机电一体化技术教学模式探索

王壮壮

摘 要：本文就机电一体化技术教学模式进行探索，提出采用理实一体化教学模式，依托模拟自动生产线，从兴趣入手，循序渐进，有利于提高课堂教学质量，提高学习效率，使中职学生全面掌握机电一体化相关技术。

关键词：机电一体化 解决方案 教学效果 教学反思

一、问题的提出

掌握机电一体化相关技术对于机电类专业的中职学生而言至关重要，但大部分学生即使努力学习了两年，也无法很好地掌握机电一体化相关技术，原因如下。

1.机电一体化技术多且涉及面广

机电一体化涉及的相关设备有PLC、PLC外接模块、变频器、触摸屏、传感器、交直流电机、特种电机、步进系统、伺服系统、工业机器人系统、气动系统等，每种设备对应相应的使用技术。传统教学是由浅入深顺次学习，但学生学习两年后技术仍没学全，更谈不上组合在一起使用。

2.传统教学模式不适合学习机电一体化技术

传统教学先理论后实操，理论讲的太深，实用性不强，而大部分实操以验证为核心，不是以使用为核心。这就导致了理论学习学生根本学不懂，信心受挫，学习兴趣全无，而实操与生产实践相差太远，学生走上工作岗位即使学过相关技术，也不会使用，且没掌握自学的方法，无法胜任相应的工作岗位。

3.机电一体化技术比较复杂且难度较大

机电一体化所涉及的每一种技术都比较复杂，都可以单独称为一门学科。以传感器技术这本中职教材为例，书中介绍了传感器的定义、分类、测量误差及各种传感器的结构和原理，可谓面面俱到，但传感器在生产实践中如何使用介绍的并不多。传感器技术只是机电一体化相关技术中的一种，所占比例不足十分之一，可想而知要想面面俱到学全所有技术难度有多大。

4.机电一体化技术综合应用难上加难

机电一体化只有把相关技术组合在一起使用才有实际意义，只掌握单独某一种或少数几种技术，无法满足工作岗位的要求，还需根据实际补全所欠缺的部分，这就要求学生有一定的自学能力，而这恰恰是中职学生的弱点。以PLC教学为例，学生通过一个学期的学习，掌握了PLC基本使用方法，对PLC的接线、编程有一定了解，但在生产实践中，PLC需要和编码器、传感器、步进驱动器、伺服放大器等配合使用，无论是外围接线还是编程，难度都提高了。这种技术岗位，学生无所适从，最后只能放弃。

二、解决方案

针对上述问题，笔者经过多年探索与研究，提出如下解决方案。

1.改变教学理念和教学模式

采用理实一体化教学模式，突破以往理论与实践相脱节的现象，教学环节相对集中。它强调充分发挥教师的主导作用，通过设定教学任务和教学目标，让师生双方边教、边学、边做，全程构建素质和技能培养框架，丰富课堂教学和实践教学环节，提高教学质量。在整个教学环节中，理论和实践交替进行，直观和抽象交错出现，没有固定的先实后理或先理后实，而是理中有实，实中有理。突出学生动手能力和专业技能的培养，充分调动和激发学生学习兴趣。

2.依托模拟自动生产线教学

笔者采用的是广东三向教学仪器制造有限公司生产的SX-815L自动生产线实训考核设备。该设备把PLC、PLC外接模块、变频器、触摸屏、传感器、交直流电机、特种电机、步进系统、伺服系统、气动系统有机结合在一起。只需要掌握该设备一个生产流程，就可以初步学会机电一体化相关技术，既降低了学习难度，又侧重实用性，使学生的学习目标更加明确，大大提高了学习效率。该设备采用的是模块化结构，可按照生产线运行过程，分阶段学习各个模块，只需要两个学期，基础中等的学生就可熟练运行这个模拟生产线，进而掌握机电一体化相关技术。

3.采用从兴趣入手、循序渐进的教学方法

以SX-815L环形传输分拣单元中的分拣过程为例，把整个上料分拣过程的教学分为若干个环节。

（1）指导学生观察设备上料分拣的运行过程。通过观察设备分拣运行过程，激发学生的好奇心，让学生有学习兴趣，教师讲解过程通俗易懂，化繁为简，并融入互动环节，学生可自由提问，教师回答学生的疑问。

（2）讲解相关设备及元件。从基础学起，为后续环节打下基础。讲解过程中学生可自由提问，教师回答学生的疑问。讲解结束后，学生可在教师的指导下自主探究相关设备及元件，也可在学习小组中互相学习，共同研究，起到事半功倍的效果。

（3）举例讲解接线。接线是教学中的重点，由教师举例详细讲解，学生理解后自行在纸上画出，再由教师逐个检查，帮学生改正错误，直至学生完全掌握为止。

（4）学生验证接线。学生扒开线槽，查看电路和气路的连接方式，并使用万用表验证纸上的接线图，加深印象，学生自主探究，培养学生的动手能力。

（5）详细介绍上料过程。循序渐进，为讲解程序打下基础。在此过程中，学生可自由提问，师生互动解决问题。

（6）讲解上料程序。教师讲解程序中的要点及注意事项，学生理解后按照控制要求独立编程，遇到问题可在学习小组中互相学习，共同研究，在此过程中，教师应鼓励创新。

（7）验证传感器与汽缸如何配合使用。此过程由教师引导，学生自主探究，培养学生独立思考能力。

（8）详细介绍分拣过程。

（9）讲解分拣程序。

（10）学生分组练习。每套设备为一组，分配3～4人，每组都有一个基础比较好的学生当组长，由这名学生带领其他组员练习，教师负责答疑。

此教学设计环环相扣，循序渐进，体现做中学、学中做的特色。需要注意的是，各个环节所需时间因人而异，整个上料分拣教学过程约为40学时。

三、教学效果

从表1和表2可以看出，采用理实一体化的教学模式﹢依托模拟自动生产线教学﹢从兴趣入手，循序渐进的教学手段所产生的教学效果远远好于传统的教学模式。值得一提的是学生在编程过程中能够做到独立思考，所编写的程序既能够按照控制要求运行又与教师讲解的程序不一致，甚至优于教师讲解的程序，充分体现出了创新性。

四、教学反思

1.优势

（1）从兴趣入手，学生学习变被动为主动。传统教学没有切实考虑到学生的学习兴趣，学生不会主动学习，教师通过考核逼迫学生学习，可是学习机电一体化相关技术难度较大，完全靠考核的方式并不理想。从兴趣出发，学生主动学习，大大提高了学习效率，又可使教师的教学工作变得轻松，可谓一举两得。

（2）有效激发学生的潜能。笔者观察学生在练习过程中，如果遇到问题会积极思考，尽可能独立解决问题。学生编写的程序起初很不完善，经过一段时间的改进，有的程序甚至要优于教师讲解的程序，学生看到设备按照控制要求流畅地运行，很有成就感。

（3）教会学生学习机电一体化技术的方法。“授之以鱼，不如授之以渔”，机电一体化相关设备品牌繁多，学生走上工作岗位以后难免要自学学校没有学过的设备，这就要求学生要掌握学习机电一体化相关技术方法。每个品牌的设备使用方法虽不一致，但工作原理是相同的，学生掌握SX-815L自动生产线实训考核设备后就能做到“一理通，百理明”，再加上正确的学习方法，就可以自学其他品牌的设备，大大提高了工作岗位的适应能力。

2.不足之处

受成套教学设备的制约，电路及气路的布线工艺讲授和练习不够充分，以后笔者会继续探索弥补不足。

参考文献：

[1]余丽娟.浅析“理实一体化”教学[J].科技视界， 2014（28）.

（作者单位：辽宁煤炭技师学院）