Abstract: Higher vocational education uses the way combining learning with working: training highly skilled personnel in the process of "learning by doing" and "doing by learning". The skills training courses in higher vocational colleges reflect the key characteristics of running school: combining learning with working, so it is particularly important to effectively enhance the effect of skills training and reform the idea of education and teaching.
关键词：技能实训；高职；数控技术
Key words: skills training；higher vocational colleges；NC technology
中图分类号：G42文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）11-0031-02
0引言
高职院校的技能实训是学生实现将理论知识运用于生产实际的关键环节，是学生将来能够顺利走上工作岗位的有力保障，是对学生实施职业技能训练和职业素质培养的必备条件，也是体现高职教育工学相结合办学特色的有效手段。技能实训在整个高职教育体系中占有极为重要的地位。对于数控技术专业的学生来讲，实施技能实训也是提高就业竞争力的有效途径之一。经过多年深入数控技术专业机床电气技能实训的基础上，探索如何有效提升高职数控技术专业学生技能实训效果。
1教学思想设计
遵循“行在先，知在后，知行相资”的规律，以“职业活动为导向”，强调“以能力为目标、以学生为主题、以素质为基础、以任务为载体、以实训为手段、理论和实践一体化”等要素，采用任务驱动的教学方法，根据实训目的，以小组为单位完成机床电气技能实训中的“电气控制柜布局的设计、安装”；“电路图的设计、连接和调试”；根据电机的正反转、交通灯系统、高铁轨枕预应力张拉控制系统的等不同项目要求，实现“PLC系统控制的设计及程序编制任务”。最终提交一份技能实训总结报告，包含实训进度表、实训内容、小组总结和个人总结等内容，培养学生的综合工程实训能力。
学生在理论课堂上已经学习了与技能实训相关的各元器件的结构、功能、原理，但并未对其实施拆解，直观性不强，所以在实训前，先让学生进行各元器件的拆解，使学生先直观了解其结构、功能、原理及工作过程。再采用学生讨论与教师分析讲解相结合的方式，使学生更深入掌握其工作原理及工作过程。之后根据其实验目的让学生绘制电路图并实现其硬件连接。最后根据系统控制要求编制对的应控制程序并上传到PLC内，完成系统搭建与调试，实现系统自动化模拟控制，在完成要求功能基础上编写使用说明书与总结报告，最终完成技能实训。
2确定教学目标与重点难点
根据企业对职业技术人才的需求，以及对设备的安装、调试、使用和维护等岗位的职业技能要求，结合本次技能实训内容及特点，确定以下技能实训目标：
能力目标：能在实践中调查研究、观察问题、分析问题和解决生产实际问题的能力。
技能目标：能熟练使用斜口钳、剥皮钳、压线钳、电钻、钢锯、打号机等工具和正确使用可编程控制器，能够按行业标准，正确完成电气控制柜的设计、安装、调试。
知识目标：理解机床电气控制在机床中的作用，了解在技能实训过程中使用的各元器件及可编程控制器的结构、功能、原理及工作过程。
素质目标：加强学生在生产实际中的团结协作的能力、安全生产的意识，培养认真、严谨、细致的工作态度和吃苦耐劳的精神。
通过此次技能实训的实施，给学生提供了更多的实践动手、接触实际的机会，进而提升了学生的综合职业素质，使学生能够适应当今社会对毕业生实际动手能力高的要求。对此我们也确定了技能实训的重点内容为电气控制柜的设计、安装、调试及使用方法。难点为过程控制、PLC系统控制的设计和相关程序的编制。
3教学准备
依据机床电气技能实训的教学任务，做好以下教学准备工作：
教学情境：以加强学生的团队意识为目的，将学生分组，每组4-5人。同时选定一名组长，再由组长分别指派相应的设计员、接线员、材料管理员及秘书各一名，实现统一部署，协调工作。
教学设备：每组分发电气控制柜一个、欧姆龙CP1E可编程控制器一台、交流接触器2个、热继电器一个、时间继电器2个、空气开关3个、标准35mm线槽2根、35mm导轨一根、1平方导线红、黑、黄各一捆、线号管若干、万能表一个、工具箱一套及所需的各电器元件。如图1、图2所示。
教学环境：本次技能实训在多媒体机床电气实验室展开，实验室配有机床电气实验台5台，可同时围坐5-7人，展开相关讨论及操作，同时配有FANUC数控车床、铣床及相关实验台各3台，如图3所示。
教学资料：教研室针对本次技能实训编写了技能实训指导书作为教学过程的指导，以机床电气电路原理图（如图4所示）、机床的操作说明书、连接说明书、维修说明书、欧姆龙CP1E、欧姆龙CP1H指令参考手册、CPU操作手册、可编程控制器视频教学录像等内容作为教学过程的参考资料，以数控车床、数控铣床综合实验台为依托，结合现有机床电气控制系统深入学习，深刻体会机床电气控制在数控机床的作用。
4教学过程
教学是教师的教与学生的学的统一，这种统一的实质就是交往。《基础教育课程改革纲要（试行）》指出：“教师在教学过程中应与学生积极互动，共同发展，要处理好传授知识与培养能力的关系。”师生的交往互动，是教学过程的本质属性。没有师生的交往互动，就不存在真正意义的教学。因此本次教学过程以教师提出问题，学生讨论分析问题，解决问题为横向教学过程；以告知任务、引导任务、分析任务、完成任务、总结分析任务为纵向教学过程。具体流程如图5所示。
5教学过程分析
5.1 横向教学过程分析提出问题：提出问题的目的在于告知学生学习的目的，有目的学习往往能够有效提升学习效率，为此基于本次技能实训的综合实验任务提出以下几个问题：①机床电气控制在数控机床中的作用及怎样实现与机床系统之间信息传递？②机床电气控制的电路设计准则及注意事项有哪些？③可编程控制器的结构、原理、作用及使用方法有哪些？分析问题：讨论分析问题就是自我学习的过程，学生带着问题去学习能够很快进入角色，知道自己在学什么，应该怎去学习，能够显著提高教学效率。实训过程中，通过教师的引导使学生能够针对老师提出的问题积极讨论，最终每个人都能在理解的基础上得到一份自己的答案。这样一方面使学生对实训内容进行了预习、对教师提出的问题也深入的去理解了，另一方使教师在讲授过程中感到轻松。解决问题：解决问题就是一个归纳总结的过程。教师将学生在讨论阶段所涉及到的方方面面内容加以总结、提炼，最终实现问题的解决。教师在学生提交讨论结果后，经过归纳总结，告知学生在讨论过程中哪些知识点讨论的比较好，哪些知识点没有讨论到，哪些知识点讨论的结果是不科学的，同时帮助学生总结其原因，鼓励学生再接再厉，养成这种勇于探讨分析问题的精神。最终通过教师系统的讲解、分析、总结后将标准的答案公布于学生，使学生与之对比，完成教学任务。
5.2 纵向教学过程分析告知任务：说明本次技能实训的教学任务，提出教学目标。引导任务与分析任务：由数控机床在实际中的广泛应用，引入数控机床电气控制并说明其作用及重要性，完成任务引导工作。通过对此次技能实训各任务设计的目的、要点、步骤以及在技能实训过程中可能遇到的相关问题的分析，完成对任务的分析工作。实现对学生自我学习的引导作用。完成任务：教师提出任务后，说明在完成任务过程中应注意的事项，如操作过程的协调性、安全性、分工合理性，并提出机床电气控制电路的设计准则、绘图标准等要求，让学生按要求完成技能实训任务。在这个环节，学生通过实际动手操作，能够深入理解机床电气各元器件的结构、功能、原理、工作过程及相互之间的连接方式等，实现理论知识与实际操作相结合，有效提高了学习效率和动手能力，为以后工作积累了经验。总结分析任务：在这一过程中学生要能够结合完成好的电气控制柜实物和电路原理图，说出三大综合实验的原理、目的、意义以及在此过程中的心得体会，并独立完成一份包含团队构成及分工、实训进度计划表、实训内容、个人总结及小组总结的技能实训总结报告，要求内容详细、格式统一。同时采用小组内自评和组间互评的方式，结合教师对学生在技能实训过程中的综合表现等作为评价本次技能实训学生的综合成绩，实现完成分析总结任务。在这个过程中，教师根据在技能实训过程中遇到的问题进行讲解和剖析，实现理论指导实践，同时教师还可以将实训中的元器件、结构框图、电路原理图等有机结合，进行分析讲解，实现实践验证理论这一过程。这样通过理论指导实践、实践验证理论这一方法，积极发挥了学生的主观能动性，大大提升了学生的学习兴趣，进而提高教学质量，使学生切身感受到学以致用。
6教学成果
技能实训任务完成效果如图6、图7、图8所示。机床电气技能实训是实现将理论知识运用于生产实际；理论教学与实践教学相结合这一过程，使学生能够主动适应社会主义现代化建设需要，体现出高职教育最显著的的意义。
7结束语
教育部《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》提出：“要积极推行与生产劳动和社会实践相结合的学习模式，把工学结合作为专业人才培养模式改革的重要切入点，带动专业调整与建设，引导课程设置、教学内容和教学方法改革。”因此本文以机床电气技能实训为依托，探讨了怎样上好高职院校的技能实训课程，强调要在技能实训过程中采取与生产劳动和社会实践相结合的学习模式，以工学结合作为专业人才培养模式的重要切入点，引导课程设置、实现教学内容和教学方法的改革。这样有助于学生掌握基本职业技能、增强自身职业综合素质、巩固所学的知识，实现理论、技能、素质三位一体的教学模式，体现高职教育的办学特色。因此提升高职院校专业技能实训是符合社会对人才的需求，是实现学校把学生请得进来，送得出去的有效手段之一。
参考文献：
[1]段渝波.有效提升中职学校机电专业课程教学质量的实践.中国职业技术教育.2010.17.32-34.
[2]王振洪.高职院校工学结合与人模式存在的问题及其对策.中国职业技术教育.2010.18.75-77.
[3]乔孟涛，焦昆，陈靖.基于文化视角的职业伦理教育模式的构建.中国职业技术教育.2010.18.67-69.
【关键词】电气控制系统安装与调试 技能训练 项目精选
《电气控制系统安装与调试》是一门实践性很强的课程，其知识内容多，技术更新快，并且要求学生能够非常熟练地掌握知识和技能。学习的过程中不能一一训练，为了达到好的教学效果，训练项目的选择、先后顺序的设置、技能层面的衔接、训练方式和手段的采用、训练过程中的步骤实施，都是培养高技能人才的关键环节，让学生在“学中做”“做中学”，老师提供好的实训项目，理清好的训练思路，采用好的教学方法，把教与学有机结合起来，达到很好的教学目的。
一、课程训练项目精选
训练项目的精选是该课程教学的首要环节，课程从实际机床控制电路中抽取了适合教学的10个典型工作任务作为该课程的训练项目，内容涵盖典型机床电气控制系统的装接与调试，典型机床电气控制系统的维修。项目内容包括10个学习项目、课外扩展和顶岗实习。
二、技能训练项目之间的关系
理清训练项目之间的关系，有条理、有秩序地进行技能训练，做到不重复、不颠倒。
（1）各项目任务单元的衔接递进关系
每一个教学项目都是一个完整的工作过程，每个任务单元涵盖着不同的能力目标，各项目任务单元之间呈平行、递进或包容的关系。
（2）技能训练项目的序化
本课程技能训练项目的序化遵循以下规则：载体选取从简单到复杂;技能从单一到综合;学习内容由浅入深，符合职业成长规律。在“理论实践一体化”的课堂教学中通过“接受任务自主学习操作示范同步实践总结提高”五个环节的训练，学生对知识技能的掌握从“会”到“熟”再到“快”“准”不断提升，实现“课内”与“课外”相结合，“学校”与“企业”相结合，“教学”与“考证”相结合。通过反复训练，提高职业能力，达到岗位要求，实现零距离上岗。
三、训练方式、手段及步骤
训练方式：
（1）项目教学，任务驱动（宏观）;
（2）视频教学，实际观摩操作法;
（3）小组讨论法，演示法（微观）
训练手段：实操综合采用多种现代化教学手段，包括多媒体课件、仿真教学、现场教学、录像、网络教学、课余活动等。
训练步骤：各个项目的操作是有所不同的，在单项技能训练中，先装再调，而在综合技能训练中，多了机床的功能分析与操作，项目的装调步骤具体分为：（1）分析任务;（2）制订计划;（3）实施计划;（4）通电试车;（5）总结与反思。下面以机床电气故障排除为例介绍其实施的具体步骤。
机床电气系统排故训练内容及步骤：
（1）机床功能基本操作：
根据机床的加工功能进行机床的基本操作。通过机床功能的基本操作，了解正常状态下机床各电器元件的动作过程和动作顺序，发现故障（非正常）状态下的异常现象或电器元件的非正常状态。
（2）故障分析：
根据故障现象或电器元件的非正常状态，通过电路原理图的读图和功能分析初步确定故障范围和可能的故障元件。故障分析涉及的元件和回路可能远多于实际的故障点与故障元件。
（3）制订计划：
根据可能的故障元件和故障回路制订故障排除的工作思路与工作计划。制订计划时，强调排故方法学习的重要性，在排故后需要及时总结方法，切忌凭感觉寻找故障，这样学习效果不理想。
（4）实施计划：
在遵守安全用电的基本规范下，按照排除法实施故障元件或回路的排除。具体操作时，先主回路后控制回路的原则。在排除故障时首先采取无压（不带电）排除方式，这种方式可排除因电路接触不良和触点损坏引起的故障现象，尤其是主回路的常见故障;在采用有压排除方式时，重点检查电路元件功能不良或损坏引起的故障。熟悉故障排除方法后，可以灵活运用两种方法，高效排除故障。
（5）通电试车：
每个故障点排除后需要进行必要的检查与通电试车，如有问题，需要再次重复上边的各个环节。
（6）总结与反思：
为提高机床电气系统故障排除训练的效率，在任务结束后需要进行必要的总结与反思。为此要求学生针对任务实施的过程，描述现象、探究得失，撰写项目报告，交流排故技巧、检查方法。
（说明：读图练习在排故之前进行。）
四、结语
通过对《电气控制系统安装与调试》项目精选与技能训练，学生在学习的过程中有了好的学习平台，在训练中有任务、有目的、有思路、有比较、有结果、有层次，并且通过技能操作训练，知识内容无形中得到掌握和巩固，动手能力逐渐得到提高，分析过程能得到验证，故障现象直观而具体，能让人记忆深刻，实践技能迅速得到提高，为自己以后的工作奠定了坚实的基础。
【参考文献】
[1]许.电机与电气控制技术（第二版）[M].北京：机械工业出版社，2010.
[2]田淑珍.电机与电气控制技术[M].北京：机械工业出版社，2011.
关键词：电气维修专业安全防事故
电气维修专业是我院重要专业之一，其人才特点在于围绕岗位任职需求和装备适应能力，突出专业技能及组训能力，构建设备模拟训练、实装训练、技术保障综合训练相结合的人才培训模式，培养军政素质强、精维修、精使用、会组训、会管理、会创新的“技师型”专业人才。这就决定了在电气专业教学训练开展的过程中，必然会大量动用实装进行训练，具统计电气教研室年均动用装备达2000余学时，另外在专业教室和实验室教学训练中，会接触到强电（380V）、强酸（蓄电池电解液），搬运重物及大型装备部件，导致存在一定的安全隐患。因此，在不减少训练内容、降低训练标准而消极保安全前提下，确保训练质量和强度，这就需要在人员思想教育、执行安全规章制度、制定安全细则上下功夫，使每名参训人员都认识到保安全就是保训练的重要性，确保在安全训练的前提下，完成好各项以教学为中心的各项任务。
一、提高思想重视程度。不断加强安全制度建设
思想理念是行动的先导。抓好安全教育，对于军队院校的安全训练工作起到至关重要的作用。一是要突出教育引导，课前认真进行思想动员，开展安全教育，制作安全教育课件，通过一些典型案例使学员充分认识到电气课程实习中存在的安全隐患，着眼强化学员的自律意识和防范意识，引导学员充分认清安全问题关系到每个人的切身利益，关系到训练质量与效率，必须重视。二是要突出以人为本，对学员多关心多爱护，及时帮助学员解决实习过程中出现的问题，通过强化学员的安全意识，使学员的安全意识由不自觉到自觉，由强制执行到自觉遵守，全面打牢学员由“要我安全”到“我要安全”的安全思想素质。
二、严格周密组织训练。保障过程性安全工作落实
预防事故的关键就是要查找事故隐患背后的根源，把事故消灭在萌芽状态，因此安全训练必须重视细节。一是实践课前制定有针对性的训练计划或实施方案，在方案中重点强调存在那些安全隐患，要注意那些安全事项。针对存在安全隐患的实习科目，比如起动机拆装、充电检验等实习科目，制定训练计划，按规定的训练内容、时间、条件、标准和安全要求，规范安全训练的组织与实施，计划要结合任务和季节特点，科学分配时间、合理搭配训练内容，提高计划的可操作性，除内容上的完整性和系统性之外，还要强调训练方式方法上的合理性和实用性，强化学员的执行力，大力提升安全训练组织的科学性。二是强化课程教学的组织实施流程，紧密结合专业岗位需求和电气装备技战术性能，细致地进行电气设备结构原理、使用注意事项等内容的讲解，让学员及时了解新知识，及时掌握新技能，熟知安全操作技术规范，有效避免和应对装备自身的安全故障或操作不当而引发的安全事故，提高其防范技能。三是实践课程中确定监督检查机制。以教员为主体，充分调动和发挥各级骨干的积极性，比如设定组长、安全员，加强安全管理，强化学员的责任意识，教员对训练中的重点内容、重点环节、重要阶段进行监督检查，确保安全训练的有效落实。四是制定应急预案，集思广益，把各种可能拉单列表，每种安全均对应具体的处置办法，包括请示汇报、应急处理、人员分工等，向学员宣贯，使每名同志都熟知相关预案和自己相关角色，如有必要，要进行相关演练示范。五是为确保安全责任制，还需成立相应安全组织结构。每个实习小组设组长和安全员各一名，负责全组的实习和安全工作。
三、注重总结经验教训，积累凝练完善的安全规范
引发安全事故的因素复杂多样，全面地预测分析只靠凭空想象是难以做到的，因此要注重总结经验，通过经常性的开展安全注意事项交流等活动，提高学员的安全意识。一是针对每次课程展开过程中因时而变、因人而变、因事而变的特点，主动调查新情况新问题，深入分析研究学员的现实思想状况和行为表现，积极主动地采取措施推进安全的落实。二是在课程展开过程中如果出现安全隐患问题，如果是共性问题，要马上停止训练，对存在问题进行集中指导，如果是个性问题，则可以单独指导。三是组织学员开展研讨交流会、在课程结束前撰写安全实习经验总结，深入总结安全训练的规律，并做好经验推广。让学员对照安全问题查找自身还有哪些制度落实不到位、哪些基本知识和技能不掌握、我们的安全管理措施还有哪些不完善等等，懂得哪些能干、哪些不能干的道理，真正总结出能用得上的经验教训，将个人在实践中获得的宝贵经验传递给下一届学员，同时可将先进的训练经验编辑成册，供全体学员进行深入地学习，以此避免训练资源的浪费，为今后的训练打下坚实基础。
四、电气维修专业安全细则
（一）电气维修专业实装实习安全安全细则
在装甲车辆实装实习中，要做到以下几点：
1、各舱门打开后必须固定牢靠；水散热器掀开后必须锁定定位销和支架，放下风扇保护网（保护盖板）。
2、除起动实习外，卸下起动电路保险丝或断开起动电动热保护开关，未经教员允许禁止按下起动按钮、机油泵按钮、灭火按钮等红色开关按钮。
3、不属于本专业实习内容机件禁止操作，禁止松开炮塔固定器，禁止解脱火炮解脱子，炮塔下方禁止站人。
4、因实习需要发动车辆或转动炮塔前营向教员报告，由教练团主要负责发动车辆，车辆发动前按规定发出音响信号，检查变速杆是否在空挡位置，发动时车辆前后不准站人，履带上不得放置杂物。
5、拆装机件时要可靠操作，正确实用工具，必要时使用线绳等绑扎好工具，零件工具防止掉入车内，一旦掉入必须取出，较大的机件（炮塔尾盖板、后桥盖板、前装甲板、空气滤清器、起动电动机等）应由全组配合抬起取下，置于地面，不得放置在装备上。
6、排除电路故障要切断电路总开关，谨防短路打火，设置故障应符合规定，不得改变原有结构和接线形式。
（二）专业教室用电安全细则
1、不用湿手扳开关，插入或拔出插头。
2、经常检查工具设备，不允许使用绝缘不好的电工工具。
3、如打火、冒烟、焦糊味等用电安全问题时，及时断开电源开关。
4、不许带电检修实验台等设备。
5、试验完毕，及时断开电源开关。
6、禁止用铜丝代替保险丝，禁止用橡皮胶、透明胶代替电工绝缘胶布。
关键词：校内实训基地；机电一体化；建设
【中图分类号】G64.23【文献标识码】A【文章编号】
贵阳职业技术学院机电一体化专业是在原贵阳市高级技工学校维修电工专业基础上建立起来的，校内原有实训设备主要围绕维修电工职业标准配置，由于高职教育和技工培养在目标、起点、学制的差异，以就业为导向，围绕专业建设、课程改革，建好机电一体化校内实训基地具有重要意义。
一、机电一体化实训基地定位
通过对30余家大中型企业调研，机电一体化专业实训应以机电设备生产和维护、维修为两个主要方向，根据企业机电岗位需求，定位为：机、电、气、液、信息化五位一体，突出电气控制与信息技术。
二、校内实训基地概述
1、基地主要实训室
学院现有机电技术实训室11间，可完成电工基本技能、电子产品装调、PLC/单片机应用、常见机床电气线路检修、机械装调等实训。
2、实训基地存在的主要问题
现有实训室设施设备基本能完成维修电工（高级）及以上培训及鉴定考核，能满足机电一体化技术、铁道机车车辆、铁道电气、化工设备维修等专业对电工安全、电气控制等基础实训的要求，但也存在以下问题：
（1）设备数量偏少。学院2011年前仅有4个高、中职专业开设机电类实训，年实训人次在600人左右，目前已增加到9个专业28个班约1700人次，由于每个实训室平均工位不足30个，难以满足教学要求。
（2）现有设施设备难以满足高职办学“理实一体化”教学模式的需求。现有设备从技能培训方面看，可基本满足维修电工的培训，但高职相关专业由于学制为2+1，在校学习时间中又有将近1半为国课、省课，因而难以沿用原中职教育8周以上的集中实训，根据目前高职教育课改的大趋势，都以任务驱动的一体化教学为主，这种教学模式对实训设备提出了较高要求，需要虚拟工厂、仿真实训等来满足教学。
（3）现有设施设备系统化、信息化程度不高，难以满足对各专业差异化实训教学需求。
三、建设方案
1、建设原则
实训基地建设遵循以下原则：
（1）基地建设要为专业群建设服务，有利于资源共享，培养学生岗位群职业能力；
（2）基地建设要有利于教学改革，要以融“教、学、做”合一的项目实训为载体，注重内涵建设；
（3）实训模块包括基本实训模块（基本技能训练的内容及设备构成的模块），项目实训模块（岗位项目训练的内容及设备构成的模块）；
（4）基地要有利于各专业的资源整合；
（5）可供本地区实训条件不足的学校进行实训，发挥辐射作用；
（6）基地具备一定生产服务能力，要开展产教结合，直接对外经营服务，让学生实现近距离就业；
（7）面向社会开展相关专业的就业技能培训与职业资格认证，建立面向社会，面向市场，针对本区域经济结构及发展趋势，把教学、培训、职业技能鉴定和科研结合在一起。
2、建设内容
根据调研企业机电设备及控制系统现状和发展趋势，校内机电实训基地拟采用工业网络控制系统，通过工业以太网、工业现场总线、PLC控制系统等，将原来独立的各个实训室有机联系在一起。新建一个总控室，利用组态软件，将重点企业的典型生产工艺、流程制做成动画、图型，将生产工艺、流程等画面实时显示在大屏幕上，并可通过网络系统，与对应的实训室连接，通过对现有设备的技术改造，实现对设备的控制。学生在实训中心，首先到总控室对生产工艺、过程进行了解，然后根据工作任务不同，可完成从机械部件组装调试、电路安装调试维修到编程、组网、组态等项目的实训。
（1）总控室
总控室配置2台工控主机（服务器）、现场总线模块、主流组态软件及工业以太网附属设备。
室内前期可利用投影机作为教学屏幕，根据专业拓展，在开设楼宇智能化、工业自动化等专业方向后，应配置拼接屏，用于安防、视频监控相关课程实训。
（2）各功能实训室
1）电气自动化实训室
该实训室以现有设备为主补充现场总线网络模块，根据专业需求，定制机车控制系统、过程控制等部分实训挂板，完成考核实训任务。
2）机电设备安装与调试实训室
该实训室利用现有部分设备，补充网络、组态、伺服、步进、传感、检测等功能模块，增加常见机构拆装台架，根据开磷集团矿山运输线、化肥生产线，轮胎股份公司轮胎生产线、雪花啤酒生产线等实际工作任务，搭建项目实训平台。
该平台除满足教学实训外，可为企业科研、培训提供服务。
3）电液综合控制实训室
该实训室利用现有部分液压气动实训台架，以工程机械液压系统维护为工作任务，增加液压拆装、仿真挖掘机、挖掘机电控系统和现场总线网络功能模块，搭建实训平台。
4）数控机床装调实训室
利用现有数控装调、维修设备，针对主流数控操作系统，进行经济型数控机床装调实训。增设带现场总线网络功能的DCS控制系统模块、DDC控制模块，为复杂控制系统、智能控制系统等方面的实训、科研服务。
（3）仿真实训
1）电工电力拖动仿真软件
可满足学生对电气元件结构、作用、安装、接线、电路分析的多媒体教学和熟悉电气控制线路的虚拟接线实训及应知考核测试功能
2）PLC类仿真软件：
PLC仿真系统包括PLC仿真软件与仿真模块。通过仿真软件可以真实地改变PLC输入点的状态，完全真实地展示出PLC的工作过程。
3）气动液压仿真软件
该仿真软件包含液压和气动两部分，提供了各种气动和液压元件的实物图片、工作原理剖视图和详细的功能描述。逼真地模拟这些元件的工作过程及原理。
四、结语
不断改进校内机电实训基地的设施设备，营造学习和工作一体化的情境，开发“教、学、做”一体的项目化课程，打造集教学、培训、科研、技能鉴定、社会服务五位一体的机电实训基地，可大大提高机电大类学生的工程实践能力、创新能力、应变能力等职业能力。
参考文献：
关键词:光机电一体化;实训装置;理实一体化教学;项目化教学;模块化教学
中图法分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2010)01-254-03
Application of the Opto-Mechatronics Practice Training Equipment in Course Teaching of Mechanical Specialty
FANG Gui-sheng, SUN Ping
(Zhejiang Water Conservancy and Hydropower College, Hangzhou 310018, China)
Abstract: The traditional teaching equipment is mainly used to verification experimental teaching. It is deficient to foster students practical ability and creativity. The opto-mechatronics practice training equipment which adopts open architecture and modular structure, applies various technologies, such as mechanical technology, electrical control technology, PLC technology, pneumatic technology, sensing technology to train students comprehensive ability. In this paper basic structure and main functions of the opto-mechatronics practice training equipment are introduced. Some course modules and course projects of mechanical specialty are designed based on the equipment. Finally, by making an example in the electrical control and PLC course teaching, the teaching method combining theory with practice is described.
Key words: opto-mechatronics; practice training equipment; teaching combining theory with practice; project teaching; modular teaching
1 概述
职业教育的核心是提高学生的实践动手能力和分析解决实际问题的能力。传统的职业教育模式是专业理论课和实训课分开进行,其弊端是理论和实践相分离,重理论而轻实践,教师教学缺乏新意,上课枯燥乏味,学生听课不感兴趣,上课昏昏欲睡,这样直接造成的后果就是培养的学生动手能力差,解决实际问题的能力差,课程教学难以达到职业教育培养目标的要求。解决该问题的关键是适当引入实训设备,探索理实一体化教学模式。
理实一体化教学作为职业院校专业教学中探索创新的一种教学模式,它强调充分发挥教师的主导作用,将理论学习和实际训练紧密结合起来,注重培养学生的动手能力,全程构建素质和技能培养框架,丰富课堂教学和实践教学环节,提高教学质量。理实一体化教学要求学校建立专业教室,配备相应的专业设备和计算机辅助教学设施,将有关专业设备和教学设备同置一室,将专业理论课和生产实习等实践性教学环节安排在专业教室中进行教学[1-2]。
高职高专机电类课程教学大多需要实验实训设备的支撑。传统的教学仪器设备主要为了满足某门课程验证性实验的需要,缺乏对学生实践动手能力和创新能力的培养。光机电一体化实训装置融合了机械、电气、PLC、气动、传感等多种技术,采用了开放式和模块式结构,可满足《电气控制与PLC》、《机电一体化设备安装与维护》等多门课程理论实践一体化教学的需要。正是基于以上考虑,我校在省财政的支持下,面向机电一体化、数控技术、电气自动化等专业课程教学的需要,引入了光机电一体化实训装置和模块化生产线等设备,并积极探索理实一体化教学模式,取得了初步成效,显著提高了学生的实践动手能力和社会竞争力。
2 光机电一体化实训装置的基本构成
2.1 光机电一体化实训装置的总体结构
光机电一体化实训装置由型材导轨式实训台、典型机电一体化设备机械部件、PLC模块、变频器模块、按钮模块、电源模块、低压电器模块、模拟生产设备实训模块(包含上料机构、搬运机械手、皮带输送线、物件分拣等)、接线端子排、各种传感器、警示灯和气动电磁阀等组成。整体结构采用开放式和拆装式设计,学生可以组装、接线、编程和调试由上料机构、搬运机械手机构、皮带输送线和物料分拣组成的光机电一体化设备。装置的总体结构示意图如图1所示。
2.2 装置主要模块的基本组成
1) PLC主机:采用了CPU226 AC/DC/晶体管(24路数字量输入/16路晶体管输出)、两个RS-485通信口、EM222(8路数字量输出),在PLC的每个输入端均有开关,PLC主机的输入/输出接口均已连到面板上,方便用户使用。
2) 变频器模块:采用西门子MM420变频器,三相380V供电,输出功率0.75KW。集成RS-485通讯接口,提供BOP操作面板;集成3路数字量输入/1路继电器输出,1路模拟量输入/1路模拟量输出;具备过电压、欠电压保护,电机过热保护,短路保护等。提供调速电位器,所有接口均采用安全插连接。
3) 电机模块:包括三相交流异步电动机,步进电机和步进电机驱动器等。
4) 低压电器模块:配备了交流接触器、热继电器、电子式时间继电器、中间继电器、变压器、整流电路、能耗制动电阻、带灯按钮、断路器、熔断器、行程开关、组合开关、转换开关、速度继电器、磁性开关、急停按钮、复位按钮、自锁按钮等低压电器。
5) 气动模块:包括了静音气泵、单杆气缸、双杆气缸、气动手爪、单控电磁阀、双控电磁阀、旋转气缸等。
6) 传感器模块:具备了电感传感器、漫反射式光电传感器、对射式光电传感器、光纤传感器,可区分金属物料和非金属物料、不同颜色的物料。
7) 触摸屏与组态模块:配备了深圳步科EVIEW MT4200工业触摸屏和EV5000组态编程软件。
2.3 装置主要部件的工作原理[3]
1) 机械手搬运机构
当存放料台检测光电传感器检测物料到位后,机械手手臂前伸,手臂伸出限位传感器检测到位后,延时0.5秒,手爪气缸下降,手爪下降限位传感器检测到位后,延时0.5秒,气动手爪抓取物料,手爪夹紧限位传感器检测到夹紧信号后;延时0.5秒,手爪气缸上升,手爪提升限位传感器检测到位后,手臂气缸缩回,手臂缩回限位传感器检测到位后;手臂向右旋转,手臂旋转一定角度后,手臂前伸,手臂伸出限位传感器检测到位后,手爪气缸下降,手爪下降限位传感器检测到位后,延时0.5秒,气动手爪放开物料,手爪气缸上升,手爪提升限位传感器检测到位后,手臂气缸缩回,手臂缩回限位传感器检测到位后,手臂向左旋转,等待下一个物料到位,重复上面的动作。在分拣气缸完成分拣后,再将物料放入输送线上。
2) 物料分拣机构
当入料口光电传感器检测到物料时,变频器接收启动信号,三相交流异步电机以30HZ的频率正转运行,皮带开始输送工件,当料槽一到位检测传感器检测到金属物料时,推料一气缸动作,将金属物料推入一号料槽,料槽检测传感器检测到有工件经过时,电动机停止;当料槽二检测传感器检测到白色物料时,旋转气缸动作,将白色物料导入二号料槽,料槽检测传感器检测到有工件经过时,旋转气缸转回原位,同时电动机停止;当物料为黑色物料直接导入三号料槽,料槽检测传感器检测到有工件经过时,电动机停止。
3 基于实训装置的课程模块与项目设计
光机电一体化实训装置融合了机械、电气、电动机、PLC、气动、传感等多项技术,并面向职业教育发展的需要,采用了开放式和拆装式结构,可根据课程内容需要选用不同的模块组合,满足《电气控制与PLC》、《液压与气动控制》、《变频调速技术》、《检测与传感技术》、《机电一体化设备安装与维护》等多门课程理实一体化教学的需要。表1为利用该实训装置开发的课程模块和教学项目。
4 基于实训装置的理实一体化教学
4.1 理实一体化教学场地安排
传统的职业教育模式是理论教学和实践教学分开进行,造成理论与实践分离,而且实验实训室功能单一,设备利用率低。为了改变这种现状,突出职业教育的实践性,我校引入了光机电一体化实训装置,并根据现场化教学的需要,将教学环境设计为现场教学模式, 建立理论与实践一体化教学的专业教室,融教室、实训、实验、考工于一体, 使专业教室具有传统教学、多媒体教学、实物展示、演练实训、考工强化训练和考工等多种功能, 营造出良好的职业氛围和环境。整个一体化实训室面积达150m2,室内配备了九台光机电一体化实训装置,一套MPS模块化生产线实训装置,以及46台电脑和投影、音响教学设备,配备了统一的实验桌椅、黑板、仪器柜等,可满足单班课程现场化教学的需要,实现课程教学做于一体,教学场地布置如图2所示。
电脑与操作台区属于基础教学部分,主要用于知识讲解、课程讨论、软件编程、低压电器实训等。实验桌上安装了网孔板,既用于液晶显示器的保护,又可固定常用的低压电器,作电工实训用。光机电一体化实训区属于应用部分,既可用于单门课程的实训需要,也可满足课程综合教学的需要,如PLC实训、变频调速实训、机电设备安装与调试操作等。模块化生产线区属于高级扩展部分,配备了自动传输、立体仓库、三坐标测量、模拟加工等八个模块,模块与模块之间采用了以太网和现场总线进行相互连接,侧重于生产线的总体控制实训等。
4.2 《电气控制与PLC》理实一体化教学思路
我校的《电气控制与PLC》课程在2005年被确定为省级精品课程,四年来项目组老师根据我校学生的特点探索了多种现代化教学方法,其中效果最显著的当属基于光机电一体化实训装置的理实一体化教学模式。以下为实施该教学模式而采取的一些有效措施:
1) 课前根据实训装置的特点,合理设计教学项目,编写教学讲义,制作多媒体教学课件和仿真动画,以提高课程教学的实用性和针对性,提高学生学习的积极性和趣味性。这部分工作是关键所在,直接关系到理实一体化教学模式能否顺利进行。
2) 在课程教学之初,组织学生到校工程训练中心进行参观,增加感性知识,了解普通车床、铣床、钻床的工作原理和控制要求,以及实际的电气控制电路;了解常用低压电器、PLC在数控车床、数控铣床、加工中心、电梯控制系统中的应用等。
3) 在讲解电气控制部分时,每个实验桌上放一套常用的低压电器和电工工具,方便学生了解各种低压电器的结构,学习基本控制电路的安装、调试方法等。
4) 在讲解PLC基础部分时,每个实验桌上放一个PLC和一套常用的低压电器,方便学生了解PLC的结构、接线方法等;方便学生自己动手设计、调试基于PLC的电机控制电路等。
5) 根据学生的特点,实行分类教学,充分发挥学生间的传、帮、带作用。对于平时表现优秀的学生,给与较高的要求,安排较难的设计任务,并要求不光自己学会设计和操作,还需要帮助组内的同学完成设计任务。对于平时表现一般的学生,需要加强引导和督促,适当加以鼓励,激发学生的学习兴趣和求知欲。对于平时表现较差的学生,则需要给予较多的关注,必要时采用强制措施,迫使他们掌握本课程的基础知识和基本技能。
6) 加强中间过程考核和期末实践考核,增添答辩环节,提高学生的口头表达能力,强化学生综合技能的培养。对教学过程中的每个项目组织考核,并根据学生的表现进行打分,计入平时成绩。在期末再安排一次实践考核,随机抽取平时训练过的项目任务,并给予评分,计入总评成绩。在实际操作过程中,这一招对平时不太爱学习的学生有很大的促进作用。
5 结束语
将光机电一体化实训装置引入课程教学,实现理论与实践一体,不仅提高了学生的学习兴趣和实践动手能力,同时也提高了教师的教学业务能力。整个实训装置包括了机械、电气、PLC、组态设计、气压、传感器等多项知识,不仅要求教师要有过硬的理论知识,更重要是具备综合运用知识和解决问题的能力,随时解决学生在操作中碰到的各种问题。另外新的实训设备引入,也需要教师根据实训装置编写合适的讲义,探索新的教学模式,这样对教师个人能力的培养也有很大的促进作用。
参考文献:
关键词：电气控制；实训系统；屏幕
1 引言
高等职业院校要办出特色，校内的实训基地和实训设备是必不可少的。社会经济的飞速发展，校内实训设备的更新换代无法跟上时代的步伐，因此高等职业院校对于技术型人才培养方式方法相比于实际生产中存在一些差异，导致院校培养出来的技术型人才无法满足企业的需要。此外，电气控制设备的实训是我国维修电工职业鉴定中的一项传统、重要的考核项目，是维修电工工种的一种基本技能，在针对该项目进行培训时，一般传统的方法是指导教师在实训室进行操作演示，由学员跟着指导教师的方式方法进行学习。学员在这种学习模式下很可能因为枯燥就对此失去了兴趣。指导教师教学也变得比较繁重。
为了使指导老师从繁重的体力劳动中解脱出来，同时提高学员的学习兴趣，提高电气设备控制项目的训练效率和效果，设计了一种电气控制设备智能化实训及考核装置。学员可以通过控制单元对显示屏所显示的被控对象进行实时监测。激发学员对电气设备控制实训课程的学习兴趣。同时与当前实际社会生产相结合的方式进行实训教学，最大程度的满足用人单位对于岗位人才的需求。
2 系统设计
根据多数院校电气设备线路设计及调试课程没有控制对象或者控制ο缶驼攵缘ジ龅缁的现象设计了一套智能化机床电气实训装置。在物理结构上，设计了机床线路操作实训平台，可供多种机床线路配线使用，并设计了完全电气隔离的I/O端口，在智能屏上实现了新颖的工业控制对象，并且通过控制触摸屏可以观察工艺过程，让学者在学习前也可以了解机床电气工艺，以便更好的完成机床电路设计项目。设备集传统机床电气实训和三维动感画面模型于一体的现代化装置，可以通过画面切换选择控制对象。在满足传统电气实训的基础上，增加了动感多功能可视化的三维立体控制对象和智能考核系统平台，结合APP教学资源平台，体现了人性化和个性化的特色，实训设备的创意性和实用性体现了一流的实训水平。系统总体示意图如图1所示。
3 系统总体示意图
此装置现代化电气实训装置可作为电气类职业技能训练的教学设备，适用于相关职业技能实训、社会培训及国家职业资格鉴定等方面。教学中可以根据不同等级的学员自由选择教学案例，在人机界面查阅教学任务和资料，根据动感控制对象进行实际配线，完成电气安装与调试。三维控制对象和电气线路进行完全电气隔离，保证电气安全，实现很好的教学效果，体现了职业教育的技能性、知识性、职业性、完整性特点。本项目融入了现代化教学手段进行设计开发，具有极强的应用和推广价值。
4. 实训装置关键技术
该装置本身控制单元与显示单元（被控对象）之间通过电平转换部分实现相互的电平转，可以模拟实际线路连接进行相应的控制操作。实训中控制单元可以采用多种型号PLC进行替换使用，方便不同种类实训课程的需要。显示部分由软件设计实现人机交互功能。该设计的实训箱整体利用模块化思维，主要部件采用模块化形式方便调试以及后续的维护工作，其主要包括电源部分、PLC控制器部分、屏幕显示部分以及电平转换部分这四大部分。总体框图如图2所示。
（1）单片机部分：是该系统的控制核心。负责整个装置系统的控制、信息的传输数据的处理以及检测按键系统，同时还要控制显示屏的显示，作为主控芯片，芯片的选择是十分重要的，经对比发现选用STM32F103单片机能够满足本系统的功能要求。
（2）电源部分：该部分为整个系统提供电能，是整个系统装置的能量储存区，为整个系统装置提供一个稳定的电源，工作电源采用～220V、～380V及+24V。
（3）电平转换单元：利用光耦以及一些器件组成电平转换单元。
（4）显示部分：根据设计要求，显示部分的作用是能够让学生直观的观察被控对象同时还可以与单片机部分进行通讯，因此采用工业串口屏作为此装置的显示部分。
（5）通讯部分：采用串口通讯与以太网通讯双重通讯协议，满足大部分通讯需求。
参考文献：
[1] 郝飞 ，马前帅等. 基于WIFI网络的电子电路故障检修实训装置的设计[J].《电子技术与软件工程》 ， 2015 （15） ：108-109
电气自动化专业 实训基地 运行模式
教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》明确提出：高等职业院校要按照教育规律和市场规则，本着建设主体多元化的原则，紧密联系行业企业，不断改善实训、实习基地条件，积极探索校内生产性实训基地建设的校企组合新模式。“工作室制”教学模式作为高职电气自动化专业实践教学的一种切实可行的新型教学手段与模式，它的建立和发展将对实践型教学起到有力的推动作用，提高了学生的实践动手能力。
一、研究现状及要解决的问题
实践教学是高职院校教学体系的中心内容，是提高技能人才培养质量的关键所在。近些年，国内开展了很多关于电气自动化专业实践性教学改革与研究，从提出在理论课程中增加实践课时到提出确立以实践教学为主构建教学体系，从提出开展仿真电气自动化应用实训到提出开展全真电气自动化应用实训，电气自动化专业实践性教学改革正朝着工学结合的方向发展。校内生产性实训的开展为改善高职院校办学条件、突出办学特色、培养企业紧缺高技能人才提供了有效途径，它体现了教学过程的实践性、开放性和职业性。
目前，许多高职院校都积极进行了生产性实训的探索和实践。但总体看来，对电气自动化专业生产性实训的认识还停留在摸索的层面上，没有形成系统的理论，也没有对生产性实训做出深层次的界定。比如在如何实现电气自动化专业校内生产性实训基地与实践教学的有机结合，如何实现高职院校与企业在校内生产性实训基地培养技能人才的有效合作等方面都还没有开展深入的研究。
1.校内生产性实训基地缺乏一个系统的运行管理体系
校内生产性实训基地的建设目标是能使学生通过在该基地的实践，真正提高自己的实践能力。但目前高职院校实训基地建设尚没有形成成熟的校内生产性实训基地的运行管理体系，缺乏保障学生通过在校内实训基地的生产性实训达到实训效果的相关机制，缺乏校内生产性实训任务的相关标准和考核标准，校企合作、工学结合流于形式，没能充分发挥校内生产性实训基地的真正作用。
2.校内生产性实训基地建设起点低，投入少，没能起主导作用
近年来，一些高职院校开展了建设电气自动化专业校内生产性实训基地的建设工作，但是基本都处于初始阶段，大部分高职院校的实践性教学环节采取以模拟实训为主的实训方式。学校在校内生产性实训基地建设上投入较少，同时合作的企业在较短的时间内也看不到相应的效益，因此合作积极性不高。导致校内生产性实训基地建设层次低，与高职院校所需要的校内生产性实训基地规模相差甚远。
3.实训指导师资力量不足
高等职业院校的教师多数都是从学校到学校，没有多少实践经验，本身无较强的动手能力，加上学校专业教师相对缺少，专业教师教学任务较重，平时没有更多的时间参与到社会实践中去，大多数专业教师本身的专业技能的培养就不够，某些实习指导教师受自身实践能力、社会经验等条件的限制，还不能很好指导学生完成实验实训任务。同时，实践教学指导力量的薄弱也引起了学院各级领导的关注，但由于受诸多因素影响，不少问题浮于表面，实践教学深度不够，不能使学生全面地、系统地、高质量地完成专业技能训练。
二、“工作室”制校内生产性实训基地运行模式
1.基本思路
在人才培养模式上，积极探索“学训产”等工学结合的人才培养模式。将三年学制分为理论学习、实践训练、生产实习三阶段相结合的学习模式：前两阶段为时两年，安排在校完成理论学习及相关实践训练，后一阶段为时一年，安排到企业完成顶岗生产实习。在三个关键环节中，重点加强实践教学环节，实践教学占到总学时的50%，教改试点专业则可以高于50%的比例。以工学结合作为人才培养模式改革切入点，将“理论学习、实践训练、生产实习”三个关键环节有机结合，强化学生职业能力培养。
专业教师积极参与企业产学研活动，为企业摸索、总结出新的经营路子，为企业解决瓶颈技术问题，并最终达到为企业增效提供了实现捷径。
在实训基地建设及实习组织形式上，学校投入资金，着重构建校内实训场所，本着互利、互惠、共赢原则，花大力气与校外相关企业签订工学合作合同。目前邕江大学工学院共与13家企业建立了12个校外实习（训）基地；邀请了20位相关行业的专家、高管人员、行家里手，能工巧匠参与了学院各专业人才培养方案制定、新专业开发研讨，以及安排了30批共1000人次学生进行专业实习（训）。企业人员参与工学院电气自动化专业建设，进一步推动了邕江大学工学院专业的教学质量的进一步提高。
2.实施方案
（1）打破电气自动化专业原有的专业界限，以自动化专业群为依托，根据具体的就业工作岗位建立相对应的“工作室”型实训室（如：应用电子工作室、电气维护工作室、PLC控制及维护应用工作室等）。
（2）对校内生产性实训基地进行“工作室”制的运行模式探索与实践。通过各个“工作室”，强化校内生产性实训基地与企业的融合，引入企业管理模式，进行生产化、市场化建设。通过规范实训基地运行流程，制订各种规章制度对校内生产性实训基地工学结合人才培养进行过程管理和质量评估，保障实践教学目标即培养高技能人才的实现。
（3）学生进入与具体就业岗位对应的进行项目实训、综合实训、顶岗实训锻炼实践技能。通过对校内生产性实训基地的运行管理，来保障实训效果。最后学生进入校外实训基地进行顶岗实习、毕业实习，将学生培养成为高技能型人才。
运行管理体系，推进“教、学、实践”为一体的教学改革――制订电气自动化专业校内生产性实训基地工学结合人才培养运行流程；制订校内生产性实训基地运行管理制度；制订“工作室”实训任务标准；形成校内生产性实训基地实训效果评价体系。
三、结论
通过对电气自动化专业“工作室”制校内生产性实训基地的运行模式进行探索与实践，指导学生在校内实训基地完成项目实训、综合实训、顶岗实训等环节的实践；通过对运行流程的过程管理，保障学生的实训效果，培养适应市场需要，既具有一定理论知识，又具有较强实践能力的高技能人才。同时，通过电气自动化专业“工作室”制校内生产性实训基地的有效运行管理，也能锻炼教师的实践技能，提高双师素质。
参考文献：
[1]丁金昌.校内生产性实训基地建设的探索[J].中国高教研究，2008，（2）.
[2]林新贵.对建设高职院校校内生产性实训基地的思考[J].世界教育信息，2008，（2）.
