光機電一體化實訓(xùn)考核裝置的教學(xué)探索

YUY-23 型光機電一體化實訓(xùn)考核裝置既包含了機電一體化專業(yè)所涉及的基礎(chǔ)知識、專業(yè)知識和基本的機電技能要求，也體現(xiàn)了當前先進技術(shù)在生產(chǎn)實際中的應(yīng)用。它為學(xué)生提供一個典型的、可進行綜合訓(xùn)練的工程環(huán)境，為學(xué)生構(gòu)建了一個可充分發(fā)揮學(xué)生潛能和創(chuàng)造力的實踐平臺。在此平臺上可實現(xiàn)知識的實際應(yīng)用、技能的綜合訓(xùn)練和實踐動手能力的客觀考核。

1、問題的提出

如上所述，該設(shè)備在服務(wù)于地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展和提高學(xué)生的綜合職業(yè)素質(zhì)方面是頗有裨益的。然而在教學(xué)當中，卻存在著下列困難：

1）該設(shè)備的知識涉及面廣，綜合程度高

YUY-23 型光機電一體化實訓(xùn)考核裝置涉及到光學(xué)傳感器、機械原理和拆裝、液壓傳動，PLC 編程、調(diào)試，觸摸屏畫面設(shè)計、調(diào)試等方面的知識，需要學(xué)生跨專業(yè)學(xué)習。而對于中職學(xué)校的學(xué)生而言，因其文化基礎(chǔ)知識不足，因而學(xué)習難度較大。

2）學(xué)生層次參差不齊，難以兼顧

我們在教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)：學(xué)生在學(xué)習的過程中，由于基礎(chǔ)知識的差異，學(xué)習能力方面的差異，對專業(yè)愛好的差異等原因，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習的過程中，拉開的差距較大。

3）設(shè)備數(shù)量有限

由于光機電一體化實訓(xùn)考核裝置的價格較貴，在設(shè)備購置時，數(shù)量往往不多。如何用好有限的設(shè)備，也是擺在教學(xué)中的一個問題。

2、教學(xué)實施過程

針對上述情況，我們采取了如下教學(xué)措施：

1）仿真軟件教學(xué)

我在光機電一體化設(shè)備的教學(xué)中使用了如下仿真軟件：

（1）FX-TRN-BEG-CL 仿真軟件

該軟件為三菱系列的PLC 仿真軟件，其設(shè)有初級、中級和挑戰(zhàn)三個檔次，學(xué)生可以根據(jù)自己學(xué)習的進展情況決定采用哪一個項目練習。該軟件實現(xiàn)了分層教學(xué)，可以兼顧不同層次的學(xué)生開展學(xué)習。其項目有交通燈、傳送帶、自動門、舞臺裝置和自動生產(chǎn)線等，相關(guān)知識有光、機、電和傳感器等內(nèi)容。

（2）GX Developer8.34L-C1 仿真軟件

該軟件既可以實現(xiàn)軟件仿真，也可以和觸摸屏仿真軟件實現(xiàn)軟硬結(jié)合的仿真。該軟件仿真功能啟動后可以根據(jù)教學(xué)和學(xué)習的需要，用鼠標來控制所需觸點的接通和斷開，便于觀察梯形圖的實際運作情況。如輸入、輸出軟繼電器，定時器、計數(shù)器和輔助繼電器等的觸點動作情況，便于調(diào)試梯形圖程序，當然也便于開展PLC構(gòu)成的系統(tǒng)的維修工作。

（3）GT Simulator2 仿真軟件

該軟件既可以實現(xiàn)硬件仿真，如按鈕、指示燈、儀器、儀表、動畫構(gòu)件等仿真。我們可以根據(jù)項目要求，設(shè)計控制面板，利用仿真功能，可以隨時觀察其控制效果，便于增減，修改控制面板設(shè)計，非常方便，且仿真過程具有形象、生動、逼真的效果。

（4）或費斯托的氣動仿真軟件

光機電一體化設(shè)備的搬運機械手和物料推桿要用到氣動元件，氣動元件是氣動系統(tǒng)的重要組成部分，氣動系統(tǒng)由能源部件、控制元件、執(zhí)行元件和輔助裝置組成。常見的執(zhí)行元件有：單作用氣缸、雙作用氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸和氣爪，常見的控制元件有：方向控制閥、流量控制閥等。

而要了解氣動系統(tǒng)的工作原理，就要借助于氣動仿真軟件，模擬其真實的運動情景，才便于開展教學(xué)。

對于實際的氣動元件，由于構(gòu)造方面的原因，即使是用實物教學(xué)，也不易觀察到元件的工作情況。而采用仿真軟件，就便于解決這個問題，而且代價較低。若要采用實物教學(xué)，可采用透明的氣動元件，這樣才便于觀察元件的工作過程。

2）現(xiàn)場教學(xué)

在自然和社會現(xiàn)實活動中進行教學(xué)的組織形式，便是現(xiàn)場教學(xué)。現(xiàn)場教學(xué)能提供學(xué)生豐富的直接經(jīng)驗，有助于理解和掌握理論性的知識；通過實際操作，培養(yǎng)學(xué)生運用知識于實踐的能力。

為提高設(shè)備利用率，可采用分組教學(xué)。學(xué)生可分組練習PLC 編程、仿真和現(xiàn)場實操。為便于學(xué)生學(xué)習，可讓學(xué)生分別調(diào)試送料機構(gòu)、機械手搬運結(jié)構(gòu)、物料傳送機構(gòu)和分揀機構(gòu)。之后，再把這幾部分綜合聯(lián)調(diào)。

3）項目教學(xué)

項目教學(xué)法激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習興趣，能夠充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習積極性和主動性，發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，促進了學(xué)生自主學(xué)習。在項目教學(xué)法的實施中，可以將調(diào)試送料機構(gòu)、機械手搬運結(jié)構(gòu)、物料傳送機構(gòu)和分揀機構(gòu)作為4 個項目，而每個項目根據(jù)教學(xué)需要又可以再分為任務(wù)。

例如，在機械手搬運結(jié)構(gòu)項目中，可分為機械手拆裝、液壓系統(tǒng)拆裝、梯形圖編制、傳感器調(diào)試等任務(wù)。用這種方法把項目分解，化整為零，便于學(xué)生開展學(xué)習。

4）分層教學(xué)

根據(jù)學(xué)生的實際水平實施分層教學(xué)，也是因人施教的一種具體體現(xiàn)。教師可根據(jù)學(xué)生的實際情況、個別差異，進行有差別的教學(xué)，做到既不能壓制學(xué)習基礎(chǔ)好的學(xué)生,也不能放棄學(xué)習基礎(chǔ)差的學(xué)生，使每個學(xué)生都能揚長避短，獲得*效果。

在項目的實施過程中，可以精心搭配學(xué)習小組的成員，把不同程度的學(xué)生安排在一個小組，而在分配任務(wù)時則針對不同的學(xué)生安排不同的任務(wù)。可以先把形象、直觀的任務(wù)給學(xué)習基礎(chǔ)較差的學(xué)生去做，把抽象、難懂的任務(wù)給學(xué)習基礎(chǔ)好的學(xué)生去做，學(xué)生之間可以相互學(xué)習，共同探討，而學(xué)生之間又便于溝通，對學(xué)生的促進作用強。