摘 要:自动线技能大赛作为全国职业院校装备制造大类传统赛项,从2008年举办至今已有十余年。大赛考核内容涵盖可编程控制器、传感器、液压气动、触摸屏和工控网络等多项自动化技术。参赛院校众多,已成为高职院校自动化人才培养水平的试金石。文章从弱电类专业PLC课程教学内容选取与自动线竞赛指导的角度,尝试找出竞赛关键技能点,并将其融入PLC课程教学中,探讨两者良性互动措施,对实施过程中存在问题进行了总结,指明了改进方向。
关键词:自动线技能大赛 PLC课程 教学互动 人才培养
中图分类号:G712.4 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2018)07(a)-0190-02
自动线职业技能大赛从2008年举办至今已十余年,该大赛依托亚龙335B实训装置,考核内容涵盖了可编程控制器、传感器、液压气动、触摸屏和工控网络等多项自动化技术,综合性很强。通过大赛能很好地检验选手的团队协作能力、自动线系统设计、安装、调试、运维等工程实施能力,引领高职院校自动化人才培养,为企业输送自动化高端技能型人才[1]。
1 自动线大赛考核的关键技能点
自动线大赛要求参赛选手在规定时间内,按任务书要求现场操作YL-335B自动生产线装置方式,完成生产线部分单元机械安装和调整,气动回路安装、连接和调整,电气控制电路设计、安装和布线,传感器安装与调整,PLC编程,人机界面组态,电机驱动(含变频器、伺服驱动器及伺服电机)参数设定及系统统调、运行等工作。
分析该技能大赛考核内容不难发现,主要包括以下模块:机械装配调整、电气线路设计、PLC程序编写、传感器安装调节、人机界面组态、变频器及伺服参数设定、PLC联网通信。
上述每一模块对自动线整体运行都很重要,机械安装精度、传感器灵敏度调节,变频器及伺服参数设置等直接关系着硬件系统质量,它们是后续系统可靠运行的前提。这些内容难度不大,经过训练学生很容易掌握。关键是PLC控制程序编写与人机界面组态,因控制要求变化多样,这部分很灵活。在近几年国赛中所占比重越来越高。因此,自动线大赛考核关键点还是软件即控制程序设计与人机界面开发。为此,在PLC课程教学中要精心选择教学内容,合理设计教学项目,使之包含自动线大赛考核的关键技能点,为学生打下牢固基础。
2 《PLC》课程教学内容选取与项目设计
《PLC》课程作为我院电子信息工程技术等弱电类专业的一门核心课程,开设十余年,从最初单纯讲理论,到理论 加实验教学,再到现在的理实一体教学,教学改革一直在进行中。该课程立足于学生实践能力培养,“以工作任务为载体,以项目为导向”组织学习过程,经过多年教学改革探索,基本确定了以下教学项目,其包含主要内容及学时如表1所示。
从表1学时分配不难看出,教学重点为PLC基本指令运用、顺序程序设计及功能指令应用。在教学过程中可根据实际做微调,每周4课时,一学期16周,约64学时。
3 自动线技能大赛与《PLC》课程教学融合措施
3.1 校企合作编写项目化校本教材,适用性更强
在安徽省质量工程及安徽职成教学会科研课题支持 下,《PLC》课程近年来一直持续开展教学改革,探索理实一 体教学,授课教师利用寒暑假到企业实践进修,了解企业 自动化生产流程与控制任务,及时更新专业知识与技能,紧跟自动线技术前沿。与企业工程师交流,基于分类招生学生现状与实际,合作编写项目化校本教材,精心选择教学项目,优化教材内容,使教材适用性更强。
3.2 将自动线部分控制内容融入《PLC》课程教学过程
在日常开展《PLC》课程教学过程中,注意将自动线大赛关键知识点融入PLC教学,如在讲解顺序控制程序设计单序列编程时,用自动线供料站、加工站控制要求为目标,引导学生分配I/O端口,画顺序功能图,编写梯形图并完成调试;讲并行序列时用装配站落料控制与零件装配任务要求,开发并行程序,以YL-335B设备为载体,学生积极性很高。再比如学习PLC功能指令时,将自动线中的伺服控制与变频器控制内容适当引入,设置一些加分的挑战项目,鼓励学有余力的同学去探索完成,往往会激发学生的斗志,取得意想不到的效果。
3.3 指导第二课堂,鼓励学生利用业余时间进行自动化技能训练
在完成《PLC》课程教学之余,充分利用业余时间,开放PLC与自动线实训室,PLC授课教师积极指导第二课堂。依托学院自动化控制协会,定期开展技术训练,鼓励大二的同学带领大一新成员进行基础训练,教师定期举办讲座与技术培训,提高学生自动化素养与动手能力,激发学习兴趣,培养学生对专业热爱之情。通过学生社团组织的系列活动,既丰富了课余生活,又提高了部分同学专业技能,还能提前为参加技能大赛培养预备选手,一举多得。
3.4 积极组织学生参加相关比赛,切磋提高技能
根据学生平时《PLC》课程表现及业余开展自动化训练兴趣,挑选学生参加相关比赛,通过参赛切磋提高技能,加强与兄弟院校交流。例如,除了组织学生参加学院的一年一度的专业技能比赛外,还挑选优秀同学参加省职业技能大赛,西门子杯中国智能制造挑战赛等。参加高规格比赛,对于学生要求较高,一方面在教师指导下,可集中复习PLC课程所学专业知识,扩展课程内容,也能在有限时间内强化训练自动线技能,如机械安装、电气接线、传感器调整、PLC编程、人机界面组态等。通过分工合作完成相应任务,短期内可以让学生迅速成长。此外,鼓励学生积极参加专利大赛,从校赛开始,指导电信专业学生申报自动化应用方面的专利,撰写答辩稿,若校赛脱颖而出,有机会入选市赛。通过这些比赛,一方面使PLC所学知识与自动线等应用融合起来,给学生提供了一个展示平臺,锻炼了其解决问题、团队合作等综合能力。更重要的是让学生更加自信,参赛获奖可增强学生就业求职实力。
4 互动实施过程中存在的问题与改进方向
4.1 分类招生导致的部分专业学生基础薄弱,对专业课学习兴趣不高
众所周知,近年来高职教育探索招生方式改革,很多专业开始进行分类招生。有些专业是一所学校的王牌专业,生源选择范围广,招录比例大,招进来的学生素质较好。但是很多非王牌专业,也逐渐加入了分类招生行列,报考学生数有限,各校又要完成当年招生计划,所以只能降低门槛,因而最终招来的学生参差不齐,很多同学基础薄弱,后期进行培养教育时,普遍对专业课兴趣不高,缺乏学习动力,与普招生存在一定差距。针对分类招生导致 的这种现象,改进方向是尝试分类教学。如专业学生人数多,可分成不同层次的小班,进行差异化教学,设置不同培养目标。充分尊重学生特点,借助信息化等教学方式,逐步引導、分组学习互助,想方设法调动其积极性,适当融入自动线技能,最终实现《PLC》课程教学目标。
4.2 每学期课时有限,《PLC》课程包含内容太多,广度与深度之间存在矛盾
针对PLC课程学时有限,教学内容多无法深入展开,没有足够时间将自动线技能融入课堂的矛盾,这就需要授课教师努力提高自身教学水平,通过大力开展课程教学改革,优化教学组织流程,合理选择教学项目,科学设计PLC教学内容,在有限时间内高效完成关键内容的教学。也可充分利用学生业余时间,借助于专业学生社团,定期开展训练,条件允许的学校,可开设自动线课程,进一步培养学生PLC应用水平与自动线技能。
4.3 部分学校专业设备不足,实验设备有限
据了解,不同学校的生均实验设备相差悬殊,有些学校实验设备充足,而有些不足以支撑实践教学开展。这就要求专业课教师充分调动各种资源,努力发挥自身优势,积极探索校企合作,可联合企业开展实践教学,或定期组织学生到企业观摩学习,邀请企业工程师到学校开展讲座或指导实践等[2]。也可借助于教学软件开展仿真教学,克服设备短缺局限。授课教师要积极争取学校支持,采购设备组建实训室,支撑教学改革,提高人才培养质量。
参考文献
[1]张同苏,徐月华.自动化生产线安装与调试(三菱FX系列)[M].北京:中国铁道出版社.2010.
[2]侯秀丽.高职电气控制与PLC项目化教学改革实践[J]兰州教育学院学报,2013.(11):89-91.