機(jī)械類專業(yè)機(jī)電控制技術(shù)實(shí)訓(xùn)分級(jí)式教學(xué)模式的創(chuàng)建分析

嵇海旭 梁秀娟

[摘? ? ? ? ? ?要]? 教學(xué)需要不斷創(chuàng)新，在新型發(fā)展形勢(shì)下，出現(xiàn)了機(jī)電控制技術(shù)實(shí)訓(xùn)分級(jí)教學(xué)模式的創(chuàng)建與應(yīng)用，這種新型教學(xué)模式，能夠更好地指導(dǎo)學(xué)生由淺入深，牢牢地掌握基礎(chǔ)知識(shí)，從而更好地掌握機(jī)電控制技術(shù)。明確機(jī)電控制技術(shù)實(shí)訓(xùn)分級(jí)教學(xué)模式創(chuàng)建的意義及目的，并對(duì)教學(xué)方法與教學(xué)內(nèi)容以及考核方法進(jìn)行分析，對(duì)模式教學(xué)中出現(xiàn)的不足進(jìn)行總結(jié)，讓學(xué)生更加牢固地掌握機(jī)電控制這一技術(shù)。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 機(jī)械類;機(jī)電控制技術(shù);實(shí)訓(xùn);分級(jí)式教學(xué)

[中圖分類號(hào)]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2019）19-0142-02

實(shí)踐是理論之源，實(shí)踐也是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。大學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，更多的是為了真正運(yùn)用，而實(shí)訓(xùn)分級(jí)教學(xué)模式的創(chuàng)建就是為了讓學(xué)生能夠?qū)旧系睦碚撝R(shí)加入真正的實(shí)踐，為學(xué)生將來的就業(yè)起指導(dǎo)作用。教學(xué)過程中，初步教學(xué)準(zhǔn)備有機(jī)電仿真軟件的應(yīng)用以及機(jī)械手實(shí)訓(xùn)裝置等設(shè)施設(shè)備的學(xué)習(xí)，為分級(jí)式教學(xué)模式的研究提供了前提。整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)和規(guī)劃，都以提高學(xué)生實(shí)際能力為核心目的，并且不斷創(chuàng)新方法，為學(xué)生進(jìn)入社會(huì)做好充分的準(zhǔn)備。接下來本文將主要從分級(jí)式教學(xué)模式應(yīng)用現(xiàn)狀、教學(xué)目的與要求、教學(xué)資源及設(shè)備建設(shè)、分級(jí)式教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)及考核方法和教學(xué)效果六大方面進(jìn)行分析論述，從而能夠更好地改善教學(xué)模式。

一、機(jī)電控制技術(shù)實(shí)訓(xùn)分級(jí)式教學(xué)要求及目的

機(jī)械類專業(yè)教學(xué)主要要求學(xué)生掌握機(jī)械制造和機(jī)電控制等方面的基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能。要求學(xué)生在機(jī)械、電氣、液氣壓基礎(chǔ)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，把機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、機(jī)電傳動(dòng)與控制、液壓傳動(dòng)、PLC等書本上的理論性知識(shí)與實(shí)踐操作有機(jī)結(jié)合起來，達(dá)到融會(huì)貫通的效果。然后針對(duì)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)掌握度的不同進(jìn)行分級(jí)教學(xué)，制定有針對(duì)性的教學(xué)方案和教學(xué)計(jì)劃，促進(jìn)學(xué)生對(duì)機(jī)電控制技術(shù)的深入了解，提高學(xué)生知識(shí)的綜合運(yùn)用能力、動(dòng)手操作能力、分析問題和解決問題的能力。

二、機(jī)電控制技術(shù)實(shí)訓(xùn)分級(jí)式教學(xué)模式應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）教學(xué)設(shè)備和師資力量不夠

由于實(shí)際條件和其他因素的影響下，許多學(xué)校的教學(xué)設(shè)備以及師資力量明顯不足。例如，由于資金方面的短缺和校方的重視程度不高，導(dǎo)致學(xué)校教學(xué)設(shè)備不足，不能夠保障學(xué)生教師親自示范或?qū)W生親手操作，無法保障每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)實(shí)踐或熟練掌握基本操作。另外，師資力量薄弱，缺乏專業(yè)的教導(dǎo)人員，出現(xiàn)一個(gè)教師帶領(lǐng)大量學(xué)生的現(xiàn)象，教學(xué)結(jié)構(gòu)不合理，容易導(dǎo)致學(xué)生無法真正達(dá)到實(shí)踐的目的。

（二）教學(xué)方法陳舊與不到位

隨著教學(xué)模式的創(chuàng)新與發(fā)展，教學(xué)方法也要改進(jìn)，但由于師資力量不足和校方對(duì)教師學(xué)習(xí)的不重視，導(dǎo)致部分教師仍采取一些陳舊老套的方法教導(dǎo)學(xué)生。新引進(jìn)的教師教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足與老一批教師教學(xué)方法的陳舊導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)面的斷層，出現(xiàn)學(xué)生基礎(chǔ)不牢固、實(shí)踐不到位的現(xiàn)象。

（三）缺乏系統(tǒng)的考核激勵(lì)機(jī)制

對(duì)學(xué)生的考核是對(duì)學(xué)生知識(shí)技術(shù)掌握度的考查，但教師在考核方式上仍然還存在一些問題。如教師對(duì)學(xué)生書面知識(shí)的掌握過度關(guān)注，在考核時(shí)比較注重學(xué)生知識(shí)的記憶，將考核制度停留在試卷層面，而缺乏實(shí)踐方面的考核?；蛘咭恍W(xué)校對(duì)實(shí)踐方面的考核雖有關(guān)注，但重視度不高，只注重關(guān)鍵環(huán)節(jié)的考核，缺乏系統(tǒng)地評(píng)價(jià)方法以及獎(jiǎng)懲機(jī)制。因此這種實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式的現(xiàn)狀對(duì)學(xué)生實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的獲得具有很大的影響，這些問題應(yīng)該被重視起來。

三、教學(xué)資源與設(shè)備建設(shè)

教學(xué)資源與設(shè)備的配備主要分為機(jī)電仿真軟件、機(jī)械手實(shí)訓(xùn)

裝置兩大部分。

（一）機(jī)電仿真軟件

機(jī)電仿真軟件可以幫助學(xué)生進(jìn)行虛擬實(shí)踐操作，給學(xué)生以直觀簡(jiǎn)便的表達(dá)。學(xué)生可以通過虛擬編輯對(duì)電路、氣路、液路進(jìn)行自由編輯，進(jìn)行混合搭建，也可以對(duì)電路、氣路、液路進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算分析。該軟件系統(tǒng)中還有大量的應(yīng)用實(shí)例，可以對(duì)學(xué)生自己編制的PCL程序和設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行可視化模擬，并且進(jìn)行分析評(píng)判。仿真系統(tǒng)中至少提供了三種以上的PCL部件的方針序列編輯器可以達(dá)到編輯PCL程序的目的。除此之外，該部件還有上百種功能部件包括電路功能路件、液壓系統(tǒng)功能部件、氣壓系統(tǒng)功能部件等許多部件。在搭建電路、氣路、液路的同時(shí)，萬能表等各種儀器表可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。

（二）機(jī)械手實(shí)訓(xùn)裝置

機(jī)械手實(shí)訓(xùn)裝置主要包括型材結(jié)構(gòu)實(shí)訓(xùn)桌、旋轉(zhuǎn)底座、氣動(dòng)部分、手爪、三維運(yùn)動(dòng)機(jī)械、電氣控制、工件和物料臺(tái)。電磁閥和氣缸主要管控氣動(dòng)部分。而三維運(yùn)動(dòng)機(jī)械部分主要是由滾珠絲杠傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)一起結(jié)合的模塊化結(jié)構(gòu)組成，主要有步進(jìn)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、氣動(dòng)手爪組成。機(jī)械手實(shí)訓(xùn)裝置包括地盤旋轉(zhuǎn)手臂伸縮和升降和手爪旋轉(zhuǎn)等多個(gè)有自由度控制的功能?？梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)一點(diǎn)范圍內(nèi)物質(zhì)的定位抓取功能。

除此之外，為了方便操作者編寫機(jī)械手控制功能時(shí)的操作，裝置內(nèi)還設(shè)有黃、綠、紅以及急停按鈕，還有為了避免操作過程中學(xué)生的失誤操作對(duì)設(shè)備造成損傷，設(shè)備還設(shè)有限位開關(guān)。

四、實(shí)訓(xùn)分級(jí)式教學(xué)主要內(nèi)容

分級(jí)式教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)立主要是為了根據(jù)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握度制定教學(xué)方案與計(jì)劃，主要包括基礎(chǔ)層面、拓展層面和創(chuàng)新能力培養(yǎng)層面三個(gè)等級(jí)的教學(xué)內(nèi)容。

（一）基礎(chǔ)級(jí)實(shí)驗(yàn)課程

基礎(chǔ)級(jí)的教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置包含大量課堂中所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)涉及的實(shí)驗(yàn)，對(duì)其基礎(chǔ)教學(xué)理論內(nèi)容進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證，保障學(xué)生日后實(shí)踐中所需的理論基礎(chǔ)的鞏固?；A(chǔ)級(jí)別的課程包括：（1）PCL控制樓道照明燈：通過控制啟動(dòng)開關(guān)，控制照明燈的明暗，5秒鐘后自動(dòng)熄滅;（2）PCL控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)：通過控制正反轉(zhuǎn)按鈕控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，按下按鈕一秒后，電機(jī)按照指定方向轉(zhuǎn)動(dòng)，按下停止按鈕即電機(jī)停止;（3）PCL控制液壓缸運(yùn)動(dòng)：以基礎(chǔ)的可伸縮液壓缸為例，按下啟動(dòng)按鈕，液壓缸自動(dòng)開始伸縮運(yùn)動(dòng)，液壓缸伸出與后退之間停止一秒后自動(dòng)相互轉(zhuǎn)換，自動(dòng)循環(huán)，按下停止按鈕即液壓缸停止運(yùn)動(dòng);（4）運(yùn)料小車的控制：運(yùn)料小車的啟動(dòng)和停止主要是靠指令開關(guān)發(fā)出的指令控制的，由左中右三個(gè)限位開關(guān)開始先裝料與卸料的來回運(yùn)動(dòng)，大約五秒一個(gè)循環(huán);（5）傳送帶的運(yùn)輸控制：PCL控制傳送帶電機(jī)的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，運(yùn)料傳輸帶的三段分別由三個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制。

（二）拓展級(jí)實(shí)驗(yàn)課程

拓展級(jí)別的課程實(shí)驗(yàn)開設(shè)主要是對(duì)專業(yè)知識(shí)點(diǎn)綜合考查，選擇知識(shí)體系中兩個(gè)或兩個(gè)以上進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生能夠牢牢掌握和靈活運(yùn)用綜合知識(shí)。（1）鉆孔動(dòng)力學(xué)：主要是指某一加工自動(dòng)線的鉆孔動(dòng)力頭設(shè)備的動(dòng)力頭加工過程。（2）工位機(jī)械手：PCL控制機(jī)械手的模擬控制系統(tǒng)，機(jī)械手控制將工件從左工作臺(tái)移至右工作臺(tái)主要包括機(jī)械手從原點(diǎn)到左工作臺(tái)抓取工件、抓取工件從左工作臺(tái)到右工作臺(tái)、從右工作臺(tái)回到原點(diǎn)三個(gè)過程，這三個(gè)過程為一個(gè)周期。

（三）創(chuàng)新能力培養(yǎng)級(jí)別課程實(shí)驗(yàn)

創(chuàng)新能力級(jí)別的實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)立對(duì)專業(yè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行全面整合，并通過創(chuàng)新能力實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)或者參加創(chuàng)新科技比賽鍛煉和培養(yǎng)創(chuàng)新能力、解決問題的能力。有的教師會(huì)給學(xué)生提供參與教師課題，既能使學(xué)生獲得學(xué)分，又能使學(xué)生獲得工程能力、職業(yè)能力、創(chuàng)新能力等綜合實(shí)力的培養(yǎng)。（1）步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)訓(xùn)：將橫軸機(jī)械手作為控制單元，并且確保機(jī)械手有足夠的活動(dòng)空間，首先按下黃色復(fù)位按鈕完成機(jī)械手的復(fù)位，機(jī)械橫軸首先向左運(yùn)動(dòng)到左邊緣線后再向右運(yùn)動(dòng)并停止在零點(diǎn)，復(fù)位完成后，按下綠色啟動(dòng)按鈕即可啟動(dòng)機(jī)械手。（2）單工件多點(diǎn)搬運(yùn)實(shí)訓(xùn)：機(jī)械手由原點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到1號(hào)物料臺(tái)位置，抓取工件后向2號(hào)物料臺(tái)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到位后抓手直角反轉(zhuǎn)下降，將工件放在2號(hào)物料臺(tái)后返回零點(diǎn)，2秒后再次抓取2號(hào)物料臺(tái)的工件轉(zhuǎn)移至3號(hào)物料臺(tái)，完成后回到原點(diǎn)即為一個(gè)周期完成。

五、教學(xué)考核方法分析

針對(duì)分級(jí)教學(xué)實(shí)訓(xùn)模式教學(xué)考核方法也可做出相應(yīng)的改進(jìn)，可根據(jù)實(shí)際將不同等級(jí)的教學(xué)內(nèi)容分為必修和選修，綜合考量學(xué)生的出勤率、基礎(chǔ)知識(shí)掌握度、實(shí)踐能力。如基礎(chǔ)教學(xué)層面的知識(shí)學(xué)生在短期內(nèi)通過設(shè)備完成考核即可視為及格，若完成優(yōu)秀即可視為中等，而拓展級(jí)別和創(chuàng)新級(jí)別的完成可作為加分項(xiàng)目，最后綜合考核三個(gè)層面的總成績(jī)。另外，實(shí)訓(xùn)過程中可要求學(xué)生座相關(guān)記錄和記錄報(bào)告，根據(jù)操作程度和考核成績(jī)、出勤率多方向考量學(xué)生的綜合水平。

六、教學(xué)效果的探討

（一）不同層次學(xué)生的共同提高

分級(jí)模式打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，通過區(qū)分層次與等級(jí)做到因材施教，使各個(gè)層面的學(xué)生均取得了有效的提高。在初期課堂，由于學(xué)生的差異性，學(xué)生對(duì)可編程序控制器、機(jī)電傳動(dòng)控制、液壓傳動(dòng)等基礎(chǔ)性知識(shí)的把握程度不盡相同，分級(jí)模式的創(chuàng)建使教師方便管理整個(gè)班級(jí)，真正做到了因材施教，不同程度的學(xué)生做到了共同的提高。分級(jí)模式的出現(xiàn)也為考核制度的革新提供了有力依據(jù)，根據(jù)知識(shí)掌握度不同的學(xué)生分級(jí)考核，對(duì)等級(jí)較高的知識(shí)層面的掌控可以為學(xué)生提供附加分，做到了真正的公平考量和共同提高。

（二）實(shí)訓(xùn)模式促進(jìn)了綜合能力的提高

基礎(chǔ)知識(shí)的掌控遠(yuǎn)不能滿足社會(huì)對(duì)人才的需要，實(shí)踐才是硬道理，實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式的提出使學(xué)生由書本基礎(chǔ)課堂走向了實(shí)訓(xùn)培養(yǎng)課堂，既滿足了學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的鞏固，也提高了學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力，能夠在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題。在教學(xué)工作中，實(shí)訓(xùn)對(duì)教師能力的要求提高，也促進(jìn)了教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的關(guān)注與提高，與此同時(shí)促進(jìn)教師與學(xué)生的共同提高。

（三）提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣

分級(jí)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在實(shí)踐中獲取知識(shí)鞏固知識(shí)，實(shí)踐能夠?yàn)閷W(xué)生帶來實(shí)踐成功后的自信心和好奇心，從正向情緒上引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，對(duì)學(xué)生的努力及時(shí)作出積極反饋，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的潛力，使學(xué)生穩(wěn)步提高，進(jìn)入一個(gè)良性循環(huán)，能夠培養(yǎng)出綜合實(shí)力更強(qiáng)的大學(xué)生。

七、結(jié)語

本文主要論述了機(jī)械類專業(yè)機(jī)電控制技術(shù)實(shí)訓(xùn)分級(jí)教學(xué)模式進(jìn)行了分析，指出了該模式對(duì)學(xué)生發(fā)展的優(yōu)點(diǎn)，也分析了目前教學(xué)模式中存在的哪些不足，旨在通過分析將模式進(jìn)行改善，為培養(yǎng)出更加優(yōu)秀的具有綜合高水平的大學(xué)生而努力。

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