機(jī)電一體化技術(shù)教學(xué)模式探索

王壯壯

摘 要：本文就機(jī)電一體化技術(shù)教學(xué)模式進(jìn)行探索，提出采用理實(shí)一體化教學(xué)模式，依托模擬自動(dòng)生產(chǎn)線，從興趣入手，循序漸進(jìn)，有利于提高課堂教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)習(xí)效率，使中職學(xué)生全面掌握機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 解決方案 教學(xué)效果 教學(xué)反思

一、問題的提出

掌握機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)對于機(jī)電類專業(yè)的中職學(xué)生而言至關(guān)重要，但大部分學(xué)生即使努力學(xué)習(xí)了兩年，也無法很好地掌握機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)，原因如下。

1.機(jī)電一體化技術(shù)多且涉及面廣

機(jī)電一體化涉及的相關(guān)設(shè)備有PLC、PLC外接模塊、變頻器、觸摸屏、傳感器、交直流電機(jī)、特種電機(jī)、步進(jìn)系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)等，每種設(shè)備對應(yīng)相應(yīng)的使用技術(shù)。傳統(tǒng)教學(xué)是由淺入深順次學(xué)習(xí)，但學(xué)生學(xué)習(xí)兩年后技術(shù)仍沒學(xué)全，更談不上組合在一起使用。

2.傳統(tǒng)教學(xué)模式不適合學(xué)習(xí)機(jī)電一體化技術(shù)

傳統(tǒng)教學(xué)先理論后實(shí)操，理論講的太深，實(shí)用性不強(qiáng)，而大部分實(shí)操以驗(yàn)證為核心，不是以使用為核心。這就導(dǎo)致了理論學(xué)習(xí)學(xué)生根本學(xué)不懂，信心受挫，學(xué)習(xí)興趣全無，而實(shí)操與生產(chǎn)實(shí)踐相差太遠(yuǎn)，學(xué)生走上工作崗位即使學(xué)過相關(guān)技術(shù)，也不會(huì)使用，且沒掌握自學(xué)的方法，無法勝任相應(yīng)的工作崗位。

3.機(jī)電一體化技術(shù)比較復(fù)雜且難度較大

機(jī)電一體化所涉及的每一種技術(shù)都比較復(fù)雜，都可以單獨(dú)稱為一門學(xué)科。以傳感器技術(shù)這本中職教材為例，書中介紹了傳感器的定義、分類、測量誤差及各種傳感器的結(jié)構(gòu)和原理，可謂面面俱到，但傳感器在生產(chǎn)實(shí)踐中如何使用介紹的并不多。傳感器技術(shù)只是機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)中的一種，所占比例不足十分之一，可想而知要想面面俱到學(xué)全所有技術(shù)難度有多大。

4.機(jī)電一體化技術(shù)綜合應(yīng)用難上加難

機(jī)電一體化只有把相關(guān)技術(shù)組合在一起使用才有實(shí)際意義，只掌握單獨(dú)某一種或少數(shù)幾種技術(shù)，無法滿足工作崗位的要求，還需根據(jù)實(shí)際補(bǔ)全所欠缺的部分，這就要求學(xué)生有一定的自學(xué)能力，而這恰恰是中職學(xué)生的弱點(diǎn)。以PLC教學(xué)為例，學(xué)生通過一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，掌握了PLC基本使用方法，對PLC的接線、編程有一定了解，但在生產(chǎn)實(shí)踐中，PLC需要和編碼器、傳感器、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器、伺服放大器等配合使用，無論是外圍接線還是編程，難度都提高了。這種技術(shù)崗位，學(xué)生無所適從，最后只能放棄。

二、解決方案

針對上述問題，筆者經(jīng)過多年探索與研究，提出如下解決方案。

1.改變教學(xué)理念和教學(xué)模式

采用理實(shí)一體化教學(xué)模式，突破以往理論與實(shí)踐相脫節(jié)的現(xiàn)象，教學(xué)環(huán)節(jié)相對集中。它強(qiáng)調(diào)充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，通過設(shè)定教學(xué)任務(wù)和教學(xué)目標(biāo)，讓師生雙方邊教、邊學(xué)、邊做，全程構(gòu)建素質(zhì)和技能培養(yǎng)框架，豐富課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高教學(xué)質(zhì)量。在整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中，理論和實(shí)踐交替進(jìn)行，直觀和抽象交錯(cuò)出現(xiàn)，沒有固定的先實(shí)后理或先理后實(shí)，而是理中有實(shí)，實(shí)中有理。突出學(xué)生動(dòng)手能力和專業(yè)技能的培養(yǎng)，充分調(diào)動(dòng)和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

2.依托模擬自動(dòng)生產(chǎn)線教學(xué)

筆者采用的是廣東三向教學(xué)儀器制造有限公司生產(chǎn)的SX-815L自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核設(shè)備。該設(shè)備把PLC、PLC外接模塊、變頻器、觸摸屏、傳感器、交直流電機(jī)、特種電機(jī)、步進(jìn)系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合在一起。只需要掌握該設(shè)備一個(gè)生產(chǎn)流程，就可以初步學(xué)會(huì)機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)，既降低了學(xué)習(xí)難度，又側(cè)重實(shí)用性，使學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)更加明確，大大提高了學(xué)習(xí)效率。該設(shè)備采用的是模塊化結(jié)構(gòu)，可按照生產(chǎn)線運(yùn)行過程，分階段學(xué)習(xí)各個(gè)模塊，只需要兩個(gè)學(xué)期，基礎(chǔ)中等的學(xué)生就可熟練運(yùn)行這個(gè)模擬生產(chǎn)線，進(jìn)而掌握機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)。

3.采用從興趣入手、循序漸進(jìn)的教學(xué)方法

以SX-815L環(huán)形傳輸分揀單元中的分揀過程為例，把整個(gè)上料分揀過程的教學(xué)分為若干個(gè)環(huán)節(jié)。

（1）指導(dǎo)學(xué)生觀察設(shè)備上料分揀的運(yùn)行過程。通過觀察設(shè)備分揀運(yùn)行過程，激發(fā)學(xué)生的好奇心，讓學(xué)生有學(xué)習(xí)興趣，教師講解過程通俗易懂，化繁為簡，并融入互動(dòng)環(huán)節(jié)，學(xué)生可自由提問，教師回答學(xué)生的疑問。

（2）講解相關(guān)設(shè)備及元件。從基礎(chǔ)學(xué)起，為后續(xù)環(huán)節(jié)打下基礎(chǔ)。講解過程中學(xué)生可自由提問，教師回答學(xué)生的疑問。講解結(jié)束后，學(xué)生可在教師的指導(dǎo)下自主探究相關(guān)設(shè)備及元件，也可在學(xué)習(xí)小組中互相學(xué)習(xí)，共同研究，起到事半功倍的效果。

（3）舉例講解接線。接線是教學(xué)中的重點(diǎn)，由教師舉例詳細(xì)講解，學(xué)生理解后自行在紙上畫出，再由教師逐個(gè)檢查，幫學(xué)生改正錯(cuò)誤，直至學(xué)生完全掌握為止。

（4）學(xué)生驗(yàn)證接線。學(xué)生扒開線槽，查看電路和氣路的連接方式，并使用萬用表驗(yàn)證紙上的接線圖，加深印象，學(xué)生自主探究，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。

（5）詳細(xì)介紹上料過程。循序漸進(jìn)，為講解程序打下基礎(chǔ)。在此過程中，學(xué)生可自由提問，師生互動(dòng)解決問題。

（6）講解上料程序。教師講解程序中的要點(diǎn)及注意事項(xiàng)，學(xué)生理解后按照控制要求獨(dú)立編程，遇到問題可在學(xué)習(xí)小組中互相學(xué)習(xí)，共同研究，在此過程中，教師應(yīng)鼓勵(lì)創(chuàng)新。

（7）驗(yàn)證傳感器與汽缸如何配合使用。此過程由教師引導(dǎo)，學(xué)生自主探究，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力。

（8）詳細(xì)介紹分揀過程。

（9）講解分揀程序。

（10）學(xué)生分組練習(xí)。每套設(shè)備為一組，分配3～4人，每組都有一個(gè)基礎(chǔ)比較好的學(xué)生當(dāng)組長，由這名學(xué)生帶領(lǐng)其他組員練習(xí)，教師負(fù)責(zé)答疑。

此教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)環(huán)相扣，循序漸進(jìn)，體現(xiàn)做中學(xué)、學(xué)中做的特色。需要注意的是，各個(gè)環(huán)節(jié)所需時(shí)間因人而異，整個(gè)上料分揀教學(xué)過程約為40學(xué)時(shí)。

三、教學(xué)效果

從表1和表2可以看出，采用理實(shí)一體化的教學(xué)模式﹢依托模擬自動(dòng)生產(chǎn)線教學(xué)﹢從興趣入手，循序漸進(jìn)的教學(xué)手段所產(chǎn)生的教學(xué)效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)的教學(xué)模式。值得一提的是學(xué)生在編程過程中能夠做到獨(dú)立思考，所編寫的程序既能夠按照控制要求運(yùn)行又與教師講解的程序不一致，甚至優(yōu)于教師講解的程序，充分體現(xiàn)出了創(chuàng)新性。

四、教學(xué)反思

1.優(yōu)勢

（1）從興趣入手，學(xué)生學(xué)習(xí)變被動(dòng)為主動(dòng)。傳統(tǒng)教學(xué)沒有切實(shí)考慮到學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生不會(huì)主動(dòng)學(xué)習(xí)，教師通過考核逼迫學(xué)生學(xué)習(xí)，可是學(xué)習(xí)機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)難度較大，完全靠考核的方式并不理想。從興趣出發(fā)，學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，大大提高了學(xué)習(xí)效率，又可使教師的教學(xué)工作變得輕松，可謂一舉兩得。

（2）有效激發(fā)學(xué)生的潛能。筆者觀察學(xué)生在練習(xí)過程中，如果遇到問題會(huì)積極思考，盡可能獨(dú)立解決問題。學(xué)生編寫的程序起初很不完善，經(jīng)過一段時(shí)間的改進(jìn)，有的程序甚至要優(yōu)于教師講解的程序，學(xué)生看到設(shè)備按照控制要求流暢地運(yùn)行，很有成就感。

（3）教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)電一體化技術(shù)的方法?！笆谥贼~，不如授之以漁”，機(jī)電一體化相關(guān)設(shè)備品牌繁多，學(xué)生走上工作崗位以后難免要自學(xué)學(xué)校沒有學(xué)過的設(shè)備，這就要求學(xué)生要掌握學(xué)習(xí)機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)方法。每個(gè)品牌的設(shè)備使用方法雖不一致，但工作原理是相同的，學(xué)生掌握SX-815L自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核設(shè)備后就能做到“一理通，百理明”，再加上正確的學(xué)習(xí)方法，就可以自學(xué)其他品牌的設(shè)備，大大提高了工作崗位的適應(yīng)能力。

2.不足之處

受成套教學(xué)設(shè)備的制約，電路及氣路的布線工藝講授和練習(xí)不夠充分，以后筆者會(huì)繼續(xù)探索彌補(bǔ)不足。

參考文獻(xiàn)：

[1]余麗娟.淺析“理實(shí)一體化”教學(xué)[J].科技視界， 2014（28）.

（作者單位：遼寧煤炭技師學(xué)院）