行动导向“三段式”教学组织
行动导向“三段式”教学组织的实施,首先我们要构建“团队+基地”的教学条件,即组建两个团队,建成两个基地。两个团队是由专任教师与企业技术人员组成的教学团队和由3~5人为一组的学生学习团队。两个基地是校内实训基地和校外实习基地。进行“三段式”教学,是行动导向“三段式”教学组织的核心,我们在进行“三段式”教学中,是以学生团队和校内外实习实训基地为中心。具体实施的三个阶段是:第一阶段,在校内实训室实施“任务获取、知识准备”。完成PLC课程的基础理论知识和实践知识的准备,明确学习任务;第二阶段,到校外校企合作单位,进行“实践补充、理论转化”。完成PLC课程应用实践知识的补充,将第一阶段准备的理论知识与实际联系起来,知识向能力转化;第三阶段,回到校内实训室,完成“资料归整,成果展示”。将在校企合作单位的见闻、实践、思考和收集来的资料进行归纳整理和总结,以团队汇报、答辩等形式展示学习成果。对于学生在“三段式”教学中的学习效果,我们采用“两结合”的“四评”考核办法,进行综合评价。“两结合”是对每个学习任务采用过程考核与结果考核相结合,学生在校内的学习考核与在校外的实践考核相结合。“四评”分别是学生自评、学生团队互评、师傅和教师对学生评价、师傅和教师对学生团队评价。
四 结束语
关键词:理念 思路 课程管理
可编程控制器俗称工业计算机,是集机、电、液于一体,实践性很强的专业基础课,该课程是机电一体化技术专业、电气自动化技术专业、数控技术专业三个专业必须学好的专业基础课,前期课程包括计算机应用基础、电工电子等相关基础课程,它不仅为电机调速控制技术、变频技术、数控机床结构与维护、机电设备维护等后续课程、集中实训和毕业设计打下基础,而且为相关专业学生考初、中级电工资格证书做准备,为这三个专业的后续专业课程的学习起着很好的铺垫作用。
一、《可编程控制器应用》课程理念与设计思路
(一)课程“工程化”的设计理念
根据可编程技术对应岗位作业流程,精选企业典型真实任务或是岗位技能为载体,设计教学情境,安排组织实施教学项目,按照项目的生产岗位流程,以小组形式,分工合作,在校内专职教师和企业技术能手的组织和引导下,实现教学任务生产实际化、教学环境仿真企业化、教学设施设备企业化、教学参与角色企业化、实训记录企业化。
(二)“任务项目化”的课程实施理念
“模块化编排,以项目驱动课程”,围绕项目分解教学内容,实施课程。以能力培养为导向,设计课程方案,确立课程目标。遵循认识规律和技能习得规律,按工作过程系统化、原则序化、优化课程内容;实时引入行业企业的新知识、新技术、新标准、新设备、新工艺、新成果和国际通用的技能型人才职业资格标准,动态更新教学内容;突出校内实训与校外实习的有机衔接,构建清晰的课证相融、训赛相能、产学相长的实践教学系统。
在技术实践教学中多采用任务项目驱动法,将教师主导、学生自主策划、小组任务分解、“教、学、做、评”有机结合,即采用“教师设计布置项目学生自主策划项目的完成教师讲解、任务分解学生修订策划投入实施训练记录工作状况教师和学生互动总结学生撰写项目报告教师批改问题反馈”的模式。在讲授“线路故障排除”时,依据对线路工作原理的分析,来引导提高学生思维分析能力和判断故障部位并处置故障的能力。让学生学会故障处理流程,了解处置故障关键的一步就是看懂原理图,明确每个元件的作用,和元件对设备的工作状态的影响;在培养学生分析与设计线路能力时,要给学生足够的引导和提供充裕的实习材料和准备时间,通过反复接线实训和效果评价提高学生动手能力,掌握《可编程控制器应用》安装接线安全操作规程和工艺要求。为了训练学生扎实的基本功,关键技能示范后要反复地练习,做完后还要自评、小组评、教师点评;在接线项目训练中,一定要求学生对机床的控制原理图进一步分析,使他们掌握理论知识与实践之间的内在联系,为今后从事对口工作打下坚实基础。
二、开放式《可编程控制器应用》教学模式的构建
现代职业教育课程改革其中一个很重要的方向就是开放式课程建设,《可编程控制器应用》采取:1.教学内容开放,即必修教学内容与选选内容相结合;2.教学时段开放,即集中授课安排时段与学生可灵活选择课余时间相结合;3.教学方式方法开放,即采用教师重点讲解的面授与学生自主学习相结合,通过网络辅导答疑、个别辅导与研讨结合等教学方法加强教学效果;4.教学资源开放,特别是音视频教学资源,以增强学生学习的自信心和训练的教学效果。
实践表明,“理实一体化”的学习环境让学生接受企业化熏陶,课程的大部分内容安排到实训室进行,实现仿真生产环境下的三合一教学,在指定的校内和企业教师的共同指导下,淡化理论与实践教学的界限,实现课堂与实训地点一体化教学模式。
三、开放式《可编程控制器应用》训练内容的设置
选择企业典型工作任务,选择能满足市场需要的实用性工程项目、产品、科研项目、竞赛题目等,都可以作为开放式《可编程控制器应用》训练的内容。如:异步电动机正反转控制、十字路口红绿灯控制线路设计、四层电梯控制线路设计、水塔供水控制线路设计、机械手控制线路设计、自动生产线控制线路设计等等。既有基础性的技能训练,又有提高性的创新训练,还结合了电子电工、机械、控制、信息等综合知识的应用,适合不同层次的学生根据自身的特点选作。
四、开放式《可编程控制器应用》训练的教学方法
传统的实践教学中教师是主角,通过系统讲解原理、反复演示,详细安排实训任务和实训步骤,学生按照固定的模式可以不加思考的完成。这样教师不仅耗费大量的时间,学生还很麻木,做完后收获不大,学生缺乏主动思考和独立动手的环节,很难调动学生的学习积极性。教师在教学中按照技能成长规律,教学过程安排三个阶段,“实践-理论-再实践”。第一阶段学生在学习之初先亲自到实习场地去参观观摩,以增加学生对所要学习知识的感性认识;第二阶段参观完见习现场后,回到课堂,对学生进行理论的教学,让学生由感性认识能够上升到理性认识的程度;第三阶段在学生完成了相应的理论课之后,再回到操作车间、实训室中去现场教学,让学生亲自动手实践上课学到的理论知识,以达到让学生的理论与实践真正结合在一起的目的。
五、应用现代教育手段
随着信息技术的发展,一些直观、信息量大的教学手段如音视频教学资源,能很方便的运用于我们的教学,现代高职课程改革也明确要求采用现代信息技术来改进传统的教学手段,在多媒体教学、网络课程等方面努力探索,统一制作由电子教材、电子教案、多媒体课件、项目化网络视屏、网上答疑、试题库组成的课程,可供学生课余预习、浏览、复习等。另外,教学大纲、授课计划、实验指导书、学习指导以及教材和参考文献均可通过网络方便查阅。在课程开始即公布授课教师的信箱和电话号码等联系方式,密切授课教师与学生之间的联系,使学生有问题可及时获得教师的辅导答疑,也可通过网上答疑相互交流,打破班级与时间的束缚,在平行班级中实行听课和答疑共享。
参考文献:
[1] 钟汉生.《电气控制与PLC应用》项目驱动教学研究与改革[J].考试周刊,2011(78).
[2]教育部.关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见.2006.
[3]张新军,崔艳艳.项目教学法在PLC教学中的应用[J].济源职业技术学院学报,2010(2).
[4]朱利强,黄品,曹秀珍.《电气控制与PLC应用》项目教学法研究与实践[J].科技信息,2010(33).
作者简介:
【关键词】 机床排故实训 机床电气线路故障 教学方法
1. 识图电气控制原理图
机床排故之前首先要看懂机床的电气控制原理图,根据原理来发现故障、排除故障。否则学生就会失去排故的方向。
1.1掌握电气控制原理图的识读方法
1.1.1根据对常用低压电器动作原理读图。首先学生要对常用的低压电器工作原理有一定的认识。如交流接触器得电动作时,常开触头闭合,常闭触头断开,且常闭先断开,常开后闭合。反之常开先断开,常闭后闭合。中间有一个很短的时间差,这对于学生分析相关电路具有重大意义。否则分析时就可能会出现电动机正反转控制的两个交流接触器线圈同时得电,引起电源短路,造成判断失误。
1.1.2根据常用基本电路读图。常用基本电路如电动机的点动控制、自锁控制、顺序控制、正反转控制、Y—降压启动等。而一张复杂的电气原理图经常是由常用电路组合而成的。在读图时,结合常用电路,分清主次,化整为零,对于读懂电气原理图是非常有帮助的。
1.2掌握电气控制原理图的识读步骤
电气原理图的阅读方法采用“从主电路着眼,从控制电路着手”的方法。
1.2.1从主电路看有哪些控制元件的主触头及其组合方式,就可以大致了解电动机的工作状况。
1.2.2根据主电路中主触头的文字符号,在控制电路中找到控制元件(接触器、继电器等)的控制环节,按功能的不同划分为若干个局部控制电路来分析。
1.2.3根据电气原理图纸上标题栏中对每小块电路分支的解释来读图。如镗床KA2线圈上方标题栏中标注的是反转长动,此时就可以分析出KA2线圈的作用是实现主轴的长动,而其中KA2线圈的其中一对常开触点是使KM2线圈得电,从而得出KM2线圈是控制主轴的反转。从而将主轴反转长动的原理迎刃而解。
1.2.4按下操作按钮、行程开关,分析其触头如何控制其他控制元件动作并分析电动机如何运转。在分析的过程中同样也要注意常闭触头先断开,常开触头后闭合,中间存在很短的时间差。
1.2.5初步分析每个局部电路的工作原理以及各部分之间的控制关系后,还应分析整个控制电路,即从整体进一步理解其工作原理。如铣床主轴电动机的控制方式分为主轴变速冲动、主轴启动和主轴制动停车。在了解主轴的控制方式后,这时就需要结合起来操作主轴电动机,操作过程中要分清步骤,主轴先变速冲动接着是主轴启动最后是主轴制动停车。观察主轴工作在不同方式的时候,对应的是哪个交流接触器线圈得电,从而更深入地全面理解铣床主轴电动机工作原理。
2. 机床工作原理一体化教学
2.1“一体化教学”的实践意义。以培养能力为中心,理论与实习交叉进行的一种教学模式,让实践始终贯穿在整个教学过程中。
2.2讲清机床工作时机械与电器的联动,是讲授生产机械控制线路的关键。大多数生产机械有很多机械—电器联动控制,即由机械手柄或机械部件的动作操纵电器开关的接通与断开,例如X62W铣床工作台的手柄操纵,手柄操纵时触碰控制位置开关SQ1 ~SQ4,搭上相应运动方向的丝杠,从而实现对工作台的操纵。
2.3抓住每种控制线路的特点。由学生来操作机床观察主轴制动的现象。加强理论与实践的结合,突出了操作训练,又使学生学到了扎实的理论知识,能够充分发挥学生的主体作用。
3. 机床排故中教师现场示范的必要性
教师在讲解机床电气工作原理分析和机床排故方法和步骤后,学生已经对机床排故有了一定的理性认识。通过教师的示范操作,让同学掌握规范操作方法,并且在操作过程中把之前所讲的知识点再实践观察一遍,加深理解。教师示范操作是学生掌握动手能力的开始。
在实际操作过程中,巡回指导是非常重要的。对学生操作过程中存在的问题及时提出并纠正,培养同学规范操作的习惯,引导学生掌握问题的方法,对每个故障都应该从原理上分析,明白故障产生的原因,从根本上解决问题。教师指导时可以分为集中指导和个别指导。
3.1集中指导。集中指导主要是解决排故中一些共性问题
3.1.1比如使用电压档测量时,要分清控制电路电压,一般选择500V档位,若档位选择太低,当被测电压高于电压表选择档位时,很容易会把万用表烧毁。
3.1.2电压分阶测量法检测时,往往需要学生一手拿住万用表、一手按住按钮,若参考点和测量点离的距离较远,学生就很难做到。这时候就可以利用电压分段测量法,检测这对触点闭合时,电压是否为零。
3.1.3使用万用表电阻档时,档位不能选的太高,控制电路的线圈电阻有的时候2KΩ,若选择过高档位,则测量时,指针会偏转到零,引起误判断。还有就是表笔的使用也要注意,手如接触到表笔的金属头,在测量电压时会造成触电事故,在测量电阻时,会造成读数不准确。
3.1.4电阻测量法中有分段和分阶,检测之前要将机床电源总开关断开,在检测时同样要注意一个细节问题。在检测接线排的导线时,万用表表笔不能直接搭在接线排的触点上,应该接触在导线的线头部分。因为接线排左右触点是导通的,而搭在接线排的触点上,接线排的另外一根导线正常的时候就会导致误判断。
3.1.5检测过程中要灵活运用电压法和电阻法,不能只局限于其中一种。例如故障设置在铣床主电路熔断器FU1上,则上电操作后,机床什么都不工作。这时可以采用电压法去检测变压器一次侧,若电压为零就可以判断出故障范围在主电路三相电源部分。从而可以利用电阻法对每一相进行检测,迅速查找出故障点。排故时间大大缩短,提高了效率。若不采用电压法,则故障范围可能在控制电路熔断器到急停按钮部分,也可能在主电路电源到变压器一次侧部分,检测时间将会增加。但是灵活运用电压法和电阻法时,必须要对万用表准确进行切换,机床电源总开关也要准确无误地打开或关断。
3.2个别指导
个别指导主要是解决排故中学生个别出现的错误。每个学生在排故过程中出现的问题会千变万化。如有的学生在电阻档测量时,在检测熔断器两端触头导通时,忘记检测两端 触头导线是否正常。在电压档测量时,又很容易忘记将一段回路中的启动按钮按下,导致电压为零,引起误判断。
4. 加强实训中的总结
每个实训小项目结束后,应指导学生做好课题总结,把操作机床的步骤、出现的故障现象、分析得出的故障范围、检测的过程、检测过程中出现的问题、解决问题的方法进行归纳总结。把整个排故过程记录在笔记上,以便于同学之间课后相互学习、交流、相互提高。
关键词:机床排故实训、机床电气线路故障、教学方法
一、 识别原理图
机床排故之前首先要使学生学会看懂机床的电气控制原理图,根据原理来发现故障、排除故障。否则学生就会失去排故的方向。
1.掌握电气控制原理图的识读方法
(1)根据对常用低压电器动作原理读图。首先学生要对常用的低压电器工作原理有一定的认识。如交流接触器得电动作时,常开触头闭合,常闭触头断开,且常闭先断开,常开后闭合。反之常开先断开,常闭后闭合。中间有一个很短的时间差,这对于学生分析相关电路具有重大意义。否则分析时就可能会出现电动机正反转控制的两个交流接触器线圈同时得电,引起电源短路,造成判断失误。
(2)根据常用基本电路读图。常用基本电路如电动机的点动控制、自锁控制、顺序控制、正反转控制、Y―降压启动等。而一张复杂的电气原理图经常是由多个常用简单电路组合而成的。在读图时,结合常用电路,分清主次,化整为零,对于读懂电气原理图是非常有帮助的。
2.掌握电气控制原理图的识读步骤
电气原理图的阅读方法采用“从主电路着眼,从控制电路着手”的方法。
(1)从主电路看有哪些控制元件的主触头及其组合方式,就可以大致了解电动机的工作状况。
(2)根据主电路中主触头的文字符号,在控制电路中找到控制元件(按钮、接触器、继电器等)的控制环节,按功能的不同划分为若干个局部区域控制电路来分析。
(3)按下操作按钮、行程开关,分析其触头如何控制其他控制元件动作并分析电动机如何运转。在分析的过程中同样也要注意常闭触头先断开,常开触头后闭合,中间存在很短的时间差。
(4)根据电气原理图纸上标题栏中对每小块电路分支的解释来读图。如镗床KA2线圈上方标题栏中标注的是反转长动,此时就可以分析出KA2线圈的作用是实现主轴的长动,而其中KA2线圈的其中一对常开触点是使KM2线圈得电,从而得出KM2线圈是控制主轴的反转。从而将主轴反转长动的原理迎刃而解。
(5)初步分析每个局部电路的工作原理以及各部分之间的控制关系后,还应分析整个控制电路,即从整体进一步理解其工作原理。如铣床主轴电动机的控制方式分为主轴变速冲动、主轴启动和主轴制动停车。在了解主轴的控制方式后,这时就需要结合起来操作主轴电动机,操作过程中要分清步骤,主轴先变速冲动接着是主轴启动最后是主轴制动停车。观察主轴工作在不同方式的时候,对应的是哪个交流接触器线圈得电,从而更深入地全面理解铣床主轴电动机工作原理。
二、一体化教学机床工作原理
(1)“一体化教学”的实践意义。以培养解决问题能力为中心,理论与实习交叉进行的一种教学模式,让实践始终贯穿在整个教学过程中。
(2)讲清机床工作时机械与电器的联动,是讲授生产机械控制线路的关键。大多数生产机械有很多机械?―电器联动控制,即由机械手柄或机械部件的动作操纵电器开关的接通与断开,例如X62W铣床工作台的手柄操纵,手柄操纵时触碰控制位置开关SQ1 - SQ4,搭上相应运动方向的丝杠,从而实现对工作台的操纵。
(3)抓住每种控制线路的特点。由学生来操作机床观察主轴制动的现象。加强理论与实践的结合,突出了操作训练,又使学生学到了扎实的理论知识,能够充分发挥学生的主体作用。
三、现场机床排故中教师现场示范的必要性
1. 教师在讲解机床电气工作原理分析和机床排故方法和步骤后,学生已经对机床排故有了一定的理性认识。通过教师的示范操作,让同学掌握规范操作方法,并且在操作过程中把之前所讲的知识点再实践观察一遍,加深理解。教师示范操作是学生掌握动手能力的开始。
在实际操作过程中,巡回指导是非常重要的。对学生操作过程中存在的问题及时提出并纠正,培养学生规范操作的习惯,引导学生掌握解决问题的方法,对每个故障都应该从原理上分析,明白故障产生的原因,从根本上解决问题。教师指导时可以分为集中指导和个别指导相结合的方法。
2. 集中指导主要是解决排故中一些共性问题
(1)比如使用电压档测量时,要分清控制电路电压,一般选择500V档位,若档位选择太低,当被测电压高于电压表选择档位时,很容易会把万用表烧毁。
(2)电压分阶测量法检测时,往往需要学生一手拿住万用表、一手按住按钮,若参考点和测量点离的距离较远,学生就很难做到。这时候就可以利用电压分段测量法,检测这对触点闭合时,电压是否为零。
(3)使用万用表电阻档时,档位不能选的太高,控制电路的线圈电阻有的时候2KΩ,若选择过高档位,则测量时,指针会偏转到零,引起误判断。还有就是表笔的使用也要注意,手如接触到表笔的金属头,在测量电压时会造成触电事故,在测量电阻时,会造成读数不准确。
(4)电阻测量法中有分段和分阶,检测之前要将机床电源总开关断开,在检测时同样要注意一个细节问题。在检测接线排的导线时,万用表表笔不能直接搭在接线排的触点上,应该接触在导线的线头部分。因为接线排左右触点是导通的,而搭在接线排的触点上,接线排的另外一根导线正常的时候就会导致误判断。
(5)检测过程中要灵活运用电压法和电阻法,不能只局限于其中一种。例如故障设置在铣床主电路熔断器FU1上,合上电操作开关后,机床什么都不工作。这时可以采用电压法去检测变压器一次侧,若电压为零就可以判断出故障范围在主电路三相电源部分。从而可以利用电阻法对每一相进行检测,迅速查找出故障点。排故时间大大缩短,提高了效率。若不采用电压法,则故障范围可能在控制电路熔断器到急停按钮部分,也可能在主电路电源到变压器一次侧部分,检测时间将会增加。但是灵活运用电压法和电阻法时,必须要对万用表准确进行切换,机床电源总开关也要准确无误地打开或关断。
3.个别指导能使学生记得更牢。
个别指导主要是解决排故中学生个别出现的错误。每个学生在排故过程中出现的问题会千变万化。如有的学生在电阻档测量时,在检测熔断器两端触头导通时,忘记检测两端 触头导线是否正常。在电压档测量时,又很容易忘记将一段回路中的启动按钮按下,导致电压为零,引起误判断。
四、 技能训练后的总结