項(xiàng)目式驅(qū)動(dòng)教學(xué)在《自動(dòng)化生產(chǎn)線技術(shù)》課程中的應(yīng)用與實(shí)踐

馮飛

摘 要：《自動(dòng)化生產(chǎn)線技術(shù)》是高職機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)的核心專(zhuān)業(yè)課，綜合了電工電子、傳感器、PLC、變頻器、電機(jī)、液壓氣動(dòng)等知識(shí)，對(duì)學(xué)生的理論素養(yǎng)和動(dòng)手操作能力要求都很高。本文通過(guò)一個(gè)完整的實(shí)例，體現(xiàn)出項(xiàng)目式驅(qū)動(dòng)教學(xué)在《自動(dòng)化生產(chǎn)線技術(shù)》課程中所起的良好作用。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目式驅(qū)動(dòng)教學(xué)；自動(dòng)化生產(chǎn)線技術(shù)

1 《自動(dòng)化生產(chǎn)線技術(shù)》課程概述

自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)是當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)適應(yīng)市場(chǎng)需求及產(chǎn)品不斷更新的主要手段，是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)技術(shù)，可以縮短制造周期，加快產(chǎn)品更新?lián)Q代，大幅度降低成本，給企業(yè)帶來(lái)明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

《自動(dòng)化生產(chǎn)線技術(shù)》是高職機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)的必修核心專(zhuān)業(yè)課程，一般在大二下學(xué)期時(shí)開(kāi)課，其內(nèi)容涵蓋了機(jī)械傳動(dòng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器、液壓氣動(dòng)控制、人機(jī)界面及組態(tài)技術(shù)、PLC、變頻器等領(lǐng)域，對(duì)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和理論知識(shí)要求都很高。

本課程在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，老師們總是先講理論知識(shí)，希望學(xué)生們把設(shè)備相關(guān)理論知識(shí)理解透徹后，再學(xué)會(huì)實(shí)踐操作來(lái)鞏固這些知識(shí)點(diǎn)。但實(shí)際上很多學(xué)生常常只是照葫蘆畫(huà)瓢，機(jī)械的重復(fù)老師的操作，至于為什么這樣操作就很茫然了，無(wú)法分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，學(xué)習(xí)的積極性當(dāng)然就大打折扣了。所以，必須改變現(xiàn)有的教學(xué)模式，重新提升學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性。

2 項(xiàng)目式驅(qū)動(dòng)教學(xué)法概述

項(xiàng)目式驅(qū)動(dòng)教學(xué)法具體是指老師和學(xué)生通過(guò)共同實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目工作而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)。在高職教學(xué)中，項(xiàng)目可以是設(shè)計(jì)與制作一件產(chǎn)品，排除一個(gè)故障，提供一項(xiàng)服務(wù)等，它要求學(xué)生自己計(jì)劃和運(yùn)用已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)親手操作，在具體的環(huán)境中解決實(shí)際問(wèn)題，其目的可以促進(jìn)學(xué)生職業(yè)能力的發(fā)展。

這種教學(xué)法最明顯的特點(diǎn)是“以項(xiàng)目為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”，顛覆了以往“教師講，學(xué)生聽(tīng)”這種被動(dòng)的教學(xué)模式，創(chuàng)造了學(xué)生主動(dòng)參與、自主協(xié)作、探索創(chuàng)新的新型教學(xué)方法。

3 項(xiàng)目式驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在《自動(dòng)化生產(chǎn)線技術(shù)》中的應(yīng)用和實(shí)踐

我院開(kāi)設(shè)《自動(dòng)化生產(chǎn)線技術(shù)》課程所使用的主要實(shí)訓(xùn)設(shè)備為YL-235A型光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置。該設(shè)備為湖北省某年職業(yè)大賽“機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試”賽項(xiàng)指定比賽設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)不同材質(zhì)物料的自動(dòng)分揀功能。該設(shè)備包含了送料、機(jī)械手搬運(yùn)、傳送帶自動(dòng)分揀三大主要模塊，使用了PLC、傳感器、變頻器、液壓氣動(dòng)、觸摸屏等技術(shù)，功能強(qiáng)大，接線和編程都非常復(fù)雜，學(xué)生在傳統(tǒng)學(xué)習(xí)模式中畏難情緒比較嚴(yán)重。若采用項(xiàng)目式驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，可以把整個(gè)復(fù)雜的控制流程分解為一個(gè)個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單和獨(dú)立的控制任務(wù)，學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)更清晰明確，學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性會(huì)明顯加強(qiáng)。

項(xiàng)目舉例：設(shè)計(jì)一個(gè)用PLC控制的物料自動(dòng)分揀系統(tǒng)（僅使用YL-235A的傳送帶模塊）。

具體控制要求：某個(gè)由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的傳送帶旁有三個(gè)工位，每個(gè)工位旁各有一個(gè)由氣缸驅(qū)動(dòng)的推桿，傳送帶的入料口會(huì)不斷投入金屬、白色塑料和黑色塑料三種體積和形狀相同的圓柱形物料，物料被傳送帶帶著向后傳送，金屬物料在第一個(gè)工位處會(huì)被檢測(cè)到并被推桿推下傳送帶，白色塑料物料會(huì)在第二個(gè)工位處被檢測(cè)到并被推下，黑色塑料物料會(huì)在第三個(gè)工位處被檢測(cè)到并被推下。

設(shè)計(jì)要求：學(xué)生自己寫(xiě)出輸入輸出分配表，畫(huà)出PLC輸入輸出接線圖，編寫(xiě)PLC程序并接線，完成整個(gè)操作。

3.1 分析項(xiàng)目

教師和學(xué)生共同分析項(xiàng)目控制要求，本項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)主要由三個(gè)環(huán)節(jié)組成，一是傳送帶檢測(cè)到入口有物料送來(lái)時(shí)會(huì)開(kāi)始向后運(yùn)動(dòng)，二是各個(gè)工位通過(guò)不同的傳感器檢測(cè)到不同材料的物料，三是利用氣缸帶動(dòng)推桿將相應(yīng)的物料推下傳送帶。

3.2 知識(shí)點(diǎn)講解

首先，利用三相異步電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳送帶運(yùn)行很容易實(shí)現(xiàn)，這里不多作說(shuō)明。

本項(xiàng)目控制的第一個(gè)重點(diǎn)是三個(gè)工位不同物料的檢測(cè)，必須要用傳感器來(lái)檢測(cè)。第一個(gè)工位要使用霍爾傳感器，此類(lèi)傳感器只能檢測(cè)出金屬物體，塑料為非金屬是檢測(cè)不到的；后兩個(gè)工位檢測(cè)的都是塑料物料，只是顏色不同（一黑一白），可以使用不同感光度的光纖傳感器來(lái)檢測(cè)。

第二個(gè)控制重點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)分揀物料的動(dòng)作。推料的動(dòng)作是由氣缸帶動(dòng)推桿實(shí)現(xiàn)的，PLC可以控制氣路中兩位五通閥的電磁線圈來(lái)改變氣缸活塞的運(yùn)動(dòng)方向，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)推桿的往返運(yùn)動(dòng)。氣缸兩端各有一個(gè)限位傳感器，可以給PLC提供推桿位置的情報(bào)，以便PLC對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制。

3.3 分組實(shí)施

以上兩步分析和講解結(jié)束后，教師可根據(jù)具體情況，將學(xué)生按項(xiàng)目的各級(jí)任務(wù)分成三個(gè)小組，每組若干人。第一小組先完成PLC輸入輸出點(diǎn)分配，然后按分配接線圖進(jìn)行PLC硬件接線；第二小組為程序設(shè)計(jì)組，選出擅長(zhǎng)編程的學(xué)生來(lái)根據(jù)控制要求編寫(xiě)程序，并輸入到PLC里；第三小組的組員負(fù)責(zé)運(yùn)行和調(diào)試本系統(tǒng)，觀察運(yùn)行結(jié)果是否正確，比如推料不準(zhǔn)確時(shí)，該如何調(diào)整硬件設(shè)備。

完成以上操作后，學(xué)生們開(kāi)始填寫(xiě)項(xiàng)目報(bào)告并作出小結(jié)。如果中間出現(xiàn)問(wèn)題，各組員可自己排查原因，其他組員和教師可以給以幫助和指導(dǎo)，直至取得正確的運(yùn)行結(jié)果。

3.4 總結(jié)交流

項(xiàng)目實(shí)施結(jié)束后，學(xué)生和教師要進(jìn)行總結(jié)評(píng)價(jià)和交流。每小組派出一名代表闡述該小組的實(shí)施過(guò)程及經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，最后由指導(dǎo)教師進(jìn)行總結(jié)，根據(jù)各小組學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的工作態(tài)度、工作紀(jì)律、參與程度、實(shí)施結(jié)果對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)并作為此課程實(shí)訓(xùn)成績(jī)的重要依據(jù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法實(shí)施以來(lái)，在《自動(dòng)化生產(chǎn)線技術(shù)》課程中的教學(xué)效果是比較好的，根據(jù)對(duì)2017年春季我院機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)1501班的統(tǒng)計(jì)，能獨(dú)立完成項(xiàng)目的學(xué)生達(dá)到了近三分之二，還有兩三名學(xué)習(xí)比較突出的同學(xué)已具備全省職業(yè)技能大賽的參賽水平。由此可見(jiàn)，項(xiàng)目式驅(qū)動(dòng)教學(xué)法可極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性，提高了學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，今后可大力推廣。

參考文獻(xiàn)

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