基于柔性生产线的高职传感器技术课程项目教学实践
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摘要：高职传感器技术课程在教学实施过程中，如何提起学生的学习兴趣，如何加强培养学生的技能实践能力，如何让教学更贴近企业岗位工作实际，是传感器技术课程教学改革需要解决的关键问题。本文结合课程教学实际，总结了基于柔性生产线的项目教学在高职传感器技术课程教学中的实践。
关键词：柔性生产线 高职 传感器技术 项目教学
高职教育在教育部16号文件《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》思想的指导下，一直在以能力为本位，以高素质技能型人才为目标的人才培养模式上探索着。在进行课程教学改革的进程中，行动导向的教学、基于项目的教学、基于问题的教学等各种教学方法都被应用到各专业的各类课程的教学中。教学如何更贴近企业生产工作岗位实际，学生怎样才能将知识与技能有效的融合，培养专业素质，是课程教学改革的出发点，也是落脚点。本文主要讨论基于柔性生产线的高职传感器技术课程项目教学的实践。柔性生产线为亚龙YL-221型机电一体化柔性生产实训系统。
基于柔性生产线的高职传感器技术课程项目教学改革思路
传感器技术课程是高职高专电气工程类、机电一体化类及自动化类专业的一门专业主干课程，教学目标是培养学生具备常用传感器及测量电路的基本知识与技能，熟练掌握各类传感器的工作原理及信号处理，培养机电技术的高素质综合型技能人才。
多数高职院校的传感器技术课程还是相对独立的进行学科式的教学。基本上是按照教材的知识结构，分不同类型的传感器进行原理分析，数据处理分析，再配套一些验证性的实验，在实验箱上完成。在传感器的应用方面，也只是泛泛的介绍，或空洞的引入一些工业应用实例。这样讲授式的课堂教学，因为学生的专业基础水平参差不齐，课程教学内容多，学生会感觉到这门课程非常深奥，非常难学，听不懂，没有学习积极性，教学效果自然可想而知。即便是部分教师在传感器技术课程的教材、教学内容上做了一些整合调整，引入更多的应用实例，学生也会感觉是纸上谈兵，并没有从根本上做到培养学生的实践技能，达到能力培养的目标。笔者在教学改革的实践中，以提高学生的学习兴趣，加强实践能力的培养为目标，对传感器技术课程的教学内容、教学方法进行了调整，采用项目教学法，以工业现场任务为主线，以柔性生产线为载体，结合可编程控制技术（PLC），整合了课程知识，综合了专业技能。主要以工业企业实践中常见物理量的检测组成几个项目，将被测量融合到每个工作项目中形成项目教学。结合传感器综合实验台及柔性生产线，使学生在饶有兴致的技能操作实战中理解各类传感器原理，掌握相关的测量方法，掌握各类传感器在工业企业生产线中的实际应用（安装调试）和技术维护。每一个项目都会是一个典型的实际应用，各个项目综合，组成了一套完整的生产线模拟系统。学生在项目实践过程中，理解和把握课程要求的知识和技能，在实践中找到学习的乐趣，企业工作岗位综合素质的养成，真正达到了培养高素质技能型人才的教学目标。
基于柔性生产线的高职传感器技术课程项目教学实践
教学项目的确定
教学项目的确定是“项目教学法”的关键。以课程教学目标为基础，以企业工作岗位技能要求为指导，将知识分解整合为具体的项目。笔者在进行项目教学的实践过程中，充分利用实训基地的实训设备，将柔性生产线的各分站作为教学项目，结合综合型传感器实验台，设置六个教学项目。每个项目都有独立的知识点，如温度传感器、压力传感器、速度传感器、色标传感器等，知识涵盖了工业企业中常用的现代传感器，更是一个个具体的应用实例。项目在柔性生产线上实施前，还可以提出相关的子项目任务和要求，学生可以按要求在综合型传感器实验台上完成。下表1是基于亚龙柔性生产线的传感器技术课程教学项目。
表1基于柔性生产线的传感器教学项目
教学项目 主要传感器 项目主要技术应用 实践能力
供料单元 涡流接近开关传感器、光电反射传感器 托盘定位检测、工件到位检测 应用分析、安装调试
喷涂烘干单元 温度传感器 喷涂室温度检测 应用分析、安装调试
加盖及顶销单元 接触式行程开关、光纤传感器 加盖检测、上销钉检测 应用分析、安装调试
检测及链条传送单元 称重传感器、色标传感器、数字编码器、涡流接近开关传感器 工件重量检测、工件盖、销钉的有无检测、销钉材料检测、工件颜色检测、链条电机转速检测 应用分析、安装调试
成废品分拣单元 电磁阀控制传感器、涡流接近开关传感器 机械手电磁阀控制、成废品检测 应用分析、安装调试
提升入仓单元 伺服电机磁电编码器、光电反射传感器 提升台控制、工件入仓检测 应用分析、安装调试
项目教学的实施
根据教学培养目标将教学项目确定好以后，授课教师在课前先实施完成各个教学项目，收集整理相关数据并对可能出现的问题进行预分析处理。一方面对整个教学项目会有比较全面具体的了解，便于教学实施，也能更好的指导学生；另一方面在项目的提出时，可以在柔性生产线上给学生展示成果，使学生有明确的目标和感性认知的过程，了解实施该项目要解决什么问题，关键点在哪里。在课程的项目教学实施过程中，由于设备条件限制，要求对教学班级分组分项目进行教学。下面以“检测及链条传送单元”为例说明基于柔性生产线的传感器技术课程项目教学的实施过程。
教学项目：检测及链条传送单元
项目描述：项目的功能要求分为工件的指标检测和传感器的安装调试。检测内容主要包括工件的重量、工件盖和销钉的有无、销钉材料是否是金属的、工件的颜色识别（能识别红绿黄三种）、链条传送带的运行速度（直流电机转速测量）；安装调试内容包括各传感器在生产线上的安装调试。本项目的重点传感器主要有：称重传感器、色标传感器和数字编码器。
教学目标：要求学生会识别常见称重传感器、色标传感器、数字编码器，熟悉其原理，并掌握传感器在柔性生产线中的实际安装调试与应用。
教学组织：将教学项目划分为四个单元来实施：单元一，教师结合综合型传感器实验台及多媒体，介绍称重传感器、色标传感器、数字编码器的实体、原理、应用，演示项目功能效果。小组成员自行熟悉传感器工作原理，根据项目的功能要求，分析讨论用什么类型的传感器实现。单元二，学生根据之前的小组讨论分析，在柔性生产线对应的工作站上安装传感器、配线调试。完成后教师进行检查指导，提出出现的问题或故障，学生继续调试，直到安装合理、配线正确后进入下一单元。单元三，小组成员结合PLC控制技术，实践称重传感器、色标传感器、数字编码器的程序控制。要求能实现项目的功能要求，教师负责关键编程技术指导。单元四，项目实践总结，教师和学生分别就项目的实践过程总结。
为便于组织教学，建立项目实训小组：6人一组，共6组。每个项目的教学学时为14学时，其中单元一4学时；单元二4学时；单元三4学时；单元四2学时。单元一可6组同时进行，单元二、三、四分6个站6个小组分别进行，10个学时后循环轮换项目，即课程的总学时为64学时。各专业可根据教学实际，合理安排学时或有针对性的选择教学项目。
具体实施步骤如下：
1、下发项目任务单，教师利用多媒体和综合型传感器实验台，介绍传感器的外观、结构、原理并演示。学生了解了其原理，并具备了一定的应用知识后，教师再在柔性生产线上演示传感器在生产线中的实际应用，包括安装调试及控制。学生可以在综合型传感器实验台上完成一些主要类型传感器的原理验证及测量，如应变式、电容式、电感式、电涡流式、光电式等，以及温度、气敏、湿敏等传感器。
2、学生小组讨论分析，拟出项目接线布局图纸，在生产线上进行传感器的实际安装、配线调试。小组成员之间要求相互学习、相互帮助。教师跟踪指导。
3、学生在柔性生产线上进行传感器应用的可编程控制，完成项目功能目标，并讨论解决相关的技术问题。小组成员之间要求相互学习、相互帮助，以会的带不会的，直到全都会。教师跟踪指导。
4、学生在完成了项目任务后，需要提交一份项目报告，总结主要传感器在柔性生产线工作站的应用，分析实践中遇到的问题及解决方法。
5、6个实训小组在完成了一个工作站的项目后，进行下一项目的轮换。到第二轮换学时时，各小组之间还可以相互学习，相互帮助，提高项目的实施进度，提高项目教学的效率效果。
项目实施的总结
项目的总结也是“项目教学”的重要环节，主要由教师对学生的项目任务完成情况的评价、学生的自我评价两部分组成。教师的评价主要基于各组各个学生在项目实践过程中的综合表现和所提交的项目报告，即采用过程考核方式。根据每组各成员在项目实践中的完成情况和解决问题的能力等综合表现，给出一个考核成绩，每个项目的考核成绩，加上学生的项目报告成绩，即是该学生该门课程的成绩。学生要进行自我评价，每组学生分别总结项目实施过程中遇到的具体问题和解决方法，注意事项以及个人收获等。教师最后对学生完成项目的情况进行总结，对具有创新的实践方法进行表扬，对项目实施过程中出现的一些共性问题提出解决思路，让每个学生都有一种成就感，期待下一个项目的实践了。
基于柔性生产线的高职传感器技术课程项目教学效果
项目教学法紧紧围绕工作项目选择知识理论，以够用实用为原则，更加注重培养学生的实际应用能力，培养学生实际企业工作岗位技能和综合素质。目前，基于柔性生产线的传感器技术课程项目教学在我院系的教学中已在实践，并取得了很好的教学效果。通过项目教学，以生产线为项目实施平台，学生对课程的兴趣浓厚了，对需要掌握的知识明白了，对学生的专业技能水平提高了，也让学生感到技能训练更加贴近实际工作岗位了。每一个项目经过实践，学生都掌握了一类或几类传感器的外观款式、基本原理、安装接线、信号处理、实际应用维护等技术能力。对授课教师来说，通过项目教学，使得专业知识的衔接与融合更加紧密，课堂教学思路更清晰、更有活力。学院对课程的项目教学实践的评价是：有效利用了自治区示范实训基地的资源优势，将传感器技术课程的教学场所从教室搬到实训基地，让学生的技能训练可以更加贴近岗位工作实际，提升了学生的专业综合技能，提高了课程教学效果，给相关的专业课程改革提供了参考。
基于柔性生产线的项目教学在传感器技术课程的教学实施过程中，还需解决提高之处有：一是如何根据有限的教学条件，增加完善更全面的、适应现代传感器技术发展的教学项目；二是如何有效地对课程的项目教学实施进行过程监控，就是出现6个项目同时进行，课堂管理稍显松散、教师指导不到位等问题。解决改进的方法是：一是主讲教师与实训指导教师一起，不断研究传感器新技术，并在生产线上增加新的传感器类型、内容，保持课程教学内容的与时俱进性；二是在项目实施过程中，任课教师配备一名实训指导教师，全程共同指导学生。每个实训小组安排一个小组长，负责协助教师管理课堂，其他服务等。通过项目管理卡，对各小组成员进行过程监督，对那些不主动学习，坐享组员成果的学生，进行全班通报批评，并在考核成绩上体现。
基于柔性生产线的传感器技术课程项目教学，能够更好的发挥实训基地的教学作用，提高学生的专业技能水平和综合素质，增强了学生的就业竞争力。
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作者简介：
傅以盘（1982-），男，壮族，广西柳州人，工程硕士在读，柳州铁道职业技术学院教师，研究方向为机械工程，机电一体化。
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