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（陕西工业职业技术学院电气工程学院，咸阳 712000）
（Shannxi Poletechnic Institute School of Electrical Engineering，Xianyang 712000，China）
摘要： 高职教育课程是以 “职业技能/工作项目”为单元、生产工作过程为线索设计教学内容，工学结合模式是实现此培养目标的有效途径，本文就工学结合模式下，研究PLC课程教学内容的设计。
Abstract： The vocational curriculum designs teaching content taking "the vocational skill/work project" as the unit, taking the productive work process as clue. Work-integrated learning is an effective way of achieving the goal. This paper studied the design of PLC curriculum course content according to work-study pattern.
关键词： 工学结合 PLC 课程设计
Key words： work-integrated learning; PLC; curriculum project
中图分类号：G42文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）15-0265-02
0引言
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，把工学结合作为高等职业教育人才培养模式改革的切入点，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。”工学结合模式下的课程设计及其课程目标、课程内容应当满足生产工作对职业技能的需要，教学活动必须与生产活动紧密结合。
1以“课程活动观”引导课程设计
课程活动观是将课程看成“受教育者各种自主性活动的总和”的观点，适合职业教育与技能型人才的培养。一方面，“职业教育强调课程要在学生生活经验、学习动机、实际需要和接受能力的基础上，以掌握职业技能为主。”（姜大源，2007）另一方面，教学实践证明，擅长形象思维的教育对象更适应于教学于活动之中，在做中学、学中做。课程设计是制订人才培养方案的核心与关键，首先要明确高职教育的类型、层次与人才培养目标，找准课程设计的基本方位。高职教育“培养面向生产、建设、服务和管理第一线需要的高技能人才”，是国家教育行政部门根据社会需求对高职教育的人才层次与类型的准确定位，是课程设计的基本目标。
2以“职业技能/工作项目（岗位）”为单元、生产工作过程为线索重组课程内容
课程活动观下的“职业技能/工作项目（岗位）”课程，应根据技能培养需要，在对课程目标、课程内容（职业技能与知识）进行分析的基础上，按照生产过程、工作与服务流程重组。职业院校的工学结合，是遵循教育规律，坚持以就业为导向，促进学生就业的需要，是关系到建设有中国特色职业教育的一个带有方向性的关键问题。
具体在PLC课程中要如何实施。有以下几点思考：
2.1 调查研究①进行分析调查，根据各个企业不同，调查目前企业需要什么样的PLC技术人才？②我们怎么样培养企业需要的人才，如何提供符合企业要求的人？③企业会提供给我们什么？
2.2 课程内容设置①职业学院培养的高技能人才，培养的是具有较高理论基础的实践应用的人才，首先要加强理论的教学，在授课过程，要及时的进行教材或教学内容的更新，使学生学到的知识与当前生产实践相适应。②授课过程中要强调教师授课以实际应用为主线，所授课程以教化示范为主题，使学生能够独立掌握理论内容。
2.3 实践实训①加强校内外实习实训效果，通过实训加深对理论的理解，能够知道学习理论的缺陷，从而加强学生学习的方向。②实训强化。学生要选择毕业后的去向，根据专业方向，以有实践经验的教师或企业人员，对学生进行针对性强化，学生即将面临工作，这时的强化学生爱学，增强实践效果。
通过各种措施，使企业支持高职院校的发展，与学校开展工学结合的实训教学工作，联合培养高技能人才，这是发展高等职业教育必须要承接的课题，也是实现“工学结合”的实训教学模式发展高职院校特色化的基础之一。
《PLC控制系统集成》课程是陕西工业职业技术学院电气自动化专业的优质核心专业课程，以工作过程为导向，以PLC技术在机械设备应用项目为驱动，以PLC编程及软硬件综合调试能力训练为中心，突出课程的职业性和实用性，遵循先易后难、循序渐进的原则设计实践教学内容。PLC课程内容设计如表1所示。
3教学组织：从以理论学习为轴心，向以实践活动为轴心转移
教学组织实际上是教学过程中教师和学生活动的组织方式及教学时间与空间的安排方式，它是完成教学任务和教学内容、实现教学目标的基本保证。按照“课程活动观”的要求，教学组织主要是明确教师与学生在教学活动中的地位，以及布置相应的教学情景。教学活动中，学生是教学活动的中心与主角，学生按照生产、工作或岗位操作规程独立操作，教师充当“教练”角色，只有当学生在“活动”中遇到困难或出现问题时，“教练”才予以指导。
在组织实施教学过程中，体现思维过程和行动过程的完整性，通过学生自己完整实施“资讯、计划、实施、检查、交流、评估” 等环节真正实现做中学、学中做。本课程设计制定了系列教学文件，主要有课程标准、教学组织方案、工作任务单、工作任务检评单等标准，提高了课程实效性。在教学过程中，充分考虑工作与学习的关系，使学生学会工作，在工作基础上进一步学习，提高学生的综合职业素养。
本课程以实践教学为主，教学中采用“教、学、做”理实一体化教学模式，根据职业教育规律、高职学生学习特点，在实训室、生产现场完成课程教与学，教师边讲边演示，学生边学边实践边提问，使学生较快理解PLC的工作原理，掌握PLC软件使用、硬件安装和布线方法，具有较好的程序设计、系统调试、检修与维护能力。通过“教、学、做”一体化的现场教学模式，既利于学生理解理论知识，开拓了视野，也能把所学知识与生产实际结合起来。
4教学方法：基于工作过程的多种方法相结合
4.1 项目导向，任务驱动教学法教学过程中坚持工学结合，以项目为导向、以任务驱动学生技能学习。将一个实际项目贯穿于整个课程的学习过程，把项目的内容按照课程相关知识点分割成若干单元，每一单元作为一项工作任务。开课时首先向学生说明项目的总体任务，解决的问题，达到的目的，需要提交的成果要求，让学生对其有所了解。教师讲课时把理论结合实际融入理论教学，注重培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力以及创新思维与技术综合应用能力。
4.2 现场教学法在模型室、实训场、生产一线进行现场教学，理论与实践有机结合，增强学生的感性认识，提高学生的理解能力，易于学生掌握较抽象的知识点。
4.3 “教、学、练、做”四位一体教学法在PLC理论和实践技能讲授过程中，坚持采用教、学、练、做四位一体教学法，边讲边学，边学边练，边练边做，讲、学、练、做相互交叉，学做合一、理实一体，使学生具有坚实的理论知识和过硬的实践技能。
4.4 案例教学法课程教学采用工程典型案例、选取与学生实际生活密切相关的实例讲解，有效地使难以理解的概念简单化、形象化，充分激发学生的学习兴趣和主动性，并提出问题，培养学生分析问题、解决问题和创新思维的能力。引进生产一线人才入校园，把实际生产与校园学习有机结合，使学生了解本课程的前沿性技术。
5案例分析：以学习情境5――机械手臂的PLC控制系统设计调试，解析课程改革设计与实施过程
在组织实施教学过程中，体现思维过程和行动过程的完整性，以班组式的教学组织模式，通过学生自己完整实施，按照工作过程的“六步法”――“资讯、计划、实施、检查、交流、评估” 等环节实现做中学、学中做。
5.1 信息资讯通过工厂参观，认识实际生产中机械手的应用，从感性认识角度加强对机械手的了解。机械手是一种能模仿人手的某些工作技能，按要求抓取和搬运作业的机械化、自动化装置。自动线上的机械手能完成简单的抓取、搬运，实现上、下料工作。
5.2 计划控制方案利用多媒体现代化教育技术手段，通过Flas课件，使学生了解机械手控制形式与过程，进一步分析和掌握械手的控制要求，制订出机械手控制方案的最优计划。
把机械手动画图简化，转化成图纸，使学生对机械手的控制由感性认识转化为理性认识。
5.3 实施制作：PLC控制系统的设计：①确定用户所需的输入／输出设备及I／o点数。②选择PLC：该机械手的控制为纯开关量控制，所需I／o点数不多，选择一般小型机即可。③程序设计：程序总体结构。④实训要求：设计程序，完成接线和程序调试，写出总结报告。
5.4 自我检查、交流每组学生自己检查实施方案计划，机械安装和PLC软件控制系统是否存在问题。同时与其他组讨论交流，吸取其他组设计方案的优点。通过教师的指导，使系统设计方案最优化。
5.5 评估建立突出能力本位，强调工作过程，以产品质量监控为核心，融职业综合素质考察的评价体系。依据工作任务的专业能力考核标准，对实施过程进行考核，包括制定工作计划、工具使用、操作技能、展示交流、整理文件等考核点，同时对学生的方法能力、社会能力进行评价。由校内专任教师与企业兼职教师共同对学生进行考核评价，建立完整的评价考核体系。
6工学结合的PLC课程改革及实际效果
实施工学结合，一是根据职业标准的要求，注重技能培养，构建满足岗位目标要求的模块化课程体系。二是细化教学环节，这是工学结合实施过程细化，即每一单元要达到什么目标，讲什么内容，在什么地方讲，由什么样的人讲，采用什么方法讲。
PLC实施基于工作过程的理实一体化的教学模式，将教学方法更加细化，突出课堂教学、实训室模拟、车间实训的基础环节，强化集中实训，中级职业资格证书取证环节，提高高一级职业资格证书或相关工种训练，延展职业能力环节，满足学生个性发展环节，教学环节始终贯彻工学结合。
工学结合就是围绕生产、工作或就业进行教学，课程教学以工作或就业为目的。本课程是专业技能核心课程，同时也为其它课程的学习提供基础，在专业能力体系课程的工学结合教学中发挥作用，真正成为专业核心课程和核心技能。求实效，不统一模式,推进工学结合教学改革时，专业带头人提出适合本专业工学结合的人才培养模式，由指导教师结合班级学生实际情况，制定方案，分步实施，所以实效较为明显，也容易获得企业专家认同。
7结束语
课程改革要遵循既大胆实践，又循序渐进，不断总结，完善提高的过程和方法，在实践中积累经验，并且要有长期作战的观念。课程改革是一项长期工程，随着环境、条件的改善逐渐完善，绝非一日之功。课程改革是一项非常繁重、复杂的任务，尤其是当今职业教育教学矛盾日益突出，解决这一矛盾是一项系统工程，PLC课程改革可谓任重而道远。
参考文献：
[1]郝超，蒋庆斌．试论高职教育项目课程的基本内涵[J]．中国高教研究，2007，（7）：59．
1职业能力的基本内涵
职业能力是指从事具体职业活动时所需具有的能力，它包含专业能力、方法能力和社会能力。专业能力是指专业知识、专业技能和专项能力等与职业相关的基础能力，是职业活动得以进行的基本条件。方法能力包含了独立思考、分析判断与决策、获取与利用信息、创新和独立制订计划的能力等。社会能力则包含了组织协调、人际沟通、语言与书面表达能力，以及社会责任感和职业意识等。
2培养中职学生职业能力的目的
2．1利于学生学会从业
中职学校培养的是生产第一线的技术工人，所以要求中职生必须掌握某一特定职业所需要的实际能力，学会从业和做事。近年来，中职毕业生中相当一部分职业能力低，不能胜任从事的工作。为此，在实际教学中，教师应根据职业知识和技能的要求，注重对学生实际操作技能的训练，教会他们从业的能力和做事的本领，使学生毕业后能尽快地适应岗位工作的要求。
2．2利于学生学会生存
随着社会经济的快速发展，职业岗位呈现出新型性、替代性和不稳定性，这就要求从业者必须以稳定的心理素质来应对职业的变化与更替。在教学过程中，教师要重视学生综合素质的培养，鼓励学生走向社会、面对现实、完善自我，以及锻炼自己承受各种心理压力的能力，使学生具备在将来的职业生涯中正确处理各种关系，化解各种矛盾，提高适应及承担风险的能力。
2．3利于学生学会创新
当今时代是竞争激烈、人才辈出的时代，不断创新是其鲜明的特征。从业者只有不断创新，才会有更大的发展。所以在教学过程中，教师要重视对学生创新思维能力的培养，引导他们乐于学习、积极思考，使他们在将来的职业生涯中，具备勇于创新、勇于创造的能力。
3在实训教学中培养、提升和强化中职生的职业能力
众所周知，专业课具有较强的应用性和实践型，而实训教学是专业课程教学的重要环节。如何在实训教学中培养、提升和强化中职生的职业能力?笔者试图通过在机电一体化设备组装与调试课程实训教学中构建实践环节的3个平台来解答这一问题。
3．1搭建实训实习平台，培养学生的职业能力
由于学校扩招，入学门槛降低，中职生的基础普遍较差，但他们也有自己的特点：头脑灵活，好奇心强，有较强的动手操作能力。因此，教师应根据学生的特点，搭建实训实习平台，让学生在这一平台中得到充分的技能训练，使他们在就业时具有更强的适应性和竞争力。机电一体化设备组装与调试课程是广西理工职业技术学校这2年为了适应经济发展和企业人才需求的需要，以及进一步培养机电类学生掌握机电一体化设备的组装与调试的职业能力、培养参加全区和全国技能大赛的选手而开设的，教学内容融合了光电控制、气动控制、plc控制、变频器控制等技术的一门重要的专业课程。通过学习该课程，学生对所学的专业知识有了全面的认识和巩固，专业技能得到综合的训练及实践运用。
3．1．1学生专业能力的培养
机电一体化设备组装与调试课程要求学生能识读机械图纸和掌握机械安装工具及测量工具的正确使用方法，能绘制电气原理图并按图接线，能读懂气路图并连接气路，能根据要求设置变频器参数，按控制要求编制plc程序并调试。而学生这些专业能力的培养最终需通过实践环节的技能训练来实现。机电一体化设备组装与调试课程是应用技能竞赛设备——亚龙yl一235a型光机电一体化实训装置来进行实训教学的。该装置配置了生产实际中典型的皮带输送机、机械手、圆盘和分拣装置，承载了真实的生产性功能。它把机电类专业职业岗位的工作内容和现代企业需要的技术都融入装置中，职业性特点十分明显。因此，在这门课程的实训教学中，教师应按专业能力形成的规律采取“以项目为载体，任务引领，工作过程导向”的教学理念来进行教学，按照由简单到复杂，由单一到综合，由一般功能到特殊功能的循序渐进的原则，分3个阶段来组织实训项目和规划工作任务。
基础实训阶段：首先带学生到实训室观看实训装置，让学生感性认识实训装置的整体结构和元器件的组成。然后进行单一部件的拆装实训项目，包括圆盘、皮带输送机的安装与调整，机械手、分拣装置的安装与调试等工作实训，使学生了解和掌握实际生产中典型部件的基本结构、工作原理和安装调试方法。接着进行单一部件的plc编程实训，按照任务书中的控制要求，学生利用实训装置配置的plc进行编程，分别实现对圆盘供料、机械手搬运工件、皮带输送机送料、分拣装置分拣工件的单一部件的控制，使学生进一步掌握plc编程的方法、技巧和应用技术。
强化实训阶段：这一阶段是把2—3个单一部件进行组合，实现简单的组合控制功能。如：圆盘+机械手，人工落料+皮带输送机+分拣，圆盘+机械手+皮带输送机，机械手+皮带输送机+分拣等。
综合实训阶段：这一阶段则是把整个机电一体化装置所有部件进行组装和调试，并实现对整个设备的多种功能、多种工作方式的控制。
通过上述3个阶段的实训，学生从易到难，逐步了解和掌握机电一体化设备组装与调试技术，专业技能得到了充分训练，培养了学生的专业能力。
3．1．2学生方法能力的培养
在实训教学的过程中，让2~3个学生组成任务小组，在拿到教师发给的任务书后，以小组为单位，讨论和分析工作任务，搜索相关知识和信息，制订好完成任务的计划。在任务完成的过程中，小组成员分工合作，相互协调，及时地发现问题和解决问题。任务完成后，学生对自己完成工作的情况进行评定，对自己所负责的工作效果等方面进行分析和总结。在整个任务教学过程中，以学生为主体，教师为主导，教师起组织者、指导者的作用，引导学生学会思考，掌握发现、分析和解决问题的能力；利用任务这一主线，充分发挥学生的主动性、积极性和创造性，使学生的方法能力得到培养。
3．1．3学生社会能力的培养
任务小组的成员轮流担任小组长，负责组织小组成员分析讨论工作任务，并将制订好的工作计划用电子版的形式上交给指导教师，指导教师认真审核并提出修改意见。小组长根据指导教师审核后的工作计划，给小组成员布置任务。在任务的完成过程中，小组长负责沟通、协调和指挥小组成员进行工作。任务完成后，小组长组织小组成员对整个完成任务的过程进行分析，汇总后在全班同学面前进行总结。这样，每位学生在组织协调、人际沟通、语言与书面表达、社会责任感和职业意识等方面都得到了锻炼，培养了一定的社会能力。
3．2搭建技能比赛平台。提升学生的职业能力
“普通教育有高考，职业教育有大赛”的教育制度的设计和创新，使职业教育发展出现了令人鼓舞的局面。为了进一步推进职业教育的改革和发展，教育部提出定期举办职业院校技能大赛的要求。每年3月份，广西中职学校的技能大赛开幕，选拔出优秀选手代表广西于6月份参加全国的技能大赛。为了迎接广西中职学校的技能大赛，选拔出代表学校参赛的选手，广西理工职业技术学校于每年的1l一12月份，从班级到系部，利用校内自动化实训室举办各层次的机电一体化设备的组装与调试项目的技能比赛。通过宣传动员、培训辅导、初赛决赛、评分点评、表彰奖励等方式，让学生以较高的热情积极参与技能比赛。学生以2个同学组成团队参赛，由机电一体化设备组装与调试课程的任课教师负责指导参赛学生根据该项目的比赛规则，精心设计比赛内容、认真准备和参与比赛，并将学生的比赛成绩作为该课程的实训考核成绩计入期评成绩。通过多层次的比赛，进一步提高了学生的专业技能，增强了学生的安全意识、竞争意识和团结协作精神，锻炼了学生计划组织、交流沟通及分析和解决问题的能力，学生的职业能力得到了提升。
3．3搭建“校企合作”平台，强化学生的职业能力
“校企合作、工学结合”是我国职业教育改革与发展的方向。国务院关于大力发展职业教育的决定指出，要大力推行“校企合作、工学结合”的培养模式。实训教学不应局限于校内实训室，应“走出去，请进来”。广西理工职业技术学校这2年与富士康科技集团公司、海信电器集团公司等多家企业签订了校企合作的协议，企业派出技术人员到广西理工职业技术学校指导教师，培训学生，举办各种讲座，让学生了解企业的发展状况，了解企业的新产品、新设备、新工艺和新技术。广西理工职业技术学校也安排学生到企业去顶岗实习，让学生按照企业实际的生产要求参加工作实践，了解企业机电设备，获取实际工作经验。在实习期间，学生参与实际工作，培养了他们爱岗敬业、吃苦耐劳的精神，增强了对岗位、职业的感情，较早地接受企业文化的熏陶。同时，把理论和实践融为一体，学生的动手能力、独立完成工作的能力和应变能力等这些职业岗位能力得到了强化。
3．4实训教学改革成效
《机电装调技术》课程以PLC控制为主线，根据行业企业发展需要和完成职业岗位实际工作任务需要的知识、能力、素质要求，主要选取实现机电一体化控制的主体内容，将传感器技术、液压与气压传动结合具体的控制对象，完成机械手、机器人、电动机、自动流水线的装配与调试。本文围绕该课程教材选用、教学方法改革、实验设备更新与教学效果四方面阐述课程改革概况，总结课程改革取得的成绩，制订课程建设规划和发展方向。
一、《机电装调技术》课程改革概况
（一）校本教材编写。
编制适合本校学生的“理实一体化项目”教材，该教材的特色是基于工作工程，以行动导向为教学实施原则，课程内所有学习情境的项目都紧密联系现场或直接来源于现场研究课题及技术服务项目。例如：机械手PLC控制、送料小车自动往返系统、物料传送分拣系统、十字路通灯等项目[1]。
（二）实验室建设。
结合学校实验室建设，对课程原有实验设备进行更新和改造，采用散件自行设计、组装和制造了与三菱PLC配套的控制实训板，取代了一些内容陈旧的理论性过强的实验，使实训和学生动手设计相结合。另外添置了YL235光机电一体化培训装置、机械手控制系统、平面仓储控制系统、立体仓库系统、自动小车往返系统等多个真实工作项目模型，吻合企业需求，培育学生的职业技能。
（三）教学方法。
《机电装调技术》采用理实一体化教学模式和项目教学法，以机电一体化设备中常见的实例为情境：如电动机控制、交通信号灯控制、机械手控制等为载体和项目。在具体项目教学中突破传统教学模式，实现理论教学和实践教学高度融合，真正做到从学生实际和企业实际出发，提高教学有效性。在时间上将学习项目在不同时段内完成；在空间上将教室与实验室、实习、实训场地结合形成专业教室；在教学方式上将理论教学与实验实训融为一体，形成工作任务为导向，理论与实践有机结合的教学项目[2]。
二、《机电装调技术》课程改革取得的成效
（一）随着近几年课程改革稳定推进，《机电装调技术》课程已经形成了自身的特色。
1.教学实践与考工结合，积极组织学生技能证书考核。通过考证的督促，增加学生学习的动力和压力，使之有目标、有针对性地学习。三年级高职学生95%左右取得了维修电工中级工证书，80%的学生取得了维修电工高级工证书，形成了以职业能力和综合能力为目标的多维实践方式。
2.学校配置了YL235光机电一体化培训装置、机械手控制系统、平面仓储控制系统、立体仓库系统、自动小车往返系统等多个真实工作项目模型，以现场真实工作项目为载体，以模拟仿真型和真实工作现场为学习场所，学习与工作岗位紧密结合。
3.学校专门在各班选拔一定比例的学生成立提高班，经过专程老师辅导参加电工技能大赛。形成了学习与竞赛、学习与技术服务的实践模式，加强了学生技能训练和知识的综合运用，锻炼了学生的职业能力和综合素质[4]。
（二）《机电装调技术》课程参与精品课程申报，并顺利通过审核。
精品课程建设使学生学习突破时空限制，通过校园网络教学将学习延伸到课堂之外。将《机电装调技术》的理论教学课件、实训视频、编程软件上传到精品课程校园网站，充分利用多媒体教室和校园网络优势。
三、《机电装调技术》课程建设规划与发展方向
在今后课程建设中主要从以下几方面着手规划：
（一）重点做好课程体系和内容建设。
第一，根据专业人才培养方案，不断完善并滚动修订课程标准，编写与不断变化的课程环境相适应的配套教材，强调按工作过程编排教学内容，建立并逐步完善课程网络资源库。第二，通过对毕业生情况的跟踪调查，了解毕业生适岗能力、职业后续发展能力、技能不足之处，改进课程教学。第三，按照服务区域经济的理念，结合江苏省和长三角经济发展的特点，重建实践教学体系；加强校企合作，利用行业企业提供的资料扩充实训内容，完善实训教材的建设。
（二）进一步推进“以赛促训，以训强技”的技能强化工作。
技能大赛对加强学生技能培养、深化实践教学改革、转变教师的教学理念、构建实践教学体系及科学制定实践教学质量标准和评价体系具有很强的促进作用，要将技能竞赛作为一项常规工作，常抓不懈[4]。
（三）加强课程团队建设，深化课程改革。
加强校本培训，以老带新；落实教师进厂实践制度，为本课程培养更多“双师型”教师；有计划地安排课程主讲教师进修学习等，提高课程团队的整体水平，力争三年内将本课程建设成省级精品课程。
四、结语
《机电装调技术》作为机电一体化技术专业的核心课程，经过几年建设，在教学内容、教学手段和教学方法、学生综合实践能力和综合素质培养等方面取得了一系列丰硕成果。然而，教学改革是永无止境的，课程组老师将继续努力，巩固已取得的成果，不断进行探索，为培养适应时代、具有本专业特色的高技能应用型人才作出贡献。
参考文献：
[1]余伶俐，蔡自兴，肖晓明.智能控制精品课程教学改革研究[J].计算机教育，2010.10-10.
[2]刘玲玉.项目教学法在PLC控制及应用教学中的实施策略[J].广西教育，2011.4.
【Abstract】In the curriculum of a PLC application technology “manipulator PLC control” content teaching situation as the object， from the teaching content， focus on the solution of the difficulties and teaching strategies， implementation process， feedback is five or six aspects， this paper expounds the teaching method based on space applications. Full text of novel idea， unique design， the design is clever， method used properly， apply to the practical teaching， outstanding results， with extension.
【Key words】Content of courses； The focus and difficulty； Teaching strategies； The implementation process； Evaluation and feedback
0 引言
教学方法应用要依据现代职业教育教学思想和理念，根据课程教学内容的特点，以空间为载体，运用现代信息技术科学、合理、巧妙地安排教学过程的各个环节和要素，融合有效的教学方法，在学生角色、教师角色、教学内容组织、教学过程实施、师生互动方式、考核与评价等方面有所创新，在激发学生学习兴趣、培养自主学习能力以及化解教学重点、难点等方面有突破与创新。
本文以《PLC应用技术》课程的一个教学情境“机械手的PLC控制”内容为对象，从教学内容、重点难点的解决、教学策略、实施过程、评价反馈五个方面，阐述了基于空间的教学方式方法应用。
1 基于空间的教学方式方法应用
1.1 教学内容的实施以网络为平台、实训室为平台、采用虚实一体的方式进行
步骤1、复习、提问：上次课学习的顺序控制设计法与顺序功能图内容；
步骤2、任务分析：机械手的PLC控制
步骤3、任务相关设计方法知识的讲解：学习使用置位/复位指令的顺序控制梯形图的设计方法。
步骤4、学习梯形图程序编译与仿真
步骤5、学习PLC接线图的设计及画法
步骤6、联机调试方法与任务拓展。
1.2 以世界大学城空间、QQ空间、微信空间为平台，实训室为平台，运用信息技术解决教学情境中的重点、难点
1）“机械手的PLC控制”教学情境的重点：单序列使用置位/复位指令的顺序控制梯形图的设计方法的编程方法；
2）“机械手的PLC控制”教学情境的难点：选择序列和并行序列使用置位/复位指令的顺序控制梯形图的设计方法的编程方法；
3）用信息技术解决教学情境的重点、难点问题。
（1）基于世界大学城空间、QQ空间、微信空间演示相关编程方法的课件、动画、教学微视频；
（2）基于世界大学城空间、QQ空间、微信空间创设情境，演示机械手的PLC控制的影像资料，让学生从观察感受中发现问题、提出疑问；
（3）开展在线答疑。
1.3 以空间为平台的教学策略
以空间为平台，通过世界大学城空间和云平台来实施的，策略分为教师行为和学生行为。
1）教师行为。教师在世界大学城空间，上传项目任务书、项目知识点、课件、动画、教学微视频、设备操作视频、任务考核标准。开展在线答疑。
2）学生行为。在线学习项目任务书、技能知识点、课件、动画、教学微视频、硬件接线方法、软件编程方法。上传世界大学城空间技术文档。
3）教师行为分课前行为、课堂行为、课后行为。课前行为是在世界大学城空间上传学习资源，包括：项目任务（知识点、技能点）；上传技术文档范文；上传设备操作视频；布置课后作业。课堂行为即教学过程的前45分钟通过播放空间资源的形式进包括：任务分解及知识点解释；案例引导教学；演示动画仿真；施编程要领。教学过程的后45分钟主要是：指导程序设计、安装与配线；在线答疑；项目检查与评分；管理课堂；把握时间节点。课后行为是课后讨论与答疑，在大学城空间批改课后作业，给出分数，综合总结，下次课的课程资源和任务以及课后作业。
学生行为的课前行为是下载学习资源附件，包括：完成前一次课的作业并上传；下载技术文档、视频资料；进行课前预习；与同学和老师在大学城空间教研室互动。课堂行为即学习过程的前45分钟主要是：通过老师的课堂讲授，理解任务要求；掌握指令功能和行程流程图绘制思路；理解编程方法；掌握接线图的绘制要领。课堂行为即学习过程的后45分钟主要是：打开大学城空间对照视频接线；编写I/O分配表、绘制接线图；编写程序下载到PLC；运行调试PLC程序。课后行为主要是课后讨论学习完成作业。学生在大学城空间查询上次作业成绩；有疑问时与教师沟通。
1.4 实施过程
实施过程分为：课前预习、知识回顾、情境导入、任务分析、知识认知、讨论互助、虚拟解决、实践解决、任务拓展、协同作业等十个阶段。
步骤1.在知识回顾阶段，学生通过空间进行教材查阅、任务单查阅、教案查阅、空间作业查阅。我们指定的教材是《S7-200 PLC基础教程（第三版）》、《PLC应用技术项目教程》。这些资源已上传到教师的大学城空间、课程QQ群空间、课程微信群空间。
步骤2.在情境导入阶段，学生通过观看机械手视频动画见图3，思考：机械手是如何用PLC控制的？
学生对着任务单，按照给出的具体任务，按要求设计机械手PLC控制系统的软硬件。
步骤3.在任务分析阶段，学生对照老师给定的任务单，通过观看空间的相关视频，围绕三个问题开展小组讨论展示。通过翻阅文献-获得知识点；通过阅读教材-获得知识点。
步骤4.知识认知阶段。在世界大学城空间老师专门建立了一个《PLC应用技术》课程网站，里面有非常丰富的学习资源、视频资源。学生通过查阅教师的世界大学城空间，自主进行知识的学习。学生在开展知识认知时，要带着问题开展学习：机械手是如何用PLC控制的？
步骤5.在讨论互助阶段，学生围绕“I/O分配表的确定、硬件接线图的绘制、梯形图程序的编写”三个方面，学生之间开展交互式指导。
步骤6.在虚拟解决阶段，学生从教师空间下载仿真软件，验证程序的结果。这是一个学生对机械手的PLC控制的程序仿真，通过程序的仿真，学生可验证程序的正确性。
步骤7.在实践阶段，学生在PLC实训室进行实践，包括：PLC的外部电路接线、程序的下载、程序调试。
步骤8.在任务拓展阶段，教师基于世界大学城空间的教研苑，提出2个任务拓展的问题。
步骤9.在协同作业阶段，学生通过分组展示PLC控制模版、系统安装与调试；学生把程序上传教师空间专门的作业区；给出自评和小组互评的成绩。
1.5 评价反馈
评价反馈分为2种，第一种是基于绩效的评估作品，如图6所示。第二种是提交PLC控制程序，即作业评估――技术文档的上传到世界大学城空间。
《PLC应用技术》课程建立了工作任务结果考核评价标准。学生根据工作任务结果考核评价标准，开展自评成绩、小组互评，学生通过空间上传作业、教师通过空间打分。
2 结束语
基于空间的教学方法应用充分体现现代职业教育教学理念，运用现代信息技术手段与课堂教学的有效融合，方法实用、可操作性强，能突出教学过程中教师的引导作用和学生的主体地位，有效激发学生的学习兴趣，教学效果突出；便于师生之间开展交流互动，实时解决教学问题。
【参考文献】
[1]王猛.职业院校机电专业实践教学体系建设的实践与研究[J].中国职业技术教育，2012（14）：19-23.
[2]王彰云.高职院校PLC课程实践教学改革研究[J].中国职业技术教育，2013（11）：43-45.
【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。
基于以上原因，我觉得实行企业化管理，改革传统授课方式，取消实训课按照教材按部就班的实训方式，改为企业生产或加工成品等来推进实训的内容。
1. 根据企业不同的生产部门，将实训教室“车间化”
一个产品的加工需要不同的生产部门，如何利用有限的设备将工厂搬进学校，实现生产与实训合一，这是首要解决的问题。我们将整个PLC实训的设计、安装、接线、编程、调试等步骤分成五个模块，分别是手工流水线、离线编程区、物料仓库、自动流水线、工艺检测区。将企业不同的部门整合在一起，既可分开教学，又能完成整个产品的生产，有利于生产教学的完整性。
2. 根据企业管理方式，将实训环境“企业化”
每个企业有不同的企业文化，环境布置在很大程度上能反映企业的管理方式和运作模式。PLC是现代制造业的高新技术，细节决定成败，许多时候只有0分和100分的区别。要培养学生严谨的工作作风，养成高度的责任感，必须给它一个相对应的企业工作场景。根据企业的设置，我们在每一个模块区分成不同的工作岗位，并都有标识和简要说明，每一个岗位上都有作业指导书。工具的使用和放置都有明确的规定。生产实训有计划、有总结。物料损耗结算定单定时，设备的维护保养定期定员。产品的进出都有学校和企业人员确认签字。做到有物可寻，有账可查。让学生在校内实训室学习期间就能感受到企业文化，体验学生与企业员工的双重角色，走到工作岗位后，能迅速转入岗位角色，真正实现校企“零距离”对接。
3.根据企业人才需求，将教师身份“双重化”
在教师的资源配置上，采用“走出去，请进来”的方式。在实训中心还在建造时，我们电子教研组教师利用暑假时间到企业里学习实践，体验生产现状，了解企业需求。PLC实验室投入使用后，我们聘请企业里的高级工程师和大学教授担任专业教师，扩充教师队伍。通过这种方式提高教师的实践操作能力，实现教师与师傅合一，真正做到理论与实践相结合。校企双方人才交流的过程，有利于培养“双师型”教师，增强学校与企业的自身活力。
二、创新课堂活动的设计
课堂教学活动创新的设计我觉得主要是从如何导入新课，如何让学生体验到本堂课的重要性和实用性等几个方面进行创新设计，只要这样才能让学生更快，更扎实地掌握所学习的内容。下面我以创新的新课导入为例讲解创新课堂活动的设计。
创设兴趣情境，以趣引思
古人云：“学起于思，思源于疑。”学生的积极思维往往是由问题开始，又在解决问题中得到发展，因此，教学中，教师要依据教材的内容特点，不断设计问题情境，从而造成学生的“认知突破”，使学生处于一种“心求通而未达，口欲言而未能”的不平衡状态。这种心理状态是引发思维的最佳时期。经过一学期《PLC与变频器技能实训》的教学，我发现以下方法是比较有效的。
1.运用生活实例引入新课
创新教学的一个重要特征就是“创新性”，那实验教学就具有得天独厚的优势。在教学中，若能巧妙安排操作简单、色彩强烈、变化明快的生活实例，则能激发学生的好奇心，培养学生的学习兴趣。如在讲解“基本指令”知识时，可先举例生产线中机械手的控制，让学生说机械手为什么能动！然后教师提问：“是什么魔力让机械手和人一样灵活自如？”学生感到非常惊奇，表现出想探究印象的原理，于是就把学生带入了自学探索的阶段中。
2. 精心设疑，制造悬念
“学起于思，思源于疑”，疑能使心理上感到困惑，产生认知冲突，进而拨动其思维之弦。适时激疑，可以使学生因疑生趣，由疑诱思，以疑获知。
如在教学“模拟量控制”时，教师巧妙地利用“蔬菜大棚温度控制”的例子向学生激疑：“为什么能够控制温度，并且还是恒温？”一“模拟量”转“数字量”，他们各抒己见，有的说因为模拟量平滑能够直接控制，有的说因为有温度传感器在，还有的说因为有厚度、有面积等。正当学生为到底跟什么有关系而苦苦思索时，教师看准火候儿，及时导入新课，并鼓励学生比一比，看谁学习了新课后能够正确解释这个现象。这样通过“激疑”，打破了学生原有认知结构的平衡状态，使学生充满热情地投入思考，一下子把学生推到了主动探索的位置上。
3. 要着眼于促进学生体验
实践是检验真理的唯一标准，面对中职学生动手能力比较强的特点，因此我在每一次上课时都会结合具体实物让学生亲自动手操作和制作。比如，在《晶闸管调光电路》我把元器件准备好，让学生当场制作一个电路，然后调试，总结出调光电路的原理。
三、创新的课后作业
在课后作业中，一些抄写概念，计算等方面的题目，中职学生来说，没有什么效果。而经过我一学期的实践，我觉得以下两种课后作业，能很快提高学生的学习和掌握知识的水平。
1. 写学习反思
每堂课结束后，我都会布置课堂后的反思作业，学生交上的来的作业，我会认认真真的看，去总结，然后回归到课堂，将学生难以掌握的知识点进行解答。
2.写生活实例
工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。广泛采用工业机器人，不仅可以有效提高产品质量，而且对保障人身安全、改善劳动环境、减轻劳动强度、提高劳动生产率、节约材料消耗以及降低生产成本都有十分重要的意义。工业机器人的应用水平已经成为衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志。
工业机器人应用涉及到多门学科知识， 学生不仅要掌握理论知识， 还要具备工程技术应用能力。而实训环节对于学生巩固理论知识， 特别是培养其解决实际工程问题的能力、工程应用能力、创新能力至关重要。 高职院校应充分利用现有资源， 积极与企业开展校企合作，创建更加贴合实际工程应用的工业机器人实训室，为学生提供解决实际工程问题及提高创新能力的条件和机会。
一、工业机器人实训室布局
工业机器人实训室归属于本校自动化生产设备应用专业，为了让教学更加贴近真实的工作任务，自动化生产设备应用专业教学团队与合作企业华中数控工业机器人有限公司，共同制定专业人才培养目标、教学内容、教学要求，使教学内容与实际工作岗位任务相符，并以此为依据建设规划工业机器人实训室，经过双方的研究和探讨，该实训室被划分为多媒体教学、基础实验、维护维修、工程应用等四个功能区域。实训室布局如图1。
图1 实训室布局图
二、 工业机器人实训室硬件设施
为开展工业机器人应用项目的教学，并考虑到实际工业生产中最有代表性的机器人类型，实训室中工业机器人类型选用华中数控工业机器人有限公司生产的4台轻载式六自由度多关节机器人、4台桁架机器手，台湾益众科技有限公司的2足行走机器人、竞速机器人、乐高趣味组合机器人用于基础教学;选用华中数控提供的4台六轴机器人本体、4台桁架机械手本体、及配图控制器用于维护维修教学;选用华中数控提供的3台立式加工中心并配置1台6六自由度多关节机器人组成1个自动加工单元用于工程应用实验教学。同时，上述两家公司还配套教学所需的各种辅助设备，包括末端执行装置（如机械手、吸盘、专用夹具等），电气控制、传感设备等。
三、工业机器人实训室软件设施
除了硬件设施供学生提升实操能力、工程应用能力之外，还要注重软件设施的建设。实训室除操作系统以外，还安装了AutoCAD、UG、CATIA等三维软件，用于三维建模，为运动仿真提供数字模型。为了克服机器人数量不足，降低机器人及各种辅助设备的损耗，实训室还配套华中数控研制的模拟仿真软件，包括离线编程功能和仿真功能，用于构建虚拟机器人的工作环境，以及虚拟机器人工作过程的仿真。
四、工业机器人实训室实训项目设置
工业机器人技术实训项目是与华中数控工业机器人有限公司按照企业实际工作任务来进行设计、归纳、总结得到的，实行教学内容模块化。为了实现教学、演示等功能，在多媒体教学区中，还需配置多媒体及配套设备、电脑及配套设备、网络传输所需的服务器、 交换机及配图设备等。
（一）工业机器人基础培训模块
1.模块一：机器人操作 （16课时）
项目内容：1）工业机器人系统介绍;2）安全操作规范，紧急情况处置;3）使用示教器操作机器人，修改位置点;4）调用系统中的例行程序;5）程序备份和系统备份方法介绍，实践;6）机器人零位更新方法介绍，实践;7）手动模式下的机器人操作;8）益众机器人参数设置及操作实践。
2.模块二：机器人基础编程 （40课时）
项目内容：
1）手动模式下的机器人操作;2）工业机器人坐标系统;3）编程语言介绍及其基本指令;4）I/O 信号介绍及配置;5）机器人系统重启指令介绍;6）程序保存，系统备份;7）机器人系统配置及安装;8）校正方式介绍;9）操作实践。
（二）工业机器人维护维修培训模块
1.模块一：机器人维护维修 （80课时）
项目内容：1）机器人中各电气模块功能及原理介绍。包括电源系统，计算机系统，驱动系统，总线与I/O 系统，冷却系统，安全面板 和 SMB 板;2）机器人电气知识简介，电路图讲解;3）机器人中各电气模块维护保养注意事项;4）机器人安全面板、主机箱中的指示灯状态介绍;5）机器人故障代码介绍;6）机器人不同启动方式的原理及介绍;7）故障排除实践;8）机器人本体硬件结构介绍;9）日常机械维护保养知识介绍及实践;10）各轴电机、电缆更换步骤讲解及实践;11）机器人齿轮箱、平衡装置更换方法讲解与实践;12）机器人精校准方法介绍与实践。
（三）工业机器人工程应用培训模块
1.模块一：机器人离线编程系统的学习 （40课时）
项目内容：1）创建工作站;2）创建系统;3）创建几何体和机械装置;4）创建工具、工件坐标系、路径点、轨迹;5）利用创建的组件和数据进行离线编程和仿真;6）使用相关组件模拟现场动态效果;7）机器人的可选项的使用，包括外轴（转台、 导轨）;输送链追踪;8）学习离线编程系统的实用功能。包括信号分析器;文件传输。
2.模块二：自动化加工单元的学习（32课时）
项目内容：1）学习系统技术资料、自动化加工单元的组成和工作原理;2）装配工艺设计;3）制定安装顺序和工作计划;4）加工单元工作程序编写及导入;5）加工单元的组装联调;6）加工单元稳定性调整;7）加工单元验收。
五、小结
通过校企合作的方式建设工业机器人实训室，使教学内容更加贴近实际工作岗位的内容， 降低企业二次培训的时间和费用，促进了学校和企业的无缝连接。同时，也促进教师教学工作、 科研工作的开展， 激发教师教学改革的热情，提升学生实操能力、工程应用能力、创新能力。
参考文献：
[1]赵凤申，李爱芹.高职院校工业机器人实训室建设初探[J].电气电子教学学报，2010，32（4）：115～116.
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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）47-0179-02
一、引言
实践教学是高等教育的重要环节，是实现人才培养目标的有效途径和重要保证。随着社会的进步和发展，对人才的需求也发生了很大的变化，给实践教学带来一些新的问题和新的挑战。我校机械电子工程专业的培养目标中强调了机电结合的高级工程技术人才，为了培养“厚基础、宽口径、高素质、强能力”的创新型工程技术人才，适应现代社会的要求，就必须要优化实践教学内容，推进实践教学方法和实践教学体制改革。而营造培养高素质创新工程技术人才的实践教学环境，提供合适的实践训练平台是达到培养目标的重要保障。为此，我校2012年在共建基金支持下成立了柔性制造实验室，通过柔性制造系统对实际工业自动化生产中的模拟运行，让学生了解和掌握现代机电系统运行控制技术，培养学生的实践能力和创新能力。本文围绕该柔性制造系统在我校机械电子工程专业实践培养上的应用，就我校在教学改革上的措施进行论述。
二、柔性制造系统
柔性自动生产线是将微电子学、计算机信息技术、控制技术、机械制造和系统工程有机地结合起来，是一种技术复杂、高度自动化系统，柔性制造技术更是当前机械制造业适应市场动态需求及产品不断迅速更新的主要手段，是先进制造技术的基础。
通过该系统，能使学生可通过实验了解柔性制造自动化生产实训系统的基本组成和基本原理，能为学生提供一个开放性的，创新性的和可参与性的实验平台，让学生全面掌握机电气一体化与物流技术的应用开发和集成技术，能够帮助学生从系统整体角度去认识系统各组成部分，从而掌握柔性制造相关系统的组成、功能及控制原理。促进学生在机械设计制造、电气自动化、数字控制技术、机器人技术、计算机技术、传感器技术、生产线技术等方面的学习，并对数控加工、电机驱动及控制技术、PLC控制系统的设计与应用、机器人控制技术、高级语言编程等技能得到实际的训练，激发学生的学习兴趣，使学生在光机电气一体化系统的设计、装配、调试能力等方面均能得到综合提高。系统组成如图1所示，共分为总控系统、自动化立体库及码垛机、自动化输送线系统单元、CCD形状颜色尺寸检测单元、上下料搬运机器人单元、数控加工单元、串联机器人装配与分拣单元、视觉导引搬运AGV几个单元部分。系统模拟某自动化加工、分拣、自动装配及自动出入库完整制造过程。立体库由两排货架及中间的码垛机构成，实现毛坯及成品部件的存储；传送线负责从立体库取件、传送工件到到各工作单元及传送入库；通过图像识别功能，对工件进行形状与颜色识别，通过信息识别，六自由度行走搬运机器人可选择把工件放入相应的数控加工设备（车削加工中心或铣削加工中心）当中。加工完毕，通过CCD视觉装置进行高度与直径等尺寸识别。并为下一工序做好准备。
该柔性制造系统可联机/单机两种运行模式，方便学生进行PLC控制、生产线控制、机器人控制及数控机床应用实训。
三、柔性制造系统在机械电子工程专业实践能力培养中的应用
1.课程实验实训。利用该柔性制造系统的各组成单元，对原有相关课程中的实验内容进行了调整整合，增加了综合性实验环节内容设计，根据教师授课情况，结合学生特点进行选取。主要服务的课程包括：机电传动与控制（步进电机、伺服电机控制）、PLC控制技术（立体库码垛机控制、传送线控制）、机器人技术（分拣机械手、搬运机械手）、机床数控技术（数控加工单元）、传感与测试技术（传送线、CCD等单元）、机电一体化技术。
2.实习实训环节。根据专业特点及实习实训要求，对原有实习实训环节进行了改革。将原第七学期三周的实习环节分割成几个模块，其中一个模块是2.5天的柔性制造系统实习实训模块，每次二十余人分成多个小组进行该模块的实习实训。对学生获得的专业知识和专业技能进行的一次全面考核和综合检验。按照机械电子工程专业设置的要求，通过柔性制造系统平台开展的集中实践教学环节，让学生完成的主要任务为：气路、电路或控制回路的构成的模拟设计及运行调试；根据工作要求对PLC控制程序进行修改或编写，模拟实际的控制过程；对人为设定的故障（电气及PLC故障）进行故障诊断及排除练习，提高学生解决实际问题的能力；模拟系统的各单元之间可以通过I/O进行通讯，将多个加工单元连接构成系统。通过这个教学环节，让学生自己动手来搭建实际机电一体化设备，以此来提高学生解决实际工程问题的能力。实习的内容：①柔性制造系统基础知识教学。主要讲授柔性制造系统技术的一些基本概念，让学生对柔性制造系统有全面的了解和认识。②立体库系统设计。通过对立体库实际操作，了解立体库工作过程；以立体库结构设计及PLC控制为主要教学内容，了解并掌握立体库结构设计技术，学生能够完成单元格的设计出图。了解立体库控制要求，采用PLC实现取、送工件的控制设计。③搬运线设计。以搬运线为教学对象，使学生了解掌握生产线工作原理及操作方法，了解生产线基本结构及控制方法，了解典型分拣、传送、检测环节的设计方法及操作。④AGV寻迹车设计。了解寻迹车基本结构组成和功能；了解AGV寻迹车车体结构设计方法，了解寻迹车控制原理和操作。⑤机械手。了解工业机器人基本原理，了解和掌握工业机器人机构及基本结构设计知识，掌握工业机器人操作知识，了解和掌握机器人控制原理，掌握机器人编程控制，利用测绘技术实现实物的测绘建模使学生在扫描和建模。⑥数控机床编程操作。以典型车、铣零件为对象，让学生能够通过动手实践将其数控加工程序编制出来，并在数控车及数控铣削加工中心完成各自零件的装夹、对刀及加工仿真操作。
本实习重点强化动手能力的训练，鼓励学生在对柔性制造系统全面了解和认识的基础上，独立完成系统的运行和各分系统的设计操作。
四、结论
柔性制造实验教学系统的建成与投入使用，丰富提高了我校机械电子工程专业在开放性实验室的实验教学和实训的能力。以此平台为基础，在授课教师及实验教师的共同努力下，有针对性地开展相关实验、实训项目，使学生可以更好地掌握机械、电子、电气、液压、自动控制、数控等专业知识，并以实际设备为对象，建立机电一体化设备调试、运行、维护等相关能力，有效地对应本专业培养目标要求。经过学习和训练，学生的综合素质得到提高并激发了部分学生的专业学习兴趣和科技创新兴趣，为今后的能力培养和就业发展打下了基础。
通过一年多时间的应用，实验、实训等项目内容在不断充实完善，在其间也发现了一些问题，例如包括对指导教师的能力要求、系统运行耗材费用控制等将在今后工作中逐步完善。
参考文献：
二、构建新的教学体系及人才培养模式
依据“区校企联动发展，产学研结合办学”的学院办学思路，重点与辽宁表业有限责任公司合作，共同探索并实践“校企对接、工学交替”一体化人才培养模式，学校与合作企业根据技术技能人才成长规律和工作岗位的实际需要，共同制订人才培养方案，全面提高学生的综合素质。［2］
(一)“校企对接、工学交替”一体化人才培养模式
现代学徒制实际上是校企产教融合，校企双主体教育的人才培养模式，是企业与学校充分发挥各自优势，深度融入的专业技术人才培养过程，教学安排采用“校企对接、工学交替”的形式。(1)第一学年主要学习职业基础课和职业技术课，培养学生的职业素养和零件加工的基本技能;(2)第二学年按职业成长规律———即从新手最终成长为能手的能力发展路径，开始“专项技能实训”，通过工学交替的方式培养学生手表零件加工、手表装配与维修基本技能;(3)第三学年中的第五学期安排“轮岗实训”，让学生全面体验各工作岗位的综合工作任务，第六学期根据学生职业能力发展的特点与特长，安排其到相应的企业进行半年的“顶岗实习”。通过带薪顶岗实习，使学生具备各种手表零部件综合加工和手表装配与维修综合技能。
(二)以工作过程为导向，构建教、学、做一体化的课程教学模式
在制定现代学徒制人才培养方案中，校企双方结合精密机械行业岗位、任务、专业课程对应关系，并在真实的工作情境中获得“工作过程知识”。以精密零件加工制造能力、机械手表装调与维修能力、精密机械零部件加工工艺制定为核心能力的培养，构建了基于工作过程的学习领域课程和相应的教学模式，全面提高学生职业技能素质和实践能力。
(三)强化学生职业素质和职业道德教育
职业素质和职业道德的培养是保证学生在社会中的适应能力的一种必要过程。企业常常将敬业、爱岗、适应团队活动作为行业内人才需求的基本要求。通过开设专门职业道德课程和到企业实习课程制订实训制度及课外活动标准，了解企业文化，职业精神、管理规范等，提高学生的诚信品质、敬业精神、责任意识、遵纪守法意识，培养高素质的技能人才。
(四)深化现代学徒制人才培养建设措施
要进一步促进校企双方密切合作，打破现有教师编制和用工制度的束缚，探索建立教师流动编制或设立兼职教师岗位，加大学校与企业之间人员互聘共用、双向挂职锻炼、横向联合技术研发和专业建设的力度。企业安排具有较强实践经验的工程技术人员或业务骨干担任实习指导老师，不定期地选派有经验的工程技术人员来校为专业群学生举行有关专题技术讲座。
三、考核评价方法
(一)职业技术课程采用教学评价方式为表现性评价与结果评价的结合
在职业技术课程中，把职业能力发展程度作为教学评价标准，考试分由理论与实践操作两部分组成，基本理论占40%，实践操作占60%。专业课程的考评以就业为导向，重视实践与能力考核，进行多元化的考核评价方法建设。采用闭卷、开卷、现场实际操作、职业技能考证、制作作品、特长或任务表演、情景测验等方式或几种方式综合运用的考核方法，过程与结果并重。
《PLC技术及应用》是高职机电一体化技术专业、电气自动化技术专业必修的专业课之一，同时也是学生考取高级维修电工职业资格证书的核心课程。为了适应高级技术应用性人才的市场需求，枣庄职业学院加大课程建设和改革力度，在课程专家的指导下，从工作分析入手，以职业能力为主线，以工作任务为中心，着力打破学科性课程结构，进行了基于工作过程的课程设计和开发。经过近几年的实践探索，该课程教学得到不断的完善，教学效果显著，2011年被评为枣庄职业学院首批精品课程第一名。
一、课程设计的理念与思路
《PLC技术及应用》以职业能力的培养为重点，充分与行业、企业进行合作，同时与维修电工和PLC系统设计师职业标准相融合，进行了基于工作过程的课程开发与设计，能够体现课程的职业性、实践性和开放性。
坚持以服务枣庄煤化工、机械电子、造纸包装、建筑和自动化高科技等产业发展，促进资源枯竭型城市转型为宗旨，以学生职业技能和综合素质培养为核心，以真实性实训条件建设为重点，带动了相关课程的建设和发展。
以工作过程为导向重构课程内容，创建特色鲜明的工学结合人才培养模式。以校企合作为途径，加强与企业的合作，充分利用行业、企业的资源，与行业企业共同开展课程建设。
二、教学内容的选取
在教学内容选取过程中，注重职业岗位能力分析，对岗位工作任务进行了分解细化，重新构建了课程标准，明确了学习领域、工作过程知识、能力、态度等内容，形成了新的教学案例以及相关的教学资源，注重在工作过程中对职业能力的培养。
我们确定了以下教学内容
学习情境一：电机的PLC控制系统的设计与运行
项目1.1 PLC控制与继电控制
项目1.2 X62W万能铣床电动机的正反转控制
项目1.3_通用机床电动机顺序启动项目1.4 YORK中央空调机组星三角启动
学习情境二、声光时报警显示PLC控制的设计与运行
项目2.1数字显示装置的设计与运行
项目2.2 交通灯控制的设计与运行
项目2.3霓虹灯控制的设计与运行
项目2.4报警装置的设计与运行
学习情境三、纺织厂A006B自动混棉机的PLC改造
学习情境四、普通机床的PLC改造
项目4.1 CA6140机床PLC改造
项目4.2 Z3050摇臂钻床的PLC改造
学习情境五、货物传输控制系统
学习情境六、化工厂蒸馏塔液位显示控制系统
学习情境七、机械手自动分拣装置
学习情境八、恒压供水控制装置
本课程由学习情境，十五个子情境组成，每个学习情境都是从企业典型真实案例提炼出来的一个完整的工作任务，贴近转型期枣庄经济，比如机床的PLC改造取自机床企业，货物传输取自煤矿及包装企业，机械手取自自动化企业，恒压供水取自高层建筑。第三个情境是独创性的，在前期讲授西门子的基础上讲授三菱机型，让学生的知识能力有了很大的扩展，最后两个情境结合了其他领域的知识，使学生能力有了综合性的提高。
内容选取还是采用了从易到难，从单一到综合的顺序选取，每一个领域内的项目也是从易到难。我们采用了基于行业标准的行动导向教学法，教师在各个项目中的角色是不断变化的，如最开始是师傅，相应的学生是徒弟，后来是项目经理，学生就是员工，最后教师是甲方，而学生就是乙方，在这个过程中老师讲的越来越少，学生做的越来越多，但是学生参与的积极性逐渐提高。
三、教学方法与手段
主要采用四化教学
1、教学情境――一体化
进入实训室按照企业要求必须穿着工作服；在操作区完成任务，在教学区、讨论区进行学习，将企业一线的工作情境“搬”到实训室中；按照企业“6S”管理制度规范管理学生，使学生感受到企业的氛围和企业文化，为今后走上工作岗位奠定基础。
2、课程实施――行动化
学生从接受任务到任务完成都要遵循“资讯（信息收集）计划（拟定方案）决策（制定方案）实施检查评估（总结分析提高）”这样一个基本的工作流程。知识的学习、技能的加强和经验的积累是通过完成这一系列递进的工作任务而获取的，真正体现了工作和学习的高度融合。
3、课程评价――多元化
通过学生自评、小组互评、教师点评等多元化、多维度的评价方法，采用汇报、答辩、笔试、操作等考核方式评价学生的学习效果，注重过程与终结性考核相结合，并且每学期末在同届学生中举行PLC技能大赛。
4、人才培养――职业化
主要培养学生遵守职业道德，养成职业规范，引入行业标准，通过8个专业学习情境、生产性实习、综合实训项目训练、顶岗实习、可获得“高级维修电工”“PLC系统设计师” 等高级职业资格证书，技能得到全面提升。
四、教学效果
学生反映，PLC技术与应用的教学方法新颖，师生互动性好，采用理论与实践相结合的工学结合一体化教学方法，能充调动我们学习的积极性，使专业能力和社会能力有很大提高。
采用工学结合的“一体化”教学模式授课 ，大大提高了学生的专业学习兴趣及技能水平。近几年学生的“维修电工高级工”技能鉴定合格率均达到98% 以上。毕业生就业率达到95%以上，同时学生在各类技能竞赛中均取得较好成绩。
参考文献：
【1】姜大源 “工作过程导向的高职课程开发探索与实践――国家示范性高等职业院校课程开发案例汇编” 高等教育出版社 2008年12月
【2】姜大源 “职业教育学研究新论”教育科学出版社 2007年1月
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（a）-0221-02
工业机器人是机器人的一种，它由操作机，控制器，伺服驱动系统和检测传感器装置构成，可反复编程，完成各种操作自动化，也可以生产生活中所需的机械设备。这种产品可以解放人的劳动力，也大大提高了生产业的效率，对于产品的质量也很高，所以说工业机器人对生产行业起到了相当大的作用。工业机器人是一种机器装置，可以自动执行一些难度较高的生产，而且机器人自身的动力系统和控制系统是比较方便我们运用的，因为它能代替人类做一些不可能或者很难完成的事情，或者遵循事先的编程来运行，新型的工业机器人还会依据人工智能技术制定的原则需求行动。装备制造业自动化水平的不断提高，更多的生产厂家使用工业机器人进行产品加工制造。工业机器人是一种专门为工业领域设计的多关节机械手，在程序的控制下实现各种复杂运动和高难操作。工业机器人被广泛应用于搬运物料、自动焊接、部件喷漆、表面抛光等工业领域。
1 专业人才培养目标的定位
近年来，工业机器人不断普及在企业生产中，所以企业迫切需要相关的技术人才。高校培养的是研发型人才、高职高专培养的是具备一定理论的技能型人才，相比之下技校则主要是培养实际应用、熟悉基本操作与保养维护的技术工人及操作人员。技校以培养应用技术型人才为主，学生的知识水平、技能实力、就业导向应与高校、高职有所不同，因此必须探索适合技校的工业机器人课程教学方案。企业要求相应的专业人才需具备全面的职业能力，从而要求技校走工学结合的人才培养模式道路，其中校企合作有利于工学结合的人才培养模式顺利推进。工业机器人课程应定位于为企业培养能够完成工业机器人编程、操作维护的技术型人才。工业机器人最先应用于汽车制造工业，主要用于焊接，喷漆，上、下物料和搬运。如今工业机器人深化和提高了人的手、足和大脑功能，替代人完成繁重、单调的重复劳动，提高劳动生产率，保证产品质量。工业机器人生产企业需要大批人才氖禄器人生产、安装、调试、营销和售后技术服务，工业机器人的应用企业则需要大量人才从事机器人的维护保养和编程操作。为满足机器人关联市场对技能型人才的需求，技校在机电一体化专业的主要课程中加入“工业机器人应用”课程，开设机器人的专业方向。
2 专业课程开设的方向
在课程开设的思路上，机电一体化专业紧贴机器人岗位需求、课程内容和教学的过程适应工作岗位要求。按需求开设专业课程，依据企业的用人标准和岗位技术要求，培养从事机器人生产、调试、安装、维护、保养和营销等多方面应用技能型人才。在理论教学和技能培养上，全方位提高学生的知识、技能、素养，建立“以工业机器人应用为核心”的课程体系结构。在教学过程中，除了基础知识学习和综合训练，再通过“机械基础知识模块、电气自动化专业知识模块、嵌入式系统知识模块”、以及“机器人编程训练模块”为重心的专业技能训练模式。
2.1 基础知识学习与综合训练
该模块侧重强化基础知识的学习，培养学生机电专业岗位的基本素质。引导学生形成遵纪守法的思想观念和健康的心理素质，形成积极向上的人生价值观和乐观的职业心态，从而适应以后的工作。开展相关的职业规划教育，引导学生规划职业生涯。鼓励学生提高数学能力、英语水平和计算机基础技能，为以后的专业课程学习做好铺垫和适应各类企业的机电技术工作岗位。
2.2 机械技术知识的学习
机械技术知识的学习重点在传授机械原理、机械制图、液压与气动、AUTOCAD、机制工艺方面的相关知识，培养学生机械方面的基本技能和职业素质。从机械手臂开始学习，从而了解机器人的基本机械结构和组成原理，并进一步分解与装配。与此同时学习机械图纸的阅读与绘制，掌握公差与配合的基础原理知识。最后学习机器人液压与气动系统的基本组成和原理，了解其复杂结构与运动方式，剖析各机械零件与其典型机构，掌握机械加工工艺的流程与编制方法。通过理论与实践教学的协作，为学生打下扎实的机械基础知识。
2.3 电气自动化知识的学习
工业机器人应用牵涉到电工技术、PLC、电气自动化控制、变频器应用、交流伺服、步进驱动、触摸屏应用与组态开发等多门自动化类课程的知识和技能。根据工业机器人的组成，分解成多个模块结构，进行理论与实训一体教学，掌握以电气控制为核心的自动化知识。为了保证学生的知识水平和操作技能紧贴企业的要求，学生需要考取维修电工中级证书、电工上岗证书等相关专业证书。
2.4 嵌入式系统的学习
嵌入式系统的学习以工业机器人为方向进行教学，包括电子技术基础、电子测量、C语言、传感器应用、FPGA应用、单片机应用等课程。教学过程可以先让学生动手装配调试机器人的电路，学习嵌入式系统的硬件电路结构原理和调试方法。同时使用C语言完成机器人的软件开发和升级调试，从而掌握嵌入式软件系统开发的过程和规范。在教学活动过程中，紧密围绕机器人，融合机械基础、电工电子、传感器、C语言、单片机、FPGA应用等课程的知识和技能，完成以电路控制为核心的嵌入式系统学习。通过教学实践表明培养学生的嵌入式系统应用能力，更利于他们适应机器人装调与维护工作岗位。
2.5 专业技术能力的训练
工业机器人专业作为机电一体化学科的拓展，涉及知识范围广、内容全新抽象，在实施教学过程中我们要采取与之相适应的教学模式和方法。在教学实践中适当增加理论与实践一体化的教学的比例，要把总课时至少一半的时间分配给技能实战训练，并且建立足够的训练机构，能专业的指导技能训练。这些具体的技能训练内容包含：工程制图测绘实训、零部件拆装、电工基本技能实训、电子装配实训、电气绘图训练、维修电工实训、小型智能产品装调实训和机器人编程集训。培养工业机器人是很重要的环节，应该以培养学员对机器人编程的技能为主，因为这个岗位的操作技能要求很重要。其实训内容以机器人工业搬运、工业弧焊为操作实例，采用多媒体仿真操作与实物操作相组成，培养学生工业机器人的操作维护技能和开发应用技术。
3 专业教学的具体措施
（1）针对工业机器人专业的特点，我们要不断深入了解行业发展的趋势，密切关注企业需求。师资力量是培养人才的重要部分，教师的能力高教学的能力相对就高，培养的学生也会比普通教师要高一些，所以加强师资力量是非常重要的。同时，加强人才引进的力度，引进高层次型、实践型人才，聘请企业专家作为学校的专、兼职教师，不断提高教师团队的整体实力。
（2）在教学过程中，教师要做到言传身教，为了提高学生的安全意识，创建分组活动，相互交流促进学生之间的互动热情，这样能更好的加强学生操作能力，提高安全意识。改革以往通过用试卷来简单的考核学生，考核就是检查学生们对任务的完成情况，个人的变现以及团队的表现都能决定最后的评比，而且可以通过小组之间的评比，来进行公正合理的考察，以及完成该任务的个人和团队表现来综合考核学生。
（3）根据工业机器人专业人才培养目标的要求，以突出培养学生职业能力和职业综合素质为目标，遵循学生认知规律和技能成长规律，构建以“生产性实训”为特征的“基本技能训练、专项技能训练、综合技能训练”的实践教学条件体系，满足本专业课程教学的需要。从生产实际出发，对学生进行真刀实枪训练。加强对学生技能的训练，让学生更能胜任一个岗位，而且还要培养学生的职业道德以及素养，这两个因素决定着学生工作水平的高低，让学生们在用人单位竞争时更有优势。
（4）课后要引导学生自主创新与相互合作。在课堂上，老师要主动鼓励学生，因为机器人的学习和设计有不同的方法，所以学生之间最重要的就是交流，老师加入到学生之中，鼓励带动学生，相互讨论自己的设计方法，最后可以进行意见总结。这样的学习过程，可以锻炼学生自主解决问题的能力，学生提出问题的同时也在思考问题，这也大大提高了学生们的思考能力。在实践中，学生不仅掌握了相关知识技能，又锻炼了个人的实践与创新能力。除了课堂常规教学外，老师可以适当布置一些课外的机器人设计任务，提高学生的学习兴趣，激发他们的学习热情，老师们也应当加入学生的学习过程中，给予学生更多交流的机会，这样更容易了解学生在学习设计过程中会遇到的各种各样的问题。
4 结语
工业机器人是一个有深度发展潜力的学科，并且衍生出许多与之相对应各行业，因而技校学生在其中有巨大的发展空间。技校机电一体化专业要开设工业机器人方向的课程w系，必须紧密联系机器人应用的岗位需求。我们采用培养学生就职能力方面为主的教学方式，让学生更能适应技能职业岗位的技术应用水平，能在以后的工作中面对各种挑战，提高了学生的岗位适应能力，开拓不同领域资源为他们创造更多优质的就业机会。
参考文献
