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機電一體化技術(shù)教學(xué)模式分析的論文
摘要：本文就機電一體化技術(shù)教學(xué)模式進(jìn)行探索，提出采用理實(shí)一體化教學(xué)模式，依托模擬自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)，從興趣入手，循序漸進(jìn)，有利于提高課堂教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)習效率，使中職學(xué)生全面掌握機電一體化相關(guān)技術(shù)。
關(guān)鍵詞：機電一體化;解決方案;教學(xué)效果;教學(xué)反思
一、問(wèn)題的提出
掌握機電一體化相關(guān)技術(shù)對于機電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的中職學(xué)生而言至關(guān)重要，但大部分學(xué)生即使努力學(xué)習了兩年，也無(wú)法很好地掌握機電一體化相關(guān)技術(shù)，原因如下。
1、機電一體化技術(shù)多且涉及面廣
機電一體化涉及的相關(guān)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(jìn)系統、伺服系統、工業(yè)機器人系統、氣動(dòng)系統等，每種設備對應相應的使用技術(shù)。傳統教學(xué)是由淺入深順次學(xué)習，但學(xué)生學(xué)習兩年后技術(shù)仍沒(méi)學(xué)全，更談不上組合在一起使用。
2、傳統教學(xué)模式不適合學(xué)習機電一體化技術(shù)
傳統教學(xué)先理論后實(shí)操，理論講的太深，實(shí)用性不強，而大部分實(shí)操以驗證為核心，不是以使用為核心。這就導致了理論學(xué)習學(xué)生根本學(xué)不懂，信心受挫，學(xué)習興趣全無(wú)，而實(shí)操與生產(chǎn)實(shí)踐相差太遠，學(xué)生走上工作崗位即使學(xué)過(guò)相關(guān)技術(shù)，也不會(huì )使用，且沒(méi)掌握自學(xué)的方法，無(wú)法勝任相應的工作崗位。
3、機電一體化技術(shù)比較復雜且難度較大
機電一體化所涉及的每一種技術(shù)都比較復雜，都可以單獨稱(chēng)為一門(mén)學(xué)科。以傳感器技術(shù)這本中職教材為例，書(shū)中介紹了傳感器的定義、分類(lèi)、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(chǎn)實(shí)踐中如何使用介紹的并不多。傳感器技術(shù)只是機電一體化相關(guān)技術(shù)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(xué)全所有技術(shù)難度有多大。
4、機電一體化技術(shù)綜合應用難上加難
機電一體化只有把相關(guān)技術(shù)組合在一起使用才有實(shí)際意義，只掌握單獨某一種或少數幾種技術(shù)，無(wú)法滿(mǎn)足工作崗位的要求，還需根據實(shí)際補全所欠缺的部分，這就要求學(xué)生有一定的自學(xué)能力，而這恰恰是中職學(xué)生的弱點(diǎn)。以PLC教學(xué)為例，學(xué)生通過(guò)一個(gè)學(xué)期的學(xué)習，掌握了PLC基本使用方法，對PLC的接線(xiàn)、編程有一定了解，但在生產(chǎn)實(shí)踐中，PLC需要和編碼器、傳感器、步進(jìn)驅動(dòng)器、伺服放大器等配合使用，無(wú)論是外圍接線(xiàn)還是編程，難度都提高了。這種技術(shù)崗位，學(xué)生無(wú)所適從，最后只能放棄。
二、解決方案
針對上述問(wèn)題，筆者經(jīng)過(guò)多年探索與研究，提出如下解決方案。
1、改變教學(xué)理念和教學(xué)模式
采用理實(shí)一體化教學(xué)模式，突破以往理論與實(shí)踐相脫節的現象，教學(xué)環(huán)節相對集中。它強調充分發(fā)揮教師的主導作用，通過(guò)設定教學(xué)任務(wù)和教學(xué)目標，讓師生雙方邊教、邊學(xué)、邊做，全程構建素質(zhì)和技能培養框架，豐富課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節，提高教學(xué)質(zhì)量。在整個(gè)教學(xué)環(huán)節中，理論和實(shí)踐交替進(jìn)行，直觀(guān)和抽象交錯出現，沒(méi)有固定的先實(shí)后理或先理后實(shí)，而是理中有實(shí)，實(shí)中有理。突出學(xué)生動(dòng)手能力和專(zhuān)業(yè)技能的培養，充分調動(dòng)和激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣。
2、依托模擬自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)教學(xué)
筆者采用的是廣東三向教學(xué)儀器制造有限公司生產(chǎn)的SX-815L自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)實(shí)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(jìn)系統、伺服系統、氣動(dòng)系統有機結合在一起。只需要掌握該設備一個(gè)生產(chǎn)流程，就可以初步學(xué)會(huì )機電一體化相關(guān)技術(shù)，既降低了學(xué)習難度，又側重實(shí)用性，使學(xué)生的學(xué)習目標更加明確，大大提高了學(xué)習效率。該設備采用的是模塊化結構，可按照生產(chǎn)線(xiàn)運行過(guò)程，分階段學(xué)習各個(gè)模塊，只需要兩個(gè)學(xué)期，基礎中等的學(xué)生就可熟練運行這個(gè)模擬生產(chǎn)線(xiàn)，進(jìn)而掌握機電一體化相關(guān)技術(shù)。
3、采用從興趣入手、循序漸進(jìn)的教學(xué)方法
以SX-815L環(huán)形傳輸分揀單元中的分揀過(guò)程為例，把整個(gè)上料分揀過(guò)程的教學(xué)分為若干個(gè)環(huán)節。
�。�1）指導學(xué)生觀(guān)察設備上料分揀的運行過(guò)程。通過(guò)觀(guān)察設備分揀運行過(guò)程，激發(fā)學(xué)生的好奇心，讓學(xué)生有學(xué)習興趣，教師講解過(guò)程通俗易懂，化繁為簡(jiǎn)，并融入互動(dòng)環(huán)節，學(xué)生可自由提問(wèn)，教師回答學(xué)生的疑問(wèn)。
�。�2）講解相關(guān)設備及元件。從基礎學(xué)起，為后續環(huán)節打下基礎。講解過(guò)程中學(xué)生可自由提問(wèn)，教師回答學(xué)生的疑問(wèn)。講解結束后，學(xué)生可在教師的指導下自主探究相關(guān)設備及元件，也可在學(xué)習小組中互相學(xué)習，共同研究，起到事半功倍的效果。
�。�3）舉例講解接線(xiàn)。接線(xiàn)是教學(xué)中的重點(diǎn)，由教師舉例詳細講解，學(xué)生理解后自行在紙上畫(huà)出，再由教師逐個(gè)檢查，幫學(xué)生改正錯誤，直至學(xué)生完全掌握為止。
�。�4）學(xué)生驗證接線(xiàn)。學(xué)生扒開(kāi)線(xiàn)槽，查看電路和氣路的連接方式，并使用萬(wàn)用表驗證紙上的接線(xiàn)圖，加深印象，學(xué)生自主探究，培養學(xué)生的動(dòng)手能力。
�。�5）詳細介紹上料過(guò)程。循序漸進(jìn)，為講解程序打下基礎。在此過(guò)程中，學(xué)生可自由提問(wèn)，師生互動(dòng)解決問(wèn)題。
�。�6）講解上料程序。教師講解程序中的要點(diǎn)及注意事項，學(xué)生理解后按照控制要求獨立編程，遇到問(wèn)題可在學(xué)習小組中互相學(xué)習，共同研究，在此過(guò)程中，教師應鼓勵創(chuàng )新。
�。�7）驗證傳感器與汽缸如何配合使用。此過(guò)程由教師引導，學(xué)生自主探究，培養學(xué)生獨立思考能力。
�。�8）詳細介紹分揀過(guò)程。
�。�9）講解分揀程序。
�。�10）學(xué)生分組練習。每套設備為一組，分配3～4人，每組都有一個(gè)基礎比較好的學(xué)生當組長(cháng)，由這名學(xué)生帶領(lǐng)其他組員練習，教師負責答疑。此教學(xué)設計環(huán)環(huán)相扣，循序漸進(jìn)，體現做中學(xué)、學(xué)中做的特色。需要注意的是，各個(gè)環(huán)節所需時(shí)間因人而異，整個(gè)上料分揀教學(xué)過(guò)程約為40學(xué)時(shí)。
三、教學(xué)效果
采用理實(shí)一體化的教學(xué)模式﹢依托模擬自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)教學(xué)﹢從興趣入手，循序漸進(jìn)的教學(xué)手段所產(chǎn)生的教學(xué)效果遠遠好于傳統的教學(xué)模式。值得一提的是學(xué)生在編程過(guò)程中能夠做到獨立思考，所編寫(xiě)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(yōu)于教師講解的程序，充分體現出了創(chuàng )新性。
四、教學(xué)反思
1、優(yōu)勢
�。�1）從興趣入手，學(xué)生學(xué)習變被動(dòng)為主動(dòng)。傳統教學(xué)沒(méi)有切實(shí)考慮到學(xué)生的學(xué)習興趣，學(xué)生不會(huì )主動(dòng)學(xué)習，教師通過(guò)考核逼迫學(xué)生學(xué)習，可是學(xué)習機電一體化相關(guān)技術(shù)難度較大，完全靠考核的方式并不理想。從興趣出發(fā)，學(xué)生主動(dòng)學(xué)習，極大的提高了學(xué)習效率，又可使教師的教學(xué)工作變得輕松，可謂一舉兩得。
�。�2）有效激發(fā)學(xué)生的潛能。筆者觀(guān)察學(xué)生在練習過(guò)程中，如果遇到問(wèn)題會(huì )積極思考，盡可能獨立解決問(wèn)題。學(xué)生編寫(xiě)的程序起初很不完善，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的改進(jìn)，有的程序甚至要優(yōu)于教師講解的程序，學(xué)生看到設備按照控制要求流暢地運行，很有成就感。
�。�3）教會(huì )學(xué)生學(xué)習機電一體化技術(shù)的方法�！笆谥贼~(yú)，不如授之以漁”，機電一體化相關(guān)設備品牌繁多，學(xué)生走上工作崗位以后難免要自學(xué)學(xué)校沒(méi)有學(xué)過(guò)的設備，這就要求學(xué)生要掌握學(xué)習機電一體化相關(guān)技術(shù)方法。每個(gè)品牌的設備使用方法雖不一致，但工作原理是相同的，學(xué)生掌握SX-815L自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)實(shí)訓考核設備后就能做到“一理通，百理明”，再加上正確的學(xué)習方法，就可以自學(xué)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(xué)設備的制約，電路及氣路的布線(xiàn)工藝講授和練習不夠充分，以后筆者會(huì )繼續探索彌補不足。
參考文獻：
[1]余麗娟、淺析“理實(shí)一體化”教學(xué)[J]、科技視界,2014(28)、
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