劉 曼 ，殷 歡

（江西機電職業(yè)技術(shù)學院電氣工程學院，江西 南昌 330013）

近年來，由于機電一體化技術(shù)專業(yè)新技術(shù)、新工藝不斷迭代更新，可編程序控制器（PLC）作為工業(yè)自動化領(lǐng)域主流控制器的功能也在不斷升級，因此“PLC 應用技術(shù)”課程的教學內(nèi)容也亟待改革[1-5]。為滿足可編程控制器（西門子S7-1200 系列）的理實一體化教學，學校實訓室的實踐條件和設(shè)備功能需不斷適應教學內(nèi)容革新的要求，原有的PLC 實驗裝置技術(shù)落后，亟需更新?lián)Q代[6-10]。江西機電職業(yè)技術(shù)學院機電教學團隊通過分析現(xiàn)有設(shè)備使用率和資金預算的實際情況，決定帶領(lǐng)學生立項科研項目，在原有實驗設(shè)備的基礎(chǔ)上進行自主研發(fā)和升級改造。

1 具體做法

1.1 立項科研課題，節(jié)約設(shè)備購置資金，完善實訓設(shè)施軟硬件建設(shè)

機電教學團隊從課程需求和實際出發(fā)，以省級科研課題為依托，立項江西省教育廳科學技術(shù)項目“網(wǎng)孔型PLC 綜合實訓裝置的創(chuàng)新設(shè)計探究”，研發(fā)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)代控制實訓室。網(wǎng)孔型PLC 綜合實訓裝置結(jié)合“電氣控制技術(shù)”“PLC 應用技術(shù)”“觸摸屏控制技術(shù)”及“工業(yè)網(wǎng)絡(luò)”等課程標準的要求，大膽創(chuàng)新設(shè)計，由過去單純的實驗實訓向生產(chǎn)型項目轉(zhuǎn)變，從生產(chǎn)實際出發(fā)，以工業(yè)標準繪圖施工，真實還原工業(yè)現(xiàn)場布線，自制網(wǎng)孔型PLC 綜合實訓裝置框架設(shè)計如圖1 所示。從設(shè)計規(guī)劃、元器件采購、安裝施工到設(shè)備調(diào)試，周期約為5 個月，一臺設(shè)備改造費用約1.5 萬元，改造升級20 套設(shè)備，為學校節(jié)約了30余萬元設(shè)備購置經(jīng)費。與同類實訓產(chǎn)品相比，改造之后的設(shè)備實訓項目增多、實踐環(huán)節(jié)綜合性強、體積小能耗低、維護方便。

圖1 自制網(wǎng)孔型PLC綜合實訓裝置框架設(shè)計

1.2 研發(fā)改造設(shè)備，鍛煉教師科研能力，提升“雙師型”教師職業(yè)素養(yǎng)

在網(wǎng)孔型PLC 綜合實訓裝置研發(fā)之初，負責人對項目組成員進行了合理安排，以教學經(jīng)驗和實踐經(jīng)驗豐富的教師為核心，組織了多名青年教師帶領(lǐng)機電專業(yè)40 余名學生參與，整個裝置從原理圖設(shè)計、控制柜柜體設(shè)計、元器件安裝、控制線路連接到控制柜調(diào)試均由師生協(xié)作完成。在這個過程中，團隊立項的江西省教育廳科學技術(shù)項目在2021 年結(jié)項，并獲得國家專利局授權(quán)的5 件實用新型專利。機電團隊教師指導學生完成基礎(chǔ)構(gòu)架后，利用實訓周、勞動周以及課余時間，指導學生完成改造設(shè)備的安裝接線、通電調(diào)試，如圖2 所示。教師投身設(shè)備改造升級，鍛煉了教師科研能力，提升了教師職業(yè)素養(yǎng)。

圖2 教師指導學生調(diào)試改造的PLC綜合實訓裝置

1.3 參與工程實施，強化學生勞動觀念，提高學生技能和創(chuàng)新意識

將勞動價值觀貫穿課內(nèi)、課外的教育教學過程，采用“教師主導-教、學生主動-學、師生聯(lián)合-做”的教學模式，教師利用課余時間帶領(lǐng)學生設(shè)計規(guī)劃改造設(shè)備的建設(shè)方案，學生全程參與改造裝置的布局、采購設(shè)備板材元器件、實施設(shè)備安裝與調(diào)試，如圖3 所示。此外，工作室的學生還協(xié)助教師開發(fā)出新的實訓項目、撰寫畢業(yè)設(shè)計論文。通過讓學生參與工程項目設(shè)計與實施，激發(fā)了學生參與實踐項目的興趣，提高了學生勞動實踐的主觀能動性，增強了學生的創(chuàng)新意識，為學校培養(yǎng)了更多的智能控制領(lǐng)域復合式創(chuàng)新型技術(shù)技能人才。

2 獲得成效

2.1 自行改造升級設(shè)備，節(jié)約經(jīng)費開支

經(jīng)過近兩年的探索，學校師生在自制設(shè)備方面取得了不少成效，機電教學團隊后續(xù)還改造了11 臺THPJW-1 型電工實訓考核裝置和20 套S7-200SMART PLC實訓裝置，如圖4 所示。自制研發(fā)的實訓設(shè)備完善了機電類專業(yè)的實驗實訓條件，提高了實驗實訓設(shè)備的使用率，為學校節(jié)約了資金70 余萬元。該項舉措在學校二級學院得到積極應用推廣，2022 年學校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學團隊也相繼對物聯(lián)網(wǎng)實訓設(shè)備進行自主改造和升級換代，2023 年車輛工程學院的教學團隊組建汽車公共服務(wù)中心，師生利用創(chuàng)新的才智和靈巧的雙手打造更美好的教學工作環(huán)境。

圖4 改造的S7-200SMART PLC實訓裝置和電工實訓考核裝置

2.2 勞動觀念引領(lǐng)師生提升職業(yè)素養(yǎng)

師生通過自主研發(fā)改造實驗實訓設(shè)備，樹立了正確的勞動價值觀，提升了教師的工程實踐和科研能力，形成了良好的科研實踐氛圍，使學校、教師、學生都受益匪淺。近兩年，機電教學團隊有8 名青年教師獲江西省技術(shù)能手、江西省青年崗位能手、江西省巾幗建功標兵等榮譽稱號，成為名副其實的“雙師型”教師，教師部分榮譽證書如圖5 所示。機電教學團隊成員有1 人獲2023 年享受國務(wù)院特殊津貼擬推薦人選，1 人獲批新時代職業(yè)學校名師（名匠）培養(yǎng)計劃（2023—2025 年）培養(yǎng)對象，機電一體化技術(shù)教學團隊也成功入選第三批國家級職業(yè)教育教師創(chuàng)新團隊立項建設(shè)單位名單。

圖5 教師部分榮譽證書

工作室學生通過參與研發(fā)改造設(shè)備和實施創(chuàng)新性的典型工作任務(wù)，激發(fā)了學習興趣，提升了綜合設(shè)計和裝調(diào)能力。學生從參與設(shè)備改造的實踐勞動中受益，培養(yǎng)出吃苦耐勞、愛崗敬業(yè)、精益求精、樂于奉獻的職業(yè)素養(yǎng)。這些學生當中有大部分都參加了全國職業(yè)院校技能大賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，在工業(yè)機器人技術(shù)應用、機器人系統(tǒng)集成應用技術(shù)、生產(chǎn)單元數(shù)字化改造、數(shù)控機床裝調(diào)與技術(shù)改造等國賽項目中獲得國賽一等獎1 項、二等獎5 項、三等獎3項，如圖6所示。

圖6 學生在全國職業(yè)院校技能大賽中獲獎

3 反思改進

3.1 操作的安全性

教師帶領(lǐng)學生在設(shè)備改造的過程中，應始終關(guān)注規(guī)范操作和用電安全，保障設(shè)備的安全性，確保改造設(shè)備不會帶來安全隱患。教師應給學生提供用電安全培訓和指導，幫助學生深刻理解和遵守安全規(guī)定。

3.2 改造的有效性

改造后的實訓設(shè)備應達到一定的性能標準和實用性。教師應定期帶領(lǐng)學生檢查設(shè)備的使用性能，注意設(shè)備的維護與保養(yǎng)，以確保其滿足教學需求，及時修復老化元器件或更換損壞的部件。

3.3 提供必要支持

師生利用課余時間改造設(shè)備，需要更多的技術(shù)支持和資源來有效幫助他們解決困難，學校應提供政策等激勵辦法鼓勵教學團隊勇于創(chuàng)新和實踐。

3.4 保持可持續(xù)性

師生自行改造實訓設(shè)備需要團隊合作與良好的溝通，學校各二級學院的教學團隊之間應積極分享經(jīng)驗，共同解決問題。學?？梢蕴峁┍匾臏贤ㄆ脚_，促進教師之間的交流，以確保設(shè)備改造的可持續(xù)性和長期效益。