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關鍵詞：項目教學法；教學活動；自動化生產線
中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）12-0184-02
一、引言
高等職業教育是我國教育事業的一個重要組成部分，在培養勞動者的素質和技能方面，發揮了巨大的作用。大力發展高等職業教育，提高高職教育的質量和水平，是高等教育持續發展的必然要求。為了適應高職教育的快速發展，就要抓住高職教育的發展趨勢，大膽進行課程的改革與創新，發揮高職教育的特點，讓其更適應經濟市場的需求，也正是在這種環境下，我們針對《自動化生產線安裝與調試》課程的改革模式進行了一系列分析與研究。《自動化生產線安裝與調試》是機電一體化技術專業的一門綜合性較強的專業核心課程，其涵蓋了可編程序控制技術、傳感器技術、氣動技術、觸摸屏技術和工業網絡控制技術等自動化技術的應用。通過本課程的學習，使學生了解現代化工業進程中工業產品加工的方式，認識機電一體化設備的結構、運動、檢測、通訊及控制方式，從而使學生掌握自動化生產線的安裝、調試、操作和維護技能。
二、課程開發設計
1.課程設計理念。高職高專院校人才培養的目標是以服務為宗旨，以就業為導向，以培養生產、建設、管理、服務第一線需要的技術應用性人才為目標。根據國務院關于加快發展現代職業教育的決定，對現代職業教育提出了新的要求：專業設置與產業需求對接，課程內容與職業標準對接，教學過程與生產過程對接。
2.課程設計思路。課程開發與企業緊密合作，共同開展企業調研，了解崗位人才培養要求，尤其是能力、知識和素質要求；與企業專家共同分析典型工作任務，進行歸納、整理、提煉，制定課程標準。教學內容將理論教學和技能訓練有機地融合，以自動化生產線的工作過程為導向，設計教學任務；以自動化生產線實訓裝置為載體實施教學過程；以職業標準為參考，實現考核評價過程化。
三、教學組織與實施
（一）教學目標分析
按照機電一體化技術專業人才培養方案要求，本專業培養德、智、體、美全面發展，具有創新品質和發展能力，掌握專業基礎知識、應用方法和基本技能，在制造行業生產一線從事機電設備制造、技術運用與改造、設備運行、維修、管理等高端技能型人才。因此，自動化生產線安裝與調試課程教學目標包含能力目標、知識目標和素質目標。
1.能力目標。能夠根據圖紙安裝、調試自動生產線設備機械裝置；能夠根據電氣圖安裝、調試自動生產線設備中的電氣裝置；能夠操作自動化生產線設備；能夠維護檢修自動化生產線設備；能夠進行簡單的自動生產線技術改造。
2.知識目標。能夠讀繪安裝圖紙、電路圖和氣路圖；掌握常用傳感器的原理、選用和安裝技術；掌握常用氣動元器件及設備原理、選用和安裝技術；能夠對S7-200PLC熟練編程調試；能夠用組態軟件設計人機界面，控制設備運行。
3.素質目標。能夠安全操作設備，通過規范工作流程，養成良好的工作習慣；鍛煉人際溝通、團結協作能力；培養積極進取、獨立學習、繼續學習等方面的能力；培養勇于創新、敬業樂業的工作作風。
（二）教學項目設計
教學項目安排由淺入深、由簡單到復雜，基于工作過程的教學方式培養學生的操作技能。按任務的實施過程開展教學，同時，在教學內容的安排上注重培養學生的安全意識、規范操作意識、環保意識及團隊協作精神。教學項目的設置要結合實訓設備，實訓設備中包含供料站、加工站、裝配站、搬運站、分揀站等五個工作站，在設置項目時考慮由淺入深，設置了三個教學項目：自動生產線認知、自動生產線各分站的安裝與調試、自動生產線整體安裝與調試。在第二個教學項目中，將項目進行細化，又分為五個教學任務：自動生產線認知、供料站安裝與調試、裝配站安裝與調試、分揀站安裝與調試、搬運站安裝與調試。教學內容涵蓋的知識包含：PLC控制技術、氣動控制技術、自動檢測技術、步進電動機、私服電動機、變頻調速、網絡等，教學內容在設置時，把所有教學知識點合理融入到教學項目或任務中，并按照項目或任務的難易程度和含知識量的多少進行分配學時。
（三）教學方法
1.采用任務驅動的教學方法。在理實一體化的教學模式的框架下，采用任務驅動的教學方法進行教學，其過程是：布置典型工作任務―在教師引導下查閱資料并加以總結提煉―形成實訓初步方案―小組討論確定最終方案―小組合作完成實訓任務―編寫實訓報告―評價。
2.貫徹“學生為主，教師引導”的思想。為了保證教學的順利實施，提高教學效果，貫徹“學生為主，教師引導”的思想，充分調動學生主動學習的積極性。同時，教師以一個組織者、引導者的身份不斷提出或引導學生提出新的問題，讓學生積極思考，培養其發現問題、解決問題的能力。
3.遵守“教、學、做”一體的教學理念。任務提出后，教師引導學生學習任務要求的基礎理論和操作要點，經小組討論確定實施方案后進行實施。在任務實施過程中教師嚴格監督、檢查，發現問題及時糾正、指導，任務完成后進行總結、評價，同時針對典型的問題認真講解，增強學生的感性認知，提高理解效果，這樣既提高了學生的操作技能，又掌握了必要的理論知識。
（四）考核體系設計
考核作為檢驗學習情況的有效手段，是必不可少的。現行的考試大多采用期末考試，這種考試方法會造成學生“突擊式”的學習過程，平時沒有學習的主動性和積極性，知識掌握的膚淺，沒有將知識轉變成能力。為了實現教學過程的良好控制，就必須加大平時考核的力度，增加平時成績的比例，變期末一次終結性考核為過程性考核，同時為突出操作技能，應加大技能考核的比例。所以在自動化生產線安裝與調試課程中，平時考核占30%，技能考核占40%，理論知識考核占30%。
四、預期效果
自動化生產線安裝與調試課程采用項目化教學法不僅讓學生的學習面貌發生了變化，而且使學生學習的積極性大大提高了，主體意識明顯增強了，綜合應用能力得到了很好的發展，自我探究能力也不斷提高。在教學過程中，學生自由討論、互相幫助，加強了團隊的合作意識。教師從學生的實際水平出發，以學生為主體，創設良好的情境，使學生積極參與知識的探索過程，主動完成實訓任務，掌握操作的方法與技能，并學以致用。
五、結語
在自動化生產線安裝與調試課程建設中，學校教師與企業工程技術人員共同制定課程體系與課程標準，根據自動化生產線的工作過程來設計教學情景，以典型工作任務為載體，以學生的能力培養為主線，合理融合理論知識與專業技能，有效地實現了高技能人才培養目標與市場需求的一致性，保證了教學過程中“教、學、做”的一體化，突出了人才培養的應用性和針對性，實現了教學的整體優化，保證了課程教學目標和人才培養目標的實現。
參考文獻：
[1]張偉林.自動化生產線控制技術實訓[M].中國電力出版社，2013.
關鍵詞：自動化生產線 理實一體 教學模式 工學結合
0引言
高職機電一體化技術專業其特點是社會需求量大，就業崗位多，就業行業分布廣。隨著高新技術的迅猛發展，機電一體化技術的應用滲透到社會各個行業，大量懂技術并能操作、安裝、調試及維修先進機電設備的技能型人才受到各企業的歡迎。高職機電一體化專業的培養定位是培養適合生產第一線崗位需求的高級技能型人才，因此機電專業的教育不但強調對學生進行專業知識的傳授，更加要注重對學生實踐操作技能的培養。《自動化生產線安裝與調試》課程作為機電一體化技術專業的核心課程，主要內容有模塊化生產加工系統各站的安裝、調試與維修，自動化生產線的聯網調試與運行等多部分組成，針對該課程實踐性較強的特點，我們采取了基于“校內實訓室+校企合作工作站”以現場教學模式為主對該課程進行理論實踐一體化的教學改革，基于職業分析，確定典型工作任務及完成工作任務需要的知識與技能，落實課程培養目標，基于工作內容分析，以技能培養為重點，重構課程內容模塊，采取理論實踐一體化的教學模式，強化學生對機械、電工、氣動技術的綜合運用能力，堅持“必需、夠用“的原則，全面提升學生的綜合能力。
1課程改革的基本思路
《自動化生產線安裝與調試》課程開發遵循“工學結合、行動導向”及“教、學、做”一體化模式，在教學過程中將教學內容、教學資源等要素重新進行整合。通過企業調研，將調研數據進行系統分析，選擇目標清晰，具有典型性的工作任務為教學載體，在指導學生完成工作任務的過程中，培養學生能力。與企業合作，以工作任務的完成過程為導向設計課程內容，具體建設思路如圖1所示：①依據職業崗位要求，與企業工作人員共同制定職業標準；②按照職業標準，將崗位技能劃分為多個技能培養目標；③根據工作任務和能力培養要求，開發滿足教學項目；④制定符合職業標準和行業標準的能力訓練項目考核方法；⑤編寫適合在校企合作工作站開展教學的教材。
2基于行動導向教學觀的理實一體、工學結合課程的設計及實施
通過2年實踐，將《自動化生產線安裝與調試》課程基于行動導向教學觀的理實一體課程的具體設計及實施來具體描述，具體內容見圖2。
2.1通過對西安東風儀表廠等企業進行調研，將《自動化生產線安裝與調試》課程按照職業崗位能力需求劃分成3個學習情境。其中第一個及第三個學習情境在學校機電綜合創新實訓室內完成理論實踐一體化教學，第二個學習情境在西安東風儀表廠內校企合作工作站內由企業教師完成教學工作。
2.2每個學期情境下又包含多個學習子情境，每個子情境都是經過企業調研后由企業專家與教師的共同研究商討后，形成的典型工作任務，這些工作任務具有很強的實用性及可操作性，并將子情景以任務單的形式下發給學生，在教學過程中可根據任務的實際需要采用多種教學方法。
2.3更新課程評價與考核方式，在考核方式上采取學生自我評價、相互評價、教師評估的方式，由教師與學生共同參與。考核方案既有過程評價，又有終結性評價，以平時過程性考核為主，任務考核涵蓋了學生的能力、知識、態度，突出能力考核，要保證讓每個學生掌握必備的職業技能。
3總結
【關鍵詞】自動化生產線；PLC課程；課證融合；課程設計
一、緒論
PLC技能課程作為職業院校里電氣自動化技術專業類的一門的專業課程，其重要性不言而喻。它將繼電器技術、計算機技術、控制技術、網絡通信技術集于一體，是一門綜合性、應用性課程。作為學院骨干院校建設重點專業：電氣自動化技術專業（工業機器人應用方向）中的一門專業核心課程，本課程主要為培養工業機器人電氣設計工程師、制造工程師、銷售工程師、服務工程師、品質管理工程師、系統集成工程師等職業崗位的人才服務，故課程設計開發要突出培養學生使用PLC解決實際控制問題的動手能力，使學生掌握最新的技能，并為后續的較復雜的自動化設備及生產線的學習打下堅實的基礎。
二、課程內容設計
為了落實“以學生為主體”的思想，課程建設調研期間，對自動化專業的40多位學生進行了PLC課程教學情況的調研。為了實現“以學生就業為導向”，對常州周邊4個自動化相關企業進行了調研，并邀請企業專家進校召開課程建設研討會（有歐姆龍自動化上海有限公司，天地自動化股份有限公司，星宇車燈有限公司、上海ABB公司等企業工程師），根據這些專家對電氣自動化專業所涵蓋的崗位群進行了任務和職業能力分析。
課程設計時以企業生產崗位典型工作任務為主線，以電氣自動化專業應共同具備的崗位職業能力為依據，確定課程主要任務是：培養學生具備分析實際PLC控制系統的能力，能完成簡單控制系統的設計、安裝、編程和調試工作，并能對PLC控制系統進行日常維護。
課程內容以亞龍科技集團有限公司生產的YL-335B自動化生產線設備[1]為載體，配備歐姆龍CX-one編程軟件與西門子STEP7軟件，將課程的教學活動分解設計成若干項目或工作情景，主要有：供料站與加工站的控制[2]、裝配站控制、分揀站控制、輸送站控制、自動線PLC通信、攪拌機的設計等。以這些項目為單元組織教學，將PLC的常用指令分解到各個項目中去。在每一個項目的教學過程中，遵循學生認知規律，融入相關的指令、編程方法、控制系統構建、硬件接線方法、系統調試運行和優化等相關知識和技能。通過對各個項目的學習、訓練和具體操作，掌握典型PLC指令的格式、基本用法、功能，了解和掌握PLC系統的結構、地址分配、程序設計以及每個應用項目的軟硬件調試的全過程。讓學生在做中學，在學中做，加深對專業知識、技能的理解和應用，培養學生的綜合職業能力，滿足學生職業生涯發展的需要。這充分體現任務引領、實踐導向的課程思想。
三、課程考核
本課程的考核有兩大特點：第一個特點，本課程將學歷教育與職業資格證書體系銜接起來，以就業為導向、以職業技能發展為目標，實施課證融合，實現高職教育專業課程體系與職業標準的銜接[3]。將以骨干院校建設為契機，計劃與國際型PLC生產大企業聯合開發基于YL-335B自動線設備及CX-ONE編程軟件的PLC職業資格證書，要求學生通過校企合作開發的工業自動化技術（PLC）的考核，并獲得證書。同時為學生考取維修電工高級證書以及電工技術證書等打下基礎。第二個特點，考核由理論考核與實踐考核組成，理論考核采用試卷形式，實踐考核采用單元考核方式，包括成果、工作態度、工作規范、團隊合作等表現。
四、以賽促學
在課程建設過程中，主要老師積極組織學生參加各項與自動化生產線或PLC相關的比賽并獲得好成績。在2012全國高職技能大賽高職組亞龍杯自動化生產線安裝與調試比賽中獲得一等獎。在2011年首屆“亞龍杯”全國高職院校“電氣控制系統安裝與調試“技能大賽中獲二等獎，在自動化生產線安裝與調試比賽中獲得一等獎。學生對參加此類大賽都非常積極，認真。在選拔選手的過程中，大賽相關信息在學生中流傳開來，激起了學生對PLC技術的關注；在準備比賽的過程中，選手突擊、強化學習PLC技術，將相關技術應用到自動化生產線上，極大地提高了解決問題的能力；在比賽的過程中，與其他學校選手切磋、競爭，考驗了臨場應變能力與對PLC技術掌握的熟練程度；賽后，尤其是獲得大獎后，增強了學習PLC技術的信心，更激發同學對PLC技術的學習熱情[4]。
五、總結
本文就PLC課程設計的教學內容載體、課程考核、以賽促學等相關方面提出了見解。今后還將對該課程的網絡教學資源建設、教學評價機制等進行進一步的探索和完善。
參考文獻
[1]亞龍YL-335B型自動生產線實訓考核裝備說明書..
[2]朱林.高職專業課程體系與職業資格認證如何有效銜接[J].職業，2011（24）.
[3]廖常初.可編程控制器的編程方法與工程實踐[M].重慶：重慶大學出版社，2003.
作者簡介：
關鍵詞：參與式教學模式；自動線；教學改革
中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1009-0118（2012）12-0131-02
“自動化生產線安裝與調試”課程內容包含了機電一體化技術、PLC編程及網絡通訊、變頻控制技術、電機控制技術、傳感器應用及氣動控制等技術及技能。如果在學習過程中繼續采用傳統的先學習理論知識再進行實踐應用教學方法，容易使理論與實踐產生偏離，對知識求新能力較差，達不到該課程的教學目標，同時很難適應現代社會所要求的靈活、高效與創新，因此，在“自動化生產線安裝與調試”課程中針對傳統的教學模式進行根本性改革，切實提高課程的教學質量。筆者經過多年的實踐摸索，發現在“自動化生產線安裝與調試”課程的教學中，采用參與式教學模式能夠取得良好的教學效果。
一、參與式教學模式的概念
參與式教學模式以項目案例為基本素材，以提高學生的管理意識和管理能力為目的，其實施方法多種多樣，如構建學習團隊、任務驅動、案例教學、情景模擬、角色扮演、視頻教學、辯論比賽、企業參觀等。參與式教學模式要求教育的重心由關注教師“教”轉向學生“學”和“練”，學生由消極被動的傾聽者轉向積極主動的探索者，教師由單一的知識傳授者轉向學生的學習領路人，這就要求教師具有深厚的知識和經驗背景，持有客觀、公正及開放的心態，具備良好的溝通、協調能力，對學生的學習、實踐進行有效地計劃、組織、領導、控制并不斷進行創新。
二、教學改革的總體思路
按照以培養生產線設備維修維護的應用技能和相關職業崗位能力為基本目標，緊緊圍繞工作任務完成的需要來選擇和組織課程內容，突出工作任務與知識的緊密性。課程改革時首先與企業專家、技術工人共同設計開發學習情境，以亞龍科技公司YL-335系列及YL-101MPS柔性生產線設備的常見工作任務和典型故障為載體，培養學生對生產線的拆裝、編程、調試、故障的診斷與排除能力，鍛煉學生的自主學習和實際操作與維護能力，提高學生的技能水平。
三、“自動化生產線安裝與調試”參與式教學模式的實施
參與式教學模式常用的有任務驅動法、案例教學法、游戲教學法、情境教學法等等，在實施的過程中方法是靈活多樣，正是這些豐富多彩的方法，構建了學生踴躍參與、實踐動手能力不斷增強的師生互動式課堂。
（一）“學習團隊”的構建
根據學生知識和動手能力水平以及男、女生按比例分配組成3-5人的“學習團隊”，每個團隊自主選出一個組長、一名發言人。在各組組長的統一協調下，共同發揮積極能動性完成教師布置的各項教學任務，最后由發言人進行匯報總結。
（二）教學情境的設計
“自動化生產線安裝與調試”課程的教學情境的設計是對自動化工控企業進行充分調研的基礎上，結合學生畢業后主要從事的自動化設備操作、調試、維修維護、生產管理等崗位需求，以就業為導向，經自動化生產線的工作任務為載體，針對工業生產線中的供料、物料搬運、沖壓加工、零件裝配、成品的分揀等工作過程，突出所需的主要崗位能力培養目標，并兼顧前后課程的相關知識的綜合應用，精心設計開發了以亞龍YL-335系列自動生產線為平臺，基于自動線安裝調試的工作過程的供料單元、加工單元、裝配單元、輸送單元、分揀單元、人機界面及聯合調試等7個學習情境，各教學情境間的聯系可用圖1所示：
主要學習情境具有明顯的典型性、可操作性和挑戰性，相互間是平行、包容和遞進的關系，形成了科學完整的知識體系。
四、教學實施過程的改革
在教學實施過程中，可采用“教-學-做”合一的教學模式，應該在“講-演-練-評”一體化的實訓室內進行。理論與實踐的關系是邊講邊練，使理論與實踐的緊密結合，可讓理論更好地為實踐服務，而且還可以激發學生的學習積極性，達到了事半功倍的效果。其教學實施根據循序漸進關系可由資訊、計劃、決策、實施、檢查及評估等五個步驟組成，這六步的關系及老師的作用可用圖2所示（以下以分揀站為例說明這六步的實施過程）。
（一）資訊
資訊即讓學生通過多種方式和渠道搜集與設備或教學任務相關的信息。老師先把整個自動線設備的功能通過實物展示或視頻放映的方式，讓學生先有個總體印象，然后把整套生產線進行分解進行，最后再進行綜合，老師主要起到引導的作用。
在分揀站安裝調試中，首先通過現場演示的方法，先讓學生了解分揀站的工作過程，做到有的放矢進行，接下來把整個分揀站劃分為機械及安裝、氣動控制回路的調試、傳感器及安裝、變頻系統調試、PLC控制系統調試等五個子模塊。作為先期知識的傳感器及變頻器知識可讓學生搜集在分揀站中所用到的光電傳感器、光纖傳感器及MM420的相關信息，老師要引導學生理解為什么要在此工作站中使用這些元件，并把元件的型號及性能作出記錄。
（二）計劃
根據教學情境及資訊階段獲取的相關資料信息，主要是提出安裝與調試幾個方案；不同小組教師可給予不同的指導，由學生制訂出任務實施的計劃書，及時檢查計劃可能存在的漏洞。在項目計劃過程，老師要啟發大多數學生制訂嚴密可行的計劃。
列舉出分揀站機械及安裝、氣動控制回路的調試、傳感器及安裝、變頻系統調試、PLC控制系統調試這五個子模塊的具體地實施過程，老師要注意培養學生的計劃性和條理性。
（三）決策
綜合前期的信息，先由小組討論，再由整個班級進行分析論證各小組工作計劃的可行性，決定項目實施方案。
通過各小組的討論，決策出分揀站的調試過程是第一步進行機械部分安裝；第二步氣動控制回路的安裝；第三步進行傳感器及安裝；第四步PLC控制模塊的安裝；第五步變頻系統安裝調試；第六步氣動控制回路、傳感器的調試、變頻器等模塊的調試；第七步進行系統綜合調試。
（四）實施
學生根據選定的方案將所要進行的教學任務分解成若干個模塊，必須進行組內分工，明確任務后，各自獨立完成各人所分配的任務；老師必須為學生提供必要的技術上的或設備上的支持，并起督導作用。把決策過程中的七步按計劃及決策分工，具體實施出來，要發現前期工作的不合理的地方，及時進行修正。
（五）檢查
任務實施完成以后進行檢查，學生對安裝調試好的單元進行工作效果測試，整理安裝調試日志；教師要巡視指導學生使用相關檢測儀器。老師要檢查各小組的實施結果，難度比較大的地方如電機連軸器的安裝及變頻系統的調試重點檢查。學生要測試系統調試的結果及傳感精度是否達到了要求。
（六）評估
每組學生講解安裝調試的實施方案，進行小組間的互評；教師對每組安裝的計劃、方案和完成過程進行點評。綜合組內自評、組間互評和教師評價的結果，形成最終成績。老師組織學生在各小組間先進行自評，事先要把分揀站安裝與調試評判標準的工作頁，分發給學生；然后是各小間進行互評，找到被評判小組的做的好及存在的不足，并讓其對于不足的部分進行修改，即再實施、再檢查、再評估，直到完全達到標準要求。
五、體會與建議
學習情境中的項目來源于實際工作過程，但要加工處理使其適合教學，能夠體現知識技能點并合理分布。教學實施運用的“資訊、計劃、決策、實施、檢查和評估”六步法，不能機械地套用，可以根據實際項目情況進行取舍或合并。
教師在指導過程中，對前幾個環節要加強指導、監控，讓學生適應這種教學方式。在項目實施過程中，讓學生先完成簡單的單元，體會成就感，并在組間形成競爭的良好氛圍，調動每個學生學習的積極性。
檢查和評估要有完善的評價體系，大部分由客觀指標構成，可操作性要強，評價方式要簡單，不必求全。教師對學生的評價主要是過程評價，即對整個項目的完成情況不能只以結果為準。
參考文獻：
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[3]馮衛東，王亦晴.情境教學策略[M].北京師范大學出版社，2010.
[4]姜大源.職業教育學研究新論[M].教育科學出版社，2007，（1）.
（臺州職業技術學院 浙江 臺州 318000）
摘要：在“工業機器人安裝與調試”學習領域課程開發過程中，確定該課程應使學生具備工業機器人安裝、工業機器人調試、工業機器人編程操控以及工業機器人檢修維護等能力。深入企業調研，明確典型工作崗位，分析課程所對應的典型工作任務；從高職學生的基本情況出發，對典型工作任務進行提煉形成行動領域；按行動領域所承載的知識、能力的相互關系構建學習領域；按照每個學習情境對應一個完整的工作過程的原則構建學習情境；最后按照“資訊、計劃、決策、實施、檢查、評估”六步法實施教學。在教學過程中盡可能為學生提供類似企業的真實工作環境、國家或行業標準、任務單和計劃書等資料。
關鍵詞 ：高職；工業機器人安裝與調試；課程開發；學習情境
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2014）04-0086-05
工業機器人（Industrial Robots）簡稱IR，是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器人。工業機器人是自動執行工作的機器裝置，是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。它可以接受人類指揮，也可以按照預先編排的程序運行，現代的工業機器人還可以根據人工智能技術制定的原則綱領行動。工業機器人具有高效、可靠的優點，在自動化生產線中應用日益廣泛，如在汽車工業中完成焊接、搬運、噴涂和裝配等工作。此外，我國的民營企業也逐漸認識到了工業機器人的優勢，對工業機器人的采用量逐年增加。但這些企業存在著裝機量不高、人才流動性強和培訓不到位等問題，因而對工業機器人應用維護人才需求較大和要求較高，高職院校有必要加強對這方面人才的培養力度。
課程開發原則和流程
（一）課程開發原則
作為臺州職業技術學院機電一體化技術專業的核心課程，“工業機器人安裝與調試”的開設原則是以企業實際需要為根本出發點，通過教師進入企業實地調研，總結典型工作任務，完成調研報告，最終確定工業機器人課程教學內容及范圍。包括：工業機器人及柔性自動化生產線的安裝，辨識電器原理圖，根據需要編寫程序和調試代碼以及各種故障的診斷和維修。以項目化實訓為主線，以學生親歷實踐為導向，培養學生分析問題、解決問題的綜合職業能力。通過課程的學習，讓學生具備常規工業機器人及柔性自動化生產線安裝調試和故障診斷與維修能力，適應未來社會對工業機器人領域人才的需求。
（二）課程開發流程
“工業機器人安裝與調試”課程開發的整體流程包括：教師深入工業機器人研發或應用型企業調研，通過走訪、參觀、座談、研討等形式，了解與本課程相關人才的社會需求情況，相關行業對本課程開發的要求及企業的典型工作任務的信息，為確定課程定位，制定課程開發方案，培養適應社會發展需求的高素質技術技能型人才提供依據。從高職學生的實際情況出發，遵從學生認知規律，與企業實踐專家一起對典型工作任務進行提煉形成行動領域。按行動領域所承載的知識、能力的相互關系構建學習領域，制定出課程方案和課程標準。并在實踐專家指導下設計符合工作過程的學習情境。最后，按照六步法進行課程的實施和評價。整個課程開發流程如圖1所示。
課程開發過程
（一）企業調研
交通運輸裝備制造業與特色裝備制造業是臺州市兩大傳統優勢主導產業。臺州地區現有汽車、摩托車及配件生產企業3 000多家，不乏吉利、吉奧、錢江等汽車行業知名龍頭企業。我們利用假期先后走訪了溫嶺市風云機器人有限公司、浙江安露清洗機有限公司、吉利集團、浙江吉奧汽車有限公司等企業。了解就業崗位的主要工作任務，企業對高職從事工業機器人及自動化生產線安裝與調試工作畢業生的專業技能、社會能力和職業素養的具體要求，并與企業實踐專家探討工業機器人及自動化生產線安裝與調試課程開設的有關情況。首先，我們擬定了調研方案，選定樣本為企業經理、一線的維修工、車間和部門領導以及畢業生等，采取訪談和問卷調研相結合的方式。擬定調研方案之后，調研與工業機器人安裝調試及維修有關崗位，包括崗位名稱、級別、人數、崗位職責，然后了解所有這些崗位畢業生是如何在崗位之間調動的，以此獲得畢業生崗位升遷的一般路線圖。獲得具體崗位之后，確定畢業生在這個崗位上從事的具體工作項目，在此基礎上，再一次向企業和畢業生征詢意見，重點了解對學生職業素質和社會能力培養的具體要求，了解畢業生對擬開設課程知識學習的具體建議。主要形成四項調研成果：該課程培養的學生典型就業崗位、課程培養目標，企業要求和崗位工作項目。
典型工作崗位分析 通過調查分析確定工業機器人及自動化生產線安裝與調試典型工作崗位包括：工業機器人及柔性自動化生產線操作工、維修工、電氣工程師、編程調試工程師、自動化生產線班組長、車間主任或項目經理。
課程培養目標 以就業為導向確定課程培養目標：學生以獨立或小組合作的形式，通過教師指導或借助各種資料，制定工業機器人的安裝和調試作業計劃，在規定時間內完成上述計劃、實施、檢查并進行評價反饋。在實施計劃的過程中，使用工具、設備和材料等要符合勞動安全和環境保護規定，對已完成的任務進行記錄、存檔和評價反饋。
企業要求 通過調研，歸納出企業對工業機器人及自動化生產線安調和維修人員的要求是：要具有良好的職業態度；具備各種常用工具和專用工具使用技能；具備一定的電工知識，熟識常見的電氣線路圖；能夠掌握工業機器人行業前沿技術知識動態；對設備具有保養、操作、維護能力；對專用維修檢測儀器的數據能夠分析，能夠運用數據流分析判斷故障產生的原因，能夠制定相應的維修計劃并實施，能夠向領導匯報情況；具有一定的寫作能力與獲取信息的能力；具有團結協作、組織協調能力和繼續學習能力；了解工業機器人及自動化生產線整體和各模塊的工作原理，了解各個模塊間的通訊，能夠具備根據任務的簡單變化修改相應控制程序的能力。
崗位工作項目 企業調查顯示，工業機器人安裝和調試人員主要從事的工作包括新建生產線的安裝和調試、定期維護和保養、綜合故障診斷和維修、生產線功能的擴展和研發、生產線質量控制和檢驗等。
（二）典型工作任務描述
在企業實地走訪調研基礎上，提煉“工業機器人安裝與調試”典型工作任務，如下頁表1所示。
（三）崗位能力分析
通過崗位分析，“工業機器人安裝與調試”課程應培養學生三方面的能力，即知識能力、社會能力和方法能力。
知識能力 了解工業機器人技術的基本概念和基本理論；了解工業機器人系統的組成及工作原理；學會商業談判、合同簽訂并根據技術要求設計工作計劃和行動方案的方法；學會與工業機器人有關的英語；學會根據工業機器人的機械結構，制定機械和電器元件的拆裝順序；掌握氣動元件、傳感器、電動元件、PLC裝置在工業機器人中的作用并繪制相應的電路圖；掌握工業機器人的模塊化組裝、調試、控制與維護的基本方法；掌握工業機器人的編程語言，編寫較簡單的調試程序；掌握工業機器人常見故障診斷和維護方法。
社會能力 養成積極思考問題、主動學習的習慣；培養良好的團隊合作精神，樂于助人；培養良好的職業道德和規范、安全、環保、成本和質量意識；養成勇于克服困難的精神，具有較強的忍耐力；養成及時完成階段性工作任務的習慣。
方法能力 能夠根據任務需要查閱相關資料、制定工作計劃的能力，解決實際問題的能力，獨立學習新知識、新技術的能力，評估總結工作結果的能力；能夠正確閱讀工業機器人部件裝配圖、零件圖和技術文件，進行機械部件裝配；能夠正確閱讀工業機器人的電氣原理圖、電氣安裝圖，完成電氣裝配；能夠編寫適用于不同工作任務的工業機器人調試程序；能夠使用工業機器人安裝與調試常用的機械工具，電子工具和相關儀器儀表；能夠及時詳細地記錄工業機器人安裝與調試過程的工作日記、總結工作經驗以供日后使用；能夠檢測和處理工業機器人的各種常見故障，并作相應檢查維修工作記錄；能夠在工作過程中使用相關專業英語進行簡單的交流。
（四）學習情境設計
學習情境是在典型工作任務基礎之上，由專任教師和企業專家共同開發設計用于教學的“情形”和“環境”，是對典型工作任務進行教學化處理的結果。德萊弗斯（S E Dreyfus）等人研究發現：“人的職業成長遵循從初學者到專家的邏輯發展規律，其發展過程分為初學者、高級初學者、有能力者、熟練者和專家五個階段”。職業教育教學的根本任務是通過一定科學合理的方法把初學者帶入更高級的階段。因此，對于教學情境的選擇和設計應充分考慮上述因素，以工作任務為導向，符合職業發展過程和學生認知規律，突出職業能力訓練，使學生掌握工業機器人安裝和調試的核心技能。通過前期企業調研，得到了企業工業機器人安裝和調試的典型工作任務，對典型工作任務進行提煉后形成行動領域從而構建相應的學習領域。
臺州職業技術學院機電一體化技術專業學生在學習“工業機器人安裝和調試”課程之前已經具備一定的機械設計、液壓和氣動技術、PLC編程以及常見電機及其控制方法的基礎，但是缺少對機器人的認知。故在設計學習情境時以積木式機器人為載體，先安排16課時讓學生對原有知識進行溫故知新，同時了解工業機器人的相關定義，了解企業自動化生產線改造的過程和方法，學習機器人安裝和調試的基本原理、手段和方法，提高學生學習興趣和探索新知識的熱情。然后，從關節（直角坐標）兩種典型的工業機器人入手（應用場合包括焊接、噴涂、搬運、立體倉庫等），作為進階情境，實現工業機器人基本的空間定位和目標識別功能，學會根據任務需要設計末端執行機構的方法。最后，以關節機器人為核心的柔性生產線作為高級學習情境，該情境又細分為七個子任務，即供料單元安裝和調試、防護單元安裝和調試、輸送單元安裝和調試、加工單元安裝和調試、視覺單元安裝和調試、生產線的整體聯調以及故障診斷和維修維護。最終實現由一部工業機器人和其他部件構成的柔性制造系統能同時監管三臺加工中心的加工任務，并實施自動上下料及相關的自動化模式。
PLC與機器人控制器、加工中心的嵌入控制實現獨立總線控制，并運用觸摸屏及相應模塊實現顯示、控制、操作于一體的應用。電氣控制與機器人操作分布在不同的區域，實現控制與操作分開。完成必要的設備改造和基礎設施修造工作。提供自動化的零件料倉和其他輔助機械手，直至加工中心區域實現無人車間。
基于工作過程的學習情境設計充分體現了從初學者到專家的邏輯發展規律，具體學習情境設計如圖2所示。
課程教學實施
“工業機器人安裝與調試”課程的實施遵循項目教學、任務驅動，理論教學和實踐教學一體，以及做中學原則。以工作過程為導向，以培養學生的技能和綜合職業素質為核心。每個學習情境都按照“資訊、計劃、決策、實施、檢查、評估”六步法實施教學。在教學實施過程中，除了融入企業元素的學訓一體化的工業機器人實踐性教學基地，滿足技能訓練的要求外，還提供必要的資源，包括學生工作頁、學習指南、課程參考書、廠家提供的安裝和調試說明書和手冊以及常見故障診斷維護方法、多媒體教學資料等。其中，學生工作頁中融入任務單、資訊單、案例單、信息單、計劃單、決策單、實施單、檢查評價單和教學反饋單等欄目。以工業機器人機械結構的裝調教學為例加以說明，其實施過程如表2所示。
在整個實施過程中，我們遇到并成功解決了三個問題：（1）設備數量難以滿足教學需求的問題。由于工業機器人及其柔性生產線價格昂貴，因此，能夠提供給學生實訓的設備數量相當有限，這就需要解決僧多粥少的局面。通過合理安排實訓項目，學生分組輪換等手段解決。如學生在進行工業機器人電氣系統的安裝和調試項目時，可將該項目分為電氣元件的識別、電源模塊的安裝和調試、驅動模塊的安裝和調試、控制模塊的安裝和調試，將學生分組后在這四個子任務中輪換。另外，可通過購買其他類型的機器人輔助教學設備分擔壓力。（2）設備保修和教學實施的問題。在實施工業機器人及柔性生產線故障診斷和維修維護任務時，為了使學生深入理解掌握維護維修的方法，必須全面了解工業機器人及配套設備的結構，包括外部可見的和內部不可見部分，如內部傳動機構、減速系統等構造。受工業機器人廠家的保養準則限制以及笨重的零部件給檢測造成的潛在風險，對于內部結構往往以圖片講解為主，學生無法獲得直觀的體驗。可從二手市場采購形同或相似型號的工業機器人給學生拆裝，幫助其了解工業機器人的內部結構和維護相關知識。或者引入工業機器人模擬軟件構建虛擬的工作環境輔助教學。（3）社會評價無法貫穿學期教學過程的問題。本課程不是傳授單一技能，而是在學完了各相關專業課的基礎上，用工業機器人安裝與調試這個載體，將其進行綜合。所以，評價體系應該圍繞各相關專業知識和技能的綜合運用水平，使學生明確感受到對一個系統的掌握和成就感。教學評價采取多種方式，包括自我評價、學生評價、教師評價和社會評價，同時設計了相應的評價表，以更好地反饋教學信息，指導教學質量不斷改進。在以上四種評價中，當屬社會評價比較難以實施，兼職教師授課的時間有限，無法自始至終貫穿整個學期的教學過程。我們通過遠程視頻聯接的方法，讓兼職教師參與指導學生的工作過程，參與學生成果的評價。學生亦可由視頻系統向兼職教師提問，隨時進行交流。
以工業關節機器人為核心的柔性生產線的安裝和調試課程在高職院校中開設和實施為數不多，可借鑒的經驗甚少。我們立足臺州，服務地方經濟，通過前期大量企業實地走訪調研、與企業實踐專家和課程開發專家一起制定了切實可行符合高職院校學生認知規律的課程標準，開發了基于工作過程、任務驅動的學習情境，并在課程實施過程中靈活調整，及時更新、補充、修改教學內容，實現課程的動態反饋，完成課程內容的閉環控制。通過課程學習，學生取得了多項實質性成果。
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摘要：高職院校畢業設計是一個重要的綜合性實踐教學環節，是培養和鍛煉學生自主學習能力、實踐能力、團隊協作能力、工程實際應用能力以及創新能力的重要途徑。通過分析高職院校畢業設計現狀，結合福建船政交通職業學院機電一體化專業畢業設計教學實踐，提出高職院校機電一體化專業畢業設計環節改革方法，并進行改革效果分析。
關鍵詞：高職院校；機電一體化專業；畢業設計；教學改革
作者：曾思通
1前言
《教育部辦公廳關于加強普通高等學校畢業設計（論文）工作的通知》（教高廳〔2004〕14號）指出，畢業設計實踐環節是實現培養目標的重要教學環節，在培養大學生探求真理、強化社會意識、進行科學研究基本訓練、提高綜合實踐能力與素質等方面具有不可替代的作用，是教育與生產勞動和社會實踐相結合的重要體現，是培養大學生的創新能力、實踐能力和創業精神的重要實踐環節。高職院校的畢業實踐教學環節有別于一般專業課程中的實驗實訓實踐教學，在實踐內容、實踐教學方式、考核方式、評價體系等各方面都沒有統一的規范和標準，因而如何實施這一實踐教學環節，歷來是各高職院校研究和探索的重點和難點。
臺灣技職教育在畢業設計特別是實務專題制作上頗有建樹。2017年，筆者赴臺進行為期33天的教學改革學習，深入了解了臺北城市科技大學畢業設計（實務專題）的設計及制作過程，觀摩了臺灣科技大學、正修科技大學等電機工程系的專題成果展；再通過對大陸相關院校的調研，以及根據自身多年從事機電一體化專業畢業設計指導的經驗，總結目前高職院校畢業教學環節存在的不足，并提出相應的教學改革和實踐方法。
2高職院校畢業設計存在的不足
以畢業論文取代畢業設計實踐環節畢業論文是為獲得學位資格而撰寫的學術性較強的研究論文，是衡量可否畢業及申請和授予相應學位的基本依據，要求在一定的研究方向內選擇論題或課題，對相應的學術問題進行研究論證[1]。針對本科教育的畢業設計（論文）并不適合于培養高素質技術技能型人才為目標的高職教育。高職院校畢業設計環節要求體現以“職業能力培養”為主線，沿用本科院校的畢業設計（論文）模式，勢必不能達到高職院校畢業設計環節的培養目標和要求。
以綜合性實驗報告或說明書作為畢業設計終結材料有些院校考慮到學生綜合能力特別是理論水平不夠，無法完成較高質量的畢業設計，于是索性放棄畢業設計環節，直接讓學生提交一份綜合性實驗報告或說明書作為畢業設計材料。這些綜合性實驗報告或說明書往往又有教材、網絡資料可查閱、參考，于是一部分學生有恃無恐，很少把精力放在畢業設計上，最終提交的材料質量往往讓人大失所望。
以下企業實習的實習報告作為畢業設計以畢業頂崗實習報告代替畢業設計的高職院校也不在少數。通過調研和下企業檢查，畢業頂崗實習也存在一定的不足，很難達到期望的效果和目標。企業鑒于自身經濟效益、管理模式以及實習學生能力的考慮，往往讓學生從事相對簡單，重復性、專業性不高的工作。在畢業頂崗實習還不盡如人意之際，簡單地讓畢業生全部以實習報告頂替畢業設計，往往導致學生為完成任務而虛構實習內容或網絡抄襲相關實習報告。
以實務專題形式開展畢業設計以實務專題的形式開展畢業設計是近年來一些高職院校采取的方式。實務專題是借鑒臺灣技職院校各學科專業普遍推行的專題制作課程，通過專題制作過程培養學生發現問題、分析問題、解決問題能力，整合應用專業知識及綜合技能，還能提升團隊合作、獨立思考、邏輯思維、論文撰寫與口頭報告等諸多能力[2]。實務專題環節主要包括：根據學生的生活、工作實際情況，收集信息、查閱資料，確定具有一定實際意義的選題；提交方案的可行性報告、實施計劃、耗材清單預算、采購方案、預期成效；按計劃開展實務專題制作；提交設計說明書、答辯PPT、視頻；展示產品的功能等。
實務專題制作相比于傳統的畢業設計（論文）具有一定的優勢，取得較好的效果，但在實施過程中也逐漸暴露一些問題。目前實務專題面臨的主要瓶頸有選題難度逐年增大、專題工作量差異大、考核標準不統一、教師指導工作量大、資金有限等。
畢業答辯流于形式通過廣泛調研，不少高職院校存在畢業答辯不規范、流于形式，畢業設計通過率百分百甚至沒有畢業答辯環節的現象。于是不少學生心存僥幸心理，簡單隨意應付畢業設計，在學生中產生不良影響。教師對于這樣的現象難以遏制，對學生越來越沒信心，最終使畢業答辯越來越流于形式，失去應有的作用。
3高職院校畢業設計理念
《教育部辦公廳關于加強普通高等學校畢業設計（論文）工作的通知》（教高廳〔2004〕14號）提出，高職高專學生的畢業設計要與所學專業及崗位需求緊密結合，可以采取崗前實踐和畢業綜合訓練等形式，由學校教師與企業的專業技術人員共同指導，結合企業的生產實際選題，確定訓練內容和任務要求；時間應不少于半年；對高職高專學生要加強畢業設計環節的規范管理，加強過程監控，嚴格考核，采取評閱、答辯、實際操作等形式，檢查和驗收畢業設計成果。基于高職院校人才培養目標、高職學生的特點以及畢業設計實踐教學環節的特殊性，畢業設計實踐教學環節的基本理念有：以“職業能力培養”為主線，堅持以高職教育培養目標為依據，遵循“以應用為目的，以必需、夠用為度”的原則，以“掌握概念、強化應用、培養技能”為重點，力圖做到“降低理論要求、精選設計內容、加強基礎技能訓練、突出應用實踐”，注重學生應用能力、創新意識、創新素質的培養。
4高職院校機電一體化專業畢業設計實踐教學改革
強化畢業設計教學環節的各級管理畢業設計工作涉及學校培養目標、科研水平、教學管理、教師教學以及學生能力提升等多方面因素，在所有教學工作中占有極其重要的地位。學校應建立職責清晰的畢業設計管理體系，明確相關管理機構、系部、教研室及相關人員職責；各系部、教研室應根據自身專業特點建立畢業設計管理和實施方案，并上報相關管理機構審批。相關規章制度應包括：選題審批制度；開題報告環節，建立過程考核特別是中期檢查制度；答辯資格審查制度；答辯制度等。
將技能大賽與畢業設計結合高職院校職業技能競賽旨在培養和檢驗學生的動手實踐能力、團隊協作能力、發現問題及解決問題的能力、創新能力、安全意識等職業素養[3]。相關高職院校都在機電一體化競賽儀器設備上做了大量投入，而很多機電一體化競賽平臺在培養學生綜合職業技能、素質上可以發揮非常好的作用。
近年來，高職院校機電一體化專業省級、國家級相關的技能競賽主要有自動化生產線的安裝與調試、數控機床裝調與技術改造、機械設備的安裝與調試、工業機器人技術應用等。各院校的硬件設備都較為豐富，通過充分利用這些綜合性硬件平臺，可以為機電一體化專業學生的畢業設計提供很好的平臺。通過多年的摸索，福建船政交通職業學院通過競賽平臺開展畢業設計取得較好的效果，積累了一些經驗。下面以學院機電一體化專業利用自動化生產線的安裝與調試技能競賽平臺開展畢業設計為例，進行說明。
福建船政交通職業學院作為福建省自動化生產線實訓基地，擁有多套不同系列自動化生產線平臺。為了使學生在畢業設計過程中較為系統地應用所學機電一體化專業知識，培養和提升學生的綜合職業素養，在機電一體化專業畢業設計過程中，選擇基于自動化生產線平臺設計與實現的、學生需要完成的基本任務有：通過調研和查閱相關資料，了解自動化生產線相關背景、發展現狀、發展趨勢等；學習和掌握亞龍三菱335B自動化生產線平臺，涉及PLC技術、傳感器技術、氣液動技術、變頻器技術、組態技術和電機驅動等；根據生產實踐案例，設計基于亞龍335B平臺的仿真實踐系統，自行設計自動化生產線的工作目標和控制要求；完成工作任務細節，并展示系統功能；查閱相關技術手冊，整理歸納亞龍335B自動化生產線平臺西門子和三菱系列的區別，最后將完成的自動化生產線控制系統相關的控制器、變頻器等由三菱系統改造為西門子系列；完成畢業設計過程的設計說明書、相關視頻、答辯PPT等。
將創新融入畢業設計近年來，國家高度重視科技創新，并將創新擺在國家發展全局的核心位置[4]。在國家實施知識產權強國戰略的背景下，高職院校應越來越重視創新創意的教學與實踐。畢業設計作為高職院校完成培養目標的重要實踐教學環節，應大力提倡創新設計、創新意識，逐漸提升學校整體科技創新能力。首先應積極鼓勵和引導學生在畢業設計選題時始終貫穿創新性原則；其次是允許老題新做，追求在某些環節、機構、功能上突出變化，不斷提升專業專題設計的專業水平、創新意識和創新思維；最后要積極鼓勵學生就畢業設計中設計并完成的機電一體化產品參加相關成果展、創新創業比賽以及申請相關專利等。
以福建船政交通職業學院經濟型激光雕刻機畢業設計專題為例，該作品是機電一體化技術專業學生“機電創新專題”DIY作品。學生利用數控知識，借鑒3D打印機的相關原理，設計了激光雕刻機的機構、控制電路并編寫了控制程序。激光雕刻機設計并實現后，學生利用該作品免費給廣大師生在U盤、手機、紀念品等物品上雕刻姓名、圖案等，取得很好的影響。該作品參加了2016年海峽兩岸大學生創新創業暨兩岸教育成果展并榮獲一等獎，在學院首屆黃炎培杯創新創業大賽中獲得金獎，申請并獲授權實用新型專利。
調整畢業設計時間多數院校將畢業設計安排在第六學期，難免造成畢業設計與頂崗實習、就業的沖突。根據機電一體化專業的學期教學安排以及畢業設計的特點，對畢業設計的時間安排做了調整，主要有：
1）實行導師制，在第四學期初為學生安排畢業設計導師，并于第四學期末完成選題，匯總教研室；
2）第五學期前兩周完成開題報告；
3）第五學期期末完成實務制作，并開展中期檢查，要求學生在中期檢查前完成實物制作并展示作品功能，中期檢查成績占最終成績的60%；
4）第六學期期末完成實務專題設計說明書、答辯PPT，參加畢業答辯。
5畢業設計改革實踐成效
首先，畢業設計教學環節的改革完善了學校、系部的教學管理體系，強化了師生的質量意識。
其次，通過技能競賽與畢業設計相結合，不僅有效利用了技能競賽設備平臺，也緩解了畢業設計選題難的局面，同時活躍了學生參加技能競賽的氛圍和熱情，提升了學校技能競賽的成績。教育部公布的2017年全國職業院校技能大賽高職組的獲獎名單，福建船政交通職業學院獲獎數量達57個，位居全國第二名。
再次，學生創新能力得到培養，教師科研能力顯著提高，學校的科研創新水平得到提升。在畢業設計環節大力提倡科研、創新，培養了學生的創新能力和實踐能力，學生在相關競賽中均取得優異成績。同時，畢業設計實踐教學環節豐富了教師的實踐知識和實際工作經驗，科研能力和學術水平都得到提高。
最后，畢業設計改革提升了學生畢業設計的水平，鍛煉、培養了學生的職業素養和職業能力，也提高了企業、社會對學生和學校的認可度。
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關鍵詞: 亞龍YL-335B型自動生產線教學設備 教學實訓系統 項目訓練
1.前言
自動化生產技術是一門綜合性的先進制造技術學科,也是一門應用型技術學科,技術上涵蓋了自動化控制技術、傳感器技術、變頻與伺服控制技術、氣動與液壓傳動技術、制造工藝技術、機器人技術、計算機技術等多種學科與技術領域。近幾年來,國內先后從國外引進了大量的自動化裝備與生產線,但國內在這一先進制造技術領域的人才培養與實際市場需求方面一直存在很大的差距。國內高校普遍缺乏該領域的先進教學手段與培訓教材,學生在學校學習階段缺乏足夠的感性認識,知識技能與動手能力與實際要求存在較大的距離。我們在吸收國外同類平臺長處的基礎上,結合實際自動化工程項目開發過程,設計開發了YL-335B型機電一體化教學實訓平臺,盡可能將實際的自動化工程結構、設計方法、裝配與調試技術等內容帶進課堂,結合理論教學,通過在上述設備上開展實踐教學,大大強化了學生的感性認識,培養和提高了學生的實際動手能力,從而達到了技能教學的目的。
2.YL-335B型實訓裝置的組成及原理
本實訓裝置主要包括兩大部分,即機械結構部分和電氣控制部分。整體結構如圖1所示。系統通過PLC聯網組成一個整體。同時,每個單元又是一個獨立的系統,可以單獨進行編程和調試。
在器件選用上,選用日本SMC公司的普通單作用氣缸、雙作用氣缸、短行程氣缸、旋轉氣缸等,并配套對應的磁感應開關,使用了日本Panasonic公司的Minas A4系列AC伺服驅動器,還使用了日本MITSUBISHI公司的FR-E700通用型變頻器,上位機組態界面采用北京昆侖通態自動化軟件科技有限公司的TPC7062K系列觸摸屏,機架及其連接件全部采用自動化行業通用的鋁型材及輔助連接。
2.1系統的基本功能。
2.1.1供料單元。該單元是系統的起始單元,采用了一個垂直的料倉,按照工藝流程,放在料倉中的工件將被自動地推到物料臺上,以便輸送單元的機械手抓取。
2.1.2加工單元。該單元主要把物料臺上的工件送到沖壓機構下,完成一次沖壓工作,然后送回物料臺。
2.1.3裝配單元。該單元主要把料倉內的小圓柱工件通過落料機構自動落入旋轉工作臺,然后機械手把小圓柱物料裝配進入已加工的工件中。
2.1.4分揀單元。該單元主要負責對裝配好的工件進行分揀,通過傳感器來判別不同的工件,從而把不同的工件通過料槽進行分流。
2.1.5輸送單元。單元通過一套帶傳動直線運動機構及機械手裝置,將工件精準輸送到工作單元的物料臺上,實現工件的傳送功能。
2.2系統機械結構設計。
機械結構系統主要由5個單元組成,分別為供料單元、加工單元、裝配單元、分揀單元和輸送單元。每個單元的機械結構選用了不同尺寸、相同材質與結構的工件,進行加工與安裝。
2.3系統電氣結構設計。
系統的供電為三相五線制交流電。每個單元都采用一臺三菱FX系列PLC作為控制核心,并且采用RS485串行通信的N:N通信方式。主站的上位機為MCGS公司的TPC7062KS觸摸屏。系統如圖2所示。
3.該教學實訓系統的目的與意義
3.1光機電結合,覆蓋全面。
本系統屬于一套綜合性的光、機、電一體化系統,也是一條微型的自動化生產加工線,在該系統上可以進行氣動技術、傳感器技術、電機傳動、物料輸送、自動化裝配、PLC控制、人機界面等多種課程的教學與實訓,也可以在此基礎上進行相關的畢業設計。通過對整個系統進行教學并讓學生動手裝配、調試并模仿設計,學生可以在傳感器的設計選型、氣動元件的選型、氣動回路的設計、結構系統設計、控制系統設計、PLC編程、系統裝配、電氣連接、系統調試等多方面進行全方位的學習和實踐,達到理論教學難以達到的效果,培養學生的感性認識和實際動手能力。在全面掌握該系統的基礎上,學生將具有設計裝配一般實際工程系統的能力,達到技能教學的目的與效果。
3.2由淺入深,循序漸進。
該實訓系統采用PLC為控制核心,通過真實再現企業現場控制一線的工作任務,以任務為出發點,通過5個單元的項目訓練,達到從“開關量控制”,到“模擬量控制”,再到“網絡通訊”進行一步步的深化和提高。同時,在第四站加入了“編碼測速、變頻控制”,在第五站加入了“伺服定位控制”、“MCGS組態軟件控制”,等等。新的知識點也在一步步增加,形成了很好的、循序漸進的過程。
3.3以賽促練,進行強化。
亞龍YL-335B型實訓平臺是全國職業院校技能大賽指定產品,項目的測試和考核可以參照大賽的要求進行。通過大賽式的練習、測試與評比,學生會對自己的知識點進行梳理,能夠發現自己針對于大賽要求的缺點與不足,可以進一步對知識和技能點進行查漏補缺。同時,學生通過大賽可以磨練品質,鍛煉毅力,明白自己在相關領域進一步發展的方向和動力。
3.4以練促教,教改結合。
學生通過實訓平臺的訓練,會對各方面的問題提出自己的想法和疑問。這些提問也反作用于我們的教學過程。項目難度的提高對教師的知識和技能的要求也進一步提高,要上好這門課,必須做好詳細的準備工作,認真備課和總結。
通過該實訓平臺的訓練,學生找到了一條容易適應從學校到工廠環境轉換、從理論到實際轉換、從課堂教學到工程現場真刀真槍技能轉換的新途徑,縮短了從學校課堂到工業生產現場的距離,從而提高了學生動手的能力。
4.結語
亞龍YL-335B型自動生產線教學設備現已投入實訓教學,取得了良好的教學效果。此設備不但能完成PLC開關量控制、氣動控制、光電檢測等簡單的基本實驗,而且能進行PLC與伺服驅動、MCGS組態軟件調試、通訊控制等多種復雜綜合實驗。在項目訓練過程中,教師可根據需要由學生自己進行安裝、調試和編程,也可引導學生通過改變程序來改變生產過程,實現不同的模擬生產,實現基礎實驗及單門課程實驗、實訓所無法達到的綜合性運用能力,從而更好地培養學生的創新意識和實踐能力,同時提高教師的自主探究和深度研發能力。
參考文獻:
[1]呂景泉主編.自動化生產線安裝與調試(第二版)[M].北京:中國鐵道出版社,2009.12.
一、課程設計的基本思想
美國著名的教育心理學家和杰出的教學設計理論家加涅提出“為學習設計教學”,意指是運用系統方法分析教學問題和確定教學目標,建立解決教學問題的策略方案、試行解決方案、評價試行結果和對方案進行修改的過程,是在教學之前對教學過程中的一切預先籌劃、安排教學情境,以期達到教學目標的系統設計。現代教學設計突出以學生學習活動為中心,重視對學生學習心理的分析和研究,依據學生學習的規律設計教學活動,從而最大幅度地提高學生學習效率,促進學生科學素養的全面發展。
基于工作過程的課程設計以行動體系為基礎,將學習領域轉化為行動領域,讓受訓者經歷完整的工作過程,在完成典型的具有綜合性的工作任務過程中獲取工作過程知識,解決“在工作中學習”和“在學習中工作”的問題。基于此理論確立課程設計的基本思想為:以實際崗位為參照,按照“校企合作、工學結合、專業教育與職業教育融通,工學交替、實境育人”的思路,根據專業職業崗位能力要求,以仿真工業現場——實訓平臺為載體,采用項目化教學,強調以工作任務為依托組織教學內容,以學生為主體開展教學活動,確立學生的中心角色和教師的主導作用,以服務專業能力的培養為中心。
二、課程設計
(一)典型的工作任務分析
通過開展電氣自動化專業畢業生就業崗位的調研,并結合行業、企業和本地區對人才需求的狀況,歸納出柳州鐵道職業技術學院電氣自動化技術專業首次就業崗位是自動化生產線的維修電工、調試員、機電設備維修員等,未來發展崗位是車間電氣技術員、PLC程序設計員及系統維護技術骨干和班組長等基層管理者。以上職業崗位要求具有運行分析、故障檢測、維修保養及編寫整理技術文檔、設備技術改造等專業技能。針對首次就業崗位和發展崗位工作任務分析,依據在實際工作中出現的頻率、重要性,所能承載的知識、技能程度,確定本課程的典型工作任務是:機械設備的安裝與調試、電氣設備的規劃與安裝、傳感器的安裝與使用、氣動回路的安裝與調試、PLC程序的編制與調試、HMI(人機界面)的設計、設備故障的判斷與排除等。
(二)課程目標
亞龍YL-335B自動生產線及亞龍YL-221柔性生產線訓練裝置歸納、總結了現代生產線的技術特點,與實際生產情況十分接近,因此我們選用這兩個裝置作為教學載體,在課程教學中使學生具有安裝如送料、加工、裝配、輸送、分揀等工作單元的技能,具備構成一個典型的自動生產線的機械平臺并聯機調試的技能;理解并掌握在系統中的氣動控制技術、機械技術(機械傳動、機械連接等)、傳感器應用技術、PLC控制和組網、步進電機位置控制和變頻器技術等實際應用,具備熟練運用這些技術的能力。
(三)學習情景的創設
采用基于行動導向的方法進行設計,經多方面調研、探討,開發設計了9個學習情境,每個情景由若干任務構成。每一個情境的實施都是一個完整的工作過程,并按認知規律和職業成長規律,由淺入深、由易到難、循序漸進,具有可重組和遷移性。
如圖1所示,該課程設置了參觀企業整體生產線工作過程、拆裝調試亞龍335B自動線各工作站、聯機調試亞龍221柔性生產線三大部分漸進學習。每一部分的教學學習目標和學習情境明確,課程教學載體由易到難,從簡單拆裝到氣路連接,從硬件設計到軟件實現,從機械控制到人機界面,激發學生的興趣,讓學生掌握技術的同時也對今后的就業崗位有所了解,增強學生學習的自覺性和責任感,實現技能提高與素質教育雙贏。
(四)教學實施策略
實施過程中依照“任務、分析、制定、優化、實施、評價”六步工作方法組織教學,以行動導向法為主要教學方法,對不同的知識點綜合運用引導文法、團隊學習法、頭腦風暴法、成果展示法、案例分析法、崗位體驗法等各種恰當、有效的教學方法,引導學生獨立思考,積極實踐,促進學生自主學習,提高教與學的效果。項目以小組形式完成,每組4人為宜,在構成組員時,應把握學生的層次、不同個體的差異,即針對不同學生的個體特征與心理傾向,不同的知識基礎與接受能力,將基礎好、動手能力強、活躍的學生與相反的學生組合在一起。這樣,既能保證項目活動按時完成,又有利于學生間互相交流,有助于專業較差學生的水平得到提高。
實施過程中,要做到“師生角色轉換”,教師起發動、組織、協調、伴隨作用,教師不能包辦代替,而是應注重發揮學生的學習潛能及集體智慧,充分發揮學生的學習主動性,著重培養學生的能力,讓學生有機會應用他們所學的知識解決實際問題;將真實的工作場所模擬到學習環境中,使學生感受到企業員工的身份,得以在其中進行自由探索、強調“協作學習”,學生在教師的組織和引導下共同討論和交流,進行協商和辯論,先內部協商,然后再相互協商,強調
信息資源的利用。為了使學生主動探索,教師必須為學生提供各種信息資源,包括各種類型的教學媒體和教學資料,強調教學過程的最終目的是讓學生獲取工作知識、工作技能,而非完成教學任務。 實施過程中,應兼顧專業能力、方法能力、社會能力的培養,尤其注重學習能力的培養,提高學生的分析問題、解決問題的能力,使學生從學習中得到成功的體驗,增強學習興趣和學習的信心,從而實現課程的培養目標。
(五)課程考核
課程成績評定基于發展的教學評價觀,包含過程性的考核和結果性的考核。過程性考核包含工作態度的評價、工作過程步驟與方法評價、知識的應用評價等。結果性考核包含項目所涵蓋的應知部分的評價、應會部分的評價、項目工作中的問題記錄和解決問題的方法、成果展示等。在過程性考核中,對每個學習任務中通過學生自我評價、團隊評價、教師評價的方式進行,全面客觀地評價學生在實施過程中的表現情況,注重學生答辯及講演,提高學生語言表達與交流的社會能力;注重學生動手能力和實踐中分析問題、解決問題能力的考核,對在學習和應用上有創新的學生應予特別鼓勵。
三、高素質的教師隊伍是取得良好效果的有力保障
工學結合實施的關鍵是要有一支理論基礎扎實、技術應用能力較強的“雙師型”師資隊伍。在實施項目化教學中,教師應具備這樣的素質:一是具有良好的師德;二是具有較深厚的理論功底,較寬的專業知識面和很強的綜合能力;三是具有較強的實踐經驗。
[關鍵詞]專業建設 行業標準 課程設置 課程標準
新世紀新時代，高職教育規模得到較快發展，人們對高職教育的認識偏見在一步步改變。大趨勢上看，人們的目光從高職教育的規模擴充上轉移到了高職教育的質量上。社會生產需要大量的高技能人才，這已無庸置疑。而今，物欲橫流，人們受著各種思想沖擊，思想迷茫，甚至有人對“太陽是否還會從東方升起”產生懷疑。在高職校園中，有著對“專業學習的作用”、“專業技能的效果”等產生懷疑。此種氛圍下，大力提高教學質量，提高教學效果，提高技能，提高對社會職業崗位的能力適用性，對引導人們對高職教育的信心與信念會起到很好的作用。
另一方面，高職教師們也在感嘆，“一個班有五分之一學好了，有二分之一去學了，就很不錯了”；“高職教學效果太差，簡直在浪費生命，浪費資源”；等等。
以上種種問題，提高技能質量是核心，那么第一要務就是把專業建設搞好，使之更符合職業的特點，符合職業發展與需要規律。
專業建設從外延講，包括專業培養能力的調整、教師隊伍建設、課程建設、教學改革、實踐教學、科研能力等方面，考察專業建設要看支撐條件的建設，包括專業布局，學科梯隊和依托，專業培養的物質條件，專業培養的目標、方案，課程設置和體系，科學研究的水平，跨學科資源整合等。
一、問卷調查的幾個典型數據
2011年5月，對XX學院2009級的模具專業、數控專業、機電一體化專業、機械制造及自動化三二分段近100學生和東莞地區近20家企業進行了問卷調查。現在提取部分數據：
1、您認為當前市場上哪幾類機電專業畢業生比較缺乏：
A.機械設計（37.5%）；B.電氣設計（56.3%）；C.數控加工操作（43.8%）；D.計算機應用；E.工廠生產設備維護（31.25%）；F.樓宇自動化維護（31.25%）；G.汽車維修；H.中央空調維護（12.5%）；I.其它（請說明）
類別 機械設計 電氣設計 數控
加工 計算機應用 工廠生產設備維護 樓宇自動化 汽車維修 中央空調維護 其它
比率 37.5% 56.3% 43.8% 0 31.25% 31.25% 0 12.5% 0
2、您認為相對于貴單位目前要求，機電專業高職畢業生的不足點有：
A.專業知識不夠（50%）；B.動手能力不能滿足需要（50%）；C.人際關系較差；D.其它（請說明） __
3、您認為對高職院校機電專業畢業生以下能力的重要性如何？除此之外，您認為哪此素質或能力也是很重要的
4、從對機電人才需求出發，以下課程的重要性如何，請在1-5個等級對應的選項打“√”
以上數據不加以多說，可以從中看出企業或學生對技能的渴望，或對某些課程的失望。為什么呢？是課程設置不合理？是能力培養不夠？是學生難教？
二、行（職）業標準引領專業建設的方向與內容
1、行（職）業標準是專業建設的指揮棒
專業建設，簡單地說，包括專業目標調整、課程調整、教學改革等。專業培養目標瞄準職業標準，即培養人才具有的能力達到職業要求。此方面內容是關鍵。對行（職）業標準認識不到位，理解不透，那么隨后的專業人才培養方案中的課程設置就會有問題。同時要堅持這一原則，不能因為教師知識結構、教學與實訓設備等原因而使用高職人才的培養蛇形或迂回前進。如果這樣，在校生上課程積極性的缺失，畢業生的埋怨，甚至學校走向倒閉，都是理所當然。課程設置偏規律，那所謂的教學改革也只是為教師個體服務，為榮譽或職稱評定鋪路，甚至可以說是“教師在作秀”。
行（職）業標準是對崗位技能要求的總結歸納，它是對完成某崗位任務所具有能力的預測，具有前瞻性，也就相對穩定又與時俱進，高職專業的發展也應緊隨其后，培養的人才能力也驗證標準或專業能力設置的正確性。
2、歸納行（職）業發展趨勢與范圍，指導高職教育建立適應一定崗位的專業方向
專業（群）是一個較大的概念，如機電一體化專業。機電一體化技術即結合應用機械技術和電子技術于一體。隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發展，成為一門綜合計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的系統技術，目前正向光機電一體化技術方向發展，應用范圍愈來愈廣。若說哪個學校機電一體化技術專業能按這個要求培養人才，那可不得了：要么不是在吹牛就是在忽悠學生。這個范圍是太廣泛了。作為高職學校教育，在作人才培養方案中，目標能力的培養即文案“具有....的能力”有6－8個就行，使教學過程有了主線，有了重心。如此，將復雜的能力要求多的，范圍廣的分解成專業方向，更適合高職學生的教學。專業方向的定位也遵行學校的定位，如為某地區服務和輸送人才。那么專業方向就具有地區特色。說一個學校培養的學生是通才，特別高職學校，那只能說這個專業教學是紙上談兵，專業發展也不可能形成它的特色。另外，專業培養目標也不能太狹窄，要求的能力培養只有那么二三個，只適應幾種崗位。針對性是加強了，但一屆又一屆的畢業生就麻煩了，就業可選擇性就差了。把種種思想融入到機電一體化專業中：建立機電一體化專業的一個方向――自動化生產線安裝與調試方向，符合現代生產發展。有大型和中小型生產線之分，如啤酒灌裝生產線、玩具生產線等和汽車制造生產線、船舶制造生產線等。它們的偏重點是不一樣的。專業建設時，可不能二者兼顧。
三、課程的設置、學時的分配及教師的知識結構調整是專業建設的重點
專業能力培養與方向定位好了，體現此思想的即為具體的課程安排，將各種能力分解到各種具體的課程中去，象學太極拳，它分階段學習，各階段有分解動作，最后連貫，一氣呵成,很具有現實意義。如下圖機電一體化專業自動化生產線安裝與調試方向。
如圖所示，除基礎課程外，專業課程按此圖設置，包括教材的編寫、授課學時與順序等，思路明確、清晰。
四、建立評價體系使專業建設建設成“閉環控制”控制系統
建立評價體系，監控教學效果，是專業建設不可缺失的一環。建立層次式階段式的評價體系，并以3年為周期進行修訂，包括（1）教師教的評價，分二個方面，一是教師的教學內容與課程標準對照的評價；二是教師教的學時分配與進度。（2）實驗實訓頂崗實習等評價。（3）學生學習效果的評價。
專業建設是一個復雜系統工程，需要花時間與精力及學校的大力支持。專業發展是一個學校發展的基本體現，沒有專業的發展就沒有學校的發展。專業建設是學校教研室工作的重心。
參考文獻：
