机电一体化教学改革初探

【摘要】本文针对技工院校工业自动化专业机电一体化相关课程在授课过程中， 遇到“学生难学， 教师难教”的现状，从课程设置到一体化教学引入了循序渐进教学法，此法不仅有利于学生对新知识的学习，更有利于对较复杂的机电一体化概念和技术进行具体化、形象化的理解。本文详细介绍了机电一体化课程教学改革的五步法，提出通过技能竟赛提高教学水平，达到以赛促练的教学目的，通过顶岗实习全面检验学生的学习成果，为机电一体化教学改革提供了有效的方法。

【关键词】机电一体化顶岗实习教学改革PLC

随着现代工业生产的发展，由气动技术，传感器技术，PLC技术，网络及通信技术等学科的强烈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[1]。长期以来机电相关专业的基本上是按照传统的理论体系以学科为核心组织教学，这种方法无法满足经济快速发展的需求，机电一体化课程教学的任务是让工业自动化专业的学生在经过课堂理论学习后，对自动生产线系统的组成、结构原理、系统控制等进行更深入的了解，能够对各类自动生产线系统从元器件到系统的组装、纠错、调试、PLC程序编程、下载及完整系统的运行、了解网络连接，具有一定的分析和排故的能力。本文主要考虑的问题是如何整合学生所学的理论和实践知识，提高学生的专业技能和解决实际问题的能力，让学生在毕业前能够和企业所需完全接轨，提出了课程设置和教学五步法。

一.机电一体化基础课程教学

机电一体化课程是一门综合程度很高的课程，因此拥有扎实的理论基础对后续的学习有着非常重要的意义，当然技工院校的学生由于底子较差，单纯的理论教学学生不易掌握，因此课程教学全部采用一体化教学，以工作过程为导向，采用任务驱动型教学法，对于纯理论的知识，用到多少讲解多少，真正实现学以致用，基础课程的教学包括电工电子、电力拖动技术、可编程控制技术（包括西门子主机和三菱主机）、气动技术、传感器技术等，可编程控制技术的教学可以承接电力拖动技术里面的实训项目，从继电器控制自然过渡到PLC控制，学生非常容易接受；另外相关课程的教学结合中级电工、高级电工以及可编程序控制系统设计师等考证进行，使学生既掌握了相应知识技能，又考取了相应的职业资格证书，提高了学习的主动性。

二.机电一体化单机教学

学生有了基础课程的功底后，接下来就可以进行机电一体化的单机教学了，这里需要学校具备一定的机电一体化实训设备（可以采购也可由学校教师自行开发），机电一体实训设备要求尽可能多的融合基础课程里面的相关内容，教师需要结合学校现有的实训开发出合适的实训项目，这一阶段学生可以把之前学过的知识串联起来，融汇贯通，使所掌握的技能得到综合的应用，如物料自动分拣项目用到了气动技术，皮带运输系统，可编程控制技术，传感器技术，变频技术等，通过设定相关的实训项目，培养学生独立思考，独立完成工作任务的能力。

三.机电一体化网络化教学

随着工业以太网的快速发展，基于网络的各种远程控制技术应用越来越广， 而远程控制的终端设备一定是机电一体化产品，因此， 机电一体化产品毫无疑问地正朝着网络化方向发展。学生对单台PLC控制的机电一体化设备掌握了之后，接下来就可以学习联机组网技术了，现代的工业现场已经很少有单机操作的场合，大都是采用联网的方式，这样有利于提高效率，广泛应用人面界面（HMI）和组态技术，避免工人在恶劣环境中的伤害。至此有必要学习PLC的组网技术，有条件的可以在模拟自动生产线上进行教学，没有条件的可以创造条件，在机电一体化单机的基础上加入一些相应的网络模块，通过485或PROFIBUD就可以构成一些简单的网络，通过让学生亲手搭建这些网络，并编写相应的程序，真正掌握现场总现和工业以态网的技术，并结合开设的触摸屏及组态技术，应用到相应的教学项目中。我系与天煌科技联合开发的自动生产线实训系统是根据机电类、自动化类、先进制造类行业中工业自动化应用的特点，对各类自动生产线的工作过程和相关的技术进行研究，对工业现场设备进行提炼和浓缩，并针对实训教学活动进行专门设计，融机、光、电、气于一体，包含了PLC、传感器、气动、工业控制网络、电机驱动与控制、计算机、机械传动等诸多技术领域，整个系统可由WINCC监控系统、MCGS监控系统、主控PLC和下位PLC通过网络通讯技术构成一个完整的多级计算机控制系统，通过训练能强化了学生对复杂柔性自动生产线的设计、安装、接线、编程、调试、故障诊断与维修等综合职业能力。

四.机电一体化技能竞赛

技能教育的最终目的是应用，为了达到学以致用的目的，机电一体化教学可以针对学校现有的实训设备进行机电一体化设备安装与调试竞赛，教师可以通过组织校级技能竞赛（技能节）选拔出一批优秀的学生代表。教师根据自己学生的水平从设备组装，电路的连接，气路连接，编写控制程序等诸多方面出题，学生根据任务书的要求画出PLC输入输出接线图，并根据设备结构图和气路原理图连接电路和气路，同时调整传感器的位置，完成机电一体化设备的安装，并在此基础上完成控制程序的编写，通过不断的调试，最终达到竞赛任务书的要求。还可选拔学生参加市职业技能大赛，省技能大赛，甚至国家职业技能大赛，真正达到以赛带练的目的，通过参赛选手的经验交流， 带动全班同学学习的积极性，形成争先创优的良好学习氛围。

五.顶岗实习

顶岗实习是技工院校学生毕业前的综合性实习，是实践教学体系中不可缺少的环节。选择专业对口的实习合作企业，让学生把学校所学的知识与真实的工作实际完全对接起来，学生很容易就发现了差距和不足，此时指导老师的专业指导可以起到非常好的效果；另外学生实习过程中发现自身不足之后会自觉上网查找资料或者去图书馆查阅相关书籍，以获得解决问题的方法，这种自学能力的培养会使学生终身受益。学生在企业悉心向师傅请教不仅可以解燃眉之急，更能学到解决实际问题的经验和方法，我们系有20名同学在富士康科技集团自动化研发中心实习，实习工作的内容与在校所习完全对口，同学们在企业最大的心得体会就是认为在学校所学到的东西在企业都能用的上，因此干劲十足，同时企业的很多新技术又超前学校所传授的知识技能，因此又迫使同学们更加努力去学习，感觉自已每天都在进步，很多同学愿意免费加班， 企业也看在眼里，给了他们更大的学习成长空间。学生还能及时给我反馈学校所教与企业所需知识技能的差异，为课程教学改革提供很多一手资料，实现企业、学校、学生三方共赢。

机电一体化是多学科融合的一门新兴技术，作为技工院校要培养出符合市场需求的机电一体化人才，必须深入改革课程体系、教学方法和教学内容，使专业人才培养与未来社会发展需要相适应，调动一切积极因素充分发挥了学生的开拓创新精神，本文阐述的循序渐进五步法在机电一体化人才培养方面取的了较好的效果。

参考文献

[1]徐小琴2009年 小议机电一体化教学改革 《成长之路》第36期