时间:2022-10-29 03:08:28

关键词:校内实训基地;机电一体化;建设
【中图分类号】G64.23【文献标识码】A【文章编号】
贵阳职业技术学院机电一体化专业是在原贵阳市高级技工学校维修电工专业基础上建立起来的,校内原有实训设备主要围绕维修电工职业标准配置,由于高职教育和技工培养在目标、起点、学制的差异,以就业为导向,围绕专业建设、课程改革,建好机电一体化校内实训基地具有重要意义。
一、机电一体化实训基地定位
通过对30余家大中型企业调研,机电一体化专业实训应以机电设备生产和维护、维修为两个主要方向,根据企业机电岗位需求,定位为:机、电、气、液、信息化五位一体,突出电气控制与信息技术。
二、校内实训基地概述
1、基地主要实训室
学院现有机电技术实训室11间,可完成电工基本技能、电子产品装调、PLC/单片机应用、常见机床电气线路检修、机械装调等实训。
2、实训基地存在的主要问题
现有实训室设施设备基本能完成维修电工(高级)及以上培训及鉴定考核,能满足机电一体化技术、铁道机车车辆、铁道电气、化工设备维修等专业对电工安全、电气控制等基础实训的要求,但也存在以下问题:
(1)设备数量偏少。学院2011年前仅有4个高、中职专业开设机电类实训,年实训人次在600人左右,目前已增加到9个专业28个班约1700人次,由于每个实训室平均工位不足30个,难以满足教学要求。
(2)现有设施设备难以满足高职办学“理实一体化”教学模式的需求。现有设备从技能培训方面看,可基本满足维修电工的培训,但高职相关专业由于学制为2+1,在校学习时间中又有将近1半为国课、省课,因而难以沿用原中职教育8周以上的集中实训,根据目前高职教育课改的大趋势,都以任务驱动的一体化教学为主,这种教学模式对实训设备提出了较高要求,需要虚拟工厂、仿真实训等来满足教学。
(3)现有设施设备系统化、信息化程度不高,难以满足对各专业差异化实训教学需求。
三、建设方案
1、建设原则
实训基地建设遵循以下原则:
(1)基地建设要为专业群建设服务,有利于资源共享,培养学生岗位群职业能力;
(2)基地建设要有利于教学改革,要以融“教、学、做”合一的项目实训为载体,注重内涵建设;
(3)实训模块包括基本实训模块(基本技能训练的内容及设备构成的模块),项目实训模块(岗位项目训练的内容及设备构成的模块);
(4)基地要有利于各专业的资源整合;
(5)可供本地区实训条件不足的学校进行实训,发挥辐射作用;
(6)基地具备一定生产服务能力,要开展产教结合,直接对外经营服务,让学生实现近距离就业;
(7)面向社会开展相关专业的就业技能培训与职业资格认证,建立面向社会,面向市场,针对本区域经济结构及发展趋势,把教学、培训、职业技能鉴定和科研结合在一起。
2、建设内容
根据调研企业机电设备及控制系统现状和发展趋势,校内机电实训基地拟采用工业网络控制系统,通过工业以太网、工业现场总线、PLC控制系统等,将原来独立的各个实训室有机联系在一起。新建一个总控室,利用组态软件,将重点企业的典型生产工艺、流程制做成动画、图型,将生产工艺、流程等画面实时显示在大屏幕上,并可通过网络系统,与对应的实训室连接,通过对现有设备的技术改造,实现对设备的控制。学生在实训中心,首先到总控室对生产工艺、过程进行了解,然后根据工作任务不同,可完成从机械部件组装调试、电路安装调试维修到编程、组网、组态等项目的实训。
(1)总控室
总控室配置2台工控主机(服务器)、现场总线模块、主流组态软件及工业以太网附属设备。
室内前期可利用投影机作为教学屏幕,根据专业拓展,在开设楼宇智能化、工业自动化等专业方向后,应配置拼接屏,用于安防、视频监控相关课程实训。
(2)各功能实训室
1)电气自动化实训室
该实训室以现有设备为主补充现场总线网络模块,根据专业需求,定制机车控制系统、过程控制等部分实训挂板,完成考核实训任务。
2)机电设备安装与调试实训室
该实训室利用现有部分设备,补充网络、组态、伺服、步进、传感、检测等功能模块,增加常见机构拆装台架,根据开磷集团矿山运输线、化肥生产线,轮胎股份公司轮胎生产线、雪花啤酒生产线等实际工作任务,搭建项目实训平台。
该平台除满足教学实训外,可为企业科研、培训提供服务。
3)电液综合控制实训室
该实训室利用现有部分液压气动实训台架,以工程机械液压系统维护为工作任务,增加液压拆装、仿真挖掘机、挖掘机电控系统和现场总线网络功能模块,搭建实训平台。
4)数控机床装调实训室
利用现有数控装调、维修设备,针对主流数控操作系统,进行经济型数控机床装调实训。增设带现场总线网络功能的DCS控制系统模块、DDC控制模块,为复杂控制系统、智能控制系统等方面的实训、科研服务。
(3)仿真实训
1)电工电力拖动仿真软件
可满足学生对电气元件结构、作用、安装、接线、电路分析的多媒体教学和熟悉电气控制线路的虚拟接线实训及应知考核测试功能
2)PLC类仿真软件:
PLC仿真系统包括PLC仿真软件与仿真模块。通过仿真软件可以真实地改变PLC输入点的状态,完全真实地展示出PLC的工作过程。
3)气动液压仿真软件
该仿真软件包含液压和气动两部分,提供了各种气动和液压元件的实物图片、工作原理剖视图和详细的功能描述。逼真地模拟这些元件的工作过程及原理。
四、结语
不断改进校内机电实训基地的设施设备,营造学习和工作一体化的情境,开发“教、学、做”一体的项目化课程,打造集教学、培训、科研、技能鉴定、社会服务五位一体的机电实训基地,可大大提高机电大类学生的工程实践能力、创新能力、应变能力等职业能力。
参考文献:
[关键词]电机实训电机课程实训教学模式
中图分类号:G71文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1110182-02
一、实践技能培养的重要性
新世纪对专业人才提出了更高、更新的要求,高职院校也必须在实践性教学方面进行改革、探索与提高。电气类专业学生毕业后主要担任的是:电子、电气产品生产现场的产品测试、设备操作和生产管理;电气控制设备和机电一体化设备的安装、运行、调试与维护;工程项目的技术和维护服务、电子电气设备施工以及电子电气类产品的营销和售后服务;生产一线从事技术、技术管理、操作、质检管理及维护检修等方面工作。电机专业要求学生在掌握一定电机与控制理论知识的同时,还要具有较高的实践技能。而实训课的开设,增强了学生的基本技能,还能巩固理论知识,提高分析、解决问题能力,为下一阶段专业课程打下扎实基础,且毕业后能较快适应工作岗位要求,因此我们应高度重视。一般实训课程为一周或两周,传统做法是老师指导学生做一些验证性的实验、接一些简单的控制电路或到工厂参观一些有关电机与控制的设备,这样实际上是把实训变成补充课堂的过程,学生的实践能力得不到提高,不利于人才培养。
二、突出实践技能培养的实训教学模式
科学的选择和合理的安排实训内容,是培养和提高学生实际动手能力的前提和保证。应针对不同专业如电子技术应用、电气自动化、机电一体化和数控、楼宇自动化、检测等专业所开课程的需要,去选择各专业较适合的课题,如有偏重于电机与控制技术应用等技能训练的,有偏重于电机设备检测和维护使用的,也有偏重于控制电路的故障检查与安全检查的等。教材可要强化和突出电机与控制技术的技能训练,不必强求验证性的实验,也不必受电机与控制基础理论体系的制约,而以培养和提高学生实际动手能力及分析和解决问题的能力为目的。
专业动手能力的培养是多方面,要根据不同的课题,确定不同的要求。对电气自动化专业的同学,我们着重以下几个方面的培养:基本操作技能方面:要求掌握检测绝缘材料和仪表使用、安全用电与操作以及常用电工工具使用,掌握常用电机、变压器的性能、规格、种类、使用及其拆装程序,还应娴熟地运用常用电气控制电路的安装配线和调试。操作工艺技能方面:应掌握直、交流电机控制的基本电路工艺和应用,还能控制电路的安全检查与故障检查,能熟练运用直、交流电机控制的基本电路电气元件以及选配。综合操作技能方面:要能大体上掌握常用电机控制等电器设备、以及电机线路装置的生产工艺、调试、安装和维修,并要独自调试和维修常用的电机控制设备。在电机实训中要求培养学生的自主完成的能力和创新能力。
在具体电机实训教学中,可将一个班学生分成3-6个组,指导学生查阅相关的手册和资料,挖掘他们内在潜力,让各组学生自行设计控制电路,也可以特意设置电机故障,老师把关,之后各小组互换进行故障检查和安装,如此才能更好地提高了学生兴趣,锻炼学生解决问题、分析问题的能力。
由于学生成绩高低不均,在分小组时应有意搭配开,以高带低,在实训老师的指导下,通过学生间的交流,取长补短,共同提高。实训室全天开放,指导教师、班干部和实训组长各负其责,个别程度低的同学可利用课余时间进行补课,白天的实训内容还可在晚自习中进一步巩固和消化。
三、实训考核体系
电机实训考核是以实践操作为主要考核目标,是检查学生在电机实训中解决和分析问题能力以及动手能力检测。它是理论与实践的结合。
理论考核:这一考核占30%,内容为:电机实训过程中出现的实际问题,学生应结合电机理论来分析解答。例如用实训中测量的一些数据来计算电机的一些参数,以控制电路故障排查去分析出故障点的具置,以给出的实训课题尽快地设计出合格的电气控制电路来,等等。
技能考核:这一考核占60%,技能考核可和理论考核同时进行。它的主要内容是:把实训的内容分成几个单元,学生用抽签的方式在一定的时间内自主完成任务。指导教师根据学生不同任务,制定不同的评分标准,着重从准确性、正确性、规范性和熟练程度等方面来即场评分,如此学生在分析和解决问题能力、心理素质、安全文明规程执行等方面都得到很好的锻炼。
实训报告及出勤情况:这个占10%,实训报告根据学生在实训中出现的具体实际问题去讨论、分析,最后得出体会和总结。出勤情况则由组长负责,做细致记录和汇总。
四、实训安全问题
实训安全问题是实训过程中的首要问题。应让学生在思想上高度重视,树立安全第一意识。在行动上应多加督促。只有不断地进行安全思想教育,才能尽力避免安全事故的发生。在实训过程中对用电设备进行正确的操作,是安全的重要保证。在进行电工电子的实验实训时,必须严格遵守各项操作规程,决不允许学生自己动手进行通电试验。在教师也应戴好绝缘手套,两脚站在绝缘较好的材料上,尽量用一只手操作,避免两相触电。并且保证双人操作制度。当一个人操作时,一个人在电源开关侧,一旦发生问题,立即断开电源。在检修设备时,首先要断开电源,然后再检修。检修完毕后,确认设备无短路、断路等故障后,再给设备通电。通电时速度要快,防止产生电弧。对所使用的电气设备要定期进行检查,发现外壳有电等故障要及时处理,同时要做好电气设备的保护接地和保护接零。
但实训过程中也有一些不可预见几个方面工作应做好紧急救治工作。应准备好必要的药品,如有损伤严重要及时送往医院救治。发生触电事故的紧急救治,一旦发生触电事故时,不要慌张,应冷静,绝对不能用手去拉触电者。首先要想办法切断电源,如果有导线搭接在触电者身上时,附近又没有电源开关时,要用干燥的木棒或其它绝缘物体将导线从触电者身上移开,然后对触电者进行救治工作。当发现触电者呼吸停止时,要立即对其进行人工呼吸和心脏挤压,并向医院求救,争取最佳抢救时间。当发生电气火灾事故时,首先要切断电源,然后进行灭火。对暂时无法切断电源的,要用二氧化碳灭火器、1211灭火器等不导电的灭火器进行灭火,决不允许用水浇注灭火。同时要及时通知消防部门。
五、可行性和效果
实训中,应早熟悉电机的各种技术数据、并据此计算出实训中所需要的数据、画出绕组的展开图,掌握电机的结构、电机的拆卸方法、线圈的绕制、电机的嵌线等电机制作工艺,但实训的质量是衡量学生获得技能高低的关键。若按传统的方法进行实训,不仅速度慢、故障点较多,而且若电机嵌线结束后再找故障点相当困难,如果故障点发生在嵌线问题上,还要拆掉重来,有不少学生就囚为这个问题,实训结束时任务还没有完成。这样,课堂上的难点问题在实训中也没有解决,实训收获不大。如何提高实训质量呢?在实训中,对难点、易发生故障的点教师要及时进行总结,对学生着重强调,并采取相应的措施。
(一)实训实例分析
实训中采用的是6极、36槽、功率为1.5KW的小型异步电动机,采用单层、链式、短节矩绕组嵌线。嵌线时发生的故障,可以通过下而的嵌线方法、嵌线技巧加以避免。首先确定好每相绕组的组数,然后再进行绕线。根据一路反串规律,每相绕组的组数等于磁极个数。例如:我们学生实习的电动机2P=6,那么每相应有6个绕组。要求学生把绕好的三相绕组按“首首相连,尾尾相连”的方式摆放几次,这样做的目的可以加深学生对短节距绕组的端部连线力一式的印象,从而减少嵌线过程中出错的机率。
实训中总结出一种快速嵌线方法。嵌线方法不仅关系到线圈嵌放的位置是否正确,而且关系到嵌线的速度。根据实训的经验,对传统的嵌线方法进行了改进,提出了一种简单、易懂、既能确保嵌线正确又能提高嵌线速度的嵌线方法,其具体步骤如下:先嵌U相第一个线圈的下层边、封槽,其上层边暂不嵌;空一槽,再嵌w相最后一个线圈的下层边、封槽,其上层边暂不嵌;空一槽,再嵌V相第一个线圈的下层边,接着嵌V相第一个线圈的上层边;V相第一个线圈的下层边空一槽,嵌U相第二个线圈的下层边,接着嵌U相第二个线圈的上层边;U相第二个线圈的下层边空一槽,嵌w相第一个线圈的下层边,接着嵌W相第一个线圈的上层边;W相第一个线圈的下层边空一槽,嵌V相第二个线圈的下层边,接着嵌V相第二个线圈的上层边,后而依次推。最后嵌U相第一个线圈的上层边,W相最后一个线圈的上层边。
嵌线过程中,由于铜线被多次利用,短路、断路故障较多,若嵌线完毕后再查找故障不仅耗费的时间较长,而且故障点也难以查到。因而我们采取在极相组的连线上套上绝缘管,同时,每槽嵌线完毕后,都要用兆欧表测试各种绝缘情况及短路情况。当绕组的绝缘被破坏后,若绕组中的导线与定子铁心、机座相碰就会造成接地故障、在同一线圈内可能会造成匝与匝之间的短路、在极相组间可能会造成极相组间短路和相间短路。对各短路故障根据相应的测试力一法采用兆欧表进行测试,若测得的电阻为零或很小,说明发生了接地故障或短路故障,应立刻查找并排除;若测得的绝缘电阻大于0.5兆欧,说明绝缘符合要求。
(二)实训效果
实训改革后,既能增强实践动手能力,又能提高分析和解决问题的能力。学生在校期间,需要通过国家劳动部门组织的职业技能鉴定电机维修中级或高级考核,这样才能在就业应聘时,优先被用人单位录用。我校电机专业的学生毕业后具有较强的电子、电工、电气控制等基本操作技术能力和专业技术应用能力,能很快地适应用人单位岗位要求,并能顺利在用人工作岗位上取得了许多可喜的成绩。在我院对用人单位企业的调查中,用人单位企业反映毕业生的突出长处就是动手实践能力强,毕业生普遍反映在我院学习期间,动手实践能力是他们最大的收获,这是我院非常注重实践性教学环节的结果。同时,我们还应积极营造工业现场环境,创造工业现场气氛,建全贴近实际的电机实训室,我们将探索更多、更好的方法以适应用人单位企业和社会的发展需求。
参考文献:
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[关键词] 教学方法 教学手段 教学因素
1.引言
《建筑电气控制技术》高职院校该专业领域的核心课程,作者认为讲授这门课程时,既要将该课程的基本内容和原理讲述清楚,又要重点讲解建筑工程中的电气控制,有的放矢;同时结合高职高专的人才培养目标,将理论教学与实践实训相结合,培养出服务岗位的技能型应用人才。鉴于此,在教学方法上,要针对此课程的不同部分内容的特点和难点,采取不同的教学方法和教学手段,理论教学和实训相结合,才能取得比较理想的教学效果[1]。
2.教学方法及教学手段的应用
2.1 继电器-接触器控制系统
这部分的教学方法主要采用项目教学法[2]、问题引导法。将相关元器件及涉及到的控制电路融入项目,即把项目划分为分解为多个任务,难点分散消化。授课过程包括理论部分和实训部分,理实结合,充分培养学生实践操作技能,在项目完成中获取知识与能力。例如项目“小车自动往返控制”,涉及到开关、熔断器、接触器等低压电气设备的介绍采用多媒体辅助教学的方法,通过电气控制现场的图片、视频、动画等形式为学生提供感性认识,并结合校内机床设备运行现场的参观,加深印象的同时,可以大大激发学生学习兴趣。一边动画演示元件结构和动作原理,一边现场拆卸,观察触头的动作情况,使学生掌握起来轻松而有效。项目所涵盖的点动、长动、正反转三个基本电气控制环节和规律的教学,遵循由简到繁的认知规律,采用问题引导的教学方法和多媒体辅助教学手段。如在点动控制任务的基础上,提出连续控制的要求引出反转控制;再提出往返、升降等控制要求引出正反转控制任务,最后为了满足功能完善、安全可靠的要求引出带机械及电气互锁的正反转控制,并通过动画演示控制过程。
2.2三相异步电动机的控制电路
电动机控制有十五个典型控制电路,单纯课堂讲授学生积极性不高,采用讨论法教学可以克服这一局限。学生分组,各组分配一个电路,要求组内讨论学习后,一位在黑板画电路图,一位讲解控制过程,教师点评补充。在分配任务时,对于程度稍差的组可以协商调换电路,降低难度,为该组成员建立自信提高积极性。后继布置“两台电机顺序启动、停止控制”和“时间继电器自动切换的星-三角起动控制”两个项目,学生也可以根据自己的掌握情况设计其他控制电路后进行安装接线和调试。学生自主性强[3],不同层次学生都可以获得较足的学习动力,理论与实践实现两手抓。
2.3 可编程序控制器介绍
可编程序控制器(Programmable Logic Controller)的学习是个应用性很强的内容,设计思路灵活但又有规律可循,教学方法上仍以项目教学法、对比讨论法,多媒体教学手段。由于PLC内部存储单元在设计中的意义理解起来抽象,但与熟悉的继电器-接触器控制系统的概念有相似,因此利用多媒体将二者比较,并配以PLC应用实例的图片和视频,大大提高学生理解和接受程度。例如点动、长动、正反转继电器-接触器控制如何利用PLC实现控制的问题提出后,将所能涉及到的基本指令讲授完毕后,分别针对点动、长动、正反转控制任务中对比两个系统的异同,通过项目“小车自动往返PLC控制”和项目“小车自动循环往返PLC控制”培养应用技能,项目 “两台电机顺序启动、停止PLC控制”和“时间继电器自动切换的星-三角起动PLC控制”作为掌握经验设计法的巩固。状态设计法以选择典型、有趣的项目驱动教学,实现讲授-设计-调试-讲授循环教学过程,将新知识融入项目,让经验出于项目,以技能完成新项目。
2.4 典型建筑电气控制系统
典型建筑电气控制系统有“空调与制冷系统的电气控制”,“水泵和锅炉设备的电气控制”,“电梯的电气控制”,这部分教学内容系统性强,适合采用讲授法结合讨论法和参观法,并利用多媒体系统展示无法参观到的环节、集中展示多幅控制电路图片辅助课堂讲授。
3 其他教学因素的体会
3.1教学内容调整与顺序安排
采用项目法的教学内容,需要将旧有的内容重新调整,与项目内容紧密结合,要求教师对项目选择和教学内容有很高水平的把握,但是个人教学水平和时间的有限,教研组内甚至与相关教研组共同展开讨论确定项目及相关内容是比较合理的。
3.2知识条理性和关键词
《建筑电气控制技术》课程知识点多,涉及元件多,控制方法多,这三多容易使学生产生条理不清的感觉和厌烦情绪,因而在讲授过程中,注重将知识提炼,为学生提供清晰的思路和前后逻辑关系,并在每一个内容中总结出关键词为学生把握重点内容和核心内容有很大帮助。
3.3实训教学需要注意的几个问题
通过几年的实训指导,发现实训中有这样几个问题需要注意。一是分组要考虑学生自由组合的意愿,自由组合的气氛融洽,分工明确,团队协作程度高,但同时要注意个别组的调整,程度太低的组合容易在实训中受挫丧失信心;二是项目要求和任务要明确,每组保证一份最终设计方案,确保按图接线;三是下线的规律要反复引领和提示,以此培养清晰的思路和合理方法,在各组指导中仍以这一规律辅助检查线路、排除故障,可以提高效率;四是实训报告的内容要求完整性,重点总结实训中出现的问题、解决方法以及收获经验。
3.4情感教学的重要作用
让学生和教师成为朋友,学生认同教师,才能对教师所教的内容感兴趣,主动把教学内容变为自己的需要,从而加以内化成为自己的认知结构,这样才能使教师的教转化为学生的学,教和学才和谐,教师才能在学生发展过程中起到言传身教的作用[4]。情感教学是一种课堂内外相结合的教学,课内平等融洽与学生交流,不可盛气凌人居高临下,自身要做到礼貌和文明,以良好的师德为学生效仿榜样,积极评价和鼓励学生,对于取得的进步要及时给予肯定,帮助学生建立有力的自信心;课外以朋友的身份关心学生生活,了解学生兴趣爱好并经常参加学生活动。情感教育自然地融于课内外生活,建立朋友型师生关系,教和学则体现出以学生为中心、以情感为基调的和谐关系。
4.结论
教学过程是复杂而丰富的,科学合理的教学方法和手段能将繁杂的问题简单化、条理化,使得教学效果最大化,在教学中不断体会和总结各类教学因素探索更有效的教学方法、手段、模式是教育工作者应该长期坚持做的工作,为教育目标的奠定扎实的基础。
参考文献:
[1]冯荣,刘敏.浅谈高职高专《建筑电气控制技术》课程的教学方法[J].黑龙江科技信息,2009,(31):214.
[2]任魏娟.职业教育项目教学法研究[D].上海:华东师范大学,2011.
关键词:课程教学模式;专业能力目标;职业岗位能力
中图分类号:TP277 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)45-0273-02
一、目前存在主要问题分析
《工厂电气控制技术》是电气工程及其自动化、机电一体化技术等专业的一门技术基础课程。它的培养目标是:使学生掌握交直流电机拖动、低压电器控制技术等方面的基本知识和技能,将学生培养成为高素质技术应用性人才,同时为学习后继课程打好基础。但传统的《工厂电气控制技术》课程教学方式主要采用课堂讲授的形式,以讲授工厂电气控制相关各种理论知识为主,实践环节偏少,致使理论与实践脱节,学生对电气控制的设计能力和动手能力很欠缺,不能很好地将理论应用于实际,与教育培养高级技能型专门人才相悖。为了改变这一现状,适应“以就业为导向”的教学改革,我们认为应当对《工厂电气控制技术》课程进行教学改革,重点突出考核学生在电气控制方面的设计能力和实际动手能力,立足于工学结合。
二、教学改革的内容、主要特色
根据电气工程技术应用专业的人才培养模式,本课程从应用的角度出发,基于工作过程采取“阶段性、梯次递进”的由简到难的原则,以项目为例学习,完成工作任务或项目,驱动教学对象实现对工作过程的认识和对完成工作任务的体验,从而形成职业岗位能力。确定了该课程的教学模式:是以职业核心能力培养为主线,以电气控制设备和机床类电气设备的设计、运行、安装、调试与维护等项目为载体,并将项目分解为若干个任务用以培养和训练学生的职业岗位能力;在教学过程中,以学生为主体,实施以“教、学、做一体化”和“任务驱动,项目导向”为行动导向的基于工作过程的教学模式。教师的任务是对整个学习或工作的过程进行发动、监督、帮助、控制和评估。教学放在实验室中进行,介绍各种典型控制电路工作原理,各种工业控制低压电器的性能、特点及使用方法并配合现场动手操作,帮组学生理解所讲内容,提高实际分析问题和解决问题的能力,做到真正的理论与实践相结合,教师只是针对性的讲授、示范、引导,重点突出技能培养。整个教学中,要安排三分之二的左右的学时让学生自己连接控制电路。实行“教、学、做”一体化项目教学。
课程教学内容:根据机电技术应用专业核心职业岗位所需要知识、能力、素质要求选取的教学内容,教学内容要涵盖国家职业标准(中、高级)相关应知、应会内容,教学内容选取要考虑岗位职业要求,注重岗位化能力培养,按由简到难、由单一到综合、循序渐进的原则,以基本控制线路为主线,学习从低压电器的认识、低压电器的结构及工作原理、基本控制线路的分析和设计、典型工厂控制线路的分析、调试和设计、评价全过程。每一学习情境均以工作任务承载教学内容,基于工作过程设计课程内容,来达到即定的培养目标。
三、本项目预期的主要目标
1.专业能力目标:
1)掌握各种电器元件的基本原理、技术参数,能够根据需要正确选择;
2)能够正确使用常用的电工工具完成低压电器元件的安装;
3)熟练掌握低压电器元件的文字和图形符号,具备识读电路图能力;
4)能够根据给定电气控制原理图进行电气接线;
5)能熟练使用万用表进行低压电气控制电路故障排查;
6)能实施常用机械设备电气控制电路的故障排查;
7)可以根据给定的控制要求,完成简单控制电路的规划与实施;
8)了解PLC的结构和工作原理,掌握PLC基本指令、功能指令和编程方法;
2.方法能力目标:
1)通过理论实践一体化课堂学习,使学生获得较强的实践动手能力,使学生具备必要的基本知识,具有一定的资料收集整理能力,制定、实施工作计划和自我学习的能力;
2)通过该课程各项实践技能的训练,使学生经历基本的工程技术工作过程,学会使用相关工具从事生产实践,形成尊重科学、实事求是、与时俱进、服务未来的科学态度;
3)通过对电机及控制方法的认识和深刻领会,以及教学实训过程中创新方法的训练,培养学生提出问题、独立分析问题、解决问题和技术创新的能力,使学生养成良好的思维习惯,掌握基本的思考与设计的方法,在未来的工作中敢于创新、善于创新;
4)在技能训练中,注意培养爱护工具和设备、安全文明生产的好习惯,严格执行电工安全操作规程。
四、课程的总体安排及考核方案
1.课时的分配及进度:授课12周,每周4学时,总学时48。理论授课16学时,实验实习32学时。
2.考核方案:《工厂电气控制技术》课程理论考核以够用、实用为基本原则,降低了理论考核的要求。重点突出考核学生在电气控制方面的设计能力和实际动手能力考核,强调实践效果。
考核评价方式采用过程考核+理论考核+技能鉴定。课程考核评价和职业技能鉴定紧密结合起来。学生必须参加劳动和社会保障部组织的电气控制中级工职业技能鉴定,并将学生参加职业技能鉴定所取得的成绩作为学生《工厂电气控制技术》课程考核评价的组成部分(占40%)。其中理论考核以闭卷形式进行,考察学生对电气控制原理的基本概念、原理、应用的了解。考试成绩的20%记入期末总成绩。实践考核在电气实训实验室进行,每一位学生随机抽取任务工单,含有设计和安装调试接线,成绩的40%记入期末总成绩。
参考文献:
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机电综合实训课程的地位
机电专业综合实训课程集合了气压技术、液压技术、电机与电气控制、自动检测技术、PLC及其自动控制技术、网络通信技术等相关课程,融合了实训和生产,是机电专业学生顶岗实习前的综合课程。
对五年制高职教育而言,由于培养目标定位在为企业培养高技能型人才上,通过机电专业综合实训课程的学习,促进学生综合实践能力的提升、职业能力的培养、创新思维的发展,紧扣机电专业核心技术,即检测、控制与执行三大环节展开,同时需具备一定的网络通信技术。
综合实训课程建立在机电结合的基础上,企业调查结果显示,机电设备的控制很多都采用PLC作为控制系统。对机电综合实训课程,选择某生产流程的模拟控制系统为实训载体,通过模拟仿真控制,掌握生产岗位的控制技术,吴中中等专业学校选用了光机电一体化设备YL-235A自动化生产加工系统。
PLC在机电一体化设备教学中的应用
1.PLC在机电一体化设备中的功能
整个系统通过PLC控制,各个环节有序结合。该装置配置了触摸屏模块、PLC、变频器装置、气动装置、传感器、气动机械手装置、上料器、送料传动和分拣装置等实训机构。根据其特有的属性,系统的控制部分采用触摸屏模块和PLC,执行机构由气动电磁阀-气缸构成的气压驱动装置和变频器控制步进电机的传送装置,实现了整个系统自动运行。整个实训装置的模块之间连接方式采用安全导线连接,以确保实训操作的安全。系统分三大模块:
(1)送料机构的控制
采用24 V直流减速电机,转速6 r/min;用于驱动放料转盘旋转,PLC通过输入信号发出输出信号,驱动送料机构运行。
(2)机械手感应机构的控制
整个搬运机构能完成四个自由度动作,手臂伸缩、手臂旋转、手爪上下、手爪松紧。机械手的动作通过磁性开关和接近开关的感应信号传送给PLC,PLC根据内部程序执行发出信号,驱动电磁阀-气缸完成机械手的动作。
(3)物料传送和分拣机构的控制
由皮带输送、推料气缸、变频器、步进电机构成,PLC通过感应信号发出输出信号给变频器,变频器驱动步进电机运行,皮带转动,实现物料的传送,通过传感器感应信号,使得PLC驱动电磁阀-推料气缸动作,实现物料分拣。
2.PLC在机电一体化设备控制系统中的设计方法
建立一个PLC控制系统,必须根据被控系统所要求的动作,正确分配I/O口,综合应用顺序功能图,完成梯形图的设计,达到所预定的动作过程。
顺序控制设计法是按照工艺要求,在各个输入信号的作用下,根据内部状态和时间顺序,在生产过程中各个执行机构自动地有序地进行操作。首先要根据工艺过程,画出顺序功能状态图,然后根据顺序功能图画出梯形图。
顺序功能图是描述控制系统控制过程、功能和特性的一种图形,是描述控制系统控制过程的一种有力工具。利用顺序功能图的方法已经成为控制梯形图设计的主要方法。利用PLC的编程元素(如状态寄存器S和辅助继电器M)来代替各步。
顺序功能图由工步、有向线段、转换条件和动作组成。顺序功能图的基本结构又分为三种:单序列、选择序列和并行序列三种形式。如图1所示:
3.PLC在机电一体化设备中的教学方法
机电综合实训课程采用项目、任务型教学,打破教材本身的框架,围绕PLC课程在设备中的应用展开,将其分解成若干个小任务,结合实际操作,了解该设备所能完成的任务和工作流程,分析设备的硬件组成和各元件功能。通过实际拆装、编程与调试、故障诊断、维修及保养等,掌握该设备的装配、操作和维护的能力。
实训课程采取阶段式训练,并将企业的6S管理融入教学过程中。
1.设备认知,熟悉设备和设备元件,拆装注意事项,安全用电等。
2.掌握知识,掌握设备需具备的理论知识和操作步骤,注意细节,融入平时所积累的操作经验和诀窍等。
3.拆装操作,结合企业实际操作要求,理解拆装顺序和要求,学会工具和仪器的使用,理解设备结构和各部件之间的关系,达到一定的技能水平。
4.编程与调试,掌握PLC编程方法,积累PLC程序编译经验,在调试过程中不断总结经验和编程技巧,培养学生的创新能力。
关键词:机电控制;工学结合;实训
当前,职业教育为区域经济和社会发展的服务功能越来越明显,以服务为宗旨,以就业为导向,走校企合作、产学研结合的发展道路,培养生产服务第一线的高素质的劳动者和高技能实用技术人才已成为职业教育战线的共识,同时也成为社会的共识。而以上人才知识与技能的获得仅仅依靠在学校的学习是远远不够的,只有在实际工作环境中学习才能获得,即要通过工学结合来实现。
在工学结合条件下,学生在实际工作环境中的心理状态和对环境的感受是与学校完全不同的;现代企业理念、良好行为习惯、应变能力、新的实用技能、创新能力也只有在实际工作环境中才能学到或形成。在实践中我们深深认识到:培养什么样的职业岗位人才,就应该有什么样的职业岗位教育环境;技能型人才、实用型人才的培养,只能在工学结合中实现。
目前国内高校在PLC课程教学中普遍面临问题是教学设备落后,跟不上PLC产品的更新换代的问题、教学试验资源有限,实验项目设计不合理、偏重编程练习,对实际项目缺乏整体认识、综合实训项目单一,与实际工作现场出入太大等问题。各高校采用比较多的PLC实训装置为液压传动与PLC实训装置、气动与PLC实训装置、机电气液一体化综合实训装置、PLC实训箱等。
1.机电控制实训教学系统
机电控制实训教学系统由型材实训台、物料提升机构、物料加工模块、气动机械手、物料输送及分拣机构、PLC模块、变频器模块、按钮模块、电源模块、各种传感器和I/O接口板等组成,共构成五个单元.每个单元的基本功能如下:
1.1.供料单元的基本功能:供料单元是教学系统的起始单元,在整个系统中,起着向系统中的其他单元提供原料的作用。具体的功能是:按照需要将放置在料仓中待加工工件(原料)自动地推出到物料台上,以便输送单元的机械手将其抓取,输送到其他单元上。
1.2.加工单元的基本功能:把该单元物料台上的工件(工件由输送单元的抓取机械手装置送来)送到冲压机构下面,完成一次冲压加工动作,然后再送回到物料台上,待输送单元的抓取机械手装置取出。
1.3.装配单元的基本功能:完成将该单元料仓内的金属、黑色或白色小圆柱零件嵌入到已加工的工件中的装配过程。
1.4.分拣单元的基本功能:完成将上一单元送来的已加工、装配的工件进行分拣,实现不同属性(颜色、材料等)的工件从不同的料槽分流的功能。
1.5.输送单元的基本功能:该单元通过直线运动传动机构驱动抓取机械手装置到指定单元的物料台上精确定位,并在该物料台上抓取工件,把抓取到的工件输送到指定地点然后放下,实现传送工件的功能。
其中各模块分别由单独的PLC分站点去控制,各站点可独立运行,也可通过站点间的通讯进行一体化控制。整体结构采用开放式和拆装式设计,让学生可以自由组装和调试送料检测机构、物料搬运机构、物料分拣机构和自动生产线等机电一体化实训设备。为学生提供了一个典型的、可进行综合训练的工程环境,为学生构建了一个可充分发挥学生潜能和创造力的实践平台。
2.系统可实现的实训项目
2.1.传感器实训。系统中使用了大量的传感器,有电感式接近开关、漫射式光电式接近开关、磁性接近开关等。学生可通过在实训中调整各类传感器的角度、位置、测试各类传感器的动作信号等实训,掌握各类传感器的特性、工作原理及接线方法等知识。
2.2.气动技术实训。系统中使用了大量的气动元件,包括气源、多种电磁阀组、各种气缸、节流阀、速度阀等。学生可通过在实训中连接气动控制回路、调节各气动元件的动作情况等实训,熟悉各种气动元件的作用,了解各种气动元件之间以及气动元件与其它元件之间是如何配合起来进行协调工作的。
2.3.PLC控制实训。系统的各个工作站都是独立的,各自有一台PLC控制本站的运行,如果各个工作站分开来实训,每组3人的话,可同时满足十五个学生进行实训,并且每个学生都可以参与其中。在各个工作站中,学生可以通过编程学习梯形图编程的基本概念、梯形图的编程规则、PLC程序设计方法、PLC梯形图编程的特点与优势等。
2.4.电气控制系统实训。系统各个工作站的电气控制原理图均要求按照工业标准和习惯进行设计与连接,学生可以通过各个工作站的电气控制线路的连接、各种接口电路的标准化制作等实训,学习电路原理图的分析、I/O接线图的连接等知识点。
2.5.机械系统安装调试实训。系统中的各个工作站可让各组学生将机械部分全部的或部分的拆去,再按要求将其重新组装,并且调试至系统可正常、可靠地工作。
2.6.系统故障排查实训。教师可以在系统中各个工作站中设置一定的机械、电气和程序控制上的故障,学生则可以通过对故障现象的分析,排查练习,学习设备维修的方法和技能。
3.结语
本实训系统具有较好的柔性,即每站各有一套PLC控制系统独立控制。将五个模块分开培训可以容纳较多的学员同时学习。在基本单元模块培训完成以后,又可以将相邻的两站、三站直至五站连在一起,学习复杂系统的控制、编程、装配和调试技术。在此平台上可实现知识的实际应用、技能的综合训练和实践动手能力的客观考核。既可以作为课程的专业知识模块的单项实训项目的教学,同时可进行机电一体化设备、气动系统、自动控制系统的综合技能训练,还可以做为技能鉴定的考核设备,使学生对过去学过的诸多单科的专业和基础知识,在这里能得到全面的认识、综合的训练和实际运用。利用机电控制实训教学系统,可以模拟一个与实际生产情况十分接近的控制过程,使学习者得到一个非常接近于实际的教学设备环境,从而缩短了理论教学与实际应用之间的距离。
参考文献:
[1]吴蔚.工学结合勤工俭学培养大批高素质技能型人才--记职业教育工学结合座谈会[J].教育与职业,2005,(25).
关键词:机床电气 仿真教学 理实一体化 分组教学 考核评价
电气自动化设备安装与维修专业传统的实训课情景是学生在专用的网孔板上(或者是木板上)安装电气控制的各种电器,并完成导线连接。这种实训方法在教学功能上存在以下先天性不足。
第一,整个过程停留在“模拟实训教学”层面,与行业规范、实际工艺等元素脱节,也就是仅仅关注了“学”而忽视了“工”,培养出来的学生被用人单位称之为“半成品”。到岗后,学生在网孔板上积累的学习经验并没有多少实用价值,企业需要花费一定的人力物力从头培训学生的基本工作技能。
第二,实训教学是某个技能点的练习,由于没有系统的工作过程,培养出来的学生缺乏工作的整体策略,就算技能再高,也只能不断地重复某一项(类)操作。这种操作哪怕练得再熟练、再精准,也终将被自动化的生产机械所取代。
第三,传统的实训方法无法承载依附在专业技能上的综合职业能力,如适应环境的方法、发现并采用能优化工作的技巧等能力。
为了改变传统实训教学模式,学校在电气自动化设备安装与维修专业中选出一个班作为试验班,在常用机床电气检修课程实训教学中实施了“理实一体化”教学模式。采用模拟仿真、现场安装实战等教学方法,最大限度地贴近企业生产实际、接近行业规范、实际工艺要求等。学生的学习过程与该职业在社会上的实际工作过程一致,从资料收集、设计方案、优化方案、施工安装、验收调试、工作总结等环节,给学生提供了更多的思考空间和尝试机会。学生的学习经验可以直接转化成工作经验,从而培养了学生的工作策略,为其将来的职业生涯发展奠定了基础。
一、实施过程
1.组合实习小组
为了使学生之间优势互补、取长补短,将学生按成绩和认知特长进行搭配分组。每组组员集体选用一名组长,负责实习小组的管理,即在实习过程中所用工具的保管、本组成员的出勤情况,并配合老师对任务完成情况进行检查、评价。
2.强化安全用电知识,实施文明操作
在机床线路安装、配线、调试、故障排除操作中教育学生牢固树立“安全第一”的思想,严格执行安全操作规程,如工作前应详细检查所用的电工工具是否安全可靠,穿戴好必要的防护用品;线路在未经确定无电前,一律视为有电状态,不能用手触摸;电气设备的金属外壳都必须有可靠的保护接地;带电作业时,要有专人监护;对拆下的导线要将带电线头包好,防止触电;工作结束,所有材料、工具、仪表等分别归类放置等。培养学生规范、整洁、文明的工作作风,为学生进入企业实习上好安全教育的第一课。
3.收集整理机床设备的电气技术资料
主要包括以下内容:设备说明书、电气控制原理图、电气设备总装接线图、电器元件布置图与接线图、电气设备明细表。
4.电气原理图的分析
结合维修电工仿真实训室的宇龙机电方针软件,利用多媒体教学设备重点讲解、演示车床、万能铣床、摇臂钻床、磨床、镗床的工作原理和动作过程、机械与电器间的配合动作关系,熟悉常用机床基本结构、运动形式以及对电力拖动系统的要求基础上,进行电气原理图识读和分析。
(1)分析主电路。从主电路入手,根据机床所用电动机和执行电器的控制要求,分析它们的控制内容。主要包括:机床各个电动机及其他设备的类别、用途、接线方式、运行要求;电动机启动、转向、调速、制动灯方面控制要求和情况;主电路使用的控制电器和保护电器;电源情况等。
(2)分析控制电路。 根据主电路中各电动机和执行电器的控制要求,逐一找出控制电路中的控制环节,利用电动机的典型控制环节的知识,按功能不同将控制线路“化整为零”来分析。包括:控制电路电源、各种继电器接触器的用途、电器元件之间相互关系、连锁控制环节等。
(3)分析辅助电路。辅助电路包括电源指示、各执行元件的工作状态显示、参数测定、照明和故障报警灯部分。它们大多是由控制电路中的元件来控制的,所以在分析辅助电路时,还要回过头来对照控制电路进行分析。
(4)分析联锁及保护环节。机床对于安全性及可靠性有很高的要求。要实现这些要求,除了合理地选择拖动和控制方案外,还在控制线路中设置了一系列电气保护和必要的电气联锁。
(5)总体检查。经过“化整为零”,分析完每个局部电路原理及各部分之间控制关系后,再通过“集零为整”的过程,查证整个控制电路,从整个控制电路、从整体的角度进一步检查和理解各控制环节间的联系。清楚理解全部电路原理、电气系统控制过程、各电器元件的作用,了解相关主要技术参数情况。
5.电气控制系统的安装
普通机床电气控制系统安装步骤如下。
(1)安装准备工作。
第一,获取《任务书》及相关资料。
第二,拟定电气控制系统安装、调试方案。
第三,识读电路原理图、电器元件布置图、电器安装接线图。
第四,选取电工工具、测量仪表。
第五,根据电气设备明细表按要求选取和检查电器元件。
第六,施工过程中的安全组织、现场条件满足相关要求。
(2)电气设备(元件)安装。
第一,根据元件清单配齐电气设备、元件、材料和辅助用品。
第二,安装栅形布线槽。
第三,按照电气设备布置图安装电器元件。
第四,根据平面布置图安装控制柜外元件。
(3)接线。
第一,根据平面布置图等图样安装导线通道。
第二,打印线号和元件编号,给元件贴上与布置图等图样一致的编号。
第三,根据平面布置图放线。
第四,根据接线图进行控制柜内部接线,套上与图样一致的编码套管。
第五,进行控制箱外布线,套上与图样一致的编码套管。
第六,按要求进行导线的剥削、线头制作、导线的连接、导线与接线柱的连接。
(4)电路检查。
按照电阻法、电压法等方法对电路进行接线检查。
(5)安装电动机和电气设备保护线。
按照要求安装电动机和传动带,并紧固。
6.电气控制系统的调试
机床电气控制系统的调试是安装完成后紧接着进行的一个环节,具体步骤如下。
(1)拟定调试的方案。机床电气安装后,经过检查后进行电气调试。在调试前应当制订调试方案,主要内容包括:记录表格制定、调试过程、测试调试记录、结果分析等。
(2)通电前测试。
第一,检测电动机及线路的绝缘电阻。相―相、相―地绝缘电阻应相间、相对地不低于0.5MΩ,控制电路绝缘电阻对地不低于0.5MΩ。
第二,检查电动机外壳、元器件外壳保护线及其他保护线是否接好。
第三,根据元件布置图,检查元件的安装位置是否正确。
第四,根据平面布置图,检查线路走向元元件、设备的安装是否正确。
第五,检查电动机和带轮等机械部件是否安装好。
第六,根据原理图、接线图、对电路进行对点检查、短路检查、回路检查,修改完善控制线路。
第七,检查导线接点是否符合要求,压接是否牢固。
(3)通电操作。
第一,验电。检查电源是否正常。
第二,根据原理图和调试方案进行线路功能检测,机床不带电动机等负载调试。
先进行单个功能的调试,观察对应的元件动作是否正确;再做整体调试,观察各电器元件动作顺序是否正确。
第三,根据原理图进行线路功能检测,机床带电动机等负责调试。
首先检查电动机与生产机械的传动装置是否正常。然后进行单个功能的调试,看电动机的运行和转动是否正常,机构动作是否正常。之后再进行机床的整体调试,观察机构动作顺序是否正确,运动形式是否满足工艺要求。最后校验机床满负载运行是否工作可靠。
第四,停车,完善调试记录。
(4)完成测试。收拾工具,清理现场,做到安全文明生产。
7.故障诊断与维修
机床电气控制系统故障诊断与维修的步骤如下。
(1)明确故障。针对在调试中出现的问题,或通过与机床实际操作者交流,还可以通过看、问、闻、听、摸等来判断故障现象,以明确故障现象。
(2)分析原因。明确故障现象后,对故障原因分析可以按先分析主电路、后控制电路及其他电路步骤进行。
(3)确定故障点。确定故障范围后,用测量方法来确定故障点,如电压测量法、电流测量法、电阻测量法、置换法、短接法等。最常用的是电压法和电阻法。
(4)故障排除。在保证人身和设备安全前提下,尽量在停电情况下操作。必须带电操作时,则先接通控制线路,后接通主电路。在排查故障过程中,使用的仪表应该量程合适。
二、考核评价
每学完一个项目或任务,对学生学习状况进行考核和评价,采用做中教、做中学、做中考的评价方式,考核分三部分:一是学生自评,二是学生互评,三是教师评价。
其中:自评和互评占总成绩的80%,自评和互评所占比例为7:3。
教师评价为平日考核,占总成绩的20%。
考核方式采用百分制,综合考核,分合格(≥60分)和不合格(
三、小结
关键词:电机 技术操作 现代控制技术 综合实训系统 实训现状分析
随着电机自动化程度的越来越高,电机控制实训的技术含量也应当由浅入深,通过现代化、科学化、系统化的实训方法提高电机控制实训的的水平,满足各类高校电机控制人才的培养需求。为了做到这一点,需求了解目前电机控制实训现状,针对其中的不足表现设计现代电机综合系统,这样才能创造性的改善当前电机控制实训现状,优化电机控制实训的实际效果。
一、目前电机控制实训现状分析
就目前而言,电机在社会的各个行业都有着广泛应用,这使得电机控制成为一项相当重要的工作,是电气工作人员日常工作中的重要任务,也是业绩考核的重要指标。所以,对电机控制实训应进一步提高重视程度。电机控制技能训练一直以来都有,但是20世纪90年代才自主研发了一些电机技能实训设备,主要有简单的电源、线路板和相应的设备,简单而方便,但是技术含量过低。尽管经过多年的优化改造,传统的电机实训设备已经有所改善,但是技术含量仍然不能与发达国家相比,且存在着较大的安全隐患。近年来,电机自动化程度越来越高,以往的电机控制实训方法不能满足当前电气工作人员实际工作需求。在这种情况下,提出基于现代PLC、变频控制技术与传统继电器控制技术,以及计算机等先进技术设计了电机综合实训系统,建立一个自动化程度较高的电机控制实训设备系统,以适应当前的电机控制实训工作需要。
二、基于现代控制技术的电机综合实训系统的构建分析
(一)系统设计的总体方案
为满足电机控制、机床电气、变频控制以及基的系统功能需求,可以说电机综合实训系统是相当复杂的。在综合考虑成本和实现难易程度以及操作实用性等各方面后,决定选择电动机、继电器、PLC、变频器加上位计算机的控制总体方案。
在这一方案下,系统内各设备要满足以下功能需求。
1、继电器单元和电动机单元配合完成电动机基本控制功能和机床电气控制功能;
2、继电器单元!PLC单元和电动机单元配合完成PLC改造功能;
3、变频单元和电动机单元配合完成变频调速功能;
4、继电器单元!PLC单元!变频单元和电动机单元配合完成综合控制功能。
(二)外部构造设计
该系统主要由电源!继电器单元、PLC单元、变频器单元、电动机单元等组成。电源部分供该系统各部分所用,主要由断路器、接触器、按钮、电压表、插座等组成;继电器单元主要由断路器、熔断器、交流接触器、热继电器、时间继电器、行程开关等组成,配合电动机单元实现电动机、机床电路的基本控制功能及其扩展功能;PLC单元主要由主机、开关电源、继电器、PLC单元、电缆等组成,配合电动机单元PLC机通过STEP7实现电动机、机床电路的控制和改造;变频器单元由变频器、断路器等组成,配合电动机单元实现电动机的调速控制。
1、根据所作项目的具体内容,可适当调整熔断器!继电器等的数量,以满足实际需要,如图1所示。
2、根据实训中容易出现的问题,以及PLC较易损坏的特点,对其外部构造进行改造,可对PLC进行适当的保护,以利于设备利用率的提高,同时节约后期较昂贵的设备维修费用。
3、考虑到该部分易受外界影响,须单独设立电源,有条件时可对其进行屏蔽,并对其所用导线进行单独配备。
4、设计综合控制系统,首先根据电力拖动系统的要求选择电动机。选择电动机时,要考虑电动机的类型、数量、结构形式及容量、额定电压、额定转速等要求。应该强调,在满足设计要求情况下优先考虑采用结构简单、价格便宜、使用维护方便的三相异步电动机。
(三)软件部分设计
采用STEP7一Micro/WIN V4.0编程软件。这一编程软件是西门子公司的一个编程序控制器研制开发的编程软件。它是基于Windows的应用软件,功能强大,既可用于开发用户程序,又可实时监控用户程序的执行状态。所以,这里采用这一编程软件设计电机综合实训系统。在编程软件安装前,要求计算机系统是CPU80486以上的微处理器,内存SMB以上,硬盘SOMB以上,还要满足基本的硬件连接需要,比如个人计算机与PLC之间要建立基本的通信。
安装编程软件后,则可以利用编程软件进行电机综合实训系统的软件程序设计。设计好后,利用专业的软件对其进行调试,以保证软件设计科学合理、有效实用。进行设备调式期间,要事前确定选择扫描次数和用状态图监控程序,按照相关的调试程序完成系统调试和监控工作后,再在安全运行状态下进行程序编辑。
在运行模式下,可以对用户程序作少量修改,修改后的程序一旦下载将立即影响系统的运行"可进行这种操作的PLC有CPU224和CPU226两种,操作如下:
1、在运行模式下,选择“调试”菜单中“在运行状态编辑程序”命令。运行模式下,只能对主机中的程序进行编辑,当主机中的程序与编程软件中的程序不同时,系统会提示用户存盘。
2、屏幕弹出警告信息,单击“继续”按钮,PLC主机中的程序将被上载到编程窗口,此时可在运行模式下编辑程序。
3、程序编译成功后,可用“文件”菜单中的“下载”0命令,或单击工具条中的“下载”按钮将程序下载到PLC主机。
4、退出运行模式编辑。使用“调试”菜单中“在运行状态编辑程序”命令,然后根据需要选择“选项”中的内容。
三、结束语
在这里,基于现代PLC、变频控制技术与传统继电器控制技术,以及计算机等先进技术设计了电机综合实训系统,这是一个技术含量较高、实训程序简单有效的电机控制实训设备系统,能从根本上提高电机控制实训的水平,这是技术创新的结果。在今后的电机控制训练中,应充分发挥技术创新精神,大胆的设想,大胆的开展技术研究,不断的优化电机控制训练效果,跟上电机设备自动化程度的提高速度。
参考文献:
[1]李海峰.现代电工实训系统的开发与应用[D].西安工业大学,2014.
[2]刘潺.多功能液压综合实训系统的研究与实现[D].浙江大学,2008.
关键词:PLC;一体化教学;项目教学;任务驱动
根据对行业企业的调查,我们把电气自动化专业的培养目标定位为能够胜任各类电气自动化控制系统的安装、调试、运行、维护等技术岗位工作的高素质、高技能专门人才。由于可编程控制技术(简称PLC)被广泛的应用于各类自动化设备中,如济钢、重汽等企业的自动控制系统都有由PLC控制的。因此在人才培养的课程体系中,PLC应用技术作为电气自动化专业的一门重要核心课程被开设,直接面向应用,属于理论实践一体化课程。以PLC控制的自动化设备的安装、使用、调试、维修为重点,以真实工作项目和任务为载体,形成课堂教学与岗位产学结合为一体的人才培养模式。
一、课程总体情况介绍:
本课程是电气自动化技术专业核心课程,直接面向应用,属于理论实践一体化课程。该课程所面向的学生是电气自动化技术二年级的学生。
前修课程主要有电工基础、电子技术、电机与电气控制技术等专业基础课,后续课程主要有自动控制系统、数控技术、过程控制技术等。
二、课程建设的指导思想和总体思路
课程是人才培养的核心,我们以课程建设为抓手,带动专业建设。以精品课程带动优质课程组建设,以课程组建设推动专业建设,以专业建设提升专业群的发展壮大。
充分发挥专业建设指导委员会的作用,参照行业技术标准和职业资格标准,开发工作过程系统化课程,校企合作开发工学结合优质核心课程,突出校内生产性实训和校外生产性实习内容,形成融合职业资格证书和技能鉴定证书相关要求、以培养职业能力为核心的核心课程组。
三、课程培养的总体目标和阶段目标
本课程主要是能力的培养为主。
1.总体目标:
(1)增强学生社会服务意识,培养技能性人才。
(2)深化项目和任务驱动教学,培养学生创新精神。
(3)引入互动式教学方法,调动学生求知和自主学习能力。
2.具体目标:
(1)在专业能力方面,使学生能够使用PLC对工业生产设备进行控制,具备PLC控制系统硬件设计、软件编程和调试的能力。具备PLC控制系统的维护能力,能够诊断、排除各类PLC控制系统的问题及故障。
(2)在学习方法能力方面:
①通过本课程使学生具有查阅图书资料进行自主学习的能力,具有提出问题、分析问题、解决问题的能力。
②具备通过一种类型PLC的应用能迁移到另一种类型PLC的应用,能够通过阅读设备的使用手册,对不同类型PLC的内存分配、硬件接线及指令系统具有较强的理解运用能力。
③能够对生产现场的各类机械进行电气控制要求的分析,并通过分析提出PLC的解决方案。
④对于PLC控制的各类设备,能够很快了解其工作过程,了解电气线路,从而能够对各类软硬件系统故障进行诊断和处理。
(3)在工作恒心、事业心与人生观方面:
①对于从事PLC应用设计、安装、调试、维护工作充满激情;
②具有实事求是的科学态度,具有较强的求知欲,善于使用所学PLC技术解决生产实际问题,具有克服困难的信心和决心。
③具有与人合作的团队精神,敢于提出与别人不同的见解,也勇于改正自己的错误观点。
④热爱祖国,有振兴中华的使命感和责任感。
四、师资队伍建设
我系为尽快建设一支能够适应高等技术应用性专门人才培养要求的、高素质的师资队伍,建立了我系今后五年师资队伍建设目标:以形成一支教育观念新、改革意识强、师德高尚、有较高教学水平和较强实践能力、专兼职结合的教师队伍为目标,优化师资队伍结构,提高教师学术水平、教学水平和实践能力,加强专业学术带头人和骨干教师的培养。具体措施为:
1、加强在职教师培养,改善学历结构。
目前本专业教师为大学本科学历,整体来看有较强的教学水平和较强实践能力,对高职高专教育教学改革有极大热情,知识更新和提高学历层次成为当务之急。吸收优秀毕业研究生,改善知识结构。引进掌握本专业前沿领域技术、有较强科研能力,具备教师素质的自动化专业研究生。
2、有计划选派青年教师参加现场锻炼,提高实践能力。专业教师现场锻炼不少于半年。要求教师参与实验室、实习、实训基地建设。向社会招聘和引进企事业单位技术人员到校任教,提高“双师型”教师比例,优化师资队伍结构。
3、进一步加强“产、学、研”合作,通过与院外有关单位合作,结合学生实习,积极开展科研、技术开发,加强教师实践能力。
4、注意专业带头人和骨干教师的培养,让他们在专业建设、教学改革中充分发挥骨干作用。
5、社会服务
骨干教师制定了山东省“金蓝领维修电工技师”和“金蓝领维修电工高级技师”的培训鉴定大纲,并出版了《维修电工-技师、高级技师培训鉴定教材》,多名教师多次参加金蓝领技师和高级技师的命题工作,多次承担了省级、国家级技能竞赛裁判工作。2005年至今,完成7届金蓝领维修电工技师、高级技师培训,培训鉴定了技师457人、高级技师65名。还完成山东省技工院校骨干师资培训、中国重汽员工技能提升培训等社会培训工作。近三年,每年培训社会人员达
五、校企合作,共育人才
加大校企合作力度,探索“专业共建、人才共育、过程共管、风险共担、成果共享”的校企合作办学机制。在专业带头人和企业专家组成的专业指导委员会的带领下,专业教研室和企业部门共同制定人才培养方案。包括:教学计划、教学大纲、课程开发、教材建设、教学方法、实习实训、师资培训、技术研发、企业文化,在人才培养方案中融入职业培训和岗位培训的内容。专任教师和兼职教师根据人才培养方案,确定人才培养目标及规格,并请专家进行论证,修订成稿。强化学生职业道德、职业技能、就业创业能力的培养,将社会主义核心价值体系、现代企业优秀文化理念融入人才培养全过程。共同努力将学生培养成为合格的高技能人才,形成的工学结合人才培养模式,
六、教学内容和课程体系的改革
1.大力倡导创新精神,以科学态度研究高职高专课程的教学要素。勇于创造,把握规律,紧追前沿,以新思路、新内容、新形式使PLC课程呈现出崭新面貌。
2.以培养学生综合应用能力为本,以提高教学质量为宗旨,充分利用现代教育手段,在构建课程体系、组织教学内容、实施创新与实践教学、改革教学方法与手段等方面进行系统配套的改革。
3.坚持边改边建的原则。以科学严谨的态度,从实际出发,制定周密的建设计划与方案,通过教学改革,重点突破,分步实施,把课程改革贯穿于课程建设的全过程。
4.以“突出能力,强化素质,注重实践,强调实用,形式多样,引进开放”作为课程建设的基本方针,建设特色课程、优质课程。
5.充分发挥专业指导委员会的作用,聘请具有实践经验的技术专家、管理专家直接参与课程体系的设计与构建。
6.更新教学内容,改进教学方法。用创新教育观来统率教学改革工作,把教学改革的重点从“怎样教好书”转移到“如何育好人”上来。
七、教学方法和手段改革
要根据PLC课程特点和实际需要,采取积极有效的互动式教学方法,合理运用现代信息技术等手段,积极采用“启发式”、“案例教学”等先进的教学方法,贯彻“学为主体、导为主线、知识传授与能力培养并重”的原则,将教学主体从“教”转移到“学”,最大限度地培养学生的能力。同时,充分利用现代信息技术教学手段,发展CAI教学,并充分利用网络资源,实施现代信息技术下的个性化教学;在条件成熟的情况下,改变“教”与“学”的方式,提高教学质量。课程应尽可能使用网络进行教学和管理,相关的课程教学大纲、实践性教学大纲、教学设计、电子教案、习题库、案例库(素材库)、实验指导书、技能考核标准及实施方案、参考文献目录、网络课件等要尽可能上校园网并免费开放,实现优质教学资源共享。
针对本课程实践性、实用性强的特点,我们以“强化能力、重在应用”为指导思想,课程内容设计与维修电工的国家职业技能鉴定要求相融通,将课程划分为多个课题单元,按照维修电工的中级、高级、技师的职业技能鉴定标准来划分。在教学内容的选取上以培养技能型专业人才为出发,以满足岗位职业技能需求为目标,以真实的工作任务或产品为载体设计教学过程,以必需够用为度设计教学内容,培养学生的工程应用能力。
八、深化“教、学、做”融为一体的课程模式
科学合理的教学方法能使教学效果事半功倍,达到教与学的和谐完美统一。而教学方法的确定又是与学生的具体情况相结合。根据课程教学的培养目标和高职学生乐于动手的实际情况。我们采用了理论和实践一体化教学。
1.项目引导和任务驱动相结合
在教学中打破章节的限制,根据满足各项教学任务的实际需求,统筹考虑和选取教学内容,融教、学、做相结合为一体。通过项目引导和任务驱动,激发学生解决问题的兴趣,引导学生逐步完成项目中的每个任务。除了实训设备上的任务训练,还充分利用各种多媒体教学软件,引入大量工程项目,以提高学生的工程实践能力。
2.启发式及互动式教学方法
课堂教学注重师生交流,方式灵活多变,以活跃课堂气氛。由若干问题启动课堂教学,经过启发式的推理,最后归纳总结,引导学生循问题而思考,提高对知识的领悟力,加强对关键内容的理解;在练习环节加强师生互动活动,活跃课堂气氛,促进学生自主思考提出问题,分析问题,解决问题的能力,激发学生潜能;情景式教学,使学生身处实践现场,讲练结合、交互渗透。
3.建立切实有效的激励和评价机制
建立科学高效、切实有效的激励和评价机制。通过精品课程建设,建立健全课程评价体系,建立教师评教、学生评教制度,促使课程建设不断发展。
(1)专家、督导及学生评价
校外专家、行业企业专家、校内督导及学生评价结果优良。
(2)社会认可度
一、课程标准的确定
课程建设是专业建设的核心,课程标准是课程的灵魂[2],是编选教材、组织教学、评价课程教学质量和进行教学管理的主要依据,是加强课程建设,实现专业人才培养目标的重要保障。课程标准是教学大纲的继承和发展,二者都是规范教学的纲领性文件,是根据人才培养方案制订的,是人才培养实施过程的体现。“机电产品电气控制”课程标准以学生职业能力和职业技能形成为重点来确定课程的教学内容标准,一是体现职业性原则,参照职业资格标准编写,充分体现职业性和岗位性要求;二是突出能力原则,以能力分析为基础设计课程,以能力培养为中心组织教学、以能力形成为目标引导学生学习,建立工学结合、任务驱动、项目导向的有效教学模式,以企业认可的能力指标体系评价学习成果;三是可学习性原则,“以学生为本”,突出学生的主体地位,以学生已有的知识和能力为依据,以学生的现有经验为起点,以学生的生活经验为基础,满足学生的兴趣与需求。“机电产品电气控制”课程标准涵盖电气控制和PLC两大类共八个项目。电气控制包括送料小车电气控制线路运行维护、C650-2车床电气控制线路运行维护、Z3040B钻床电气控制线路运行维护、X62W铣床电气控制线路运行维护等四个项目;PLC包括多种液体自动混合装置的PLC控制设计、十字路通灯控制、呼叫送料小车控制、PLC在C650-2车床电气控制系统改造中的应用等四个项目,每个项目由若干个人任务组成。
二、与实训设备相一致的教材建设
“机电产品电气控制”课程采用自编教材。教材的编写紧密结合实现技能型人才培养目标,从内容选材、教学方法、学习方法、实训配套等方面突出高职教育的特点,突出应用能力培养的特点,摆脱理论分析长而深的模式,增加并充实应用实例的内容,对职业岗位所需知识和能力结构进行恰当的设计安排。在知识的实用性、综合性上多下功夫,理论联系实际,加强操作与实训,把学生应用能力培养融汇于教材之中,并贯穿始终[3]。在内容组织上,以符合教学要求的工作过程为基础,由简单到复杂,由单一到综合,层层递进,将职业岗位所需的理论知识系统的串在一起,教材内容基本涵盖了基本电气控制规律、机床电气控制系统,PLC控制系统的组成。由浅入深,由易到难,每个部分都有实践训练,指导学生能够主动学习、提高效率,动手能力能够得到逐步提高。在教材编排上,打破以往教材先理论后实践的编写模式,以典型工作任务和任务的完整性及为主线,以提高职业能力为线索,理论知识够用为度编排教材内容。教材共有与《课程标准》内容相一致的八个学习项目,根据项目理论知识要求,将项目分解成各个子任务,每个子任务都有自己独立的知识点和训练内容,完成了子任务的学习,也就完成了整个项目的学习,并能使知识融会贯通。编写教材时充分体现“以学生为中心”“教中学,学中做”的职业教育理念,强调以学生直接经验形式掌握融于各项实践行动中的知识和技能,以学生能力培养为本位。
三、教学方法的改革
树立以学生为主体,教师为主导的教学理念。学习不仅是为了获取技术,还需要在获取技术的活动中,培养学生的方法能力、社会能力,使学生不仅要有技术适应能力,更重要的是有能力对社会、经济负责的态度,参与设计和创造未来的技术和劳动世界,因此在教学过程中注重强调教师对学生引导的行为。针对不同的教学实施环节,我们选用了不同的教学模式。1.教、学、做一体化教学模式教、学、做一体化教学模式是一边进行知识讲解和操作示范,一边让学生进行课程同步训练,符合学生认知规律。将知识点溶解到任务的实现中,完成学生对知识的理解和应用,能循序渐进地使学生最大限度地掌握知识。教、学、做三者融合,“教”为指导,“学”为过程,“做”为中心。学生在学了以后立即实施,实施完毕再进行总结,加强了对理论知识的掌握程度,巩固了知识在脑海中的印象。教、学、做一体化教学模式有利于学生利用教学软件、仿真软件等课程资源解决课程疑问,提高学习主动性。2.项目引导,任务驱动化教学模式项目引导,任务驱动化教学模式是在校内维修电工实训室、机床电气实训室及PLC实训室完成。围绕“控制线路的设计、安装、调试和运行维护”这一学习情境,把工作过程分成了8个项目,采取项目引导任务驱动,一步一台阶引导学生自主完成基本电气控制线路、机床电气、PLC综合技能实训领域的学习过程。在完成职业活动的学习过程中,也逐步训练和培养了学生系统的工作方法和严谨的工作作风,培养了学生具有良好的职业道德、团队协作能力与沟通能力和较强的工作责任心。教学过程贯彻“学生主体,教师主导”的原则,从教师指导学习教师引导学习学生自主学习。教师的指导作用逐步减弱,学生的主体作用逐步加强[4]。3.基于网络资源的自主学习这种方法突破了时空的限制,通过网络教学将学习延伸到课堂之外。我们将课程教学课件、实训课件和PLC编程软件与仿真软件挂接到课程网站。很多时候,学生在课堂实践中并不能通过一两次的模仿操作就可以理解操作要领和知识点的,少数学生不能独立及时完成一次完整的操作任务。因此,反复练习是提高理解和掌握技能的重要手段。
四、评价体系的改革
实践考核更注重学生的工作过程、职业素养,而非结果。同时,把学生的平时操行纳入考核的范围,对平时表现突出的优秀学生,给予加分;纪律及学习态度不好的,酌情减分。采取以过程考核为主的多元化考核方式的各部分考核所占的比例如下:职业素质考核方法:沿纵向以项目为单元,逐项考核。即在学生完成每个项目的工作任务和实操训练之后,对学生完成该项目的工作任务过程中的能力给予评价和认定。当本课程全部项目的工作任务和实操训练完成后,将各项目考核成绩累加。横向重点考核学生能力发展的渐进过程,即随着学习内容的扩展,评价学生完成工作任务的质量、合作能力及个人素质等,将纵向和横向的考核成绩按比例综合,即为学生学习本课程的最终成绩。
五、结束语
“机电产品电气控制”是一门理论和实践都有着一定教学难度的专业核心课程,学生对该课程的掌握直接影响到日后工作中解决实际工程问题的专业技术能力。“机电产品电气控制”课程改革以培养高技能人才为宗旨,以工学结合为指导思想,以就业为导向,通过一体化项目化式教学,把课堂讲授的内容与实际工程项目结合起来,把各个知识点融合在实际的项目中,学生通过亲自动手完成项目实训。在完成项目的过程中,通过从模仿到自行设计的过渡,激发了学生的学习兴趣,培养和锻炼了分析问题和解决问题的实际能力,在实践中构建了电气控制知识体系,取得了较好的教学效果。
作者:王进满 单位:嘉兴职业技术学院
论文关键词:模拟变电所;运动监控系统;微机保护
论文摘要:介绍了西南交通大学建成的教学用模拟变电所实训基地的结构、功能、特点、实践项目。使用表明,该基地具有国内领先技术水平,完善的教学、培训和科研的综合功能。由于采用最新的远程监控技术,该变电所可作为目前铁路牵引变电所技术改造的参考。
0引言
西南交通大学有部分直接服务于铁路现代化建设的专业,其中“铁道电气化”专业作为教育部、铁道部的重点特色专业而一直受到重视。
分布于铁路沿线的牵引变电所,是电气化铁道供电的枢纽。随着我国电气化铁路和城市轨道交通的发展,变电所综合自动化技术水平的不断提高,对从事牵引变电所设计、运行、管理等方面的专业技术人才的需求数量增加,同时对其掌握知识的广度和深度特别是具有较强的实践动手能力方面提出了更高的要求。因此,在教学环节中,应加强学生理论和实践相结合的能力的培养。在教育部“示范性教学实践基地”基金支持下,2002年西南交大在峨眉校区建成一座集教学、实习、培训和科研为一体的模拟变电所实训基地。
1模拟变电所简介
我校模拟变电所分为两期建成:
I期是与实际变电所相同的开关控制屏柜和继电保护屏柜、中央控制盘、交直流电源盘、以及自行设计的模拟负载电量和故障盘。如图1所示。
Ⅱ期是模拟一段地方电力网或电气化铁路的环境下,一个调度中心使用远动监控系统控制的五个变电所,图2是这五个模拟变电所的一次接线图。该项目综合了地方与铁路、不同主变、不同接线类型的各种变电所,且负载的大小和相位均可调节,其中S”模拟变电所采用了WBH-891型电铁主变微机保护装置、WKH-891型电铁馈线微机保护装置、DQWC-03牵引变电所二次设备测试系统。
模拟变电所中被监控设备的位置状态信号、保护动作信号、预告信号、事故信号等遥信信号通过电缆与RTU (Remote Terminal Unit远方终端)的开关量输人/输出模块相连接,电流、电压等遥测信号将通过信号变送器柜,输人RTU的模拟量输人模块;控制中心下发的遥控命令,通过以太网传输,实现遥信、遥测、遥控的功能。远动监控系统结构图如图3所示。RTU是采用施耐德电气公司的PLC系列中模块式结构的Momentum,其编程软件Con-cept是一个基于Microsoft Windows环境的编程软件套件,具有很强的设计性、可扩展性;主站组态软件iFix支持工业标准,具有开放性、可组态性、兼容性及可开发性。
为了比较和研究,我系的教师正在进行一系列的科研开发,其目标是在模拟变电所二次系统中采用测控、保护一体化的分布式控制系统(DCS)实现变电所自动化管理,其结构图如图4。
2教学实践基地的开发
1)校内学生及现场工程技术人员,可对照变电所各种屏柜,提高阅读二次系统接线图、安装施工图的能力,通过开闭操作、设置故障等项目的训练,可以培养他们对现场运行中出现的故障的分析和处理能力,包括一次设备的故障范围的判断、二次系统的故障判断、查找和处理。
2)变电所基本电器及二次接线方面实训项目n个。如断路器结构、原理;断路器参数的测量与调整;变电所二次接线、电缆的数字编号法以及“相对标志法”的识别;二次接线盘后安装图及实际安装技术;变压器控制、保护盘结构、接线、检测、调试及整套保护联动实验(包括整定计算);在以上各盘设置不同故障(可达几百种)练习查找及消除故障的方法等。
3)运动系统遥测、遥信信号源接线的校正及采集的遥测量的精度实验。
4)利用便携式计算机对遥控设备进行合、分实验,让学生了解远动系统是如何驱动被控设备动作。
5)利用一般的浏览器访问各RTU中PLC的网页,实时了解该PLC的运行、通信等状态的实验。
6)上位机各种功能的校核实验。通过该实验让学生了解调度员的工作职责、工作内容、iFix软件的各种功能的使用,从而对远动系统有更深层的了解。
7)利用组态软件Concept对PLC进行配置,使学生熟练掌握利用Concept按照所用的PLC型号及设计要求对PLC进行配置;利用Concept对PLC遥控、遥信和遥测功能的编程,使学生熟练掌握Concept编程方法。
8)自动化组态软件iFix系统的安装,熟悉掌握iFix系统软件的运行环境及其安装过程。
9)通过在iFix系统新增6#模拟变电所的实验,使学生了解iFix系统的可组态性及可扩展性。
10)进行继电保护单体测试及数据管理。
11)进行继电保护盘上测试及数据管理。
12)微机保护装置的调试与特性实验。
3实践意义
模拟变电所实训基地自1998年投入使用后,至今已连续培训了五届毕业生和一批现场工程技术人员,经总结,其实践意义在于:
1)为学生提供专业技能训练的条件与场所。能完成供变电工程、继电保护、变电所二次接线、微机监控技术等几乎全部专业课程的大量综合性实验,以及电气设备的实际操作技能、检修调试技术、查找故障及排除方法的实际训练。而且充分利用学校具有的学科优势,以模拟变电所为基地,配合学生专业课和专业基础课学习,开发如电工理论、电气装备、自动化、计算机应用、网络与通讯等领域的多个应用性、研究性实验;同时由于人员和设备的集中,能够按项目组织学生进行综合性实训,尽可能使学生参与以教师为主导的科研活动。
2)对于现场技术和施工人员,很重要的一点就是要能阅读二次回路图纸、熟练地掌握接线、配线工艺,能查找和处理运行故障和设计缺陷。通过实地培训,能大大的提高他们的读图、判断、查找、处理故障的能力。该基地于2000年为乐山电力股份有限公司培训和考核职工283人,取得良好的效果。
3)目前西南地区铁路已完全实现电气化,全区拥有牵引变电所200多座,其中大都为上世纪70~80年代所建,技术水平落后。而我校模拟变电所实训基地的建成,对其技术改造具有借鉴的意义,在应用新技术、新设备和进行技术创新方面起到示范的作用。
4结束语
文/罗?青
摘?要:传统教学法应用于机床电气控制课程,出现了许多问题,而项目教学法应用于本课程,能够提高学生的学习兴趣,提高教学效果。本文详细介绍了项目教学法应用于机床电气控制课程的步骤和要领。
关键词 :机电一体化?项目教学法?技工院校
项目教学法是将整体教学内容分解成若干小项目,学生在老师的指导下,发挥主体作用,自主完成信息收集、方案设计、项目实施与最终评价。项目教学法是以项目为主线,以学生为主体,学生在教师的指导下完成教学任务的一种教学方法。笔者以机电一体专业机床电气控制课程为例,分析项目教学法在机床电气控制课程中的应用。
一、传统教学法应用于机床电气控制课程出现的问题
1.偏重于枯燥无味的理论讲解
虽然技工院校的教学条件都有所提高,很多技工院校都新建了校区,配备了多媒体教室等,但是机床电气控制课程的教学还是以传统教学方法为主,即主要是教师讲解,学生被动听讲的方式。虽然在课程教学中会应用机床电路原理图等图片展示方式,但仍难以改变学生兴趣不高的窘境。在实际教学中,经常看到老师富有激情地讲解,学生却在下面睡觉、玩手机,单调枯燥的理论知识讲解难以调动学生学习的积极性。
2.实训实验环节缺失
许多技工院校由于实训条件的限制,机床电气控制课程的实训内容很难安排。实训实验环节的缺失,影响了课程教学效果。例如,江西省冶金技师学院作为一所技工院校,在实训实验室建设方面投入了大量的资金和人力,但是,在机床电气控制课程教学所需设备的投入还是偏少,甚至机床实验设备不足,使得课程教学质量难以提高。
3.理论与实践教学脱节
当前,技工院校的课程教学采用理论与实践教学相结合的模式,但是,理论教学与实践教学是分阶段进行的,一般都是先理论教学、后实践教学,导致理论与实践教学脱钩,影响了教学效果。
二、项目教学法在机床电气控制课程中的应用
笔者将项目教学法引入课程中,取得了比较好的教学效果,下面详细说明项目教学法应用于本课程中的普通车床CA6140项目时的实施步骤和要领。机床电气控制课程涉及的机床比较多,每一种机床都有自身的特点与优势,为了使学生更好地掌握知识,可以把每个机床安排为一个项目任务进行实践教学。例如,对于普通车床,笔者设计了普通车床CA6140电气控制电路项目,实践课时为六学时。项目的总任务为识别普通车床电气控制原理图,处理普通车床常见故障。然后,将这个整体项目分解成若干阶段任务,学生按部就班完成每个阶段任务,直至完成整体任务。其具体步骤如下。
1.总体认知阶段
学生在这个阶段的主要任务是:了解车床CA6140的形状与工作过程;找出车床外部与内部的所有低压电器元件以及控制柜;在实际操作中,了解低压电器元件在电路图中的位置以及发挥的作用。
2.分析普通车床电路图阶段
在这个阶段,学生自己设计普通车床CA6140的电路图,并且将设计的电路图与实际电路图进行比较,找出自己设计的电路图与实际电路图的区别以及设计的缺陷。在此过程中,学生不仅掌握了普通车床CA6140的工作原理,而且还提高了设计能力和表达能力。
3.检修故障阶段
学生经过前期几个步骤后,对实际车床的电路图和工作原理有了一定的了解,本阶段学生的任务是能够针对车床CA6140出现的故障,对车床进行检修和维护。在这一阶段,学生要掌握常用电工仪表以及电工工具的使用,同时,针对普通车床CA6140出现的故障,能够自行分析出原因并寻找到解决办法。本阶段对提高学生的实践操作能力、理论联系实际的能力以及分析问题、解决问题的能力有较大作用。
4.评估收尾阶段
前面几个阶段,并不是不需要教师过问,而都应该在教师的指导下,发挥学生的主体作用,教师在项目实施过程中全程参与,并为学生提供指导。在本阶段,教师要对每个小组的项目完成情况进行集中展示以及评价,肯定学生取得的成绩,对学生出现的问题委婉地给予批评指正。
三、项目教学法应用于机床电气控制课程应注意的问题
第一,安排的项目要合适,要根据学院机电一体专业的实验室条件,配合课程教学大纲,安排项目。安排的项目要满足培养人才的需要,同时,要考虑项目的难易程度,要符合所任教学生的实际水平。第二,在项目教学过程中,教师要注意分寸,在教学中要把握好指导的尺度,多向学生设疑,鼓励学生自己探求问题的答案。第三,在项目教学过程中,教师要及时进行总结和评价,帮助学生找出自身存在的问题,找到完成项目的最佳方法。
参考文献: