網孔型電工綜合實訓裝置的改造與創(chuàng)新設計

任曉敏?李寧?黨智乾?王曙俠

摘要：從目前學校購買的電工實訓裝置的實際使用效果來看并不令人滿意。為解決上述問題，課題組成員在近幾年工作經驗的基礎上，充分研究不同專業(yè)的實踐教學，結合專業(yè)培養(yǎng)目標與具體的實際教學情況，在教學實踐環(huán)節(jié)中設計了能夠根據(jù)隨著不同專業(yè)近似課程開設情況而改變的、人性化的電工綜合實訓裝置，不僅可以完成一體化課程以及其他專業(yè)相關課程的教學任務，同時還可以滿足維修電工技能考核的實際操作考試。對于電工實訓裝置的結構改造和創(chuàng)新設計是本課題研究的重點。

關鍵詞：電工綜合實訓裝置；結構改造；創(chuàng)新設計

作者簡介：任曉敏（1977-），女，陜西乾縣人，西安航空職業(yè)技術學院，講師。（陜西 西安 710089）

基金項目：本文系西安航空職業(yè)技術學院院級自然學科課題（課題編號：13XK-ZY001）的研究成果。

中圖分類號：G642.44 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）09-0138-01

現(xiàn)今，隨著我國自動化控制技術的迅速發(fā)展，國內已經有多家企業(yè)在生產過程中應用了自動化控制技術，因而企業(yè)對生產研發(fā)和維修人才需求量不斷上升，對人才質量要求也越來越高。由于高職院校理工科開設的許多課程不僅實踐性強，而且與自動化技術聯(lián)系緊密，因此實訓教學設備就是培養(yǎng)學生動手操作技能的關鍵。為激發(fā)學生的學習積極性，增加學生的動手機會，各類院校均會購買各種類型得實訓教學設備或裝置，但這些實訓教學設備或裝置功能較為單一，缺乏可操作性，不能適應現(xiàn)今社會對人才的技術要求。

一、目前實訓教學設備或裝置使用現(xiàn)狀

目前大多數(shù)學校購買的實訓教學設備或裝置雖然外型美觀、安全可靠，但從提高學生的實踐能力角度來講還存在缺陷。

各類院校購買的實訓教學設備或裝置功能往往比較單一、專業(yè)綜合性不強。教學設備或裝置主要針對某一門課程，當這門課程不開設時，這些實訓教學設備或裝置就閑置不用了。

生產教學設備的廠家研制的設備或裝置往往不了解學生和教師使用的具體情況，缺乏人性化，有些甚至不符合教學的實際要求；另外，當購買的設備或裝置出現(xiàn)故障之后還得聯(lián)系生產廠家維修，維修時間周期較長，導致教學任務無法正常進行，當購買設備過了保修期，那維修問題就更難解決。

從成本上來說，購買新設備或裝置需花費資金較多；同時使用幾年之后，實訓教學設備往往會落后于學生所學的新知識、新技術和企業(yè)生產一線技術。

針對電類實訓教學設備多數(shù)做的都是驗證性實驗，這種“理論+實驗”的教學方式缺乏創(chuàng)新，導致學生的思維方式往往是單一和直線式的，缺乏靈活性和全面性，這樣，造成學生創(chuàng)新意識不強，缺乏自信，不善于充分利用和積極創(chuàng)造條件。

因而，實訓教學設備的現(xiàn)狀直接影響到學生專業(yè)能力的培養(yǎng)，對于實訓教學設備不應千篇一律，應根據(jù)專業(yè)的側重點和人才培養(yǎng)方案綜合考慮實訓環(huán)境、教學資源、教學組織形式等方面，進而確定實訓設備或裝置的結構和功能。因此，對各類高職院校的實訓教學設備進行改造與創(chuàng)新設計是勢在必行的。本文以電工綜合實訓裝置改造為例。

二、電工綜合實訓裝置改造的途徑

高職院校的機電、電氣專業(yè)學生的一項基本技能就是能夠熟練地對機床電路進行安裝與調試，此項技能主要是通過購買的相關實訓裝置來完成的。但目前要求該專業(yè)學生只掌握這項基本技能是不夠的，還要能夠跟隨企業(yè)發(fā)展獲取生產一線的新方法及新工藝。經過近幾年的使用，發(fā)現(xiàn)這些裝置不僅存在技術上的局限，更重要的是在一體化教學中該裝置提供給學生動手實踐的機會不多，任務引領型教學的先進理念得不到充分應用和發(fā)揮，因此教學效果不夠理想，同時對學生而言實訓裝置還缺乏系統(tǒng)全面的“新技術、新方法、新工藝”技能訓練。

如何開展“新技術、新方法、新工藝”實訓裝置的改造與創(chuàng)新設計呢？

途徑一：課題組根據(jù)任務引領型教學的要求積極尋找突破口，經過思維和觀念的碰撞，從企業(yè)獲得先進的職業(yè)教學理念，提高學生的創(chuàng)新能力，并強化學生的動手操作技能，培養(yǎng)適應現(xiàn)代企業(yè)需要的電類高技能應用型人才就是現(xiàn)在要解決的問題。經過改造的“電工實訓裝置”包含了機電一體化、電氣自動化等專業(yè)所涉及的基本技能和專業(yè)知識，包括了機床電氣控制技術、PLC技術等知識與技能的要求，目的是為學生提供一個典型的、綜合訓練的工程環(huán)境，而且還可為學生構建一個發(fā)揮學生潛能和創(chuàng)造力的實踐平臺，進而能在此平臺上實現(xiàn)知識的實際應用、技能的綜合訓練和實踐動手能力的客觀考核。

途徑二：針對機電一體化專業(yè)開設的一體化課程“機電設備安裝與調試”，開發(fā)有關PLC新的項目，讓學生動手。通過學生自己的設計、安裝進一步了解如何用PLC控制外部設備，提高設計與動手操作技能以及應變能力。

途徑三：在改造過程中可以讓畢業(yè)生參與進來，教師通過給學生制訂工作計劃與分配工作任務，在指導過程中滲透對學生能力的培養(yǎng)，在任務實施過程中使畢業(yè)學生在知識運用與獲取、實踐訓練與素質養(yǎng)成、溝通與合作、總結與創(chuàng)新等方面取得一定的進步。

三、改造的創(chuàng)新點

1.綜合性

改造完成的網孔型電工綜合實訓裝置除了可以完成機床電氣部分的內容外，還可完成PLC實驗室所缺少的項目，不僅可以提高學生的學習積極性，還可增強學生的創(chuàng)新設計和應用能力，具有一定的實際價值。改造重點是在改造過程中增加PLC的內容，讓學生認識PLC與傳統(tǒng)電氣控制之間的聯(lián)系與本質區(qū)別，學習PLC外部接線技能，探索如何將PLC編程模塊化和層次化。

網孔型綜合實訓裝置主要由實訓桌、網孔板、自購實訓元器件組成。改造過程中，自行購買西門子CPU226主機，集成數(shù)字量I/O（24路數(shù)字量輸入，16路數(shù)字量輸出）、RS-422通訊口、SC-09通訊編程電纜及轉接輸入輸出口、中間繼電器、電源模塊等。主要利用PLC軟件編程，通過 S7-200虛擬環(huán)境實時顯示PLC的運行狀態(tài)，并對PLC的外部接線進行錯誤檢查、PLC編程訓練、PLC程序編寫測試等功能。

2.靈活性

改造設計完成的電工綜合實訓裝置，實訓項目可自行確定，根據(jù)所選的項目選擇相應的元器件。該裝置即可以作為課程考核設備和維修電工技能考證模擬訓練設備，也可以作為PLC 課程實訓項目設備。學生根據(jù)自行設計的線路進行元器件的合理布局，安裝、接線全部由學生自行完成，接近工業(yè)現(xiàn)場，通過一系列項目實訓培養(yǎng)學生的動手能力和實操技能。

3.實用性

改造完成的裝置在實訓時采用已有的網孔板與購買的PLC模塊相結合的方式，實用性較強，不僅操作方便、更換便捷、易擴展或開發(fā)新的實訓項目，而且具有動手能力強、接近工業(yè)現(xiàn)場，投入使用不僅占地面積小，節(jié)約實訓場地，而且減少基建投資，經濟效益顯著。

4.安全性

該實訓裝置安裝電壓型漏電保護器和電流型漏電保護器可以確保學生的人身安全，電源輸出有監(jiān)視及短路保護功能。

四、不足之處

在改造過程中，設想添加實訓管理器，其功能是平時作為時鐘作用，在實訓操作過程中可以設定操作時間、定時報警、切斷電源等。除此之外，還能夠自動記錄由于接線或操作錯誤所造成的漏電報警總次數(shù)，為學生實訓考核提供一個統(tǒng)一標準。但實驗沒有成功，在以后的教學過程中將繼續(xù)努力完成。

五、結束語

通過設計和改造電工綜合實訓裝置，走產學研結合道路，不僅可以為學院節(jié)約一部分教學經費，而且為專業(yè)建設和今后的發(fā)展注入了新的內涵。設計與改造該裝置不僅可以鍛煉教師隊伍，提高教師的動手實踐能力，還可以促使教師更好地將教學轉入到理論和實踐相結合的道路上來。俗話說：“行而不思，創(chuàng)新無望；行而三思，脫穎出新?！敝挥胁粩嗨伎?，反復推敲研究，并形成自己解決問題的思維方法，才能不斷推陳出新，實現(xiàn)超越。

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（責任編輯：王祝萍）