基于“自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試”教學(xué)模式研究

王亞?wèn)|

摘 要：“自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試”課程是機(jī)電類專業(yè)的專業(yè)核心課程，原有課程內(nèi)容體系，以知識(shí)體系為牽引，項(xiàng)目設(shè)置偏深偏難，不利于應(yīng)用型技能人才的培養(yǎng)需求。本文緊扣崗位技能標(biāo)準(zhǔn)和技能大賽考核點(diǎn)設(shè)置課程內(nèi)容和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，著力賽課融通，推進(jìn)教學(xué)改革，對(duì)接行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。以任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)為導(dǎo)向，降低了教學(xué)的難度，通過(guò)實(shí)踐加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)技能的掌握，提高學(xué)生的崗位適應(yīng)能力。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化 崗位 技能大賽 任務(wù)驅(qū)動(dòng) 實(shí)踐教學(xué)

1 引言

隨著信息化、工業(yè)化不斷融合，以自動(dòng)化科技為代表的智能制造蓬勃興起，成為現(xiàn)時(shí)代科技創(chuàng)新的一個(gè)重要標(biāo)志。但作為新興產(chǎn)業(yè)，其巨大人才缺口成為制約我國(guó)智能化進(jìn)一步發(fā)展的阻礙。區(qū)別于其他專業(yè)，自動(dòng)化專業(yè)亟需技能型人才，而目前高職院校尚未形成有效的教學(xué)方法，鑄造學(xué)生的核心能力[1]。本文以機(jī)電一體化專業(yè)核心課程——自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試；并選取亞龍YL-335B型自動(dòng)生產(chǎn)線培訓(xùn)裝備為核心內(nèi)容，其包含多種技術(shù)領(lǐng)域，如氣動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)械機(jī)械設(shè)計(jì)及原理、傳感器應(yīng)用技術(shù)、PLC控制和組網(wǎng)、觸摸屏組態(tài)、伺服電機(jī)位置控制和變頻器技術(shù)等。如圖1和2所示。利用YL-335B，可以模擬一個(gè)與實(shí)際工作環(huán)境十分相似的控制過(guò)程，使學(xué)習(xí)者能盡可能的感受真實(shí)的工作崗位，從而減小理論與具體實(shí)踐應(yīng)用之間的差距。

2 培養(yǎng)目標(biāo)

本課程培養(yǎng)理想信念堅(jiān)定，德、智、體、美、勞全面發(fā)展，具有一定的文化水平、良好的人文素養(yǎng)、職業(yè)道德和創(chuàng)新意識(shí)，精益求精的工匠精神，較強(qiáng)的就業(yè)能力和可持續(xù)發(fā)展的能力，掌握PLC編程技術(shù)、觸摸屏調(diào)試技術(shù)、人機(jī)界面組態(tài)技術(shù)等專業(yè)知識(shí)，具有自動(dòng)化設(shè)備安裝、調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)能力；具備自動(dòng)化技術(shù)崗位所需的專業(yè)知識(shí)及專業(yè)技能職業(yè)素養(yǎng)，能在裝備制造行業(yè)從事自動(dòng)化類生產(chǎn)線的安裝、調(diào)試、維護(hù)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)合型技術(shù)技能人才[2]。

3 教學(xué)整體設(shè)計(jì)

3.1 崗課賽證，內(nèi)容重構(gòu)

“自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試”課程是機(jī)電類專業(yè)的專業(yè)核心課程，也是全國(guó)高職院校技能大賽項(xiàng)目。原有課程內(nèi)容體系，以知識(shí)體系為牽引，項(xiàng)目設(shè)置偏深偏難，不利于應(yīng)用型技能人才的培養(yǎng)需求[3]。本項(xiàng)目緊扣崗位技能標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置課程內(nèi)容和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，著力賽課融通，推進(jìn)教學(xué)改革，對(duì)接行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。圍繞設(shè)備5大單元：送料單元、加工單元、裝配單元、輸送單元和分揀單元，進(jìn)行“崗課賽證”一體化設(shè)計(jì)，如圖3所示。

此前學(xué)生已經(jīng)完成了PLC、變頻器和觸摸屏的學(xué)習(xí)，對(duì)PLC的編程、通信、仿真、調(diào)試等有了初步的認(rèn)識(shí)。本項(xiàng)目對(duì)氣動(dòng)控制技術(shù)、傳感器應(yīng)用技術(shù)、PLC控制和組網(wǎng)、伺服電機(jī)位置控制和變頻器技術(shù)等操作技能進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，旨在培養(yǎng)學(xué)生的自動(dòng)化應(yīng)用技能水平，更好的對(duì)接實(shí)際工作崗位技能點(diǎn)，使學(xué)生能夠掌握方案設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)編程、仿真、系統(tǒng)調(diào)試、故障診斷五項(xiàng)核心技能。

3.2 教學(xué)策略，賽課融通

3.2.1 構(gòu)建基于技能大賽考核平臺(tái)的混合教學(xué)模式

基于自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試技能大賽考點(diǎn)的要求，分為理論教學(xué)和實(shí)踐操作兩個(gè)部分開展教學(xué)。采用了多種信息手段和理實(shí)一體教學(xué)混合教學(xué)模式。

3.2.2 探索基于虛擬仿真平臺(tái)的虛實(shí)結(jié)合學(xué)習(xí)模式

自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)備大、價(jià)格昂貴，校內(nèi)實(shí)物平臺(tái)數(shù)量有限，依托校企合作單位，以真實(shí)機(jī)器 人的運(yùn)行工況及工作模式，搭建虛擬仿真平臺(tái)，在虛擬環(huán)境演練中提高了學(xué)生的技能，解決了因?qū)W生實(shí)踐操作不當(dāng)導(dǎo)致實(shí)物平臺(tái)受損的難題[4]。同時(shí)，虛擬仿真平臺(tái)上運(yùn)行的程序可以直接下載到實(shí)物機(jī)臺(tái)的電腦中，進(jìn)行實(shí)際環(huán)境的調(diào)試就可在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)虛擬仿真環(huán)境下的各項(xiàng)功能。虛擬仿真平臺(tái)為實(shí)物機(jī)臺(tái)實(shí)踐操作提供了有效補(bǔ)充。

4 教學(xué)實(shí)施

4.1 總體實(shí)施方案

4.1.1 課程實(shí)施方案

依據(jù)機(jī)電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)方案和《自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》課程標(biāo)準(zhǔn)，本項(xiàng)目分為整體設(shè)計(jì)——分步實(shí)施——整體聯(lián)調(diào)三個(gè)部分完成項(xiàng)目實(shí)施，圍繞著自動(dòng)化生產(chǎn)線5大單元進(jìn)行課程重構(gòu)，對(duì)接“省技能大賽”考核的相關(guān)技能點(diǎn)，技能競(jìng)賽化解教學(xué)難點(diǎn)，任務(wù)難度逐級(jí)加深，經(jīng)過(guò)項(xiàng)目學(xué)習(xí)提升技能水平。

采用問(wèn)題導(dǎo)向教學(xué)模式推進(jìn)課堂實(shí)施，按照匯聚問(wèn)題、呈現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，展示成果，評(píng)價(jià)反饋和鞏固拓展7個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行。課前學(xué)生在平臺(tái)預(yù)習(xí)任務(wù)提出問(wèn)題，教師查看學(xué)習(xí)情況匯聚問(wèn)題；課中教師確定教學(xué)目標(biāo)，創(chuàng)設(shè)問(wèn) 題情境呈現(xiàn)問(wèn)題；學(xué)生在教師跟蹤協(xié)助指導(dǎo)下使用數(shù)字化活頁(yè)手冊(cè)分組探究分析問(wèn)題；開展虛擬實(shí)訓(xùn)、實(shí)際操作、教師示范指導(dǎo)等，突破重點(diǎn)內(nèi)容，化解難點(diǎn)內(nèi)容解決問(wèn)題；實(shí)施小組匯報(bào)，教師點(diǎn)評(píng)展示成果；大師診斷、多維綜合評(píng)價(jià)進(jìn)行評(píng)價(jià)反饋； 課后改進(jìn)教學(xué)模式，分層發(fā)布拓展任務(wù)，推進(jìn)知識(shí)技能鞏固拓展。

4.1.2 思政實(shí)施方案

課程嚴(yán)格落實(shí)“立德樹人”的人才培養(yǎng)宗旨，抓課程教學(xué)“厚德強(qiáng)技”的初心，“以技養(yǎng)德”，以項(xiàng)目任務(wù)為載體，在程序設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)編程、仿真、系統(tǒng)調(diào)試、故障診斷等具體任務(wù)實(shí)施環(huán)節(jié)中，通過(guò)講解、演示、糾錯(cuò)、點(diǎn)評(píng)、互評(píng)等手段，全過(guò)程地樹立學(xué)生周密計(jì)劃、嚴(yán)謹(jǐn)實(shí)施、規(guī)范操作、精益求精、安全至上等職業(yè)素養(yǎng)，通過(guò)優(yōu)秀職業(yè)習(xí)慣培養(yǎng)學(xué)生優(yōu)秀的勞動(dòng)品格，通過(guò)優(yōu)秀勞動(dòng)品格塑造“德技雙馨”的 技術(shù)技能人才[5]。

教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)生熟練掌握自動(dòng)化相關(guān)知識(shí)的同時(shí)，有機(jī)融入思想政治和勞動(dòng)教育，增強(qiáng)學(xué)生愛(ài)崗敬業(yè)、吃苦耐勞的勞動(dòng)品質(zhì)。緊扣程序編寫的教學(xué)過(guò)程“程序設(shè)計(jì)”→“虛擬仿真”→“示范引導(dǎo)”→“實(shí)操演練”，將“精益求精、追求卓越”的工匠精神真正融入課程教學(xué)中。

4.2 具體實(shí)施方案

以自動(dòng)化生產(chǎn)線關(guān)鍵技術(shù)國(guó)產(chǎn)化取得突破的案例為切入點(diǎn)引入中國(guó)制造，樹立愛(ài)國(guó)情懷，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，把握本課程的思政方向，其次認(rèn)知項(xiàng)目載體，分析生產(chǎn)線安裝與調(diào)試的流程，明確重難點(diǎn)和整體任務(wù)流程，為后續(xù)任務(wù)理清思路、打好基礎(chǔ)。

全面落實(shí)基于工作過(guò)程的職教理念，實(shí)施PTD 崗位任務(wù)需求教學(xué)法，對(duì)接崗位一線標(biāo)準(zhǔn)系列，突破學(xué)生學(xué)習(xí)重難點(diǎn)。依托政校行企共建實(shí)訓(xùn)中心，將工作崗位內(nèi)容重塑為教學(xué)項(xiàng)目與任務(wù)。

4.3 考核評(píng)價(jià)方案

為了系統(tǒng)、全面的對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程和學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，依據(jù)本項(xiàng)目的知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)和素養(yǎng)目標(biāo)，建立三維評(píng)價(jià)體系?？己梭w系分為過(guò)程考核和階梯化增量考核兩個(gè)部分進(jìn)行。過(guò)程考核分為理論教學(xué)課堂積分（20%）、虛擬平臺(tái)調(diào)試考核（20%）和實(shí)操過(guò)程考核（20%）。項(xiàng)目終評(píng)（40%）采用階梯化增量考核的方式。

此外，根據(jù)教育學(xué)方法和原理，課程組構(gòu)建“以崗位能力為核心”的教學(xué)多元評(píng)價(jià)體系[6]。評(píng)價(jià)體系以教學(xué)活動(dòng)中的教師、學(xué)生、技術(shù)能手等人員為評(píng)價(jià)主體，對(duì)教學(xué)過(guò)程和教學(xué)結(jié)果進(jìn)行多維度、全過(guò)程的客觀評(píng)價(jià)。通過(guò)與采用傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法的平行教學(xué)班進(jìn)行對(duì)照，實(shí)施該評(píng)價(jià)體系后，學(xué)生的職業(yè)技能水平、解決工程問(wèn)題能力、溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力有顯著提高，崗位適應(yīng)性更強(qiáng)。

4.3.1 多元化過(guò)程考核機(jī)制

在理論學(xué)習(xí)中，采用簽到、隨堂練習(xí)、搶答、主題討論、課后練習(xí)等方式，教師評(píng)分，記錄過(guò)程積分，提高學(xué)習(xí)積極性。虛擬仿真平臺(tái)中，教師根據(jù)學(xué)生虛擬仿真結(jié)果評(píng)分。實(shí)操過(guò)程采用分組輪訓(xùn)和角色互換，由安全員對(duì)每組的操作進(jìn)行評(píng)分，監(jiān)控記錄學(xué)生不規(guī)范的操作，由教師來(lái)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

4.3.2 階梯化增量考核

改變單一標(biāo)準(zhǔn)的模式化考核方式，制定階梯化增量考核計(jì)劃。確保學(xué)生在完成初級(jí)考核內(nèi)容的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)對(duì)項(xiàng)目學(xué)習(xí)充滿興趣，能力較強(qiáng)的學(xué)生繼續(xù)參與進(jìn)階型訓(xùn)練，內(nèi)容對(duì)接國(guó)家技能大賽考核點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)因材施教。

5 教學(xué)效果

通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，多種技術(shù)手段有機(jī)融合，化解課程重點(diǎn)。通過(guò)5大單元的實(shí)施，學(xué)生前后成績(jī)?nèi)嬖鰪?qiáng)，與上屆學(xué)生相比，優(yōu)秀率有了明顯的提升。

5.1 教學(xué)實(shí)施，成效顯著

教師依據(jù)“以崗位能力為核心”的教學(xué)多元評(píng)價(jià)體系最終評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行分析，教師設(shè)定達(dá)標(biāo)分?jǐn)?shù)為 80 分，100%的學(xué)生能夠達(dá)標(biāo)。從項(xiàng)目整體結(jié)果來(lái)看，總體評(píng)價(jià)平均分?jǐn)?shù)為 86 分，教學(xué)目標(biāo)高效達(dá)成。且與往屆相比，良好率（80 分以上）明顯提升。

5.2 技能大賽、碩果累累

本次自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試課程內(nèi)容緊密對(duì)接省職業(yè)院校技能大賽高職組“自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試”項(xiàng)目，學(xué)生技能在大賽中持續(xù)提升，多次榮獲省職業(yè)院校技能大賽（高職組）獎(jiǎng)項(xiàng)，對(duì)職業(yè)認(rèn)同感大大增強(qiáng)，充分詮釋了“以賽促教，以賽促改，賽教融合”的職業(yè)教育理念

5.3 立德樹人，思政統(tǒng)領(lǐng)

課程實(shí)施堅(jiān)持立德樹人根本任務(wù)，通過(guò)與課程內(nèi)容息息相關(guān)的課堂思政元素的設(shè)計(jì)與實(shí)施，學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)、道德情操得到了全面的塑造，完成了課程項(xiàng)目?jī)?nèi)思政元素全覆蓋，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)、價(jià)值觀塑造的有機(jī)融合。

6 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)具體的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過(guò)程，采用基于崗位要求和技能大賽的項(xiàng)目教學(xué)，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向，提高學(xué)生主觀能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

本課程教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)是自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)。在教學(xué)過(guò)程中，教師示范和學(xué)生分組分工、練習(xí)互動(dòng)，學(xué)生提問(wèn)與教師解答相融合，讓學(xué)生在“教”與“學(xué)” 過(guò)程中，掌握技能知識(shí)。在教學(xué)過(guò)程中，模擬營(yíng)造工作情景或比賽情景，做到“教、學(xué)、做”一體化，同時(shí)應(yīng)加大實(shí)踐實(shí)操的容量，在實(shí)踐操作過(guò)程中，使學(xué)生掌握程序設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)編程、仿真、系統(tǒng)調(diào)試、故障診斷五項(xiàng)核心技能，提高學(xué)生的崗位適應(yīng)能力。

基金項(xiàng)目：2021年安徽省級(jí)教學(xué)研究項(xiàng)目“基于“新工科”視角下智能控制技術(shù)專業(yè)課程體系構(gòu)建研究”（項(xiàng)目編號(hào)：2021jyxm0434）。

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