梁亮??

摘 要：

本文從教學項目設(shè)計、教學環(huán)節(jié)設(shè)計、項目工作單、項目考核等幾個方面介紹了自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試課程項目化教學的設(shè)計。并通過幾輪的教學實施驗證了項目化教學法的可行性。

關(guān)鍵詞：自動化；生產(chǎn)線；調(diào)試；教學設(shè)計

一、 序言

項目教學于20世紀90年代末被引入我國，十幾年來，在研究了國外項目學習的理論基礎(chǔ)上，經(jīng)歷了“平臺式”的課程模式，我國主要借鑒德國的“雙元制”職業(yè)教育，提出了帶有中國特色、能滿足我國人才培養(yǎng)要求的以工作過程為導(dǎo)向的課程開發(fā)模式。我國教育部提出的“工學結(jié)合”教學理念，在此方向上我國專家做出了大量的研究，為高職院校教學改革指明了方向，如戴士弘教授的高職課程的“能力本位”項目化改造，姜大源的“基于工作過程導(dǎo)向”的高職課程開發(fā)等。下面就以我院機電一體化技術(shù)專業(yè)的《自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》課程為例介紹項目化教學的教學設(shè)計。

二、 教學項目設(shè)計

自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試課程是一門實踐性較強的課程，本課程綜合應(yīng)用了機械基礎(chǔ)、傳感器技術(shù)、氣動技術(shù)、PLC技術(shù)、變頻器、電機與拖動等多項技術(shù)，以YL-335B實訓(xùn)設(shè)備為教學載體，該實訓(xùn)設(shè)備模擬工業(yè)中常見的零部件加工、裝配、分揀的全過程，接近于生產(chǎn)實踐，在此設(shè)備基礎(chǔ)上設(shè)計了6個教學項目，分別為供料單元安裝與調(diào)試、加工單元安裝與調(diào)試、裝配單元安裝與調(diào)試、分揀單元安裝與調(diào)試、輸送單元安裝與調(diào)試、自動化生產(chǎn)線全線運行控制。

三、 教學環(huán)節(jié)設(shè)計

這里以分揀單元安裝與調(diào)試項目為例介紹項目教學環(huán)節(jié)的設(shè)計。教學內(nèi)容按照教學實施的步驟共設(shè)計了5個任務(wù)環(huán)節(jié)，分別為Jigsaw小組討論、機械組裝、電氣接線、編程調(diào)試、創(chuàng)新設(shè)計，注重培養(yǎng)學生的理論聯(lián)系實際的操作技能和職業(yè)素養(yǎng)。

項目任務(wù)一 Jigsaw小組討論

實施內(nèi)容：

1. 傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用。

2. 變頻器的工作原理及典型控制方案參數(shù)設(shè)置。

3. 氣動組件的工作原理、結(jié)構(gòu)及分類。

4. 高速計數(shù)器指令的功能及應(yīng)用。

5. PLC模擬量指令功能及應(yīng)用。計劃學時：4學時。

項目任務(wù)二 機械組裝

實施內(nèi)容：

1. 皮帶傳送機構(gòu)及支架的組裝。

2. 三相電機與旋轉(zhuǎn)編碼器的組裝。

3. 氣動組件的安裝。

4. 推料槽組件的組裝。

5. 光電、光纖、電感傳感器的安裝。計劃學時：4學時。

項目任務(wù)三 電氣接線

實施內(nèi)容：

1. 裝置側(cè)傳感器接線。

2. 裝置側(cè)電磁閥輸出接線。

3. PLC側(cè)輸入輸出端子分配及接線。

4. PLC側(cè)按鈕與指示燈設(shè)備接線。

5. 變頻器接線及與PLC連接。計劃學時：6學時。

項目任務(wù)四 編程調(diào)試

實施內(nèi)容：

1. 工件位置及編碼器輸出脈沖當量測試。

2. 高速計數(shù)器指令向?qū)гO(shè)計。

3. 分料主程序設(shè)計。

4. 推料子程序設(shè)計。

5. 分料狀態(tài)指示程序設(shè)計。

6. 調(diào)試及程序優(yōu)化。計劃學時：12學時。

項目任務(wù)五 創(chuàng)新設(shè)計

實施內(nèi)容：分出不同套件。計劃學時：4學時。

四、 項目工作單

在實施過程中學生要完成工作單的填寫，及時了解自己在任務(wù)完成過程中的表現(xiàn)和完成情況，便于總結(jié)和今后的學習。這里仍然以分揀單元安裝與調(diào)試項目為例介紹項目工作單的設(shè)計。

Jigsaw小組討論工作單

子任務(wù)一 傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用

（1）光電傳感器的工作原理及接線方式。

（2）光纖傳感器的工作原理及接線方式。

（3）電感傳感器的工作原理及接線方式。

（4）旋轉(zhuǎn)編碼器的工作原理及接線方式。

（5）光電、光纖、電感、編碼器等傳感器在分料單元中的作用。

（6）根據(jù)皮帶輪直徑、編碼器分辨率計算電機旋轉(zhuǎn)一周皮帶走多遠。

子任務(wù)二 變頻器的應(yīng)用

（1）變頻器可通過哪些方式來控制電機的轉(zhuǎn)速？簡述變頻器的工作原理。

（2）使用模擬量控制變頻器的相關(guān)參數(shù)及其含義。

（3）變頻器的參數(shù)設(shè)置方法。

（4）變頻器接線端子的功能（電機、開關(guān)量、模入、模出）。

子任務(wù)三 分料單元氣動組件

（1）雙作用直線氣缸的工作原理，常用的氣缸類型還有哪些？

（2）二位五通電磁閥的工作原理，常用的電磁閥類型有哪些？

（3）簡述單向節(jié)流閥的工作原理。

（4）設(shè)計分料單元氣動原理圖。

子任務(wù)四 高速計數(shù)器指令

（1）高速計數(shù)器指令功能、工作模式。

（2）PLC高速計數(shù)器指令向?qū)У氖褂谩?/p>

（3）使用PLC高速計數(shù)器存儲編碼器脈沖的程序設(shè)計。

子任務(wù)五 PLC模擬量指令

（1）西門子S7-200模擬量指令功能。

（2）PLC給變頻器送模擬量信號控制變頻器運行頻率。

分揀單元運行狀態(tài)調(diào)試工作單

啟動按鈕按下后

HL1指示燈是否點亮；HL2指示燈是否常亮；進料口有料時傳送帶是否正常轉(zhuǎn)動，編碼器是否正常工作；檢測為金屬物料、白色物料、黑色物料時，傳送帶是否停止，分別推向哪個工作槽；料倉沒有工件時，供料動作是否繼續(xù)。以上動作如不能正常工作，分析其原因并給出解決方法。

停止按鈕按下后

HL1指示燈是否常亮；HL2指示燈是否熄滅；工作狀態(tài)是否正常。如不能正常工作分析其原因并給出解決方法。

五、 項目考核

過程考核是項目化考核評價的重要組成部分，它將知識、能力、素質(zhì)的考核融入到項目完成過程中，突出實踐技能的考核。本項目化教學考核評價體系包含理論知識考核、過程考核、實訓(xùn)項目考核三部分，權(quán)重如下所示。

期末總成績=0.2×理論知識考核+0.5×過程考核+0.3×實訓(xùn)項目考核

三項考核內(nèi)容中只有過程考核最難掌控，因此這里只對過程考核做詳細說明。

過程考核中，每個小組負責資料整理匯報的成員，需要準備匯報PPT，總結(jié)項目的完成情況，項目實施過程中遇到的問題及解決方案，小組團隊合作情況，知識點掌握情況等。同學給予評價，老師給予指導(dǎo)點評。在項目總結(jié)完成后，老師在每組中抽查2～3名學生進行提問，其中被提問的學生所回答的問題一定不是項目開始時下發(fā)到他手中的那個任務(wù)。其他項目的考核評價與此相同，過程考核成績?nèi)缦拢?/p>

過程考核成績=15%×自我評價+15%×同組評價+70%∑8i=1Xi

六、 教學效果

我院本課程項目化教學已經(jīng)實施多年，成效也頗為顯著，學生學習興趣較之前濃厚了，動手能力也增強了，其中參加省市及全國各類相關(guān)技能大賽上手特別快，并多次獲獎，授課教師也普遍反映良好。真所謂“學生自學能力提高了，老師輕松了”！通過多輪的項目化教學實施，目前我院的PLC技術(shù)課程的項目化教學已基本形成理論，為其他課程的教學設(shè)計提供研究基礎(chǔ)。