機電一體化技術教學模式分析

機電一體化技術教學模式分析

　　導語：機電一體化技術比較復雜且難度較大機電一體化所涉及的每一種技術都比較復雜，都可以單獨稱為一門學科。

　　一、問題的提出

　　掌握機電一體化相關技術對于機電類專業的中職學生而言至關重要，但大部分學生即使努力學習了兩年，也無法很好地掌握機電一體化相關技術，原因如下。1.機電一體化技術多且涉及面廣機電一體化涉及的相關設備有PLC、PLC外接模塊、變頻器、觸摸屏、傳感器、交直流電機、特種電機、步進系統、伺服系統、工業機器人系統、氣動系統等，每種設備對應相應的使用技術。傳統教學是由淺入深順次學習，但學生學習兩年后技術仍沒學全，更談不上組合在一起使用。

　　2.傳統教學模式不適合學習機電一體化技術傳統教學先理論后實操，理論講的太深，實用性不強，而大部分實操以驗證為核心，不是以使用為核心。這就導致了理論學習學生根本學不懂，信心受挫，學習興趣全無，而實操與生產實踐相差太遠，學生走上工作崗位即使學過相關技術，也不會使用，且沒掌握自學的方法，無法勝任相應的工作崗位。3.機電一體化技術比較復雜且難度較大機電一體化所涉及的每一種技術都比較復雜，都可以單獨稱為一門學科。

　　以傳感器技術這本中職教材為例，書中介紹了傳感器的定義、分類、測量誤差及各種傳感器的結構和原理，可謂面面俱到，但傳感器在生產實踐中如何使用介紹的并不多。傳感器技術只是機電一體化相關技術中的一種，所占比例不足十分之一，可想而知要想面面俱到學全所有技術難度有多大。4.機電一體化技術綜合應用難上加難機電一體化只有把相關技術組合在一起使用才有實際意義，只掌握單獨某一種或少數幾種技術，無法滿足工作崗位的要求，還需根據實際補全所欠缺的部分，這就要求學生有一定的自學能力，而這恰恰是中職學生的弱點。

　　以PLC教學為例，學生通過一個學期的學習，掌握了PLC基本使用方法，對PLC的接線、編程有一定了解，但在生產實踐中，PLC需要和編碼器、傳感器、步進驅動器、伺服放大器等配合使用，無論是外圍接線還是編程，難度都提高了。這種技術崗位，學生無所適從，最后只能放棄。

　　二、解決方案

　　針對上述問題，筆者經過多年探索與研究，提出如下解決方案。

　　1.改變教學理念和教學模式

　　采用理實一體化教學模式，突破以往理論與實踐相脫節的現象，教學環節相對集中。它強調充分發揮教師的主導作用，通過設定教學任務和教學目標，讓師生雙方邊教、邊學、邊做，全程構建素質和技能培養框架，豐富課堂教學和實踐教學環節，提高教學質量。在整個教學環節中，理論和實踐交替進行，直觀和抽象交錯出現，沒有固定的先實后理或先理后實，而是理中有實，實中有理。突出學生動手能力和專業技能的培養，充分調動和激發學生學習興趣。

　　2.依托模擬自動生產線教學

　　筆者采用的是廣東三向教學儀器制造有限公司生產的SX-815L自動生產線實訓考核設備。該設備把PLC、PLC外接模塊、變頻器、觸摸屏、傳感器、交直流電機、特種電機、步進系統、伺服系統、氣動系統有機結合在一起。只需要掌握該設備一個生產流程，就可以初步學會機電一體化相關技術，既降低了學習難度，又側重實用性，使學生的學習目標更加明確，大大提高了學習效率。該設備采用的是模塊化結構，可按照生產線運行過程，分階段學習各個模塊，只需要兩個學期，基礎中等的學生就可熟練運行這個模擬生產線，進而掌握機電一體化相關技術。

　　3.采用從興趣入手、循序漸進的教學方法

　　以SX-815L環形傳輸分揀單元中的分揀過程為例，把整個上料分揀過程的教學分為若干個環節。(1)指導學生觀察設備上料分揀的運行過程。通過觀察設備分揀運行過程，激發學生的好奇心，讓學生有學習興趣，教師講解過程通俗易懂，化繁為簡，并融入互動環節，學生可自由提問，教師回答學生的疑問。(2)講解相關設備及元件。從基礎學起，為后續環節打下基礎。講解過程中學生可自由提問，教師回答學生的疑問。講解結束后，學生可在教師的指導下自主探究相關設備及元件，也可在學習小組中互相學習，共同研究，起到事半功倍的效果。

　　(3)舉例講解接線。接線是教學中的重點，由教師舉例詳細講解，學生理解后自行在紙上畫出，再由教師逐個檢查，幫學生改正錯誤，直至學生完全掌握為止。

　　(4)學生驗證接線。學生扒開線槽，查看電路和氣路的連接方式，并使用萬用表驗證紙上的接線圖，加深印象，學生自主探究，培養學生的動手能力。(5)詳細介紹上料過程。循序漸進，為講解程序打下基礎。在此過程中，學生可自由提問，師生互動解決問題。(6)講解上料程序。教師講解程序中的要點及注意事項，學生理解后按照控制要求獨立編程，遇到問題可在學習小組中互相學習，共同研究，在此過程中，教師應鼓勵創新。(7)驗證傳感器與汽缸如何配合使用。此過程由教師引導，學生自主探究，培養學生獨立思考能力。(8)詳細介紹分揀過程。(9)講解分揀程序。(10)學生分組練習。每套設備為一組，分配3～4人，每組都有一個基礎比較好的學生當組長，由這名學生帶領其他組員練習，教師負責答疑。此教學設計環環相扣，循序漸進，體現做中學、學中做的特色。需要注意的是，各個環節所需時間因人而異，整個上料分揀教學過程約為40學時。

　　三、教學效果

　　采用理實一體化的教學模式﹢依托模擬自動生產線教學﹢從興趣入手，循序漸進的教學手段所產生的教學效果遠遠好于傳統的教學模式。值得一提的是學生在編程過程中能夠做到獨立思考，所編寫的程序既能夠按照控制要求運行又與教師講解的程序不一致，甚至優于教師講解的程序，充分體現出了創新性。

　　四、教學反思

　　1.優勢

　　(1)從興趣入手，學生學習變被動為主動。傳統教學沒有切實考慮到學生的學習興趣，學生不會主動學習，教師通過考核逼迫學生學習，可是學習機電一體化相關技術難度較大，完全靠考核的方式并不理想。從興趣出發，學生主動學習，很大提高了學習效率，又可使教師的教學工作變得輕松，可謂一舉兩得。(2)有效激發學生的潛能。筆者觀察學生在練習過程中，如果遇到問題會積極思考，盡可能獨立解決問題。

　　學生編寫的程序起初很不完善，經過一段時間的改進，有的程序甚至要優于教師講解的程序，學生看到設備按照控制要求流暢地運行，很有成就感。(3)教會學生學習機電一體化技術的方法。“授之以魚，不如授之以漁”，機電一體化相關設備品牌繁多，學生走上工作崗位以后難免要自學學校沒有學過的設備，這就要求學生要掌握學習機電一體化相關技術方法。每個品牌的設備使用方法雖不一致，但工作原理是相同的，學生掌握SX-815L自動生產線實訓考核設備后就能做到“一理通，百理明”，再加上正確的學習方法，就可以自學其他品牌的設備，大大提高了工作崗位的適應能力。

　　2.不足之處

　　受成套教學設備的制約，電路及氣路的布線工藝講授和練習不夠充分，以后筆者會繼續探索彌補不足。

　　參考文獻：

　　[1]余麗娟.淺析“理實一體化”教學[J].科技視界,2014(28).

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