王京++郄偉

摘要：項(xiàng)目化教學(xué)是最能體現(xiàn)職業(yè)教育實(shí)踐性、職業(yè)性等特點(diǎn)的教學(xué)模式。以《校內(nèi)畢業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)》課程為例，闡述項(xiàng)目化教學(xué)的實(shí)施過(guò)程及其在培養(yǎng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)技能綜合應(yīng)用能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新意識(shí)等方面體現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目化教學(xué)；綜合實(shí)訓(xùn)；高職教育

中圖分類(lèi)號(hào)：G4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.15.083

1項(xiàng)目化教學(xué)的內(nèi)涵

項(xiàng)目教學(xué)的理論基礎(chǔ)是構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論，是以項(xiàng)目為媒介，師生共同完成的一個(gè)教學(xué)活動(dòng)。職業(yè)院校的教學(xué)活動(dòng)中，項(xiàng)目指的是一個(gè)具有實(shí)際意義產(chǎn)品的任務(wù)，它對(duì)學(xué)生的要求就是要運(yùn)用自己的理論知識(shí)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，在完成項(xiàng)目的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題。教學(xué)過(guò)程中，教師要努力營(yíng)造探討、交流的學(xué)習(xí)氛圍；學(xué)生則以群體協(xié)作的方式，自主選定項(xiàng)目，自主進(jìn)行方案的選擇、設(shè)計(jì)、優(yōu)化與實(shí)踐，成為項(xiàng)目化教學(xué)的主體。

2課程簡(jiǎn)介

《校內(nèi)畢業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)》課程是專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，也是學(xué)生進(jìn)行頂崗實(shí)習(xí)前的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。課程的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，以促進(jìn)學(xué)生職業(yè)能力的發(fā)展。針對(duì)機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，該課程可選取液氣壓控制、電氣控制、機(jī)械加工等方面的典型項(xiàng)目，比如加工一個(gè)零件、設(shè)計(jì)與制作一件產(chǎn)品、排除一個(gè)故障等，旨在培養(yǎng)學(xué)生的液氣壓控制系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)、PLC程序編制、電路識(shí)圖分析設(shè)計(jì)及典型零件加工等專(zhuān)業(yè)能力。

3案例分析

以“氣動(dòng)機(jī)械手的制作”項(xiàng)目為例，詳細(xì)闡述項(xiàng)目化教學(xué)在《畢業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)》課程中是如何應(yīng)用的。

3.1資訊

項(xiàng)目題目確定后，學(xué)生依據(jù)項(xiàng)目要求通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜集與氣動(dòng)機(jī)械手的相關(guān)資料。最終網(wǎng)絡(luò)上的一張圖片給了大家靈感，如圖1所示。

3.2計(jì)劃

機(jī)械的主要組成包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及位置檢測(cè)裝置等。本項(xiàng)目中執(zhí)行機(jī)構(gòu)——機(jī)械手旋轉(zhuǎn)底座、機(jī)械手爪等零件需要加工、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)。因此，項(xiàng)目組最終劃分為三個(gè)小組：氣壓控制小組、電氣控制小組和零件加工小組。

3.3決策

通過(guò)研究、討論，同學(xué)們制定了實(shí)施方案。

3.3.1機(jī)械手的手爪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了使機(jī)械手的作用得到更大發(fā)揮，手爪部分用棒料去設(shè)計(jì)，采用夾持式手爪，并且其手爪可以設(shè)計(jì)成能夠更換。

3.3.2機(jī)械手的手腕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

手腕最好可以做成回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，因?yàn)橐话惚蛔サ墓ぜ际撬椒胖玫?，便于操作?/p>

3.3.3機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)抓取工作的一些要領(lǐng)，機(jī)械手的手臂可以設(shè)計(jì)成手臂伸縮和左右回轉(zhuǎn)兩個(gè)方面。

3.3.4機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)

氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)明顯，其動(dòng)作靈活多變，阻力較小，并且，其成本低廉，所以機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)自然選擇這個(gè)方式。

3.3.5機(jī)械手的控制方案設(shè)計(jì)

利用可編程控制技術(shù)結(jié)合相應(yīng)的硬件裝置，控制氣動(dòng)機(jī)械手完成搬運(yùn)等各種動(dòng)作。

3.4實(shí)施

各小組依據(jù)設(shè)計(jì)方案并利用液壓實(shí)訓(xùn)室、電氣控制實(shí)訓(xùn)室和數(shù)控基地等實(shí)踐教學(xué)條件展開(kāi)該項(xiàng)目的實(shí)施。具體實(shí)施過(guò)程如下。

3.4.1氣壓部分

（1）氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；

（2）執(zhí)行原件的選擇；

（3）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選擇；

（4）控制元件的選擇；

（5）機(jī)械手氣動(dòng)系統(tǒng)工作過(guò)程分析。

3.4.2電氣部分

（1）電氣元件的選擇；

（2）I/O分配表；

（3）PLC接線(xiàn)圖；

（4）PLC梯形圖；

（5）PLC指令表。

3.4.3機(jī)械部分

（1）零件設(shè)計(jì)與圖紙的繪制；

（2）工具的選用；

（3）毛坯的選擇；

（4）設(shè)備的選擇；

（5）連接桿加工工藝設(shè)計(jì)及制作；

（6）底座加工工藝設(shè)計(jì)及制作；

（7）機(jī)械手外殼加工工藝設(shè)計(jì)及制作；

（8）連接機(jī)構(gòu)1加工工藝設(shè)計(jì)及制作；

（9）夾取手指加工工藝設(shè)計(jì)及制作。

經(jīng)過(guò)2個(gè)月的不懈努力，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)最終制作出了可實(shí)現(xiàn)機(jī)械手臂90度旋轉(zhuǎn)、手臂伸縮和機(jī)械手爪抓取三個(gè)動(dòng)作的氣動(dòng)機(jī)械手，實(shí)物如圖2所示。

3.5檢查

（1）安裝后經(jīng)調(diào)試，氣動(dòng)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械手臂90度旋轉(zhuǎn)、伸縮等預(yù)期動(dòng)作；

（2）安裝后經(jīng)調(diào)試，電氣系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)按順序控制機(jī)械手的以上動(dòng)作；

（3）氣動(dòng)機(jī)械手各零件的檢驗(yàn)。

以連接桿的檢驗(yàn)為例介紹零件的檢驗(yàn)方法，如表1所示。其他零件的檢驗(yàn)省略。

連接桿經(jīng)檢驗(yàn)可以承受兩伸縮氣缸與機(jī)械手爪的重量，與氣缸螺紋配合處達(dá)到配合要求，沉頭孔與旋轉(zhuǎn)氣缸部分達(dá)到配合要求。

3.6評(píng)價(jià)

（1）該機(jī)械手的夾持手指設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，可用于搬運(yùn)小型零件，也可供教學(xué)或?qū)嶒?yàn)使用。

（2）采用氣壓傳動(dòng)能夠自動(dòng)控制，動(dòng)作靈活多樣，能過(guò)載保護(hù)。

（3）目前，機(jī)械手操作一般都選用PLC程序，其具有較強(qiáng)的靈活性和專(zhuān)業(yè)化程度高，并且能控制時(shí)間和行程。

4收獲與思考

“氣動(dòng)機(jī)械手的制作”項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，收獲最大的是學(xué)生。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的成員不僅感到之前學(xué)過(guò)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)與技能得以充分應(yīng)用，而且在與同伴溝通交流、討論研究攻克了一個(gè)又一個(gè)出現(xiàn)的難題時(shí)，體驗(yàn)到個(gè)人與集體共同成長(zhǎng)的快樂(lè)。

該項(xiàng)目成功實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的同時(shí)既積累了豐富經(jīng)驗(yàn)也存在不足之處，愿與大家共同分享：

（1）項(xiàng)目本身具有很強(qiáng)吸引力，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與探究，進(jìn)而為培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識(shí)提供可能；

（2）由于該項(xiàng)目不僅包含機(jī)械手的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、零件制造，還包含驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析，所以具有很強(qiáng)的綜合性，因此需由多個(gè)小組協(xié)同完成該項(xiàng)目，這為培養(yǎng)學(xué)生溝通能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神創(chuàng)造空間；

（3）需要進(jìn)一步引入企業(yè)專(zhuān)家，全程參與項(xiàng)目的制定、實(shí)施以及評(píng)價(jià)；

（4）該項(xiàng)目的成功實(shí)施為本科層次人才培養(yǎng)過(guò)程中的《校內(nèi)畢業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)》課程的實(shí)施積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

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