基于“自动化生产线安装与调试”教学模式研究

王亚东

摘 要：“自动化生产线安装与调试”课程是机电类专业的专业核心课程，原有课程内容体系，以知识体系为牵引，项目设置偏深偏难，不利于应用型技能人才的培养需求。本文紧扣岗位技能标准和技能大赛考核点设置课程内容和实践教学环节，着力赛课融通，推进教学改革，对接行业标准。以任务驱动教学为导向，降低了教学的难度，通过实践加深了学生对知识技能的掌握，提高学生的岗位适应能力。

关键词：自动化 岗位 技能大赛 任务驱动 实践教学

1 引言

随着信息化、工业化不断融合，以自动化科技为代表的智能制造蓬勃兴起，成为现时代科技创新的一个重要标志。但作为新兴产业，其巨大人才缺口成为制约我国智能化进一步发展的阻碍。区别于其他专业，自动化专业亟需技能型人才，而目前高职院校尚未形成有效的教学方法，铸造学生的核心能力[1]。本文以机电一体化专业核心课程——自动化生产线安装与调试；并选取亚龙YL-335B型自动生产线培训装备为核心内容，其包含多种技术领域，如气动控制技术、机械机械设计及原理、传感器应用技术、PLC控制和组网、触摸屏组态、伺服电机位置控制和变频器技术等。如图1和2所示。利用YL-335B，可以模拟一个与实际工作环境十分相似的控制过程，使学习者能尽可能的感受真实的工作岗位，从而减小理论与具体实践应用之间的差距。

2 培养目标

本课程培养理想信念坚定，德、智、体、美、劳全面发展，具有一定的文化水平、良好的人文素养、职业道德和创新意识，精益求精的工匠精神，较强的就业能力和可持续发展的能力，掌握PLC编程技术、触摸屏调试技术、人机界面组态技术等专业知识，具有自动化设备安装、调试、运行维护能力；具备自动化技术岗位所需的专业知识及专业技能职业素养，能在装备制造行业从事自动化类生产线的安装、调试、维护、系统设计的复合型技术技能人才[2]。

3 教学整体设计

3.1 岗课赛证，内容重构

“自动化生产线安装与调试”课程是机电类专业的专业核心课程，也是全国高职院校技能大赛项目。原有课程内容体系，以知识体系为牵引，项目设置偏深偏难，不利于应用型技能人才的培养需求[3]。本项目紧扣岗位技能标准设置课程内容和实践教学环节，着力赛课融通，推进教学改革，对接行业标准。围绕设备5大单元：送料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元，进行“岗课赛证”一体化设计，如图3所示。

此前学生已经完成了PLC、变频器和触摸屏的学习，对PLC的编程、通信、仿真、调试等有了初步的认识。本项目对气动控制技术、传感器应用技术、PLC控制和组网、伺服电机位置控制和变频器技术等操作技能进行进一步的学习和训练，旨在培养学生的自动化应用技能水平，更好的对接实际工作岗位技能点，使学生能够掌握方案设计、现场编程、仿真、系统调试、故障诊断五项核心技能。

3.2 教学策略，赛课融通

3.2.1 构建基于技能大赛考核平台的混合教学模式

基于自动化生产线安装与调试技能大赛考点的要求，分为理论教学和实践操作两个部分开展教学。采用了多种信息手段和理实一体教学混合教学模式。

3.2.2 探索基于虚拟仿真平台的虚实结合學习模式

自动化生产线设备大、价格昂贵，校内实物平台数量有限，依托校企合作单位，以真实机器 人的运行工况及工作模式，搭建虚拟仿真平台，在虚拟环境演练中提高了学生的技能，解决了因学生实践操作不当导致实物平台受损的难题[4]。同时，虚拟仿真平台上运行的程序可以直接下载到实物机台的电脑中，进行实际环境的调试就可在现实环境中实现虚拟仿真环境下的各项功能。虚拟仿真平台为实物机台实践操作提供了有效补充。

4 教学实施

4.1 总体实施方案

4.1.1 课程实施方案

依据机电一体化专业人才培养方案和《自动化生产线安装与调试》课程标准，本项目分为整体设计——分步实施——整体联调三个部分完成项目实施，围绕着自动化生产线5大单元进行课程重构，对接“省技能大赛”考核的相关技能点，技能竞赛化解教学难点，任务难度逐级加深，经过项目学习提升技能水平。

采用问题导向教学模式推进课堂实施，按照汇聚问题、呈现问题、分析问题、解决问题，展示成果，评价反馈和巩固拓展7个环节进行。课前学生在平台预习任务提出问题，教师查看学习情况汇聚问题；课中教师确定教学目标，创设问 题情境呈现问题；学生在教师跟踪协助指导下使用数字化活页手册分组探究分析问题；开展虚拟实训、实际操作、教师示范指导等，突破重点内容，化解难点内容解决问题；实施小组汇报，教师点评展示成果；大师诊断、多维综合评价进行评价反馈； 课后改进教学模式，分层发布拓展任务，推进知识技能巩固拓展。

4.1.2 思政实施方案

课程严格落实“立德树人”的人才培养宗旨，抓课程教学“厚德强技”的初心，“以技养德”，以项目任务为载体，在程序设计、现场编程、仿真、系统调试、故障诊断等具体任务实施环节中，通过讲解、演示、纠错、点评、互评等手段，全过程地树立学生周密计划、严谨实施、规范操作、精益求精、安全至上等职业素养，通过优秀职业习惯培养学生优秀的劳动品格，通过优秀劳动品格塑造“德技双馨”的 技术技能人才[5]。

教学中指导学生熟练掌握自动化相关知识的同时，有机融入思想政治和劳动教育，增强学生爱岗敬业、吃苦耐劳的劳动品质。紧扣程序编写的教学过程“程序设计”→“虚拟仿真”→“示范引导”→“实操演练”，将“精益求精、追求卓越”的工匠精神真正融入课程教学中。

4.2 具体实施方案

以自动化生产线关键技术国产化取得突破的案例为切入点引入中国制造，树立爱国情怀，激发学生的学习兴趣，把握本课程的思政方向，其次认知项目载体，分析生产线安装与调试的流程，明确重难点和整体任务流程，为后续任务理清思路、打好基础。

全面落实基于工作过程的职教理念，实施PTD 岗位任务需求教学法，对接岗位一线标准系列，突破学生学习重难点。依托政校行企共建实训中心，将工作岗位内容重塑为教学项目与任务。

4.3 考核评价方案

为了系统、全面的对学生学习过程和学习效果进行评价，依据本项目的知识目标、能力目标和素养目标，建立三维评价体系。考核体系分为过程考核和阶梯化增量考核两个部分进行。过程考核分为理论教学课堂积分（20%）、虚拟平台调试考核（20%）和实操过程考核（20%）。项目终评（40%）采用阶梯化增量考核的方式。

此外，根据教育学方法和原理，课程组构建“以岗位能力为核心”的教学多元评价体系[6]。评价体系以教学活动中的教师、学生、技术能手等人员为评价主体，对教学过程和教学结果进行多维度、全过程的客观评价。通过与采用传统评价方法的平行教学班进行对照，实施该评价体系后，学生的职业技能水平、解决工程问题能力、沟通能力和团队协作能力有显著提高，岗位适应性更强。

4.3.1 多元化过程考核机制

在理论学习中，采用签到、随堂练习、抢答、主题讨论、课后练习等方式，教师评分，记录过程积分，提高学习积极性。虚拟仿真平台中，教师根据学生虚拟仿真结果评分。实操过程采用分组轮训和角色互换，由安全员对每组的操作进行评分，监控记录学生不规范的操作，由教师来进行综合评价。

4.3.2 阶梯化增量考核

改变单一标准的模式化考核方式，制定阶梯化增量考核计划。确保学生在完成初级考核内容的基础上，鼓励对项目学习充满兴趣，能力较强的学生继续参与进阶型训练，内容对接国家技能大赛考核点，实现因材施教。

5 教学效果

通过本课程学习，多种技术手段有机融合，化解课程重点。通过5大单元的实施，學生前后成绩全面增强，与上届学生相比，优秀率有了明显的提升。

5.1 教学实施，成效显著

教师依据“以岗位能力为核心”的教学多元评价体系最终评价结果进行分析，教师设定达标分数为 80 分，100%的学生能够达标。从项目整体结果来看，总体评价平均分数为 86 分，教学目标高效达成。且与往届相比，良好率（80 分以上）明显提升。

5.2 技能大赛、硕果累累

本次自动化生产线安装与调试课程内容紧密对接省职业院校技能大赛高职组“自动化生产线安装与调试”项目，学生技能在大赛中持续提升，多次荣获省职业院校技能大赛（高职组）奖项，对职业认同感大大增强，充分诠释了“以赛促教，以赛促改，赛教融合”的职业教育理念

5.3 立德树人，思政统领

课程实施坚持立德树人根本任务，通过与课程内容息息相关的课堂思政元素的设计与实施，学生的职业素养、道德情操得到了全面的塑造，完成了课程项目内思政元素全覆盖，实现了学生知识传授、能力培养、价值观塑造的有机融合。

6 结语

针对具体的教学内容和教学过程，采用基于岗位要求和技能大赛的项目教学，以任务驱动导向，提高学生主观能动性，激发学生的学习动机。

本课程教学的重点和难点是自动化技术的实践教学。在教学过程中，教师示范和学生分组分工、练习互动，学生提问与教师解答相融合，让学生在“教”与“学” 过程中，掌握技能知识。在教学过程中，模拟营造工作情景或比赛情景，做到“教、学、做”一体化，同时应加大实践实操的容量，在实践操作过程中，使学生掌握程序设计、现场编程、仿真、系统调试、故障诊断五项核心技能，提高学生的岗位适应能力。

基金项目：2021年安徽省级教学研究项目“基于“新工科”视角下智能控制技术专业课程体系构建研究”（项目编号：2021jyxm0434）。

参考文献：

[1]景蕾.“课程思政”融入高职专业课的探索与研究--以自动化生产线安装与调试课程为例[J]. 时代汽车， 2021（19）：2.

[2]陈君霞， 丁欣， 郭平. 《自动化生产线安装与调试》课程分层次教学的实践与研究[J]. 装备制造技术， 2021， 000（001）：127-129.

[3]李爱民. 自动线安装与调试课程思政教学实践与探索[J]. 现代职业教育， 2021， 000（019）：132-133.

[4]张怡典， 宋耀华. 《自动化生产线安装与调试》课程创新型项目探索与实践[J]. 南方农机， 2019， 50（7）：1.

[5]陈韶光，赵新业，刘奇波.“自动化生产线安装与调试”课程教学改革研究与实践[J]. 装备制造技术， 2022（6）：3.

[6]赵建伟. 高职《自动化生产线安装与调试》课程理实一体化教学探索与实践[J]. 商情， 2013（49）：1.