仿真教學(xué)在高職機(jī)電一體化專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)課程的應(yīng)用研究

摘 要 高職機(jī)電一體化專業(yè)要求學(xué)生具有較強(qiáng)的實(shí)踐能力，本文在分析機(jī)電專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)課程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出利用仿真軟件輔助現(xiàn)場教學(xué)的觀點(diǎn)，并以宇龍機(jī)電控制仿真軟件為例，介紹了相關(guān)課程教學(xué)設(shè)計與實(shí)施過程，并討論了仿真教學(xué)的不足與改進(jìn)方法。

關(guān)鍵詞 機(jī)電專業(yè) 綜合實(shí)訓(xùn) 仿真教學(xué)

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)知識面寬、應(yīng)用廣泛，要求畢業(yè)生有較強(qiáng)的綜合分析和實(shí)踐操作能力，實(shí)踐類課程在高職院校機(jī)電專業(yè)占有越來越重要的地位。但實(shí)踐教學(xué)受條件所限存在較多問題，使用仿真軟件進(jìn)行替代或輔助實(shí)踐教學(xué)成為必不可少的手段。

1機(jī)電一體化綜合實(shí)訓(xùn)課程的特點(diǎn)與問題

高職院校機(jī)電專業(yè)在高年級一般會開設(shè)較為綜合的實(shí)訓(xùn)課程，這些課程同就業(yè)崗位結(jié)合緊密，通常涉及到機(jī)械設(shè)計、液壓、電器、電氣控制、自動控制等多門課程，對學(xué)生的綜合實(shí)踐能力提出較高要求。但是多年的教學(xué)實(shí)踐中，我們發(fā)現(xiàn)該類實(shí)訓(xùn)課程中存在一些不足，如實(shí)訓(xùn)場所的設(shè)備往往具有一定的危險性，如果不能正確操作，極易造成人身傷害；實(shí)訓(xùn)現(xiàn)場電壓較高，容易發(fā)生觸電事故，學(xué)生操作不當(dāng)還會損壞設(shè)備；實(shí)訓(xùn)室雖然能夠給學(xué)生提供一個真實(shí)環(huán)境，但是涉及到的設(shè)備太多，投入太大，學(xué)校無法建立完備的綜合實(shí)訓(xùn)室，即使建設(shè)了，也無法長期投入更新，靈活性和拓展性都不好；安裝、調(diào)試等步驟雖然能提高學(xué)生的實(shí)際動手能力，但耗時、耗材多，教學(xué)成本高。

2利用仿真教學(xué)的優(yōu)勢

仿真教學(xué)是利用計算機(jī)仿真軟件實(shí)現(xiàn)模擬實(shí)踐環(huán)境，產(chǎn)生逼真的訓(xùn)練，好的仿真軟件既節(jié)約時間和經(jīng)費(fèi)又達(dá)到訓(xùn)練目的。對于機(jī)電專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)課程來說，仿真教學(xué)的優(yōu)勢在于保證原有教學(xué)過程和效果的前提下提高安全度，減少現(xiàn)場操作，對于錯誤操作，軟件會模擬結(jié)果并產(chǎn)生提示，杜絕真實(shí)的人身或設(shè)備傷害；使用仿真軟件雖然初期有軟件投入，但長期來看，比直接購買硬件設(shè)備成本仍然低很多，而且學(xué)校只需建設(shè)機(jī)房，教學(xué)運(yùn)行成本低，設(shè)備利用率高；減輕了教師的負(fù)擔(dān)，不但可以教學(xué)訓(xùn)練，還可以在線考核，使教學(xué)實(shí)施和管理更加簡便有效。

3基于宇龍機(jī)電仿真軟件的實(shí)訓(xùn)教學(xué)

《宇龍機(jī)電控制仿真軟件》是上海宇龍軟件工程有限公司開發(fā)的，用于電子電工、電氣控制、機(jī)電控制及相關(guān)專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的仿真軟件。它涵蓋多種PLC品牌，內(nèi)置包括電路元器件、液壓、氣壓系統(tǒng)功能部件以及各種應(yīng)用構(gòu)件的元器件庫，用戶可以自由選擇元器件搭建控制系統(tǒng)平臺，還可在軟件中使用儀器儀表進(jìn)行實(shí)時檢測，能進(jìn)行電工電子、傳感器、液壓、氣動、PLC、電氣控制、機(jī)床設(shè)備系統(tǒng)維護(hù)和故障診斷等多門課程單項(xiàng)或綜合實(shí)訓(xùn)。

3.1教學(xué)設(shè)計

綜合實(shí)訓(xùn)課程宜采用項(xiàng)目教學(xué)，在項(xiàng)目設(shè)計上應(yīng)結(jié)合機(jī)電專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)和課程標(biāo)準(zhǔn)，貼近工作過程選取一個或多個完整的工作項(xiàng)目，復(fù)雜的項(xiàng)目還可設(shè)置多個任務(wù)，同時由于仿真教學(xué)要求學(xué)生提前具備相應(yīng)的理論知識，應(yīng)在前期對相關(guān)理論課程和軟件操作等進(jìn)行準(zhǔn)備。以《機(jī)電設(shè)備故障診斷與維修》課程項(xiàng)目之一——銑床故障診斷與維修項(xiàng)目為例，結(jié)合宇龍機(jī)電控制仿真軟件的功能，可進(jìn)行教學(xué)設(shè)計如下：X62W銑床主軸電路實(shí)現(xiàn)（仿真）——X62W銑床進(jìn)給電路實(shí)現(xiàn)（仿真）——X62W銑床快速進(jìn)給電路實(shí)現(xiàn)（仿真）——X62W銑床冷卻電路實(shí)現(xiàn)（仿真）——X62W銑床電路實(shí)現(xiàn)（仿真）——X62W銑床控制電路故障檢測（仿真+實(shí)操）——拓展項(xiàng)目：X62W銑床控制電路PLC改造（仿真）。

3.2教學(xué)實(shí)施

仿真教學(xué)的實(shí)施應(yīng)該突出學(xué)生的主體地位，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，雖然不是在現(xiàn)場實(shí)際操作，但是教學(xué)內(nèi)容都是實(shí)踐性質(zhì)的，所以在教學(xué)方法上應(yīng)多運(yùn)用啟發(fā)引導(dǎo)的方法，形式上也可以采取分組討論和成果展示、答辯等方式，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識和激發(fā)相互競爭的精神。在具體任務(wù)實(shí)施上可采取如下流程：下發(fā)任務(wù)書，明確要求——知識技能要點(diǎn)講解——制定方案并研討——利用宇龍仿真軟件實(shí)施——成果展示答辯——考核評價總結(jié)。

3.3作業(yè)與考核

利用宇龍機(jī)電仿真軟件，教師可以布置與課堂銜接的課后任務(wù)，學(xué)生只要在機(jī)房甚至自備電腦即可完成，不受設(shè)備場地的限制，也沒有安全問題，教師無須監(jiān)護(hù)，減輕了負(fù)擔(dān)。宇龍機(jī)電仿真軟件具有故障設(shè)置功能，教師可以自行設(shè)計電路形成考卷對學(xué)生進(jìn)行考核，不但可以設(shè)置實(shí)訓(xùn)臺（柜）常用的斷點(diǎn)故障，還可以設(shè)置元器件故障和短路故障等不適合在實(shí)際設(shè)備上設(shè)置的故障，使考核項(xiàng)目更加貼近實(shí)際。宇龍機(jī)電仿真軟件還可以聯(lián)網(wǎng)對多臺終端同時進(jìn)行考核和評分，并進(jìn)行成績分析，降低了考核的工作量。

4仿真教學(xué)的不足

仿真軟件具有諸多優(yōu)勢，但也存在一些需要改善的環(huán)節(jié)：一是無法提供真實(shí)的現(xiàn)場環(huán)境，學(xué)生的安全意識比較單薄，勞動紀(jì)律、工作規(guī)章等無法通過仿真教學(xué)培養(yǎng)；二是實(shí)操的技能、工藝訓(xùn)練、施工標(biāo)準(zhǔn)等無法通過仿真軟件進(jìn)行練習(xí)。所以，仿真教學(xué)應(yīng)與現(xiàn)場教學(xué)相結(jié)合，充分利用各自的優(yōu)勢，從不同的方面對學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練。如3.1“教學(xué)實(shí)施”一節(jié)，任務(wù)6《X62W銑床控制電路故障檢測》的實(shí)施需要利用宇龍機(jī)電仿真軟件和在實(shí)訓(xùn)室對實(shí)訓(xùn)柜進(jìn)行實(shí)際操作兩個環(huán)節(jié)重復(fù)進(jìn)行。

基金項(xiàng)目：本文系青島港灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院課題《機(jī)電專業(yè)中高職教學(xué)體系銜接研究與實(shí)踐》研究成果，項(xiàng)目編號GW2013A01。

作者簡介：孫琦，男，1979.8，漢族，碩士，青島港灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院，副教授，主要研究方向：機(jī)電一體化教學(xué)。

參考文獻(xiàn)

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