王勝 楊宏才

[摘 要] 當(dāng)今時(shí)代對(duì)高職院校機(jī)電一體化專業(yè)的學(xué)生綜合能力與素質(zhì)都有了更高要求；為了適應(yīng)新的要求，高職教育機(jī)電教學(xué)需要更多更先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教具參與教學(xué)。針對(duì)市場(chǎng)上面向機(jī)電一體化專業(yè)的“電氣綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”價(jià)格較高，難以大量購(gòu)置的問題，且實(shí)驗(yàn)臺(tái)難以滿足個(gè)性教學(xué)的不足。提出了由學(xué)生參與，自主設(shè)計(jì)、選型、安裝、調(diào)試的“電氣綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”項(xiàng)目，并將“電氣綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”應(yīng)用于教學(xué)過程。這種學(xué)生學(xué)做一體化模式調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高了學(xué)生的專業(yè)成績(jī)。證明了以“電氣綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”為基礎(chǔ)的學(xué)做一體化模式符合課程改革的方向。

[關(guān) 鍵 詞] 機(jī)電一體化專業(yè)；電氣綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)；學(xué)做一體化模式；高職教改

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2016）31-0188-02

一、引言

機(jī)電一體化專業(yè)是高職院校普遍開展的專業(yè)，目前機(jī)電一體化專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀是，以自動(dòng)化、智能化控制為趨勢(shì)，電氣、機(jī)械、氣液緊密結(jié)合，以控制器為控制核心，有機(jī)地協(xié)調(diào)電機(jī)、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等環(huán)節(jié)之間的配合，各環(huán)節(jié)向小型化、模塊化、數(shù)據(jù)化、智能化方向發(fā)展，機(jī)電系統(tǒng)中需要大量的編制程序和調(diào)整參數(shù)。對(duì)高職學(xué)生的培養(yǎng)，已經(jīng)不僅僅是讓其掌握機(jī)電設(shè)備的設(shè)計(jì)、識(shí)圖、維修、使用能力。具有現(xiàn)代電氣編程、調(diào)試、機(jī)電液氣的聯(lián)調(diào)能力，才是機(jī)電類學(xué)生就業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力所在。

從學(xué)生的角度，普遍反映學(xué)校的課堂教學(xué)已經(jīng)達(dá)到了一定的理論深度，但是理論知識(shí)的特點(diǎn)是高度概括與凝練，高職學(xué)生在接受理論知識(shí)時(shí)相對(duì)困難，學(xué)生希望能夠所學(xué)的知識(shí)是更加具象的、可以參與的。這就要求學(xué)校教學(xué)將有深度的實(shí)驗(yàn)滲透進(jìn)來，一方面，確保學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)不降低；另一方面，保證學(xué)習(xí)效果有提升。

因此，為了更好地適應(yīng)專業(yè)形式發(fā)展，高職教育應(yīng)重構(gòu)實(shí)踐教學(xué)體系，以應(yīng)用技術(shù)為主線，以實(shí)踐技能為核心。

各高職院校的實(shí)踐體系都是完善的，并且很多院校都建立起良好的實(shí)驗(yàn)條件。但是，目前各高職院校的實(shí)驗(yàn)室往往是面向課程的，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是對(duì)課程某一知識(shí)的驗(yàn)證和演示，注重學(xué)生對(duì)某一課程知識(shí)的掌握；對(duì)于課程之間的橫向聯(lián)系較少涉及，學(xué)生掌握了扎實(shí)的理論知識(shí)，但是在解決實(shí)際問題上，依然還有挖掘的潛力。現(xiàn)有研究的普遍看法是，教學(xué)應(yīng)該更加系統(tǒng)化，將各個(gè)分散的課程有機(jī)串聯(lián)，從而形成一個(gè)整體?；谏鲜稣J(rèn)識(shí)，提出了一種高職教學(xué)改革的方法，采取了“電氣綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”為基礎(chǔ)，聯(lián)合了電機(jī)學(xué)、電力拖動(dòng)、機(jī)床電氣與PLC、傳感器與檢測(cè)技術(shù)、液壓與氣動(dòng)技術(shù)、機(jī)電設(shè)備故障診斷與維修等多課程，由學(xué)生參與“電氣綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”的設(shè)計(jì)、選型、安裝、調(diào)試，學(xué)做一體模式的教學(xué)改革新模式。

二、學(xué)做一體模式的提出

（一）“電氣綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”調(diào)研

目前，市場(chǎng)上已經(jīng)有面向機(jī)電一體化專業(yè)較為成熟的“電氣綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”，但是這些產(chǎn)品一般價(jià)格較高，調(diào)研某高職院校的某款“電氣控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)”，其單臺(tái)價(jià)格在8萬元左右，很多高校由于經(jīng)費(fèi)所限，不可能大量購(gòu)進(jìn)，往往只購(gòu)置少量的幾臺(tái)；但是實(shí)驗(yàn)平臺(tái)過少，又無法滿足以班級(jí)為單位的教學(xué)活動(dòng)；將班級(jí)學(xué)生分割教學(xué)，又會(huì)造成教學(xué)組織碎片化，教學(xué)進(jìn)程過長(zhǎng)；調(diào)研的某高職院校共有4臺(tái)教學(xué)用電氣實(shí)驗(yàn)臺(tái)，主要用于培訓(xùn)學(xué)生參加省級(jí)及全國(guó)的技能大賽。但在實(shí)際教學(xué)中還是使用有限。

另一方面，市場(chǎng)上電氣綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要考慮通用性，不可能完全符合每個(gè)購(gòu)買院校的教學(xué)實(shí)際，無法完全滿足個(gè)性化教學(xué)的要求，例如，我校機(jī)電專業(yè)開設(shè)的“液壓與氣動(dòng)技術(shù)”這門課程，在調(diào)研的電氣綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上就沒有相關(guān)的設(shè)計(jì)，無法開展相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。

（二）“電氣綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”學(xué)做一體模式提出

基于上述考慮，提出了學(xué)校自主研制“電氣綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”的項(xiàng)目，參考市場(chǎng)上同類教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的主要結(jié)構(gòu)、功能，由機(jī)電專業(yè)的教師針對(duì)各主干課程的教學(xué)重點(diǎn)，提出符合本校教學(xué)實(shí)際的“電氣綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”。

“電氣綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”的最終目的是培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)思考能力，提高學(xué)生的專業(yè)知識(shí)的掌握和靈活運(yùn)用能力。為了達(dá)到這些目的，項(xiàng)目組認(rèn)為，不能僅僅將實(shí)驗(yàn)臺(tái)制造出來后，讓學(xué)生去使用，而應(yīng)該讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)階段就參與進(jìn)來，賦予學(xué)生更多的主動(dòng)權(quán)。該項(xiàng)目挑選出專業(yè)知識(shí)扎實(shí)、動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生，讓這些學(xué)生依據(jù)項(xiàng)目提出的教學(xué)需求進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)各硬件進(jìn)行選型，最后完成實(shí)驗(yàn)臺(tái)的組裝、調(diào)試，投入實(shí)際教學(xué)中。而教師主要對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)方案、硬件選型、制作成本、安裝調(diào)試過程進(jìn)行指導(dǎo)，不進(jìn)行過多的干預(yù)?！半姎饩C合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”制作完成后，再將它投入日常的教學(xué)中，由于制作出的教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)充分照顧到了主要專業(yè)課的教學(xué)需求，因此，這些專業(yè)課都可以使用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生也可在同一個(gè)平臺(tái)看到不同課程的應(yīng)用，更加清晰各種課程之間的聯(lián)系。

這種由學(xué)生設(shè)計(jì)、制作“電氣綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”，再將其應(yīng)用于教學(xué)中的操作模式，稱作“電氣綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”學(xué)做一體模式。

三、“電氣綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”設(shè)計(jì)與制作

項(xiàng)目組設(shè)計(jì)的“電氣綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”其結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示：

該“電氣綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”的操作可采用觸摸屏和按鈕開關(guān)兩種控制模式，觸摸屏TPC7062KS通過USB接口與裝有MCGS軟件的計(jì)算機(jī)進(jìn)行組態(tài)，觸摸屏與PLC通過RS232進(jìn)行通訊，三菱FX3U-48MR可編程控制器為控制核心；57HS22步進(jìn)電機(jī)及M542驅(qū)動(dòng)器、ECMA-C30604PS伺服電機(jī)及ASD-A0421-AB驅(qū)動(dòng)器，ACS355變頻器，0.37kW三相異步電動(dòng)機(jī)，低壓電器（按鈕、接觸器、繼電器），測(cè)量?jī)x表，西門子RWD68溫度控制器，SKD62型執(zhí)行器，QAE2121.0110溫度傳感器，QAC22室外溫度傳感器等。該實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可與多種課程對(duì)接（如下表）。

該教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)單臺(tái)造價(jià)2萬元左右，既達(dá)到了節(jié)約資金的目的，又方便了機(jī)電專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展，鍛煉了學(xué)生的機(jī)電一體化專業(yè)知識(shí)，可謂一舉多得。

四、“電氣綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”學(xué)做一體模式的驗(yàn)證

“電氣綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”項(xiàng)目提出時(shí)，就得到了機(jī)電一體化專業(yè)教師一致的支持和參與，該項(xiàng)目也得到了廣大機(jī)電一體化專業(yè)學(xué)生的積極參與，一批理論知識(shí)扎實(shí)，同時(shí)動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生在該項(xiàng)目中得到了鍛煉。

該“電氣綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”投入到2015級(jí)機(jī)電一體化專業(yè)的教學(xué)中，得到了教師和學(xué)生的廣泛好評(píng)，由于教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是老師和學(xué)生共同完成的，因此對(duì)于該設(shè)備的使用更為主動(dòng)，更愿意在教學(xué)中融入“電氣綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”。

經(jīng)過教學(xué)運(yùn)行后，采用該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的課程，學(xué)生的專業(yè)課平均成績(jī)較上一級(jí)學(xué)生提高7.4分，而參與電氣實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)、制作的學(xué)生，其專業(yè)課平均成績(jī)比上一級(jí)學(xué)生提高10.2分，更是有顯著效果。

五、結(jié)語

機(jī)電一體化專業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)，對(duì)于高職學(xué)生專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)能力、知識(shí)的綜合運(yùn)用能力、自動(dòng)化智能設(shè)備的操作能力都有了較高要求；為了適應(yīng)社會(huì)對(duì)機(jī)電一體化學(xué)生的新要求，需要更多更先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教具參與教學(xué)。

鑒于現(xiàn)有市場(chǎng)上“電氣綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”價(jià)格較高，難以大量購(gòu)置的問題，且實(shí)驗(yàn)臺(tái)難以滿足個(gè)性教學(xué)的要求，提出了“電氣綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”學(xué)做一體化模式，由學(xué)生參與自主設(shè)計(jì)、選型、安裝、調(diào)試“電氣綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”，并將其應(yīng)用于教學(xué)過程。該模式經(jīng)過一年多的運(yùn)行，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析和學(xué)生訪談，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性明顯提高，學(xué)習(xí)成績(jī)與往屆相比，有了較為明顯的進(jìn)步，效果明顯。證明了以“電氣綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”為基礎(chǔ)的學(xué)做一體化模式符合課程改革的方向。

參考文獻(xiàn)：

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