光機電一體化實(shí)訓考核裝置的教學(xué)探索

YUY-23 型光機電一體化實(shí)訓考核裝置既包含了機電一體化專(zhuān)業(yè)所涉及的基礎知識、專(zhuān)業(yè)知識和基本的機電技能要求，也體現了當前先進(jìn)技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)際中的應用。它為學(xué)生提供一個(gè)典型的、可進(jìn)行綜合訓練的工程環(huán)境，為學(xué)生構建了一個(gè)可充分發(fā)揮學(xué)生潛能和創(chuàng )造力的實(shí)踐平臺。在此平臺上可實(shí)現知識的實(shí)際應用、技能的綜合訓練和實(shí)踐動(dòng)手能力的客觀(guān)考核。

1、問(wèn)題的提出

如上所述，該設備在服務(wù)于地區經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展和提高學(xué)生的綜合職業(yè)素質(zhì)方面是頗有裨益的。然而在教學(xué)當中，卻存在著(zhù)下列困難：

1）該設備的知識涉及面廣，綜合程度高

YUY-23 型光機電一體化實(shí)訓考核裝置涉及到光學(xué)傳感器、機械原理和拆裝、液壓傳動(dòng)，PLC 編程、調試，觸摸屏畫(huà)面設計、調試等方面的知識，需要學(xué)生跨專(zhuān)業(yè)學(xué)習。而對于中職學(xué)校的學(xué)生而言，因其文化基礎知識不足，因而學(xué)習難度較大。

2）學(xué)生層次參差不齊，難以兼顧

我們在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現：學(xué)生在學(xué)習的過(guò)程中，由于基礎知識的差異，學(xué)習能力方面的差異，對專(zhuān)業(yè)愛(ài)好的差異等原因，導致學(xué)生在學(xué)習的過(guò)程中，拉開(kāi)的差距較大。

3）設備數量有限

由于光機電一體化實(shí)訓考核裝置的價(jià)格較貴，在設備購置時(shí)，數量往往不多。如何用好有限的設備，也是擺在教學(xué)中的一個(gè)問(wèn)題。

2、教學(xué)實(shí)施過(guò)程

針對上述情況，我們采取了如下教學(xué)措施：

1）仿真軟件教學(xué)

我在光機電一體化設備的教學(xué)中使用了如下仿真軟件：

（1）FX-TRN-BEG-CL 仿真軟件

該軟件為三菱系列的PLC 仿真軟件，其設有初級、中級和挑戰三個(gè)檔次，學(xué)生可以根據自己學(xué)習的進(jìn)展情況決定采用哪一個(gè)項目練習。該軟件實(shí)現了分層教學(xué)，可以兼顧不同層次的學(xué)生開(kāi)展學(xué)習。其項目有交通燈、傳送帶、自動(dòng)門(mén)、舞臺裝置和自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)等，相關(guān)知識有光、機、電和傳感器等內容。

（2）GX Developer8.34L-C1 仿真軟件

該軟件既可以實(shí)現軟件仿真，也可以和觸摸屏仿真軟件實(shí)現軟硬結合的仿真。該軟件仿真功能啟動(dòng)后可以根據教學(xué)和學(xué)習的需要，用鼠標來(lái)控制所需觸點(diǎn)的接通和斷開(kāi)，便于觀(guān)察梯形圖的實(shí)際運作情況。如輸入、輸出軟繼電器，定時(shí)器、計數器和輔助繼電器等的觸點(diǎn)動(dòng)作情況，便于調試梯形圖程序，當然也便于開(kāi)展PLC構成的系統的維修工作。

（3）GT Simulator2 仿真軟件

該軟件既可以實(shí)現硬件仿真，如按鈕、指示燈、儀器、儀表、動(dòng)畫(huà)構件等仿真。我們可以根據項目要求，設計控制面板，利用仿真功能，可以隨時(shí)觀(guān)察其控制效果，便于增減，修改控制面板設計，非常方便，且仿真過(guò)程具有形象、生動(dòng)、逼真的效果。

（4）或費斯托的氣動(dòng)仿真軟件

光機電一體化設備的搬運機械手和物料推桿要用到氣動(dòng)元件，氣動(dòng)元件是氣動(dòng)系統的重要組成部分，氣動(dòng)系統由能源部件、控制元件、執行元件和輔助裝置組成。常見(jiàn)的執行元件有：?jiǎn)巫饔脷飧?、雙作用氣缸、旋轉氣缸和氣爪，常見(jiàn)的控制元件有：方向控制閥、流量控制閥等。

而要了解氣動(dòng)系統的工作原理，就要借助于氣動(dòng)仿真軟件，模擬其真實(shí)的運動(dòng)情景，才便于開(kāi)展教學(xué)。

對于實(shí)際的氣動(dòng)元件，由于構造方面的原因，即使是用實(shí)物教學(xué)，也不易觀(guān)察到元件的工作情況。而采用仿真軟件，就便于解決這個(gè)問(wèn)題，而且代價(jià)較低。若要采用實(shí)物教學(xué)，可采用透明的氣動(dòng)元件，這樣才便于觀(guān)察元件的工作過(guò)程。

2）現場(chǎng)教學(xué)

在自然和社會(huì )現實(shí)活動(dòng)中進(jìn)行教學(xué)的組織形式，便是現場(chǎng)教學(xué)?，F場(chǎng)教學(xué)能提供學(xué)生豐富的直接經(jīng)驗，有助于理解和掌握理論性的知識；通過(guò)實(shí)際操作，培養學(xué)生運用知識于實(shí)踐的能力。

為提高設備利用率，可采用分組教學(xué)。學(xué)生可分組練習PLC 編程、仿真和現場(chǎng)實(shí)操。為便于學(xué)生學(xué)習，可讓學(xué)生分別調試送料機構、機械手搬運結構、物料傳送機構和分揀機構。之后，再把這幾部分綜合聯(lián)調。

3）項目教學(xué)

項目教學(xué)法激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習興趣，能夠充分調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習積極性和主動(dòng)性，發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，促進(jìn)了學(xué)生自主學(xué)習。在項目教學(xué)法的實(shí)施中，可以將調試送料機構、機械手搬運結構、物料傳送機構和分揀機構作為4 個(gè)項目，而每個(gè)項目根據教學(xué)需要又可以再分為任務(wù)。

例如，在機械手搬運結構項目中，可分為機械手拆裝、液壓系統拆裝、梯形圖編制、傳感器調試等任務(wù)。用這種方法把項目分解，化整為零，便于學(xué)生開(kāi)展學(xué)習。

4）分層教學(xué)

根據學(xué)生的實(shí)際水平實(shí)施分層教學(xué)，也是因人施教的一種具體體現。教師可根據學(xué)生的實(shí)際情況、個(gè)別差異，進(jìn)行有差別的教學(xué)，做到既不能壓制學(xué)習基礎好的學(xué)生,也不能放棄學(xué)習基礎差的學(xué)生，使每個(gè)學(xué)生都能揚長(cháng)避短，獲得*效果。

在項目的實(shí)施過(guò)程中，可以精心搭配學(xué)習小組的成員，把不同程度的學(xué)生安排在一個(gè)小組，而在分配任務(wù)時(shí)則針對不同的學(xué)生安排不同的任務(wù)?？梢韵劝研蜗?、直觀(guān)的任務(wù)給學(xué)習基礎較差的學(xué)生去做，把抽象、難懂的任務(wù)給學(xué)習基礎好的學(xué)生去做，學(xué)生之間可以相互學(xué)習，共同探討，而學(xué)生之間又便于溝通，對學(xué)生的促進(jìn)作用強。