探索改造實訓設備之路提高師生職業勞動素養*
——以自制PLC 綜合實訓裝置為例

劉 曼 ，殷 歡

（江西機電職業技術學院電氣工程學院，江西 南昌 330013）

近年來，由于機電一體化技術專業新技術、新工藝不斷迭代更新，可編程序控制器（PLC）作為工業自動化領域主流控制器的功能也在不斷升級，因此“PLC 應用技術”課程的教學內容也亟待改革[1-5]。為滿足可編程控制器（西門子S7-1200 系列）的理實一體化教學，學校實訓室的實踐條件和設備功能需不斷適應教學內容革新的要求，原有的PLC 實驗裝置技術落后，亟需更新換代[6-10]。江西機電職業技術學院機電教學團隊通過分析現有設備使用率和資金預算的實際情況，決定帶領學生立項科研項目，在原有實驗設備的基礎上進行自主研發和升級改造。

1 具體做法

1.1 立項科研課題，節約設備購置資金，完善實訓設施軟硬件建設

機電教學團隊從課程需求和實際出發，以省級科研課題為依托，立項江西省教育廳科學技術項目“網孔型PLC 綜合實訓裝置的創新設計探究”，研發擁有自主知識產權的現代控制實訓室。網孔型PLC 綜合實訓裝置結合“電氣控制技術”“PLC 應用技術”“觸摸屏控制技術”及“工業網絡”等課程標準的要求，大膽創新設計，由過去單純的實驗實訓向生產型項目轉變，從生產實際出發，以工業標準繪圖施工，真實還原工業現場布線，自制網孔型PLC 綜合實訓裝置框架設計如圖1 所示。從設計規劃、元器件采購、安裝施工到設備調試，周期約為5 個月，一臺設備改造費用約1.5 萬元，改造升級20 套設備，為學校節約了30余萬元設備購置經費。與同類實訓產品相比，改造之后的設備實訓項目增多、實踐環節綜合性強、體積小能耗低、維護方便。

圖1 自制網孔型PLC綜合實訓裝置框架設計

1.2 研發改造設備，鍛煉教師科研能力，提升“雙師型”教師職業素養

在網孔型PLC 綜合實訓裝置研發之初，負責人對項目組成員進行了合理安排，以教學經驗和實踐經驗豐富的教師為核心，組織了多名青年教師帶領機電專業40 余名學生參與，整個裝置從原理圖設計、控制柜柜體設計、元器件安裝、控制線路連接到控制柜調試均由師生協作完成。在這個過程中，團隊立項的江西省教育廳科學技術項目在2021 年結項，并獲得國家專利局授權的5 件實用新型專利。機電團隊教師指導學生完成基礎構架后，利用實訓周、勞動周以及課余時間，指導學生完成改造設備的安裝接線、通電調試，如圖2 所示。教師投身設備改造升級，鍛煉了教師科研能力，提升了教師職業素養。

圖2 教師指導學生調試改造的PLC綜合實訓裝置

1.3 參與工程實施，強化學生勞動觀念，提高學生技能和創新意識

將勞動價值觀貫穿課內、課外的教育教學過程，采用“教師主導-教、學生主動-學、師生聯合-做”的教學模式，教師利用課余時間帶領學生設計規劃改造設備的建設方案，學生全程參與改造裝置的布局、采購設備板材元器件、實施設備安裝與調試，如圖3 所示。此外，工作室的學生還協助教師開發出新的實訓項目、撰寫畢業設計論文。通過讓學生參與工程項目設計與實施，激發了學生參與實踐項目的興趣，提高了學生勞動實踐的主觀能動性，增強了學生的創新意識，為學校培養了更多的智能控制領域復合式創新型技術技能人才。

2 獲得成效

2.1 自行改造升級設備，節約經費開支

經過近兩年的探索，學校師生在自制設備方面取得了不少成效，機電教學團隊后續還改造了11 臺THPJW-1 型電工實訓考核裝置和20 套S7-200SMART PLC實訓裝置，如圖4 所示。自制研發的實訓設備完善了機電類專業的實驗實訓條件，提高了實驗實訓設備的使用率，為學校節約了資金70 余萬元。該項舉措在學校二級學院得到積極應用推廣，2022 年學校物聯網專業教學團隊也相繼對物聯網實訓設備進行自主改造和升級換代，2023 年車輛工程學院的教學團隊組建汽車公共服務中心，師生利用創新的才智和靈巧的雙手打造更美好的教學工作環境。

圖4 改造的S7-200SMART PLC實訓裝置和電工實訓考核裝置

2.2 勞動觀念引領師生提升職業素養

師生通過自主研發改造實驗實訓設備，樹立了正確的勞動價值觀，提升了教師的工程實踐和科研能力，形成了良好的科研實踐氛圍，使學校、教師、學生都受益匪淺。近兩年，機電教學團隊有8 名青年教師獲江西省技術能手、江西省青年崗位能手、江西省巾幗建功標兵等榮譽稱號，成為名副其實的“雙師型”教師，教師部分榮譽證書如圖5 所示。機電教學團隊成員有1 人獲2023 年享受國務院特殊津貼擬推薦人選，1 人獲批新時代職業學校名師（名匠）培養計劃（2023—2025 年）培養對象，機電一體化技術教學團隊也成功入選第三批國家級職業教育教師創新團隊立項建設單位名單。

圖5 教師部分榮譽證書

工作室學生通過參與研發改造設備和實施創新性的典型工作任務，激發了學習興趣，提升了綜合設計和裝調能力。學生從參與設備改造的實踐勞動中受益，培養出吃苦耐勞、愛崗敬業、精益求精、樂于奉獻的職業素養。這些學生當中有大部分都參加了全國職業院校技能大賽、“互聯網+”大學生創新創業大賽，在工業機器人技術應用、機器人系統集成應用技術、生產單元數字化改造、數控機床裝調與技術改造等國賽項目中獲得國賽一等獎1 項、二等獎5 項、三等獎3項，如圖6所示。

圖6 學生在全國職業院校技能大賽中獲獎

3 反思改進

3.1 操作的安全性

教師帶領學生在設備改造的過程中，應始終關注規范操作和用電安全，保障設備的安全性，確保改造設備不會帶來安全隱患。教師應給學生提供用電安全培訓和指導，幫助學生深刻理解和遵守安全規定。

3.2 改造的有效性

改造后的實訓設備應達到一定的性能標準和實用性。教師應定期帶領學生檢查設備的使用性能，注意設備的維護與保養，以確保其滿足教學需求，及時修復老化元器件或更換損壞的部件。

3.3 提供必要支持

師生利用課余時間改造設備，需要更多的技術支持和資源來有效幫助他們解決困難，學校應提供政策等激勵辦法鼓勵教學團隊勇于創新和實踐。

3.4 保持可持續性

師生自行改造實訓設備需要團隊合作與良好的溝通，學校各二級學院的教學團隊之間應積極分享經驗，共同解決問題。學校可以提供必要的溝通平臺，促進教師之間的交流，以確保設備改造的可持續性和長期效益。