電氣自動化技術(shù)專業(yè)生產(chǎn)性實訓(xùn)探索

王芹+王浩

基于煉鋼生產(chǎn)線，對電氣自動化技術(shù)專業(yè)生產(chǎn)性實訓(xùn)中心建設(shè)及課程資源建設(shè)進行了研究，基于企業(yè)典型控制環(huán)節(jié)設(shè)計項目，基于真實工作過程設(shè)計任務(wù)，使用虛擬仿真技術(shù)，研究軟硬結(jié)合的控制對象，建設(shè)生產(chǎn)性實訓(xùn)環(huán)境，并研發(fā)配套課程資源，以達到培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)，提升學(xué)生職業(yè)綜合能力的目的。

生產(chǎn)性實訓(xùn)虛擬技術(shù)課程資源項目任務(wù)近幾年，在職業(yè)教育領(lǐng)域，國家先后出臺了一系列文件，用以指導(dǎo)職業(yè)教育改革，職業(yè)教育改革的重點是實現(xiàn)學(xué)校和行業(yè)企業(yè)的緊密銜接，深化辦學(xué)模式、培養(yǎng)模式、教學(xué)模式和評價模式的改革。

由行業(yè)專家、職業(yè)教育專家、企業(yè)一線工程師、職業(yè)院校一線教師組成專家團隊對于職業(yè)教育領(lǐng)域機電一體化、電氣自動化技術(shù)等專業(yè)課程體系與人才培養(yǎng)模式做了深入的研究與探討，在課程體系中，設(shè)置了電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試生產(chǎn)性實訓(xùn)課程，對于電氣生產(chǎn)性實訓(xùn)課程的課程內(nèi)容、課程組織模式、課程教學(xué)團隊要求及課程所需硬件環(huán)境，做了體系化的研究。

一、生產(chǎn)性實訓(xùn)中心建設(shè)背景

我們探索的電氣類專業(yè)生產(chǎn)性實訓(xùn)中心建設(shè)，運用虛擬仿真技術(shù)，再現(xiàn)真實生產(chǎn)環(huán)境，采用項目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動、軟硬結(jié)合的培訓(xùn)模式和以學(xué)生為主、教師為輔的教學(xué)方法，搭建對學(xué)生進行綜合職業(yè)能力培養(yǎng)的實訓(xùn)場所。

以煉鋼生產(chǎn)線為例生產(chǎn)性實訓(xùn)中心是運用虛擬仿真技術(shù)，軟硬結(jié)合，再現(xiàn)煉鋼廠生產(chǎn)線環(huán)境，基于行動導(dǎo)向的教學(xué)模式設(shè)計，以學(xué)生為主、教師為輔，采用項目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)方法，滿足電氣類學(xué)生進行生產(chǎn)性綜合實訓(xùn)的要求。

整個系統(tǒng)包括控制柜、軟硬結(jié)合的控制對象、上位機監(jiān)控、操作臺等部分，無法用于實訓(xùn)環(huán)境的實際工藝設(shè)備，將通過虛擬仿真技術(shù)完全再現(xiàn)。

生產(chǎn)性實訓(xùn)中心至少需要100平米以上的空間，主要分主控區(qū)、工作區(qū)、學(xué)習(xí)區(qū)、資訊區(qū)和倉庫五個區(qū)。

生產(chǎn)性實訓(xùn)中心的建設(shè)目標(biāo)有3個，一是建設(shè)環(huán)境一流、應(yīng)用一流的生產(chǎn)性實訓(xùn)中心，二是開發(fā)生產(chǎn)性綜合實訓(xùn)課程，三是建設(shè)課程配套數(shù)字化資源 ，通過完善的軟硬件建設(shè)，從而達到對學(xué)生進行綜合職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)培養(yǎng)的目標(biāo)。

主控區(qū)主要為學(xué)生提供虛擬生產(chǎn)線場境和仿真操作環(huán)境，使學(xué)生的實訓(xùn)有身臨其境的感覺。主要實現(xiàn)上位機監(jiān)控和實時被控對象（虛擬負(fù)載）的監(jiān)控。主要設(shè)備是環(huán)屏和上位機。

工作區(qū)：主要為學(xué)生提供專業(yè)規(guī)范性技術(shù)和過程性技術(shù)的訓(xùn)練環(huán)境，主要由低壓配電柜、控制系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)（電機、電磁閥、現(xiàn)場操作箱等）組成。

學(xué)習(xí)區(qū)：主要為學(xué)生提供CAD制圖、PLC編程、上位機編程訓(xùn)練環(huán)境，主要由裝有PLC、上位機、CAD設(shè)計軟件的電腦，白板、投影儀等教學(xué)設(shè)備組成。

咨詢區(qū)：主要為學(xué)生提供相關(guān)的電工手冊、電氣設(shè)計手冊、設(shè)備選型手冊等專業(yè)性資料以及電氣圖紙、變量字典（點號表）、程序框圖、PLC程序、工位號字典、控制變量表、畫面變量表等示范文本。以便學(xué)生在實訓(xùn)過程中掌握所需資訊的查詢，逐步形成自行解決問題的習(xí)慣和方法。主要包含書柜、閱覽桌、椅子、文具以及專業(yè)工具書、傳統(tǒng)專業(yè)教材、各種設(shè)計資料的示范性樣本。

倉庫，主要為學(xué)生提供實訓(xùn)過程中所需的各種設(shè)備、裝置、工具、材料。主要配置貨架和工具柜。

二、課程內(nèi)容選取

以生產(chǎn)性實訓(xùn)中心為依托可對學(xué)生進行綜合技能訓(xùn)練、生產(chǎn)性技能訓(xùn)練、職業(yè)素養(yǎng)訓(xùn)練和創(chuàng)新能力訓(xùn)練，并將班組長培訓(xùn)滲透其中。

電氣類專業(yè)生產(chǎn)性實訓(xùn)課程以煉鋼生產(chǎn)線典型控制環(huán)節(jié)為基礎(chǔ)，遵循由簡單到復(fù)雜，由單一到綜合的原則構(gòu)建實訓(xùn)項目，選取的六個項目。分別是：項目一、氧槍橫移系統(tǒng)，項目二、氧槍升降系統(tǒng)，項目三、頂吹閥門站系統(tǒng)（PID），項目四、氧槍綜合系統(tǒng)，項目五、轉(zhuǎn)爐傾動系統(tǒng)（變頻器），項目六、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

每個項目基于企業(yè)真實工作過程設(shè)計6個任務(wù)，任務(wù)一、編寫電氣工藝說明書（標(biāo)準(zhǔn)文檔），任務(wù)二、電氣原理圖設(shè)計，任務(wù)三、PLC程序設(shè)計及仿真調(diào)試，任務(wù)四、上位機編程，任務(wù)五、安裝調(diào)試，任務(wù)六、編寫竣工資料，每個任務(wù)按咨詢、計劃、決策、實施、反饋、評估六步教學(xué)過程組織實施。

任務(wù)一、編寫電氣工藝說明書，通過工廠視頻、虛擬仿真工廠了解工藝流程，熟悉工藝設(shè)備，任務(wù)二、電氣原理圖設(shè)計，繪制設(shè)計圖紙包括主回路、控制回路、盤面布置圖、PLC端子接線圖、電氣柜端子接線圖、管線表、設(shè)備材料表等設(shè)計；任務(wù)三、PLC程序設(shè)計及仿真調(diào)試，編制控制變量表、程序框圖、梯形圖、程序清單等，并進行程序仿真調(diào)試； 任務(wù)四、上位機編程（畫面），編制HMI變量表和畫面 ；任務(wù)五、按設(shè)計資料為低壓配電盤、控制柜接線；編寫調(diào)試大綱，進行設(shè)備調(diào)試并作好調(diào)試記錄 ；任務(wù)六、編寫竣工資料，編寫操作指南和使用說明書，整理設(shè)計說明書、設(shè)計圖紙（系統(tǒng)原理圖、接線圖、盤（柜）面布置圖、器材表等）、 PLC程序框圖、梯形圖、程序清單、控制變量表、調(diào)試說明、調(diào)試記錄等資料，編寫歸檔資料目錄，完成資料歸檔。

實訓(xùn)教學(xué)的組織，將班級變成車間，5到10人一組，讓學(xué)生分別扮演班組長、計劃員、技術(shù)員、安全員、核算員、領(lǐng)料員、保管員等角色，并在不同任務(wù)實施的過程，進行角色轉(zhuǎn)換，并將班組長的培訓(xùn)滲透其中。

通過生產(chǎn)性實訓(xùn)中心的體系化項目訓(xùn)練，學(xué)生可以參加維修電工、可編程控制系統(tǒng)設(shè)計師等技能鑒定，取得相關(guān)技能證書，對于班組長培訓(xùn)合格者，可發(fā)給培訓(xùn)合格證。

三、課程資源開發(fā)

生產(chǎn)性實訓(xùn)課程將配套建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程，建設(shè)課程的配套數(shù)字化資源，開發(fā)配套的虛擬工廠、虛擬控制對象、教學(xué)課件，教學(xué)方案，學(xué)習(xí)工作單，教學(xué)評價表，示范樣本等數(shù)字化資源。

數(shù)字化教學(xué)資源建設(shè)，按照課程要求和數(shù)字化資源開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)的數(shù)字化資源以3D動畫、Flash動畫、視頻、圖片、文字等形式表示。

采用各種虛擬仿真技術(shù)，通過工廠虛擬仿真（3D漫游）、自動化生產(chǎn)線生產(chǎn)流程虛擬仿真、自動化設(shè)備虛擬仿真，把工廠環(huán)境搬到實訓(xùn)中心，實現(xiàn)培訓(xùn)與工廠的緊密銜接。

四、項目運行保障

一是提供豐富的教師培訓(xùn)項目，旨在讓教師了解生產(chǎn)性實訓(xùn)中心的教學(xué)理念，掌握相關(guān)的教學(xué)方法，了解本專業(yè)前沿知識，迅速提高教師的技能水平并可取得相應(yīng)的資格證書。教師培訓(xùn)項目將由校企合作的專家團隊在公司的培訓(xùn)基地中進行。

二是豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，依托實訓(xùn)中心開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)課程將放在黃河職教網(wǎng)上，方便用戶隨時取用，職教網(wǎng)上會提供一個教師支持平臺，教師可以任意編輯多媒體動畫、圖片、文字等資源，可以自我創(chuàng)意整合各種素材形成自有產(chǎn)權(quán)的教案學(xué)案及電子課件。

三是遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)在線指導(dǎo)和售后服務(wù)，可以通過黃河職教網(wǎng)對實訓(xùn)中心建設(shè)和教學(xué)工作進行遠(yuǎn)程指導(dǎo)，公司有完善的售后服務(wù)機制。

五、課程特色

電氣類生產(chǎn)性實訓(xùn)課程的特色體現(xiàn)在五個方面：一是綜合性，中心的實訓(xùn)項目幾乎涵蓋本專業(yè)的各項知識和技能，在提升學(xué)生知識和技能的同時，也訓(xùn)練學(xué)生的方法能力和社會能力；二是先進性，以先進的職教理念做指導(dǎo)，運用先進的技術(shù)手段，進行行業(yè)先進內(nèi)容的培訓(xùn)。三是體系化，從實訓(xùn)中心建設(shè)、實訓(xùn)項目設(shè)置、體系化的課程資源建設(shè)直到教師培訓(xùn)，形成完整的軟硬結(jié)合體系；四是生產(chǎn)性，在實訓(xùn)中心營造了接近實際的生產(chǎn)氛圍，按照生產(chǎn)任務(wù)設(shè)置實訓(xùn)項目和任務(wù)，在項目完成的過程中，遵照企業(yè)的工作流程和規(guī)章制度；五是安全和節(jié)約性，虛擬的生產(chǎn)環(huán)境，仿真的控制對象，豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，既保證了安全，又節(jié)約很多資源。

參考文獻：

[1]張堯?qū)W.端正思想，建設(shè)好首批國家示范性高等職業(yè)院校[J].中國高等教育，2007，（03）：61-62.

[2]姚壽廣.示范院校的內(nèi)涵建設(shè)——理念支撐與設(shè)計建構(gòu)[M].北京：高等教育出版社，2009.endprint