机械类专业机电控制技术实训分级式教学模式的创建分析

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　　[摘           要]  教学需要不断创新，在新型发展形势下，出现了机电控制技术实训分级教学模式的创建与应用，这种新型教学模式，能够更好地指导学生由浅入深，牢牢地掌握基础知识，从而更好地掌握机电控制技术。明确机电控制技术实训分级教学模式创建的意义及目的，并对教学方法与教学内容以及考核方法进行分析，对模式教学中出现的不足进行总结，让学生更加牢固地掌握机电控制这一技术。
　　[关    键   词]  机械类;机电控制技术;实训;分级式教学
　　[中图分类号]  G642                 [文献标志码]  A              [文章编号]  2096-0603（2019）19-0142-02
　　 实践是理论之源，实践也是检验真理的唯一标准。大学生对理论知识的学习，更多的是为了真正运用，而实训分级教学模式的创建就是为了让学生能够将书本上的理论知识加入真正的实践，为学生将来的就业起指导作用。教学过程中，初步教学准备有机电仿真软件的应用以及机械手实训装置等设施设备的学习，为分级式教学模式的研究提供了前提。整个教学设计和规划，都以提高学生实际能力为核心目的，并且不断创新方法，为学生进入社会做好充分的准备。接下来本文将主要从分级式教学模式应用现状、教学目的与要求、教学资源及设备建设、分级式教学内容、教学及考核方法和教学效果六大方面进行分析论述，从而能够更好地改善教学模式。
　　 一、机电控制技术实训分级式教学要求及目的
　　 机械类专业教学主要要求学生掌握机械制造和機电控制等方面的基本理论、基础知识和基本技能。要求学生在机械、电气、液气压基础理论知识学习的基础上，把机电一体化系统设计、机电传动与控制、液压传动、PLC等书本上的理论性知识与实践操作有机结合起来，达到融会贯通的效果。然后针对学生对专业知识掌握度的不同进行分级教学，制定有针对性的教学方案和教学计划，促进学生对机电控制技术的深入了解，提高学生知识的综合运用能力、动手操作能力、分析问题和解决问题的能力。
　　 二、机电控制技术实训分级式教学模式应用现状
　　 （一）教学设备和师资力量不够
　　 由于实际条件和其他因素的影响下，许多学校的教学设备以及师资力量明显不足。例如，由于资金方面的短缺和校方的重视程度不高，导致学校教学设备不足，不能够保障学生教师亲自示范或学生亲手操作，无法保障每个学生都有机会实践或熟练掌握基本操作。另外，师资力量薄弱，缺乏专业的教导人员，出现一个教师带领大量学生的现象，教学结构不合理，容易导致学生无法真正达到实践的目的。
　　 （二）教学方法陈旧与不到位
　　 随着教学模式的创新与发展，教学方法也要改进，但由于师资力量不足和校方对教师学习的不重视，导致部分教师仍采取一些陈旧老套的方法教导学生。新引进的教师教学实践经验不足与老一批教师教学方法的陈旧导致学生学习知识面的断层，出现学生基础不牢固、实践不到位的现象。
　　 （三）缺乏系统的考核激励机制
　　 对学生的考核是对学生知识技术掌握度的考查，但教师在考核方式上仍然还存在一些问题。如教师对学生书面知识的掌握过度关注，在考核时比较注重学生知识的记忆，将考核制度停留在试卷层面，而缺乏实践方面的考核。或者一些学校对实践方面的考核虽有关注，但重视度不高，只注重关键环节的考核，缺乏系统地评价方法以及奖惩机制。因此这种实训教学模式的现状对学生实践经验的获得具有很大的影响，这些问题应该被重视起来。
　　 三、教学资源与设备建设
　　 教学资源与设备的配备主要分为机电仿真软件、机械手实训
　　装置两大部分。
　　 （一）机电仿真软件
　　 机电仿真软件可以帮助学生进行虚拟实践操作，给学生以直观简便的表达。学生可以通过虚拟编辑对电路、气路、液路进行自由编辑，进行混合搭建，也可以对电路、气路、液路进行实时计算分析。该软件系统中还有大量的应用实例，可以对学生自己编制的PCL程序和设计的电路进行可视化模拟，并且进行分析评判。仿真系统中至少提供了三种以上的PCL部件的方针序列编辑器可以达到编辑PCL程序的目的。除此之外，该部件还有上百种功能部件包括电路功能路件、液压系统功能部件、气压系统功能部件等许多部件。在搭建电路、气路、液路的同时，万能表等各种仪器表可以对系统进行实时检测。
　　 （二）机械手实训装置
　　 机械手实训装置主要包括型材结构实训桌、旋转底座、气动部分、手爪、三维运动机械、电气控制、工件和物料台。电磁阀和气缸主要管控气动部分。而三维运动机械部分主要是由滚珠丝杠传动和齿轮传动一起结合的模块化结构组成，主要有步进电机、驱动器、气动手爪组成。机械手实训装置包括地盘旋转手臂伸缩和升降和手爪旋转等多个有自由度控制的功能。可以实现对一点范围内物质的定位抓取功能。
　　 除此之外，为了方便操作者编写机械手控制功能时的操作，装置内还设有黄、绿、红以及急停按钮，还有为了避免操作过程中学生的失误操作对设备造成损伤，设备还设有限位开关。
　　 四、实训分级式教学主要内容
　　 分级式教学内容的创立主要是为了根据学生对专业知识的掌握度制定教学方案与计划，主要包括基础层面、拓展层面和创新能力培养层面三个等级的教学内容。
　　 （一）基础级实验课程
　　 基础级的教学内容的设置包含大量课堂中所学的基础理论知识涉及的实验，对其基础教学理论内容进行实际验证，保障学生日后实践中所需的理论基础的巩固。基础级别的课程包括：（1）PCL控制楼道照明灯：通过控制启动开关，控制照明灯的明暗，5秒钟后自动熄灭;（2）PCL控制电机正反转：通过控制正反转按钮控制电机的正转反转，按下按钮一秒后，电机按照指定方向转动，按下停止按钮即电机停止;（3）PCL控制液压缸运动：以基础的可伸缩液压缸为例，按下启动按钮，液压缸自动开始伸缩运动，液压缸伸出与后退之间停止一秒后自动相互转换，自动循环，按下停止按钮即液压缸停止运动;（4）运料小车的控制：运料小车的启动和停止主要是靠指令开关发出的指令控制的，由左中右三个限位开关开始先装料与卸料的来回运动，大约五秒一个循环;（5）传送带的运输控制：PCL控制传送带电机的运动系统，运料传输带的三段分别由三个电动机驱动控制。 　　 （二）拓展级实验课程
　　 拓展级别的课程实验开设主要是对专业知识点综合考查，选择知识体系中两个或两个以上进行综合设计实验，使学生能够牢牢掌握和灵活运用综合知识。（1）钻孔动力学：主要是指某一加工自动线的钻孔动力头设备的动力头加工过程。（2）工位机械手：PCL控制机械手的模拟控制系统，机械手控制将工件从左工作台移至右工作台主要包括机械手从原点到左工作台抓取工件、抓取工件从左工作台到右工作台、从右工作台回到原点三个过程，这三个过程为一个周期。
　　 （三）创新能力培养级别课程实验
　　 创新能力级别的实验课程的设立对专业知识点进行全面整合，并通过创新能力实验的培养或者参加创新科技比赛锻炼和培养创新能力、解决问题的能力。有的教师会给学生提供参与教师课题，既能使学生获得学分，又能使学生获得工程能力、职业能力、创新能力等综合实力的培养。（1）步进电机控制实训：将横轴机械手作为控制单元，并且确保机械手有足够的活动空间，首先按下黄色复位按钮完成机械手的复位，机械横轴首先向左运动到左边缘线后再向右运动并停止在零点，复位完成后，按下绿色启动按钮即可启动机械手。（2）单工件多点搬运实训：机械手由原点运动到1号物料台位置，抓取工件后向2号物料台运动，运动到位后抓手直角反转下降，将工件放在2号物料台后返回零点，2秒后再次抓取2号物料台的工件转移至3号物料台，完成后回到原点即为一个周期完成。
　　 五、教学考核方法分析
　　 针对分级教学实训模式教学考核方法也可做出相应的改进，可根据实际将不同等级的教学内容分为必修和选修，综合考量学生的出勤率、基础知识掌握度、实践能力。如基础教学层面的知识学生在短期内通过设备完成考核即可视为及格，若完成优秀即可视为中等，而拓展级别和创新级别的完成可作为加分项目，最后综合考核三个层面的总成绩。另外，实训过程中可要求学生座相关记录和记录报告，根据操作程度和考核成绩、出勤率多方向考量学生的综合水平。
　　 六、教学效果的探讨
　　 （一）不同层次学生的共同提高
　　 分级模式打破了传统的教学模式，通过区分层次与等级做到因材施教，使各个层面的学生均取得了有效的提高。在初期课堂，由于学生的差异性，学生对可编程序控制器、机电传动控制、液压传动等基础性知识的把握程度不尽相同，分级模式的创建使教师方便管理整个班级，真正做到了因材施教，不同程度的学生做到了共同的提高。分级模式的出现也为考核制度的革新提供了有力依据，根据知识掌握度不同的学生分级考核，对等级较高的知识层面的掌控可以为学生提供附加分，做到了真正的公平考量和共同提高。
　　 （二）实训模式促进了综合能力的提高
　　 基础知识的掌控远不能满足社会对人才的需要，实践才是硬道理，实训教学模式的提出使学生由书本基础课堂走向了实训培养课堂，既满足了学生对基础知识的巩固，也提高了学生的实践能力与创新能力，能够在实践中发现问题、分析问题并解决问题。在教学工作中，实训对教师能力的要求提高，也促进了教师对学生学习的关注与提高，与此同时促进教师与学生的共同提高。
　　 （三）提高了學生学习的兴趣
　　 分级实训教学模式大大提高了学生的学习兴趣，使学生在实践中获取知识巩固知识，实践能够为学生带来实践成功后的自信心和好奇心，从正向情绪上引导学生主动学习，对学生的努力及时作出积极反馈，发挥学生的主观能动性，激发学生的潜力，使学生稳步提高，进入一个良性循环，能够培养出综合实力更强的大学生。
　　 七、结语
　　 本文主要论述了机械类专业机电控制技术实训分级教学模式进行了分析，指出了该模式对学生发展的优点，也分析了目前教学模式中存在的哪些不足，旨在通过分析将模式进行改善，为培养出更加优秀的具有综合高水平的大学生而努力。
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