自动化生产线实训总结汇总十篇
时间：2023-03-10 14:46:32
序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇自动化生产线实训总结范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。
篇（1）
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）04（b）-0163-02
我国高等职业学院培养目标《教育部关于加强高职高专教育人才培养工作的意见》指出：“高职高专教育是我国高等教育的重要组成部分，培养拥护党的基本路线，适应生产、建设、管理、服务第一线需要的，德、智、体、美等方面全面发展的高等技术应用性专门人才。”
为了适应专业技术发展的要求，国家对高等职业院校的硬件建设投入了巨大的财力，然而目前各种先进设备更新很快，有的甚至3～5年就更新一代，有的学院实训用设备利用率较低，如何保证学生既学习了专业知识技能又充分利用实训用设备是非常重要的。
我院于2008年引进了北京杰创永恒科技有限公司生产的“ED-2000自动化生产线”作为机械与自动化专业学生的综合实训设备，本系统选用可编程序控制器（PLC）作为主要控制手段。控制功能是通过3个气缸、一个直流电机产生推进和摇臂动作依次完成工件的传送来实现的。为确保系统的运行可靠，在系统的初始位置装设有光电传感器用于检测工件，另在每个气缸和摇臂电机的原位和到位处均装有接近开关或微动开关，以保障执行机构动作的准确性。
对于这条生产线，相比于其它高职院校的自动化生产线，机械零件过于小巧、学生易损坏，设备陈旧、不符合近年国家或北京市职业院校机电设备相关知识比赛规定，但是，它却包括了典型的机械部分和电气控制部分，不管专业技术如何发展，其基本机械和控制原理本质上是不变的，因此我们增改实训内容，调整学生实训时间，加强设备的利用率，全面提高学生的职业技能。
2012―2013学年，我院为机械制造与自动化专业学生安排了专业综合实训，利用ED-2000自动化生产线，我们圆满完成了教学任务，实训内容具体安排如以下几点。
1 观察生产线
为了培养学生对ED-2000自动化生产线的认识，首先让学生观察其外形，教师演示其完成的工作过程，然后让学生写出其工作情况。
2 学习机械部分
学生每4人分成1组，每组发一个电工工具箱和整理箱，首先学生把生产线上各零部件贴上标号后，让学生拆散此生产线机械零部件，然后每组学生组长绘制本生产线的装配机械工程图纸，组员1和2绘制不同典型机械零部件的三视图，组员3进行生产线中用到的典型机械零件制造与加工分析。
这样，学生在机械识图与绘图、机械零件装配、机械制造与加工方面的知识得到了综合训练。尽管设备陈旧小巧，实训过程中各位学生分工明确，责任具体，因此学生在学习时损坏机械零部件的现象很少。
最后，每组学生齐心协力重新把生产线组装完好后教师才验收各组学习情况，教师再给予相应分的学习成绩。
3 学习控制部分
本系统控制区装有开关组件、PLC组件、按钮盒组件、稳压电源组件、继电器组件和输入/输出端子板组件等。铝合金板的三面装设走线槽。传感器、电磁阀、直流电机、按钮盒、指示灯等设备的信号导线均通过走线槽后经输入、输出端子板与PLC的端子连接。
按钮盒装有发出系统操作命令的启动按钮、停止按钮、复位按钮和急停按钮，另有一转换开关用于系统运行方式的选择，可选择连续、单周期和步进三种不同的运行工况。灯塔上装有红黄绿三节灯具用于表示系统的当前运行状态。
电源系统将AC220V供电直接引入断路器，再通过电源端子板分配电源，一路送至PLC供电，另一路送至稳压电源。稳压电源输出的DC24V电源经负载电源开关送至输出端子板作为负载的供电。系统中各传感器的供电由PLC内部的DC24V电源提供。
气源系统经气路总开关和调节过滤减压阀后将供气送至电磁阀组，再从各电磁阀直接送至对应的气缸用气。
学生能够完成以下任务。
（1）画出电气控制电路图，完成电气控制系统安装调试。
（2）气动控制元件的认识与调试。
（3）检测与传感装置元件的认识与安装调试。
（4）气动与电动执行机构的认识与安装调试。
（5）PLC的编程与安装调试。
（6）系统故障的分析与排除。
这样，学生重新认识和训练了传感器、电磁阀、直流电机、按钮、指示灯、可编程序控制器等设备元件，经过以上6个任务的完成，掌握了调试控制元器件的常用方法，能够排除常见控制部分故障，对电气控制的知识能够进行综合灵活运用。
4 学习效果分析
机械制造与自动化专业综合实训的目的是学生把所学的机械、电气等知识有机结合起来，实现与相关企业技术进行零距离接触。我们通过此次的综合实训，学生上交学习资料有：（1）绘制ED-2000自动化生产线装配三视图、摆臂组件三视图、电动机组件三视图、双气缸组件三视图、导向管组件三视图、滑道组件三视图、单气缸组件三视图。（2）画出控制系统气路连接图、电源系统及安装接线图、PLC电气原理接线图、控制盒电气安装接线图、传感器电气安装接线图、电磁阀控制电气原理及安装接线图、摇臂电机控制电气原理及安装接线图、输入输出端子板出线图、控制系统功能图、PLC电气安装接线图。（3）写出生产线的工作情况、编写PLC控制程序、写出实训总结；学生现场完成的工作有：①机械零部件的拆卸。②机械零部件的装配。③气动控制元件、检测与传感装置元件安装调试。④气动与电动执行机构安装调试。⑤PLC编程与安装调试。⑥系统故障排除。
另外，以小组为单位进行实习，培养了学生团队协作的能力。众所周知，一个企业的生存和发展不是靠一个人维持的，任何工作岗位都有一定的职业要求，每个成员只是团队中的一份子，根据学生的特点，让其在小组中完成一定的任务，这样为以后的职业生涯打下了良好的基础。考核方式按下表进行。
通过考核，本次实训学生的优秀率为30%，及格率为100%。经过验收，实训结束后每组硬件完好，没有损坏和丢失零部件的现象。
5 结论
随着经济的高速发展，中国的各类物质得到极大的丰富，特别是专业技术较强的生产设备，生产厂家多、设备更新快，作为职业院校的专业教学，重点在于教会学生学习思维方法和动手实践方法，我们建议不要盲目注重先进设备的购置，应充分利用现有设备，全面提高学生职业技能。
篇（2）
0引言
高职机电一体化技术专业其特点是社会需求量大，就业岗位多，就业行业分布广。随着高新技术的迅猛发展，机电一体化技术的应用渗透到社会各个行业，大量懂技术并能操作、安装、调试及维修先进机电设备的技能型人才受到各企业的欢迎。高职机电一体化专业的培养定位是培养适合生产第一线岗位需求的高级技能型人才，因此机电专业的教育不但强调对学生进行专业知识的传授，更加要注重对学生实践操作技能的培养。《自动化生产线安装与调试》课程作为机电一体化技术专业的核心课程，主要内容有模块化生产加工系统各站的安装、调试与维修，自动化生产线的联网调试与运行等多部分组成，针对该课程实践性较强的特点，我们采取了基于“校内实训室+校企合作工作站”以现场教学模式为主对该课程进行理论实践一体化的教学改革，基于职业分析，确定典型工作任务及完成工作任务需要的知识与技能，落实课程培养目标，基于工作内容分析，以技能培养为重点，重构课程内容模块，采取理论实践一体化的教学模式，强化学生对机械、电工、气动技术的综合运用能力，坚持“必需、够用“的原则，全面提升学生的综合能力。
1课程改革的基本思路
《自动化生产线安装与调试》课程开发遵循“工学结合、行动导向”及“教、学、做”一体化模式，在教学过程中将教学内容、教学资源等要素重新进行整合。通过企业调研，将调研数据进行系统分析，选择目标清晰，具有典型性的工作任务为教学载体，在指导学生完成工作任务的过程中，培养学生能力。与企业合作，以工作任务的完成过程为导向设计课程内容，具体建设思路如图1所示：①依据职业岗位要求，与企业工作人员共同制定职业标准；②按照职业标准，将岗位技能划分为多个技能培养目标；③根据工作任务和能力培养要求，开发满足教学项目；④制定符合职业标准和行业标准的能力训练项目考核方法；⑤编写适合在校企合作工作站开展教学的教材。
2基于行动导向教学观的理实一体、工学结合课程的设计及实施
通过2年实践，将《自动化生产线安装与调试》课程基于行动导向教学观的理实一体课程的具体设计及实施来具体描述，具体内容见图2。
2.1通过对西安东风仪表厂等企业进行调研，将《自动化生产线安装与调试》课程按照职业岗位能力需求划分成3个学习情境。其中第一个及第三个学习情境在学校机电综合创新实训室内完成理论实践一体化教学，第二个学习情境在西安东风仪表厂内校企合作工作站内由企业教师完成教学工作。
2.2每个学期情境下又包含多个学习子情境，每个子情境都是经过企业调研后由企业专家与教师的共同研究商讨后，形成的典型工作任务，这些工作任务具有很强的实用性及可操作性，并将子情景以任务单的形式下发给学生，在教学过程中可根据任务的实际需要采用多种教学方法。
2.3更新课程评价与考核方式，在考核方式上采取学生自我评价、相互评价、教师评估的方式，由教师与学生共同参与。考核方案既有过程评价，又有终结性评价，以平时过程性考核为主，任务考核涵盖了学生的能力、知识、态度，突出能力考核，要保证让每个学生掌握必备的职业技能。
篇（3）
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2016）11C-0080-03
课程改革是高职“内涵式”发展中专业建设的重要内容和复合型技能人才培养的主要途径。如何深化高职课程改革，是当前高职实施“内涵式”发展、强化人才培养质量的重要内容。微课是近几年来兴起的一个“新鲜事物”，有些专家学者把它称为“微型课堂”、“微视频课堂”。尽管人们对微课概念、内涵没有统一的说法，但大多认为微课具有微视频的功能，通过内涵丰富的教学设计来向学习者传递课程中某个章节的知识点，可以是课程的重难点、易忘点、易混淆点，甚至可以是某个作业题、练习题和例题等。微课可以不受时间、地点、环境的限制，只要学习者有相应的端终（包括PC机、手机、平板电脑等）都可以进行个性化学习和自主学习，并且可以反复学习。自动化生产线安装与调试是电气自动化专业的核心课程，课程所涉及的“光、机、电、气、信”等核心技术知识对提高学生的专业技能和综合素质具有重要作用。本文将微课引入自动化生产线安装与调试课程改革，开发整门课程的系列微课资源，并以此示范作用引领课程改革的热潮，带动本专业其他课程的微课资源开发。
一、自动化生产线安装与调试课程现状及存在的问题
自动化生产线安装与调试课程经历了“基于工作过程”、“项目教学法”、“任务驱动法”等改革手段，打破了传统的“满堂灌”理论型授课方式，取而代之的是基于项目式教学法，基于工作过程，将专业知识融入具体的项目中，通过对项目的理论学习和动手实践，从而更好地获得对专业知识的理解和技能的掌握。从近年的教学实践看，改革获得了一定成功，学生学习积极性和效果有所改善，但是仍然存在两个方面的问题：一是课程资源单一、单调，不利于学生开展自主性学习和个性化学习。目前课程资源大多以实训指导书、课件、课后习题等为主，这些资源均为阅读性电子材料或纸质材料，对学生的吸引力有限，大多学生理解相对困难，导致课前预习、课后复习、课中学习难以真正落到实处。因此，大多情况依靠课堂老师的讲解、演示和操作示范进行学习，由于课堂学习时间有限，老师也不可能针对每一个知识点、每一个学生进行反复讲解，因而部分学生仍然会感觉学习困难。二是虽然课程采用项目式教学，但仍然没有摆脱向学生“灌知识”的传统教学方法，教师在课堂上依然是不断地“讲知识、讲技能”，而不是给学生“解惑”。
二、微课引入自动化生产线安装与调试课程
由上可见，自动化生产线安装与调试课程的课程资源单一、单调，已严重制约了教师在课堂解惑的主要功能和任务，同时也严重影响了学生的自主学习和个性化学习的开展。如何破解当前的课程改革瓶颈已成为课程进一步深化改革的主要任务。
微课是一种适合于“碎片化”、“个性化”学习的微型视频资源。首先，它是一种“视频”资源，具有吸引力，容易理解。其次，它是一种特殊的视频，它的特殊意义在于观看视频的过程就是仿佛置身于教师的课堂讲授和学生的学习过程，所以这种视频具有“课”的功能，因此特别适合于学生自主学习。再次，微课由学习者进行选择、控制，他们根据自己的学习状况和学习目标选择性地学习，可以跳过视频的某一段或从系列微课中选择所需要的微课进行学习，所以它非常适合于学生的碎片化学习。
微课的兴起给课程改革注入了新的动力，它的巨大优势正好可以弥补自动化生产线安装与调试课程当前存在各种问题和不足。因此，开发自动化生产线安装与调试课程的微课资源对于课程的进一步改革将有更大的促进作用。
三、自动化生产线安装与调试课程系列微课资源的设计开发
（一）课程系列微课资源开发思路。所谓课程“系列微课”，是指将课程设计为若干个系列（或专题、模块），同一系列的微课具有前后衔接和相互依存的关系，系列内的微课不再是单一、孤立的针对课程某个知识点而设计的微课，而是通过若干个微课的学习，系统性地掌握某个专题知识，自主学习和个性化学习得到满足。因此，系列微课资源的开发要从顶层考虑，根据课程大纲、人才培养方案的人才培养规格、职业岗位的能力要求，将课程设计为若干个专题，每个专题对应相应的知识目标、能力目标和素质目标。每个专题下面包含若干个微课选题，微课选题之间具有相对独立性和关联性，符合从易到难、从简单到复杂的认知规律。
（二）系列微课资源的组成结构。微课资源包括核心资源和辅助资源两大类，如图1所示。核心资源有微课视频、教学设计和微课件。教学设计是微课视频和微课件设计和制作的“纲领性文件”，同时微课件对微课视频的设计和制作也具有重要指导意义。辅助资源主要是与核心资源配套的微学习活动记录、微练习测试题、微课反思等教学资源。
（三）系列微课资源开发方法。如何开发微课资源，特别是课程的系列微课资源，需要从课程的微课选题、微课教学设计、微课的视频制作和微课的辅助教学资源等方面来考虑。
1.课程的微课选题。课程的微课选题需要根据教学大纲、人才培养方案和职业岗位需求进行统筹安排，精心选择本专业学生必须掌握的、对学生今后工作就业有帮助的、能够提升学生专业综合技能的内容设计选题。每个选题不能太大，也不能太小，一般每个微课的视频时长为3-10分钟。选题可以是重点难点、易忘点、易混淆点等，也可以是某个操作步骤或实例。具有前后承接关系或同一类型的选题作为一个专题，专题和专题之间具有相对独立的知认结构体系，但又满足本门课程的教学需要。依据上述原则，将自动化生产安装与调试课程设计成5个专题（这里也称之为模块或系列），包括生产线的整体认识、各工作站的电路安装、气路安装、编程设计和联机调试等五个模块，每个专题包含若干个微课，共计29个微课选题，如图2所示。
2.课程的微课教学设计。教学设计是微课的精髓，它是微课区别于微小视频的重要特征。没有教学设计的视频不是微课，反之，微课必定内含有丰富的教学设计。教学设计主要包括教学设计思路、学情分析、教学策略、教学过程和教学反思等几个方面。
（1）设计思路。是对本微课教学设计的一个整体构思，首先要回答为什么要设计这个选题，其作用和意义在哪里，包含有哪些知识和技能。其次要回答通过什么方式或途径来达到上述目标。
（2）学情分析。进行教学设计时还要对学习的对象进行分析，对象不同，其教学策略也不同。
（3）教学策略。微课的教学策略包括教学目标、教学内容、教学的重点和难点、学习环境和学习资源设计、教学方法手段等几个方面。
（4）教学过程。微课的教学过程是微课视频制作的“理论指导”，是微课视频拍摄、录制和制作过程的文字表述。整个过程一般包括片头、课题引入、任务描述、任务展开、小结和片尾等几个步骤。
（5）微课的教学反思。教学反思是对微课教学过程的反馈和思考。根据教学的效果进行反思，存在哪些问题，还有哪些需要改进，需要怎样去进一步解决，同时思考如何更进一步将本微课应用于教学，提高学生的积极性和学习兴趣。
3.课程的微课视频制作。具体如下：
（1）微课视频制作原则。一是要以教学设计为理论指导，视频制作相对简单；二是视频时长为3-10分钟为宜，视频文件不能太大，要适合于网络传输，方便在手机、平板电脑、PC机等终端播放；三是视频画面、配音清晰，音、视频同步；四是视频画面配有适当的字幕，有利于学习对象对视频的理解，同时又不影响对视频学习的专注性。
（2）微课视频制作方法、工具及流程。微课视频的制作方法有PPT录屏、纯视频拍摄、录屏+视频拍摄相结合等三种方法。录屏常用的工具有“Camtasia Studio”录屏软件和“屏幕录像专家”软件。视频的拍摄可根据需要用手机、平板电脑、照相机、摄像机等来完成。拍摄的视频后期需要进行加工、处理。常用的视频处理工具有“会声会影”、“格式工厂”等软件。每个微课视频虽然微小，但其制作过程需要精心设计和团队的通力合作，其制作流程如图3所示。
4.课程的微课辅助教学资料。微课辅助教学资料可根据实际情况设计与微课视频相配套的练习测试题、教学反思和学习活动记录等，帮助学习者课后进一步巩固学习知识，总结学习经验和吸取教训，也可以进行相应的思考提出更好的建议和意见，为进一步完善微课资源的开发提供一些有益的帮助。
综上，自动化生产线安装与调试课程微课资源的开发，进一步使基于微课的教学改革成为可能。同时，开发自动化生产线安装与调试课程的微课资源，为专业课程的系列微课资源开发作了引领和示范作用，对电气自动化专业其他课程，以及其他专业课程的微课资源开发起到模范带头作用。
【参考文献】
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篇（4）
中图分类号：G42文献标识码： A
1 引言
机电一体化技术专业人才被国家列为二十一世纪社会发展最急需的十大专业人才之一，它融机、电、液、自动控制、计算机等技术于一体，在工业上应用广泛，是就业领域最宽专业之一。机电一体化专业的核心能力是机电一体化设备的安装、调试、操作、维修和管理，而《机电一体化系统安装调试与检修》正是这样一门综合性较强的课程。针对如何能更好的开发学生的核心能力，我们对《机电一体化系统安装调试与检修》课程的改革模式进行了一系列的分析和研究。
2 《机电一体化系统安装调试与检修》课程性质与任务
《机电一体化系统安装调试与检修》是我院机电一体化专业、矿山机电专业的一门核心课程,是一门进行岗位能力培养的综合性较强的专业课程。其内容涵盖了PLC技术、电机与变频器技术、传感器技术、气动技术、机械拆装技术、触摸屏与组态技术以及网络技术等。旨在培养学生从事自动化系统安装、调试、操作和维护的基本职业技能。
3 《机电一体化系统安装调试与检修》课程改革模式研究
3.1 课程设计理念
对照机电一体化、矿山机电专业学生所必须具备的综合职业能力，深入企业调研，与行业专家通过合作论证，共同确立人才培养方案。以培养生产线设备维修维护的应用技能和相关职业岗位能力为基本目标，紧紧围绕工作任务完成的需要来选择和组织课程内容，培养学生从事自动化系统安装、调试与检修的基本职业技能，同时将职业道德和素养的训练融入到教学过程中，提高学生的实践能力、知识运用能力和职业发展能力。
3.2 课程设计思路
课程贯彻工学结合课程理念，针对企业中自动化生产设备的安装、运行调试、检测维护的需求，按照自动化设备安装员、设备调试员的行业标准，融入中高级维修电工职业标准。以岗位需求为职业能力培养目标，将职业素养、理论学习和技能训练有机地融合；以简易组装件生产自动线的零配件安装、元器件检测、运行调试到正常运转的工作过程，设计教学内容、安排教学顺序；以THJDAL-3型自动生产线拆装与调试实训装置为载体实施教学过程；以职业标准为参考，实现考核评价多元化。
4 教学组织与实施
4.1 教学内容选择方案
打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，从“工作任务与职业能力”分析出发，设定职业能力培养目标，变书本知识的传授为动手能力的培养，开发基于工作过程的项目课程，以工作任务为中心组织课程内容，让学生在完成具体项目的过程中来构建相关理论知识，并发展职业能力。要掌握机电一体化系统安装与调试技术，学生必须了解现代工业化进程中工业产品被加工的方式，认识生产线的结构、运动、驱动、传感、控制方式，能够对生产线设备进行安装、编程、调试、故障诊断和排除，是机械、电器、电子、气动、机械手和PLC控制等技术的综合。
4.2 教学内容
本课程根据工作流程来设计教学模块，对照课程目标要求，归纳总结了6个学习项目，分别为供料单元的安装与调试、加工单元的安装与调试、装配单元的安装与调试、分拣单元的安装与调试、搬运单元的安装与调试、自动生产线整机调试。每个阶段完成一定的模块，由于有些模块包含很多工序，所以得一步一步来。随着每道工序的进行，学生会学到很多技术和技能。
4.3 教学手段与方法
根据我们职院学生心理、身体、知识和能力的结构现状和需求本课程主要采取了如下教学法。
讲授法：讲解项目任务，传授项目任务相关的知识点。针对学生实施过程中出现的不足进行知识点的补充。
现场教学法：在符合生产要求的工作环境中进行操作技能和维修电工应用能力实践，提高职业氛围，以就业为导向，在工作过程中提升学生的职业道德、职业素养和岗位适应能力。
项目任务驱动法：将教学过程融入项目任务中，让学生自主讨论分析实施，学生在工作过程中得到知识。
小组讨论法：学生每三或四人为一个小组，小组讨论分析，讨论解决，分工协作完成项目任务。
4.4 考核评价
该课程采用过程考核与终结考核相结合，过程考核是前五个项目的考核成绩按照一定权重进行累计，每个项目的考核都由教师评价、学生自评和互评方式共同组成，每个项目都从专业知识、方法能力、职业技能和学习态度四个方面考核。
终结考核是安排在学期末的一个综合性考核，因为本门课程的综合性较强，涉及多门学科技术，尤其是最后的项目涉及到工业网络通信和组态技术，所以终结考核主要考查学生对本门课程的综合掌握能力。
5 课程教学实施中应重视的问题
5.1 提高学生的积极性和主观能动性
课程在实施时要形成以学生为中心的理论实践一体化学习模式，学生对每个项目要亲自动手实践，充分发挥学生的主观能动性，使学生在真实的环境中自主学习，激发学生的学习兴趣和参与度。真正将“教、学、做”融为一体。
5.2 创新教材体系
根据行业企业的实际情况，教材应体现机电专业对从业人员的综合素质要求，反映当前的工艺现状和发展趋势，引入新技术、新工艺、新方法、新材料，使教材富有时代性和前瞻性。
5.3 将职业资格考试和企业标准纳入课程标准
围绕职业资格考核标准改进教学方法和内容，根据教学资源及时调整教学计划。将企业考核标准纳入课程考核体系中，为学生进入企业走上工作岗位打下良好的基础。
6 结束语
《机电一体化系统安装调试与检修》作为机电一体化技术专业的核心课程之一，应以特定的职业岗位为导向，并适应我国高职教育的迅速发展。因此，就必须要深化地进行课程体系、课程内容和校企合作等方面的改革。课程只有贴近企业需求，体现高职特色，才能使高职教育得到更快、更好、更持久地发展。
参考文献：
篇（5）
摘要：在“工业机器人安装与调试”学习领域课程开发过程中，确定该课程应使学生具备工业机器人安装、工业机器人调试、工业机器人编程操控以及工业机器人检修维护等能力。深入企业调研，明确典型工作岗位，分析课程所对应的典型工作任务；从高职学生的基本情况出发，对典型工作任务进行提炼形成行动领域；按行动领域所承载的知识、能力的相互关系构建学习领域；按照每个学习情境对应一个完整的工作过程的原则构建学习情境；最后按照“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”六步法实施教学。在教学过程中尽可能为学生提供类似企业的真实工作环境、国家或行业标准、任务单和计划书等资料。
关键词 ：高职；工业机器人安装与调试；课程开发；学习情境
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2014）04-0086-05
工业机器人（Industrial Robots）简称IR，是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。工业机器人具有高效、可靠的优点，在自动化生产线中应用日益广泛，如在汽车工业中完成焊接、搬运、喷涂和装配等工作。此外，我国的民营企业也逐渐认识到了工业机器人的优势，对工业机器人的采用量逐年增加。但这些企业存在着装机量不高、人才流动性强和培训不到位等问题，因而对工业机器人应用维护人才需求较大和要求较高，高职院校有必要加强对这方面人才的培养力度。
课程开发原则和流程
（一）课程开发原则
作为台州职业技术学院机电一体化技术专业的核心课程，“工业机器人安装与调试”的开设原则是以企业实际需要为根本出发点，通过教师进入企业实地调研，总结典型工作任务，完成调研报告，最终确定工业机器人课程教学内容及范围。包括：工业机器人及柔性自动化生产线的安装，辨识电器原理图，根据需要编写程序和调试代码以及各种故障的诊断和维修。以项目化实训为主线，以学生亲历实践为导向，培养学生分析问题、解决问题的综合职业能力。通过课程的学习，让学生具备常规工业机器人及柔性自动化生产线安装调试和故障诊断与维修能力，适应未来社会对工业机器人领域人才的需求。
（二）课程开发流程
“工业机器人安装与调试”课程开发的整体流程包括：教师深入工业机器人研发或应用型企业调研，通过走访、参观、座谈、研讨等形式，了解与本课程相关人才的社会需求情况，相关行业对本课程开发的要求及企业的典型工作任务的信息，为确定课程定位，制定课程开发方案，培养适应社会发展需求的高素质技术技能型人才提供依据。从高职学生的实际情况出发，遵从学生认知规律，与企业实践专家一起对典型工作任务进行提炼形成行动领域。按行动领域所承载的知识、能力的相互关系构建学习领域，制定出课程方案和课程标准。并在实践专家指导下设计符合工作过程的学习情境。最后，按照六步法进行课程的实施和评价。整个课程开发流程如图1所示。
课程开发过程
（一）企业调研
交通运输装备制造业与特色装备制造业是台州市两大传统优势主导产业。台州地区现有汽车、摩托车及配件生产企业3 000多家，不乏吉利、吉奥、钱江等汽车行业知名龙头企业。我们利用假期先后走访了温岭市风云机器人有限公司、浙江安露清洗机有限公司、吉利集团、浙江吉奥汽车有限公司等企业。了解就业岗位的主要工作任务，企业对高职从事工业机器人及自动化生产线安装与调试工作毕业生的专业技能、社会能力和职业素养的具体要求，并与企业实践专家探讨工业机器人及自动化生产线安装与调试课程开设的有关情况。首先，我们拟定了调研方案，选定样本为企业经理、一线的维修工、车间和部门领导以及毕业生等，采取访谈和问卷调研相结合的方式。拟定调研方案之后，调研与工业机器人安装调试及维修有关岗位，包括岗位名称、级别、人数、岗位职责，然后了解所有这些岗位毕业生是如何在岗位之间调动的，以此获得毕业生岗位升迁的一般路线图。获得具体岗位之后，确定毕业生在这个岗位上从事的具体工作项目，在此基础上，再一次向企业和毕业生征询意见，重点了解对学生职业素质和社会能力培养的具体要求，了解毕业生对拟开设课程知识学习的具体建议。主要形成四项调研成果：该课程培养的学生典型就业岗位、课程培养目标，企业要求和岗位工作项目。
典型工作岗位分析 通过调查分析确定工业机器人及自动化生产线安装与调试典型工作岗位包括：工业机器人及柔性自动化生产线操作工、维修工、电气工程师、编程调试工程师、自动化生产线班组长、车间主任或项目经理。
课程培养目标 以就业为导向确定课程培养目标：学生以独立或小组合作的形式，通过教师指导或借助各种资料，制定工业机器人的安装和调试作业计划，在规定时间内完成上述计划、实施、检查并进行评价反馈。在实施计划的过程中，使用工具、设备和材料等要符合劳动安全和环境保护规定，对已完成的任务进行记录、存档和评价反馈。
企业要求 通过调研，归纳出企业对工业机器人及自动化生产线安调和维修人员的要求是：要具有良好的职业态度；具备各种常用工具和专用工具使用技能；具备一定的电工知识，熟识常见的电气线路图；能够掌握工业机器人行业前沿技术知识动态；对设备具有保养、操作、维护能力；对专用维修检测仪器的数据能够分析，能够运用数据流分析判断故障产生的原因，能够制定相应的维修计划并实施，能够向领导汇报情况；具有一定的写作能力与获取信息的能力；具有团结协作、组织协调能力和继续学习能力；了解工业机器人及自动化生产线整体和各模块的工作原理，了解各个模块间的通讯，能够具备根据任务的简单变化修改相应控制程序的能力。
岗位工作项目 企业调查显示，工业机器人安装和调试人员主要从事的工作包括新建生产线的安装和调试、定期维护和保养、综合故障诊断和维修、生产线功能的扩展和研发、生产线质量控制和检验等。
（二）典型工作任务描述
在企业实地走访调研基础上，提炼“工业机器人安装与调试”典型工作任务，如下页表1所示。
（三）岗位能力分析
通过岗位分析，“工业机器人安装与调试”课程应培养学生三方面的能力，即知识能力、社会能力和方法能力。
知识能力 了解工业机器人技术的基本概念和基本理论；了解工业机器人系统的组成及工作原理；学会商业谈判、合同签订并根据技术要求设计工作计划和行动方案的方法；学会与工业机器人有关的英语；学会根据工业机器人的机械结构，制定机械和电器元件的拆装顺序；掌握气动元件、传感器、电动元件、PLC装置在工业机器人中的作用并绘制相应的电路图；掌握工业机器人的模块化组装、调试、控制与维护的基本方法；掌握工业机器人的编程语言，编写较简单的调试程序；掌握工业机器人常见故障诊断和维护方法。
社会能力 养成积极思考问题、主动学习的习惯；培养良好的团队合作精神，乐于助人；培养良好的职业道德和规范、安全、环保、成本和质量意识；养成勇于克服困难的精神，具有较强的忍耐力；养成及时完成阶段性工作任务的习惯。
方法能力 能够根据任务需要查阅相关资料、制定工作计划的能力，解决实际问题的能力，独立学习新知识、新技术的能力，评估总结工作结果的能力；能够正确阅读工业机器人部件装配图、零件图和技术文件，进行机械部件装配；能够正确阅读工业机器人的电气原理图、电气安装图，完成电气装配；能够编写适用于不同工作任务的工业机器人调试程序；能够使用工业机器人安装与调试常用的机械工具，电子工具和相关仪器仪表；能够及时详细地记录工业机器人安装与调试过程的工作日记、总结工作经验以供日后使用；能够检测和处理工业机器人的各种常见故障，并作相应检查维修工作记录；能够在工作过程中使用相关专业英语进行简单的交流。
（四）学习情境设计
学习情境是在典型工作任务基础之上，由专任教师和企业专家共同开发设计用于教学的“情形”和“环境”，是对典型工作任务进行教学化处理的结果。德莱弗斯（S E Dreyfus）等人研究发现：“人的职业成长遵循从初学者到专家的逻辑发展规律，其发展过程分为初学者、高级初学者、有能力者、熟练者和专家五个阶段”。职业教育教学的根本任务是通过一定科学合理的方法把初学者带入更高级的阶段。因此，对于教学情境的选择和设计应充分考虑上述因素，以工作任务为导向，符合职业发展过程和学生认知规律，突出职业能力训练，使学生掌握工业机器人安装和调试的核心技能。通过前期企业调研，得到了企业工业机器人安装和调试的典型工作任务，对典型工作任务进行提炼后形成行动领域从而构建相应的学习领域。
台州职业技术学院机电一体化技术专业学生在学习“工业机器人安装和调试”课程之前已经具备一定的机械设计、液压和气动技术、PLC编程以及常见电机及其控制方法的基础，但是缺少对机器人的认知。故在设计学习情境时以积木式机器人为载体，先安排16课时让学生对原有知识进行温故知新，同时了解工业机器人的相关定义，了解企业自动化生产线改造的过程和方法，学习机器人安装和调试的基本原理、手段和方法，提高学生学习兴趣和探索新知识的热情。然后，从关节（直角坐标）两种典型的工业机器人入手（应用场合包括焊接、喷涂、搬运、立体仓库等），作为进阶情境，实现工业机器人基本的空间定位和目标识别功能，学会根据任务需要设计末端执行机构的方法。最后，以关节机器人为核心的柔性生产线作为高级学习情境，该情境又细分为七个子任务，即供料单元安装和调试、防护单元安装和调试、输送单元安装和调试、加工单元安装和调试、视觉单元安装和调试、生产线的整体联调以及故障诊断和维修维护。最终实现由一部工业机器人和其他部件构成的柔性制造系统能同时监管三台加工中心的加工任务，并实施自动上下料及相关的自动化模式。
PLC与机器人控制器、加工中心的嵌入控制实现独立总线控制，并运用触摸屏及相应模块实现显示、控制、操作于一体的应用。电气控制与机器人操作分布在不同的区域，实现控制与操作分开。完成必要的设备改造和基础设施修造工作。提供自动化的零件料仓和其他辅助机械手，直至加工中心区域实现无人车间。
基于工作过程的学习情境设计充分体现了从初学者到专家的逻辑发展规律，具体学习情境设计如图2所示。
课程教学实施
“工业机器人安装与调试”课程的实施遵循项目教学、任务驱动，理论教学和实践教学一体，以及做中学原则。以工作过程为导向，以培养学生的技能和综合职业素质为核心。每个学习情境都按照“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”六步法实施教学。在教学实施过程中，除了融入企业元素的学训一体化的工业机器人实践性教学基地，满足技能训练的要求外，还提供必要的资源，包括学生工作页、学习指南、课程参考书、厂家提供的安装和调试说明书和手册以及常见故障诊断维护方法、多媒体教学资料等。其中，学生工作页中融入任务单、资讯单、案例单、信息单、计划单、决策单、实施单、检查评价单和教学反馈单等栏目。以工业机器人机械结构的装调教学为例加以说明，其实施过程如表2所示。
在整个实施过程中，我们遇到并成功解决了三个问题：（1）设备数量难以满足教学需求的问题。由于工业机器人及其柔性生产线价格昂贵，因此，能够提供给学生实训的设备数量相当有限，这就需要解决僧多粥少的局面。通过合理安排实训项目，学生分组轮换等手段解决。如学生在进行工业机器人电气系统的安装和调试项目时，可将该项目分为电气元件的识别、电源模块的安装和调试、驱动模块的安装和调试、控制模块的安装和调试，将学生分组后在这四个子任务中轮换。另外，可通过购买其他类型的机器人辅助教学设备分担压力。（2）设备保修和教学实施的问题。在实施工业机器人及柔性生产线故障诊断和维修维护任务时，为了使学生深入理解掌握维护维修的方法，必须全面了解工业机器人及配套设备的结构，包括外部可见的和内部不可见部分，如内部传动机构、减速系统等构造。受工业机器人厂家的保养准则限制以及笨重的零部件给检测造成的潜在风险，对于内部结构往往以图片讲解为主，学生无法获得直观的体验。可从二手市场采购形同或相似型号的工业机器人给学生拆装，帮助其了解工业机器人的内部结构和维护相关知识。或者引入工业机器人模拟软件构建虚拟的工作环境辅助教学。（3）社会评价无法贯穿学期教学过程的问题。本课程不是传授单一技能，而是在学完了各相关专业课的基础上，用工业机器人安装与调试这个载体，将其进行综合。所以，评价体系应该围绕各相关专业知识和技能的综合运用水平，使学生明确感受到对一个系统的掌握和成就感。教学评价采取多种方式，包括自我评价、学生评价、教师评价和社会评价，同时设计了相应的评价表，以更好地反馈教学信息，指导教学质量不断改进。在以上四种评价中，当属社会评价比较难以实施，兼职教师授课的时间有限，无法自始至终贯穿整个学期的教学过程。我们通过远程视频联接的方法，让兼职教师参与指导学生的工作过程，参与学生成果的评价。学生亦可由视频系统向兼职教师提问，随时进行交流。
以工业关节机器人为核心的柔性生产线的安装和调试课程在高职院校中开设和实施为数不多，可借鉴的经验甚少。我们立足台州，服务地方经济，通过前期大量企业实地走访调研、与企业实践专家和课程开发专家一起制定了切实可行符合高职院校学生认知规律的课程标准，开发了基于工作过程、任务驱动的学习情境，并在课程实施过程中灵活调整，及时更新、补充、修改教学内容，实现课程的动态反馈，完成课程内容的闭环控制。通过课程学习，学生取得了多项实质性成果。
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篇（6）
中图分类号：G712文献标识码：B文章编号：1006-5962（2013）02-0027-02
高职机电一体化专业课程设置的培养目标是：面向工业企业生产现场，电气控制系统制造公司、机电设备制造公司、机电设备、电气设备、工控设备制造公司或公司、科技开发公司，培养适应社会需要，全面发展，适应本专业相对应职业岗位的高等技术应用性专门人才，主要岗位群定位是自动化设备安装员、自动化设备调试员、中高级维修电工等，本专业有五个主干学科：电气工程、电子工程、机械工程、计算机科学与技术、控制科学与工程，都是为了岗位需要设置的专业知识。其中《自动化生产线安装与调试》作为一门核心专业课在第四学期进行了贯穿和综合。
1自动化生产线的课程设置
机电一体化专业人才培养能力有：识图绘图能力、机电安装调试维修能力、电控系统调试检修能力、自动线调试维护能力、机电设备管理能力及机电产品营销能力等。《自动化生产线安装与调试》前序课程有PLC技术、传感器技术、电机与控制，后序课程有机床维修等。在我们所要实现的教学目标中知识目标涉及到：机械手工作原理、握机械手控制原理、机械手气动原理、熟悉安全操作规程；能力目标有：对已安装的机械手机械部件进行测量；对机械手的气路进行基本调试；根据故障现象判断故障部位；检查分析、找到故障点并分析解决故障；遵守安全操作规程；素质目标有严谨的职业态度、规范的操作习惯、创新精神、团结协作精神、自主学习精神及沟通能力。
此核心课程以项目驱动教学开展课程教学，提升学生的职业能力，以具体自动化生产线为载体，融合认知、安装、调试和检测等内容，实现教、学、做、评一体化教学，突出课程的职业性、实践性和开放性。以学生为主体，采取多样化教学方法。以自动化设备改造为工作过程，涉及电路图分析、电气图设计、程序设计、设备组装、设备运行调试、设备检测、设备维护等行动领域，设置六个学习情境：零配件拆装、传感器检测、气路检测、异步电机检测、步进电机检测、整体检测调试，分成20个任务。
项目一：供料站的安装，有机械拆装、气路拆装、电器拆装三个任务；项目二：加工站的安装，设计任务有加工站组装、光电传感器检测、限位传感器检测三个任务；项目三：装配站的安装，设计任务有装配站组装、电磁阀检测、气缸检测三个任务；项目四 ：分拣站的安装，设计任务有分拣站组装、传送带的检测、异步电机的检测、变频器的检测四个任务；项目五：输送站的安装，设计任务有输送站组装、光纤传感器检测、机械手检测、步进电机的检测、溜板检测四个任务；项目六：整体运行调试，有PLC控制网络构建、程序编写、综合调试三个任务。
2自动化生产线的教学方法与评价设计
2.1教学方法。
（1）讲授法：讲解项目任务，传授项目任务相关的知识点，针对学生实施过程中出现的不足进行知识点的说明。
（2）现场教学法：在符合生产要求的工作环境中进行操作技能和维修应用能力实践，提高职业氛围，在工作过程中提升学生的职业道德、职业素养和岗位适应能力。
（3）任务驱动法：将教学过程融入项目任务中，让学生自主讨论分析实施，学生在工作过程中得到知识。
（4）小组讨论法：学生每六～八人为一个小组，小组讨论分析，讨论解决，分工协作完成项目任务。
六步教学实施：明确任务、讨论分析、制定方案、检测故障、检验效果、总结分析。老师交代目标，注意观察和记录小组对现象分析情况，解答学生提出的问题，对跟主题分析偏离太远的小组予以引导，让学生自行摸索，在后期对学生可能会引起事故或损坏设备和工具的异常操作给予纠正，最后老师组织小组进行故障排除工作汇报，互评，并对每组进行考核评价，再引导学生自行总结。
2.2评价设计。
课程采用过程考核与期终考核相结合、企业考核与校内项目考核相结合、教师考核与学生考核相结合的多元化考核方式，利于理论联系实际，有利于学生的学习创新和思考，更督促他们到实际中去发现和改进，去寻找合适自己的项目和课题。
课程考核为：校内项目，企业，综合实训三大类。当堂课的考核有：教师考核、小组互评、小组自评；教师考核内容为五项：任务分析情况，实施方案制定，任务完成质量、分工协作精神、故障检测手段、安全操作规范、小组总结。
和很多专业课一样，多种教学方法和全面的评价方案，有效保证了教学效果。
3相关课教学
3.1电机与电气控制的教学。
本课程以发电机为主题，以工作任务为导向，以工厂实用型电气控制系统设计、安装、调试与维护情景教学为主线贯穿全课程，用实物进行直观性教学，使学生感性认识强，理性认识够。
典型的教学任务有三相异步电动机全压启动、三相异步电动机长动控制、三相异步电动机正反转控制、三相异步电动机延时启动控制（或三相异步电动机Y-降压启动）、机械手控制等。
课程特色是学生充分利用所学知识、网络资源、闲瑕时间作为期三个月的“继电控制课程设计”。任务书要求能够根据功能要求选择个元器件的类型及其型号；了解个元器件的工作原理和使用方法；把各元器件连接起来实现本课程设计的要求。设计内容和要求：两台电动机都存在重载启动的可能，任何一级传送带停止工作时，其他传送带都必须停止工作，控制线路有必要的保护环节，有故障报警装置。课程设计书要有课题介绍、题目、摘要、总体方案设计、设计目的、控制要求、设计要求、 硬件选型、主电路原理图的设计、 控制电路原理图的设计、重载保护电路设计、欠压保护电路设计、总结。
3.2PLC教学。
PLC是可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller）的简称，早期是一种开关逻辑控制装置，随着计算机技术和通信技术的发展，其控制核心采用微处理器，功能有了极大扩展，除了最广泛的取代传统的继电器-接触器控制的开关量逻辑控制外，还有过程控制，数据处理，通信联网与显示打印，PLC接口采用光电隔离，实现了PLC的内部电路与外部电路的电气隔离，减小了电磁干扰。
PLC有5种编程语言：
（1）顺序功能图（SFC）。
顺序功能图常用来编制顺序控制类程序，包含步、动作、转换三个要素。顺序功能编程法是将一个复杂的控制过程分解为小的工作状态，这些状态按顺序连接组合成整体的控制程序。
（2）梯形图（LD）。
梯形图沿袭了继电器控制电路的形式，是在常用的继电器、接触器逻辑控制基础上简化了符号演变而来的，形象、直观、实用，电气技术人员容易接受，要求用带CRT屏幕显示的图形编程器才能输入图形符号，是目前用得最多的一种PLC编程语言。
（3）功能块图（FBD）。
功能图编程语言是用逻辑功能符号组成的功能块来表达命令的图形语言，与数字电路中的逻辑图一样，极易表现条件与结果之间的逻辑功能。
（4）指令表（IL）。
采用经济便携的编程器将程序输入到可编程控制器就用指令表，使用的指令语句类似微机中的汇编语言。指令表程序较难阅读，其中的逻辑关系很难一眼看出，所以在设计时一般使用梯形图语言。如果使用手持式编程器，必须将梯形图转换成指令表后再写入PLC，在用户程序存储器中，指令按步序号顺序排列。
（5）结构文本（ST）是文字语言。
编程语言的学习是PLC教学的一项重要内容，中间加以不同的应用实例：顺序控制电路、常闭触点输入信号的处理，使用多个定时器接力定时的时序控制电路、三相异步电动机正反转控制电路、钻床刀架运动控制系统的设计，LED数码管显示设计，还经常根据继电器电路图设计梯形图。
增加的学习情境还常有如下任务：洗手间的冲水清洗控制、进库物品的统计、竞赛抢答器装置设计、彩灯或喷泉PLC控制；寻找数组最大值并求和运算、电热水炉温度控制等。
3.3单片机。
单片微型计算机就是将CPU、RAM、ROM、定时/计数器和多种接口都集成到一块集成电路芯片上的微型计算机。用于示波器、报警系统、移动电话、彩电等日常方面，在智能仪器仪表、工业控制、家用电器、计算机网络和通信领域、医用设备领域、工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域也都有广泛应用。
数据大都在单片机内部传送，运行速度快，抗干扰能力强，可靠性高，微型单片化集成了如看门狗、AD/DA等更多的其它资源。教学内容以80C51为核心讲授单片机的的引脚、存储器组织结构、典型语句，以实例应用为线索：单灯受控闪烁、P1口外接8只LED发光二极管模拟彩灯、单片机做加、减、乘、除运算等项目。各子任务都作硬件电路及工作原理分析、主程序流程图设计、源程序的编辑、编译、下载、单片机的I/O接口分配及连接。
教学采用ISP-4单片机实验开发板，可以完成大量的单片机学习、开发实验，对学习单片机有极大的帮助。该板采用在线可编程的AT89S51单片机，有程序下载功能，可将编辑、编译、调试好的单片机代码下载到AT89S51单片机中。
3.4变频器技术及应用。
变频技术让学生熟练掌握各种电力电子器件的工作原理、主要参数、驱动电路与保护技术；掌握交-直-交变频器、交-交变频器、谐振型变频的工作原理和应用范围；掌握脉宽调制控制、矢量控制和直接转矩控制等先进技术；了解变频器与感应电动机组成变频调速系统、变频器与双馈电机组成调速系统、变频器与同步电动机组成变频调速系统，掌握电力电子电机系统的组成、工作原理、控制方法、运行特性等，是强电应用和现代技术推广的有力体现。
3.5传感器与自动检测技术。
传感器技术代替人的感观，在各种环境下应用，检测技术是一套有效的反应体系，包括信息的获得、测量方法、信号的变换、处理和显示、误差的分析以及干扰的抑制、可靠性问题等。因此掌握常用传感器的工作原理、结构、性能，并能正确选用，了解传感器的基本概念和自动检测系统的组成，对常用检测系统有相应的分析与维护能力。对工业生产过程中主要工艺参数的测量能提出合理的检测方案，能正确选用传感器及测量转换电路组成实用检测系统的初步能力。
教学过程进行小论文制作，让学生提高计算机应用水平，使学生从文字处理水平提高到办公处理水平。对分节、目录、文献标识作严格要求。题目如数字显示电子称、基于霍尔传感器的转速表、单片机电子秤研究、光纤测温仪、烟雾报警器、小车寻迹设计、电熨斗自动恒温系统、电涡流探伤、电感测厚仪等。
4毕业论文指导分析
毕业论文专业联系实际，通常小型自动化系统以单片机为主，大型自动化生产线以PLC为主，系统运行动力离不开电机，观察离不开传感器，调速可用变频器，综合所学，学生的论文涉及广泛，有效教学可对应从如下方面侧重指导。
4.1立意选题。
根据实际和研究方向做好侧重和体现，如“触摸屏控制的碱液配置系统”和“两种液体混合装置的PLC控制系统”的系统性和方向性，“车库自动门的PLC自动控制”和“测速雷达信号处理系统”的检测指标要求等。
4.2材料整合。
在任务要求明确的基础上，首先确定相关技术指标，对应查找并列出论文结构，一份毕业论文至少含有三到五门课的内容，对应于研究方向进行相应编排和取舍。
4.3技术处理。
所搜集图片的背景往往有水印，要去掉，图片按要求进行不同方向的剪切。图表里的文字应是五号或小五，注意表格标题要单独标出等等格式要求。流程图、梯形图的设计与表现。
多种教学方法和理论联系实际教出具有学习能力和创新能力的学生，系统的学习与应用创造练就出具有竞争力的学生，专业课的有效教学和毕业论文的顺利设计将显示本专业沉甸甸的含金量。
参考文献
[1]吕景全.《自动化生产线安装与调试》，中国铁道出版社，2010年7月
[2]马玉春.《电机与电气控制》，北京交通大学出版社，2011年1月
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【中图分类号】G【文献标识码】B【文章编号】1008-1216（2015）08C-0074-03
一 课程简介
电气控制与PLC是生产过程自动化专业的一门应用性主干专业课程。可编程序控制器，简称PLC，是以微处理器为基础，综合了计算机技术、电器控制技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。它具有结构简单、编程方便、性能优越、灵活通用、使用方便、可靠性高、抗干扰能力强等一系列优点，在工业生产过程自动控制领域得到广泛应用。无论是国外引进的自动化生产线，还是自行设计的自动控制系统，都广泛采用单台或多台可编程序控制器组成。所以，掌握PLC技术，是改造传统生产工艺和设备的重要途径。结合触摸屏、变频器行业的最新发展情况，通过理论教学、实验、实训，使学生具备应用和维护维修各种PLC控制系统的基本能力;教会学生利用网络搜索技术资料的方法，使学生具备应用技术资料解决现场问题的能力;在授课过程中培养学生认真的工作作风和严谨的工作态度，树立学生的岗位责任意识;培养学生科学的思维方法和综合的职业能力，以适应职业教育发展的需要。
通过本课程的教学，使学生系统掌握电气控制线路、PLC和变频器的基本原理、功能、应用、程序设计方法和编程技巧，为今后从事机电一体化、自动化控制领域的工作打下基础。
二、学情分析与教学策略
在学习本课程之前学生已经掌握的电路的基本知识、会应用常用的电路测量工具，计算机应用的基本知识、数电模电的基本知识了解基本的逻辑电路的关键，及常用的基本放大电路的使用。学习本课程既对前面的知识的巩固，同时又对后续机电一体化技术等课程提供理论及能力基础。
本教学模块实施过程中，课前：学生通过自主学习平台观看视频和动画，了解机械手机构组成、分解其工作过程、复习相关基础知识、下载小组任务书、明确控制要求、经过组内讨论初步完成任务;课上：教师对完成任务过程中的出现的问题进行差异性指导，最后以小组为单位进行现场演示并作项目汇报;课下：学生可以通过微信、手机、QQ等多种信息化平台与教师沟通交流，反馈信息，以便教师按实际情况及时调整教学策略。
三、教学设计的思路
确定课程的教学内容时，通过针对生产过程自动化专业的核心职业能力要求，围绕职业能力的培养，依据典型工作任务的工作过程，对电气控制与PLC课程的教学内容进行重组整合。确定了4个教学项目：车间运料传送带控制线路设计、车间运料传送带PLC控制、机械手PLC控制、自动化生产线安装、调试。
以项目为载体，对教学内容按照项目完成的工作过程进行设计，让学生在“做中学”、教师在“做中教”。
以项目为载体，将实际的“工作”与“学习”有机地结合在一起，在实训室模拟真实的工作过程，通过基于工作过程的实训项目任务的驱动，指导学生按照完成工作任务的五个步骤：任务下达、任务分析、项目实施、任务拓展、考核反馈来完成各个实训项目。通过完成渐次复杂不断拓展的实训项目， 学生具备职业岗位所需求的专业能力， 掌握了电气控制系统的基本知识，具备了分析、安装、调试，常用设备控制系统的能力，同时使学生学会了工作的思路，知道怎样做更好，学生获取信息，制定策略的方法能力得到提高，学生的团队合作、沟通协作的社会能力得到增强，更重要的是，系统化项目课程的设计非常有利于培养学生的可持续发展能力。每个项目分解为若干个任务，设计了基于工作过程的实训项目。
以培养学生职业能力为目标在理实一体化教室，利用任务驱动分组教学，做到教中学、学中做、做中教的教学做一体的教学模式，学生是主体、教师为主导，探索、引导为主轴。教学组织过程关系见下图。
教学组织过程关系
四、机械手PLC控制的课堂教学设计
任务驱动的基本流程
1.任务下达：设立教学情境，使学生的学习与现实的工作在相同或相似的工作任务中进行。
在自主学习平台上，教师会放上此项目的任务书，并播放在伊利乳品公司液态奶自动化生产线，机械手搬运视频。这样创设与当前学习主题相关的、尽可能真实的学习情境，引导学习者带着真实的“任务”进入学习情境，使学习更加直观和形象化。生动直观的形象能有效地激发学生联想，唤起学生原有认知结构中有关的知识、经验及表象，从而使学生利用有关知识与经验去接收新知识，发展拓展能力。
2.任务分析：分析任务问题，在创设的情境中，分析整个过程，按照典型工作任务的工作过程对项目进行分析。教师帮助学生找出项目实施中所需面临的问题及需要的知识，并带着问题进行知识讲解。
在下达任务后，教师首先引导学生查阅资料，如：机械手的结构是什么？机械手的输入有哪些？输出有哪些？利用原来的知识编写机械手搬运。通过学生的反馈学生会遇到问题（任务），这样自然而然的就会引入新的知识顺序功能图的使用。有可能使学生更主动、更广泛地激活原有知识和经验，来理解、分析并解决当前问题，问题的解决为新旧知识的衔接、拓展提供了理想的平台，通过问题的解决来建构知识，正是探索性学习的主要特征。
3.任务实施：这个阶段学生以自主学习、协作学习为主;不是由教师直接告诉学生应当如何去解决面临的问题，而是由教师向学生提供解决该问题的有关线索，如需要搜集哪一类资料。从何处获取有关的信息资料等，强调发展学生的 “自主学习”。同时，倡导学生之间的讨论和交流，通过不同观点的交锋，补充、修正和加深每个学生对当前问题的解决方案。教师在此过程中以差异指导为主。
4.任务拓展： 教师引导学生在完成基本功能机械手由工位1到工位2的搬运的基础上拓展，如由工位1到工位3再到工位2，或是搬运由工位1到工位2再到工位3等。
5.考核管理：过程考核评价：在学生完成项目的基础上进行过程考核，如组间互评、组内自评、教师对小组评分、考核小组评分等，每个评分阶段都会向教师实时的反映学生的学习情况，教师对学生的学习情况有针对的进行指导、引导及知识讲解，效果大大的增强。
五、结束语
从学生完成拓展任务情况来看，绝大多数学生对知识和技能的掌握程度达到了教学目标的要求。在项目实施过程中，综合利用了自主学习平台、观看视频、动画、微信、QQ等多种信息化手段通过教师的引导、设疑、总结、归纳，在较短的时间内对学生进行了全面的复习，利用流程图说明了PLC程序编写的过程和方法，最后使用项目教学法开展实例设计。采用多媒体辅助教学，通过录制的视频文件形象地表达了任务要求，学生普通感到这种教学设计符合实际需要，学习兴趣高涨。在完成任务过程中，组内成员各展所长，协同合作，积极探讨，学习气氛浓厚。通过拓展任务，夯实基础知识，使之融会贯通。
不足：
由于每个学生的基础不同，兴趣爱好不同，参与程度也不一样，所以每人收获也不同。极小部分学生惰性很强，总想不劳而获，仅以拿到成绩为目的，没有真正融入到雪中来在这些方面还有待教师更深层次的思考和实践。
篇（8）
美国着名的教育心理学家和杰出的教学设计理论家加涅提出“为学习设计教学”,意指是运用系统方法分析教学问题和确定教学目标,建立解决教学问题的策略方案、试行解决方案、评价试行结果和对方案进行修改的过程,是在教学之前对教学过程中的一切预先筹划、安排教学情境,以期达到教学目标的系统设计。现代教学设计突出以学生学习活动为中心,重视对学生学习心理的分析和研究,依据学生学习的规律设计教学活动,从而最大幅度地提高学生学习效率,促进学生科学素养的全面发展。
基于工作过程的课程设计以行动体系为基础,将学习领域转化为行动领域,让受训者经历完整的工作过程,在完成典型的具有综合性的工作任务过程中获取工作过程知识,解决“在工作中学习”和“在学习中工作”的问题。基于此理论确立课程设计的基本思想为:以实际岗位为参照,按照“校企合作、工学结合、专业教育与职业教育融通,工学交替、实境育人”的思路,根据专业职业岗位能力要求,以仿真工业现场——实训平台为载体,采用项目化教学,强调以工作任务为依托组织教学内容,以学生为主体开展教学活动,确立学生的中心角色和教师的主导作用,以服务专业能力的培养为中心。
二、课程设计
(一)典型的工作任务分析
通过开展电气自动化专业毕业生就业岗位的调研,并结合行业、企业和本地区对人才需求的状况,归纳出柳州铁道职业技术学院电气自动化技术专业首次就业岗位是自动化生产线的维修电工、调试员、机电设备维修员等,未来发展岗位是车间电气技术员、PLC程序设计员及系统维护技术骨干和班组长等基层管理者。以上职业岗位要求具有运行分析、故障检测、维修保养及编写整理技术文档、设备技术改造等专业技能。针对首次就业岗位和发展岗位工作任务分析,依据在实际工作中出现的频率、重要性,所能承载的知识、技能程度,确定本课程的典型工作任务是:机械设备的安装与调试、电气设备的规划与安装、传感器的安装与使用、气动回路的安装与调试、PLC程序的编制与调试、HMI(人机界面)的设计、设备故障的判断与排除等。
(二)课程目标
亚龙YL-335B自动生产线及亚龙YL-221柔性生产线训练装置归纳、总结了现代生产线的技术特点,与实际生产情况十分接近,因此我们选用这两个装置作为教学载体,在课程教学中使学生具有安装如送料、加工、装配、输送、分拣等工作单元的技能,具备构成一个典型的自动生产线的机械平台并联机调试的技能;理解并掌握在系统中的气动控制技术、机械技术(机械传动、机械连接等)、传感器应用技术、PLC控制和组网、步进电机位置控制和变频器技术等实际应用,具备熟练运用这些技术的能力。
(三)学习情景的创设
采用基于行动导向的方法进行设计,经多方面调研、探讨,开发设计了9个学习情境,每个情景由若干任务构成。每一个情境的实施都是一个完整的工作过程,并按认知规律和职业成长规律,由浅入深、由易到难、循序渐进,具有可重组和迁移性。
如图1所示,该课程设置了参观企业整体生产线工作过程、拆装调试亚龙335B自动线各工作站、联机调试亚龙221柔性生产线三大部分渐进学习。每一部分的教学学习目标和学习情境明确,课程教学载体由易到难,从简单拆装到气路连接,从硬件设计到软件实现,从机械控制到人机界面,激发学生的兴趣,让学生掌握技术的同时也对今后的就业岗位有所了解,增强学生学习的自觉性和责任感,实现技能提高与素质教育双赢。
(四)教学实施策略
实施过程中依照“任务、分析、制定、优化、实施、评价”六步工作方法组织教学,以行动导向法为主要教学方法,对不同的知识点综合运用引导文法、团队学习法、头脑风暴法、成果展示法、案例分析法、岗位体验法等各种恰当、有效的教学方法,引导学生独立思考,积极实践,促进学生自主学习,提高教与学的效果。项目以小组形式完成,每组4人为宜,在构成组员时,应把握学生的层次、不同个体的差异,即针对不同学生的个体特征与心理倾向,不同的知识基础与接受能力,将基础好、动手能力强、活跃的学生与相反的学生组合在一起。这样,既能保证项目活动按时完成,又有利于学生间互相交流,有助于专业较差学生的水平得到提高。
实施过程中,要做到“师生角色转换”,教师起发动、组织、协调、伴随作用,教师不能包办代替,而是应注重发挥学生的学习潜能及集体智慧,充分发挥学生的学习主动性,着重培养学生的能力,让学生有机会应用他们所学的知识解决实际问题;将真实的工作场所模拟到学习环境中,使学生感受到企业员工的身份,得以在其中进行自由探索、强调“协作学习”,学生在教师的组织和引导下共同讨论和交流,进行协商和辩论,先内部协商,然后再相互协商,强调
信息资源的利用。为了使学生主动探索,教师必须为学生提供各种信息资源,包括各种类型的教学媒体和教学资料,强调教学过程的最终目的是让学生获取工作知识、工作技能,而非完成教学任务。 实施过程中,应兼顾专业能力、方法能力、社会能力的培养,尤其注重学习能力的培养,提高学生的分析问题、解决问题的能力,使学生从学习中得到成功的体验,增强学习兴趣和学习的信心,从而实现课程的培养目标。
(五)课程考核
课程成绩评定基于发展的教学评价观,包含过程性的考核和结果性的考核。过程性考核包含工作态度的评价、工作过程步骤与方法评价、知识的应用评价等。结果性考核包含项目所涵盖的应知部分的评价、应会部分的评价、项目工作中的问题记录和解决问题的方法、成果展示等。在过程性考核中,对每个学习任务中通过学生自我评价、团队评价、教师评价的方式进行,全面客观地评价学生在实施过程中的表现情况,注重学生答辩及讲演,提高学生语言表达与交流的社会能力;注重学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力的考核,对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励。
三、高素质的教师队伍是取得良好效果的有力保障
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中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2012）12-0102-02
《自动化设备及生产线》是机电一体化专业、数控专业等必修的一门课程，涉及机械技术、电子技术、计算机技术、液压气动技术、传感器技术、可编程控制技术等相关知识，是一门综合应用能力较强的课程。学生通过课程的学习，要掌握各种自动化设备及生产线的运行控制原理、安装与调试的基本技能。要想教好、学好这门课程，必须让学生将相关基础专业课的知识有机融合在一起，构建一个完整的知识体系。教师采用的教学方法不得当，就不利于学生构建完整的知识体系，往往顾此失彼，不利于培养学生的综合技能，更不能满足企业的要求。有鉴于此，在《自动化设备及生产线》课程教学过程中采用项目教学法，能够调动起学生的学习兴趣，高质量地完成教学目标，增强学生的职业技能，并逐步培养学生的辩证思维能力、综合思考与动手能力、团队合作精神、创造能力和进取精神。同时，采用项目教学法，符合职业教育“以就业为导向、以能力为本位”的基本要求，符合职业教育的培养目标。笔者拟结合实际案例，阐述项目教学法在《自动化设备及生产线》课程中的应用。
项目教学法概述
项目教学法是以典型产品为载体设计学习项目，以工作过程为线索设置课程教学过程，按照工作的相关性来组织课程的教学内容，以职业能力的形成为依据选择课程内容并以完成工作任务为主要学习目的的教学模式。项目教学法的最大特点是“以用促学”，即以任务为驱动，将工作作为课程内容的载体，实现理论知识与实践技能的有效整合，以项目为主线、学生为主体，改变以往“教师讲，学生听”被动的教学模式，创造学生主动参与、自主协作、探索创新的教学模式。
笔者所阐述的项目教学法是在自动化柔性生产线MPS实训设备的基础上，以生产线的工作过程和工作站为依据，合理设置项目教学的各个工作任务，把理论知识与实践技能有效结合，实现自动化设备及生产线课程的一体化教学。
项目教学法的典型应用
自动化柔性生产线MPS实训设备是一种最为典型的机电一体化、自动化类产品，它是在接近工业生产制造现场基础上又针对教学进行了专门设计，强化了各种控制技术和工程实践能力。该实训设备由8个工作站组成，分别为上料检测站、机械手搬运站、工件加工站、工件分拣站、工件传输站、工件装配站、装配搬运站及立体仓库站，控制系统由西门子PLC完成，具有较好的柔性，即每站各有一套PLC控制系统独立控制，可以学习简单的基本工作站的安装与调试，也可以学习复杂系统的控制、编程、装配和调试技术。
机械手搬运站是MPS实训设备中的第二站，主要完成将工件从上料检测站搬运到工件加工站的待料工位。下面就以机械手搬运站的安装与调试为例阐述项目教学法在自动化设备及生产线课程中的应用。
创设情境，任务引入 首先教师通过播放MPS正常运行视频，并正确操作演示MPS工作流程，学生了解柔性加工生产线加工工艺，观察机械手搬运站的工作过程，并思考如何安装与调试，通过关键问题的引入，分析该工作站的结构组成与调试方法，明确工作目标，引入工作任务。教师活动与学生活动如表1所示。
明确目标，确定任务 通过情境设计，引导学生明确工作目标，布置工作任务，并下发工作任务单。机械手搬运站的安装与调试主要涉及机械装置、气动装置、控制系统和程序调试四部分，考虑到中职学生的特点和项目主要目标，在该次课设计了两个工作任务，如表2所示。
分析任务，制定计划 学生以小组为单位开展工作，每个小组3～4人，其中1名组长，每名成员都有自己的工作角色和工作岗位，组长接到工作任务单后，根据任务要求，进行工作任务细分并制定工作计划，教师可以指导其开展工作。根据机械手搬运站安装与调试的工作要求，学生制定的工作计划如表3所示。
任务实施，互动交流 在明确工作任务和制定工作计划后，学生在组长带领下，在教师指导下，协作完成任务，教师深入到学生之中，了解学生的工作情况，指导点拨并帮助学生处理难解决的问题。学生在完成任务之后，在教师引导下对完成的项目任务中所涉及的相关理论知识进行归纳总结，互相交流，并提出知识扩展和创新之处。表5展示了机械手搬运站安装与调试的任务实施过程。
任务考核，成果展示 任务考核和成果展示，是开展项目教学活动不可或缺的一个环节，考核内容分5S管理、成果展示、项目创新和工作记录四项。各项目小组将工作成果进行汇报交流与展示，教师对展示小组进行考核和点评，同时小组间互相交流和评价。通过成果展示，小组间互相交流任务完成过程中遇到的问题、困难及解决方法、收获和体会等。教师通过小组工作任务的验收和班组成员的表现，给各小组综合评价。评价的方式在项目汇报完成以后，由教师、组长及学生个人进行评价，让学生明确在项目学习中自己的优点，更好地激发学生学习的积极性，同时了解存在的问题，完善以后的项目学习。
任务延伸，知识汇总 工作任务完成后，为了项目学习的延续，教师根据下次工作任务，让学生利用业余时间研究机械手搬运站控制系统的安装与调试和PLC程序调试等内容，并将本次课所涉及的理论知识点汇总整理，为整个机械手搬运站的安装与调试做好准备工作。
通过项目教学法在《自动化设备及生产线》课程中的应用，有效地调动了学生的学习积极性，学生变被动学习为主动学习，突出了工作任务的完成，体现了以学生为主体，教师为指导，“做中学，做中教”的教学理念，同时注重开发培养学生的职业能力、强化团队协作精神、注重工程实践能力的提高应用，最终使学生具有较强的实践动手能力、独立分析问题能力与解决问题的能力，在这个过程中形成良好的职业习惯与职业素养，为今后走上工作岗位打下坚实的基础。
参考文献：
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[5]章国华.典型生产线原理、安装与调试[M].北京：北京理工大学出版社，2009.
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一、课程的设计理念与思路
该课程在设计之初就与企业深度融合，根据就业岗位设置课程教学内容，共同开发融“教、学、做”为一体的以工作过程为导向的课程，将核心课程教学与企业实际案例紧密结合，共同制定工学结合一体化的课程，基于此为本课程的设计理念与思路。通过多次企业访谈和现场调研，提取企业现场的典型工作任务和岗位技能需求，经过企业实践专家、一体化专业教师、课程体系建设专家等多次沟通交流与论证评审，将提取的典型工作任务转化为几个具有代表性的工作任务，最终结合学生特点、教学条件和企业现场实践环境确定基于学习领域课程体系建设的具体学习任务。
二、课程的内容甄选
课程在开发之初就经过了大量的企业调研，与企业人力资源部门、一线优秀操作工人、企业实践专家、一体化专业教师以及课程体系建设专家等开展多次座谈与评审，一致认为课程教学内容须来源于企业的典型工作任务或岗位技能需求，强调学习过程是“工作过程”，而企业实际工作中的典型工作任务不能直接成为学习领域课程，学习领域的内涵比典型工作任务要宽泛很多，如何将典型工作任务转化为学习领域课程是一个系统而又复杂的过程。
三、课程的内容开发
机械、电气、电子、自动化等控制设备的界限随着科学技术和应用领域的发展越来越不明显，很多机电设备都是一个“光机电气液”一体化的综合设备，很多普通高校、高职院校、中职及技工院校都开设有机电一体专业，足以说明培养具有机电一体化设备综合装调与检修能力的人才实为急需，普通高校以理论研究为主，高职院校以应用实践为主，而技工职业教育则以培养装调、检修一线操作人员为主。因此，如何结合生源特点、教学实训条件、企业实践资源等共同开发一些具有典型性、可操作性、实用性的教学内容尤为关键。第一，自动感应门控制设备的安装与调试。学习任务的内容和载体确定了以后，人们就着手开发相关的教学资料和教学装备，教学资料依据一体化课程开发标准按部就班完成。为了力求可操作性和实用性，与某物业取得联系，自费为该物业所属的办公楼安装一组自动感应门，自动门所有机械组件和电控元件均为工业级，当再次与物业洽谈具体安装事宜时被告知：对学校课程开发行为表示赞成和支持，但没有相关施工资质，不得实地施工。课程开发不能停，经过多方思考，决定自己造“门”，安装自动门控制设备需要一个实际的门洞和立体空间，因此购置了铝合金标准型材，自己动手切割制作，搭建出一个标准门洞和一个开间，经过开发团队的不懈努力，终于在模拟的大门和房间安装了一组自动感应门设备，调试成功，运行良好，符合电气设备安装标准和有关安全标准。后来经过专家组论证，任务内容典型、具体、实用，培养学生实际工程设备的装调、检修能力，特别对自行搭建的实训平台提出赞扬，解决了部分工学矛盾，理应推广。第二，物料分拣控制设备的安装与调试。与上类似，相关的教学资料和教学载体也亟待开发，教学资料顺利完成，但是有些技术细节必须与载体一致，载体的选取尤为关键，实地走访了首钢京唐公司、玛氏食品公司、亚龙科技等生产型企业和教学装备制造企业。生产型企业电气自动化生产线设备应用广泛、规模庞大、系统复杂，工艺要求很高，学生不可能立即参与其中进行装调、维检；教学装备制造企业，规模化设计和生产微缩生产线模型，得到了很多职业院校和普通高校的青睐，在教学实践中起到了一定作用，但是该设备相对与中职教育还是显得有些复杂、偏难，另外这些设备一般都是非开放式的，所以满足不了人们对课程开发的初衷。经过开发小组的讨论和尝试，人们何不选取自动化生产线设备运行工艺中某一典型环节来实施，所有电气元件、执行元件、控制系统、包括机械平台、传动机构都购买散件（标件），制作部分非标件，自行设计功能指标和技术文件，最终经过几个月的采购、制作与装调，在一块模拟板上实现了“物料分拣”电气动模拟操控平台，完全满足学生的机电设备安装与调试训练项目。后来经过专家的点评和学校专业部门的论证，不仅给予了高度赞扬和认同，还特批经费用于成建制推广，所有建制高年级班均开课实施。
四、结束语
综前所述，该一体化课程的开发历经曲折，并付诸教学实践，多方反馈良好。就结论而言，若要开发出一套完善的一体化课程，其一，首先需要课程开发团队具有甘于奉献、团结协作之精神，多方调研、不能脱离现场实际；其二，须结合学校现有条件，创造条件，打造一支能胜任课程实践的教师团队；其三，注重同步开发课程工作页等相关拓展习题、学材、教材等，让学生加强练习、拓宽视野；其四，课程须通过不断的教学实践，不断改进，不断总结，形成闭环；其五，用发展的眼光看世界，用清醒的头脑理当下，拥有与时俱进、敢于创新、脚踏实地、善于动手的专业（课程）开发思路与实践。
参考文献：
