项目式驱动教学在《自动化生产线技术》课程中的应用与实践

冯飞

摘 要：《自动化生产线技术》是高职机电一体化技术专业的核心专业课，综合了电工电子、传感器、PLC、变频器、电机、液压气动等知识，对学生的理论素养和动手操作能力要求都很高。本文通过一个完整的实例，体现出项目式驱动教学在《自动化生产线技术》课程中所起的良好作用。

关键词：项目式驱动教学；自动化生产线技术

1 《自动化生产线技术》课程概述

自动化生产技术是当前机械制造业适应市场需求及产品不断更新的主要手段，是先进制造技术的基础技术，可以缩短制造周期，加快产品更新换代，大幅度降低成本，给企业带来明显的经济效益。

《自动化生产线技术》是高职机电一体化技术专业的必修核心专业课程，一般在大二下学期时开课，其内容涵盖了机械传动和执行机构、传感器、液压气动控制、人机界面及组态技术、PLC、变频器等领域，对学生的动手操作能力和理论知识要求都很高。

本课程在傳统的教学模式中，老师们总是先讲理论知识，希望学生们把设备相关理论知识理解透彻后，再学会实践操作来巩固这些知识点。但实际上很多学生常常只是照葫芦画瓢，机械的重复老师的操作，至于为什么这样操作就很茫然了，无法分析问题和解决问题，学习的积极性当然就大打折扣了。所以，必须改变现有的教学模式，重新提升学生的学习主观能动性。

2 项目式驱动教学法概述

项目式驱动教学法具体是指老师和学生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。在高职教学中，项目可以是设计与制作一件产品，排除一个故障，提供一项服务等，它要求学生自己计划和运用已有的知识和经验，通过亲手操作，在具体的环境中解决实际问题，其目的可以促进学生职业能力的发展。

这种教学法最明显的特点是“以项目为主线、教师为主导、学生为主体”，颠覆了以往“教师讲，学生听”这种被动的教学模式，创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学方法。

3 项目式驱动教学法在《自动化生产线技术》中的应用和实践

我院开设《自动化生产线技术》课程所使用的主要实训设备为YL-235A型光机电一体化实训装置。该设备为湖北省某年职业大赛“机电一体化设备组装与调试”赛项指定比赛设备，可实现不同材质物料的自动分拣功能。该设备包含了送料、机械手搬运、传送带自动分拣三大主要模块，使用了PLC、传感器、变频器、液压气动、触摸屏等技术，功能强大，接线和编程都非常复杂，学生在传统学习模式中畏难情绪比较严重。若采用项目式驱动教学法，可以把整个复杂的控制流程分解为一个个相对简单和独立的控制任务，学生的学习目标更清晰明确，学习兴趣和主动性会明显加强。

项目举例：设计一个用PLC控制的物料自动分拣系统（仅使用YL-235A的传送带模块）。

具体控制要求：某个由电动机拖动的传送带旁有三个工位，每个工位旁各有一个由气缸驱动的推杆，传送带的入料口会不断投入金属、白色塑料和黑色塑料三种体积和形状相同的圆柱形物料，物料被传送带带着向后传送，金属物料在第一个工位处会被检测到并被推杆推下传送带，白色塑料物料会在第二个工位处被检测到并被推下，黑色塑料物料会在第三个工位处被检测到并被推下。

设计要求：学生自己写出输入输出分配表，画出PLC输入输出接线图，编写PLC程序并接线，完成整个操作。

3.1 分析项目

教师和学生共同分析项目控制要求，本项目的实现主要由三个环节组成，一是传送带检测到入口有物料送来时会开始向后运动，二是各个工位通过不同的传感器检测到不同材料的物料，三是利用气缸带动推杆将相应的物料推下传送带。

3.2 知识点讲解

首先，利用三相异步电动机带动传送带运行很容易实现，这里不多作说明。

本项目控制的第一个重点是三个工位不同物料的检测，必须要用传感器来检测。第一个工位要使用霍尔传感器，此类传感器只能检测出金属物体，塑料为非金属是检测不到的；后两个工位检测的都是塑料物料，只是颜色不同（一黑一白），可以使用不同感光度的光纤传感器来检测。

第二个控制重点就是实现分拣物料的动作。推料的动作是由气缸带动推杆实现的，PLC可以控制气路中两位五通阀的电磁线圈来改变气缸活塞的运动方向，进而实现推杆的往返运动。气缸两端各有一个限位传感器，可以给PLC提供推杆位置的情报，以便PLC对整个系统进行控制。

3.3 分组实施

以上两步分析和讲解结束后，教师可根据具体情况，将学生按项目的各级任务分成三个小组，每组若干人。第一小组先完成PLC输入输出点分配，然后按分配接线图进行PLC硬件接线；第二小组为程序设计组，选出擅长编程的学生来根据控制要求编写程序，并输入到PLC里；第三小组的组员负责运行和调试本系统，观察运行结果是否正确，比如推料不准确时，该如何调整硬件设备。

完成以上操作后，学生们开始填写项目报告并作出小结。如果中间出现问题，各组员可自己排查原因，其他组员和教师可以给以帮助和指导，直至取得正确的运行结果。

3.4 总结交流

项目实施结束后，学生和教师要进行总结评价和交流。每小组派出一名代表阐述该小组的实施过程及经验教训，最后由指导教师进行总结，根据各小组学生在项目实施过程中的工作态度、工作纪律、参与程度、实施结果对学生进行评价并作为此课程实训成绩的重要依据。

4 结束语

项目驱动式教学方法实施以来，在《自动化生产线技术》课程中的教学效果是比较好的，根据对2017年春季我院机电一体化专业1501班的统计，能独立完成项目的学生达到了近三分之二，还有两三名学习比较突出的同学已具备全省职业技能大赛的参赛水平。由此可见，项目式驱动教学法可极大地调动学生学习的积极性、主动性和创造性，提高了学生分析问题、解决问题的能力，今后可大力推广。

参考文献

[1]张霞，《项目式驱动教学在电气控制与PLC技术课程中的应用与实践》；电子世界，2016-3

[2]吕爱华，《电气控制与PLC应用技术》；电子工业出版社，2015-7

[3]吴明亮、樊明龙，《自动化生产线技术》；化学工业出版社，2011-9endprint