基于移動(dòng)物聯(lián)自主學(xué)習(xí)平臺(tái)的機(jī)電一體化技術(shù)與系統(tǒng)課程的改革研究

李嫄

摘要：本次教改研究以轉(zhuǎn)變教育觀念為先導(dǎo)，構(gòu)建虛擬仿真教學(xué)環(huán)境，搭建信息化教學(xué)平臺(tái)，形成數(shù)字化環(huán)境下符合學(xué)生成長(zhǎng)特點(diǎn)的實(shí)訓(xùn)方式。最終賦予學(xué)生更多的跨時(shí)空學(xué)習(xí)資源，讓每個(gè)學(xué)生都能隨時(shí)隨地享受個(gè)性化的優(yōu)質(zhì)教育，感受到“教師總在我身邊”，形成更加完美、平等、和諧的師生關(guān)系。

關(guān)鍵詞：自主學(xué)習(xí)平臺(tái)；移動(dòng)物聯(lián)；機(jī)電一體化；虛擬仿真

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）38-0160-02

一、研究背景

隨著“工業(yè)4.0”概念在德國(guó)的提出，以“智能工廠、智能制造”為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革已經(jīng)悄然來臨。機(jī)電一體化正是這場(chǎng)新技術(shù)革命中產(chǎn)生的新興領(lǐng)域。而機(jī)電一體化技術(shù)與系統(tǒng)正是機(jī)電一體化專業(yè)的專業(yè)課。

以《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020）》為指導(dǎo)，以《廣東省人民政府關(guān)于創(chuàng)建現(xiàn)代職業(yè)教育綜合改革試點(diǎn)省的意見》（粵府[2015]12號(hào)）、《廣東省現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設(shè)規(guī)劃（2015—2020年）》（粵教改辦[2015]11號(hào)）為依據(jù)，本課程改革主動(dòng)適應(yīng)珠江三角洲地區(qū)構(gòu)建現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系的要求，堅(jiān)持以服務(wù)為宗旨、就業(yè)為導(dǎo)向、走產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的發(fā)展道路。對(duì)“機(jī)電一體化技術(shù)與系統(tǒng)”進(jìn)行課程改革，創(chuàng)建“一體多能”的機(jī)電一體化綜合實(shí)訓(xùn)室。與企業(yè)聯(lián)合開發(fā)移動(dòng)物聯(lián)自主學(xué)習(xí)平臺(tái)等現(xiàn)代化教學(xué)平臺(tái)，緊跟政策指引。

二、課程改革的思路

1.打破傳統(tǒng)課程教學(xué)模式，探索全新課程教學(xué)模式。教學(xué)改革首先要轉(zhuǎn)變教師的教育觀念，打破傳統(tǒng)的以教師為中心、以教授理論知識(shí)為主的教學(xué)模式，逐步實(shí)現(xiàn)以學(xué)生自學(xué)為主，教師導(dǎo)學(xué)為輔，多種教學(xué)資源綜合運(yùn)用，實(shí)踐教學(xué)技能培養(yǎng)為核心的項(xiàng)目化創(chuàng)新教學(xué)模式。同時(shí)要增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，即使沒有教師在實(shí)訓(xùn)室，只要學(xué)生遇到問題，就能隨時(shí)解決，總能感覺到教師就在身邊，提升教學(xué)的互動(dòng)效能。

2.依托我院的機(jī)電技術(shù)服務(wù)中心，提升社會(huì)服務(wù)能力。機(jī)電一體化技術(shù)與系統(tǒng)課程的改革既提升了實(shí)訓(xùn)硬件條件，也為科研和校企合作提供良好的平臺(tái)，為逐步提升機(jī)電專業(yè)社會(huì)服務(wù)能力創(chuàng)造了良好的條件。

項(xiàng)目建設(shè)后，與韶關(guān)市高技能訓(xùn)練基地形成互補(bǔ)，完成對(duì)社會(huì)人員的再就業(yè)技能培訓(xùn)，并對(duì)在崗企業(yè)人員進(jìn)行專業(yè)技能培訓(xùn)，服務(wù)于地方機(jī)電產(chǎn)業(yè)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

3.課程教學(xué)要對(duì)接學(xué)生將來的就業(yè)崗位。學(xué)生畢業(yè)后的就業(yè)崗位是機(jī)電設(shè)備安裝與調(diào)試，在崗位中將面臨大量機(jī)電設(shè)備的安裝、調(diào)試和維修，以及一般的機(jī)電設(shè)備維護(hù)與保養(yǎng)等工作，要求學(xué)生能分析機(jī)電設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電氣原理，并且能動(dòng)手操作。所以在教學(xué)過程要讓學(xué)生自己動(dòng)手拆裝機(jī)電設(shè)備，從而掌握相關(guān)知識(shí)。

三、課程改革特色

1.教學(xué)內(nèi)容具有較強(qiáng)的針對(duì)性與適用性。在設(shè)計(jì)本課程的教學(xué)內(nèi)容時(shí)，應(yīng)針對(duì)機(jī)電設(shè)備中的行業(yè)企業(yè)崗位來設(shè)計(jì)，常見的崗位有自動(dòng)化生產(chǎn)線裝調(diào)、機(jī)電設(shè)備的維修與保養(yǎng)、機(jī)電產(chǎn)品的電氣原理圖設(shè)計(jì)和氣路設(shè)計(jì)、機(jī)電一體化系統(tǒng)中的可編程控制器、步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)、傳感器、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的控制和調(diào)試等。這些內(nèi)容是學(xué)生在將來的工作崗位上經(jīng)常會(huì)遇到的問題，要與學(xué)生的工作內(nèi)容充分銜接。

2.提高教師對(duì)機(jī)電一體化專業(yè)技能的全面認(rèn)知。學(xué)校普遍存在的問題是很多教師“從學(xué)校到學(xué)?！保狈φ鎸?shí)崗位的歷練。針對(duì)這種情況，學(xué)校應(yīng)該與企業(yè)聯(lián)合鼓勵(lì)教師利用寒暑假的時(shí)間到企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)?！半p師型”仍然不足：學(xué)校可以從企業(yè)招聘優(yōu)秀的工程師，從企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的角度去審視每個(gè)崗位需要的職業(yè)技能。

3.讓學(xué)生在企業(yè)崗位實(shí)境中，得到職業(yè)技能的鍛煉。（1）建真實(shí)的崗位：場(chǎng)地建設(shè)圍繞企業(yè)各職能工作崗位進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)施。（2）設(shè)真實(shí)的場(chǎng)景：教學(xué)校本開發(fā)以典型工作任務(wù)為線索。（3）用真實(shí)的流程：教學(xué)安排根據(jù)企業(yè)工作任務(wù)由淺入深。（4）采用真實(shí)的體驗(yàn)形式、靈活的教學(xué)手段，促使學(xué)生主動(dòng)感悟，印象深刻。（5）以實(shí)際工作任務(wù)為載體講授機(jī)電一體化技術(shù)的實(shí)踐內(nèi)容。本課程主要以模塊化自動(dòng)生產(chǎn)線為例，包括加工檢測(cè)單元、裝配單元、分揀單元，這部分是本課程的重點(diǎn)。自動(dòng)生產(chǎn)線每個(gè)模塊均由一臺(tái)PLC控制，可自成一個(gè)獨(dú)立的機(jī)電一體化系統(tǒng)，連接起來可組成自動(dòng)化模擬生產(chǎn)線。下面舉一個(gè)由4個(gè)模塊構(gòu)成的自動(dòng)線：A模塊模擬生產(chǎn)A型零件，A型零件貯存于立式塔柱內(nèi)以人工放料的方式輸入，A型零件有金屬與鐵氟龍塑料的，并有不同的顏色。當(dāng)A型零件掉入卡槽后由推料汽缸推向下一個(gè)工位，物料前進(jìn)途中裝有色標(biāo)感應(yīng)開關(guān)，可通過此傳感器的設(shè)定來決定是否讓此工件流入下一道工序，不符合條件的工件由排料汽缸將其排出，符合條件的則流入下一沖孔工藝，沖孔完成后由旋轉(zhuǎn)汽缸用真空吸送的方式將A型工件輸送至順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)的小轉(zhuǎn)盤，在轉(zhuǎn)盤的最后一個(gè)工位由C模塊中的曲軸機(jī)械手將其吸起，并輸送至大轉(zhuǎn)盤上方等待B模塊B型零件的到來。B模塊模擬生產(chǎn)B型零件，B型零件貯存于立式塔柱內(nèi)以人工放料的方式輸入，B型零件有金屬與鐵氟龍塑料的，并有不同的顏色。當(dāng)B型件掉入卡槽后由推料汽缸推向下一個(gè)工位，物料前進(jìn)途中裝有色標(biāo)感應(yīng)開關(guān)，可通過此傳感器的設(shè)定來決定是否讓此工件流入下一道工序，不符合條件的工件由排料汽缸將其排出，符合條件的工件則由二維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成的夾子汽缸將其輸送至柔性皮帶的傳動(dòng)工位，柔性皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)將工件輸送至最前端，在此工位再由另一個(gè)二維汽缸組合機(jī)構(gòu)的夾子將B型工件送至模塊C的大轉(zhuǎn)盤組合槽中。當(dāng)B型工件在C模塊的大轉(zhuǎn)盤組合槽內(nèi)逆時(shí)針轉(zhuǎn)至A模塊輸送過來的工位槽時(shí)，C模塊的曲軸組合機(jī)構(gòu)動(dòng)作，吸起由A模塊輸送過來，A型工件直接組合到B型工件內(nèi)。A與B工件組裝完畢后，轉(zhuǎn)盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)工件進(jìn)入到補(bǔ)壓組裝的機(jī)構(gòu)位置，補(bǔ)壓組裝機(jī)構(gòu)將完成A與B工件的補(bǔ)充裝配。隨后將工件輸送至組合檢測(cè)位置，通過傳感器識(shí)別技術(shù)分辨出A與B工件的組合屬性情況，組合屬性為金屬件與金屬件的組合、金屬件與塑膠件的組合、塑膠件與金屬件的組合及塑膠件與塑膠件的組合共4種。組合屬性信號(hào)將實(shí)時(shí)傳輸給D模塊，D模塊的三軸機(jī)械手將根據(jù)C模塊傳來的組合信號(hào)將這4種不同組合的工件分別存儲(chǔ)在四層立體倉庫中。每放一個(gè)工件在人機(jī)界面中都會(huì)有信息顯示，當(dāng)某個(gè)倉庫放滿時(shí)，倉庫托盤將伸出不再收倉。機(jī)器發(fā)出蜂鳴提醒操作員進(jìn)行人工清理。（6）與企業(yè)聯(lián)合開發(fā)移動(dòng)物聯(lián)自主學(xué)習(xí)平臺(tái)。通過先進(jìn)的移動(dòng)通信技術(shù)與移動(dòng)計(jì)算技術(shù)，依托移動(dòng)學(xué)習(xí)終端和專業(yè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，在總結(jié)移動(dòng)學(xué)習(xí)的內(nèi)涵特征、構(gòu)建方略、實(shí)施操作和評(píng)價(jià)管理的同時(shí)，聚焦實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中移動(dòng)學(xué)習(xí)框架的架構(gòu)、移動(dòng)學(xué)習(xí)資源的開發(fā)與整合、移動(dòng)學(xué)習(xí)策略與實(shí)施以及移動(dòng)學(xué)習(xí)的管理與評(píng)價(jià)，探索面向未來的最佳學(xué)習(xí)模式和教學(xué)模式，形成數(shù)字化環(huán)境下符合學(xué)生成長(zhǎng)特點(diǎn)的實(shí)訓(xùn)方式，最終賦予學(xué)生更多的跨時(shí)空學(xué)習(xí)資源，提升教學(xué)的互動(dòng)效能，讓每個(gè)學(xué)生都能隨時(shí)隨地享受個(gè)性化的優(yōu)質(zhì)教育，感受到“教師總在我身邊”，形成更加完美、平等和諧的師生關(guān)系，為加速提升學(xué)校師生的信息素養(yǎng)，推進(jìn)學(xué)校整體內(nèi)涵的進(jìn)一步提升起到更加有效的引領(lǐng)作用。

四、課程教學(xué)實(shí)施

1.教學(xué)要求。課程教學(xué)要對(duì)接實(shí)際企業(yè)崗位，堅(jiān)持以學(xué)生為中心、做中學(xué)、學(xué)中做的教學(xué)理念。充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)，實(shí)現(xiàn)理論學(xué)習(xí)與操作實(shí)踐一體化教學(xué)；充分結(jié)合實(shí)際崗位工作任務(wù)，實(shí)施真實(shí)的項(xiàng)目化教學(xué)，開展企業(yè)崗位能力內(nèi)容培訓(xùn)和業(yè)績(jī)考核。

2.教學(xué)組織形式。強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，改革教學(xué)方法，創(chuàng)新教學(xué)手段和教學(xué)模式：集中講授以任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目實(shí)施、案例分析等，突出培養(yǎng)學(xué)生解決和分析實(shí)際問題的能力；加強(qiáng)數(shù)字化資源、仿真資源等教學(xué)資源的開發(fā)與利用；教學(xué)手段應(yīng)多元化，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，多媒體教學(xué)，引入企業(yè)和學(xué)校遠(yuǎn)程資源。

3.課程改革的預(yù)期效果。創(chuàng)建“一體多能”的機(jī)電一體化綜合實(shí)訓(xùn)室，提升學(xué)校實(shí)訓(xùn)條件，縮小實(shí)訓(xùn)條件與企業(yè)生產(chǎn)之間的距離，形成設(shè)備技術(shù)力量上的無縫對(duì)接。聯(lián)合企業(yè)共同開發(fā)移動(dòng)物聯(lián)自主學(xué)習(xí)平臺(tái)，最終賦予學(xué)生更多的跨時(shí)空學(xué)習(xí)資源，提升教學(xué)的互動(dòng)效能，讓每個(gè)學(xué)生都能隨時(shí)隨地享受個(gè)性化的優(yōu)質(zhì)教育，感受到“教師總在我身邊”，形成更加完美、平等和諧的師生關(guān)系，為加速提升學(xué)校師生的信息素養(yǎng)，推進(jìn)學(xué)校整體內(nèi)涵的進(jìn)一步提升起到更加有效的引領(lǐng)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳英俊.“機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新設(shè)計(jì)分析[J].中國(guó)電力教育，2014，（11）：94-95.

[2]陳成軍，李東年.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例教學(xué)研究與實(shí)踐[J].大學(xué)教育，2017，（09）：54-56.