综合气压系统控制与装调实训教学项目的设计与实践.pdf

203行 业 交 流综合气压系统控制与装调实训教学项目的设计与实践周玉印（云南机电职业技术学院 电气工程学院，昆明 650203）摘要：液压与气压传动是机电一体化技术专业（高职）的专业核心课程，主要面向机电一体化技术应用人员岗位。以综合气压系统控制与装调实训教学项目作为教学案例，在“岗课赛证”融通教学理念下，选择典型工作任务“自动化生产线自动供料系统控制与装调”作为教学载体进行项目的整体设计及具体实施。通过综合气压系统控制与装调实训教学项目，实现了机、电、气知识体系深度融合，促进了机电一体化技术应用人员岗位能力的培养。关键词：职业教育；岗课赛证；气压传动；实训教学Design and Practice of Integrated Pneumatic System Control and Installation Training Teaching ProjectZHOU Yuyin(Department of Electrical Engineering,Yunnan Vocational College of Mechanical and Electrical Technology,Kunming 650203)Abstract:Hydraulic and pneumatic transmission is the core course of mechatronics technology major(higher vocational college),which is mainly for mechatronics technology application personnel.Based on the integrated teaching concept of“post class competition certificate”,the paper chooses the typical task“control and assembly of automatic feeding system of automatic production line”as the teaching carrier to carry out the overall design and specific implementation of the project.Through the integrated pneumatic system control and installation training teaching project,the knowledge system of machine,electricity and gas is deeply integrated,and the training of the post ability of the application personnel of mechatronics technology is promoted.Keywords:vocational education;post course competition certificate;pneumatic transmission;practical teaching液压与气压传动课程是五年一贯制机电一体化技术专业的专业核心课程，主要面向机电一体化技术应用人员岗位。国家职业技术技能标准中对机电一体化技术应用人员的描述是具备综合理解和应用液压、气动、电子（含传感器和可编程逻辑控制器）技术控制现代机械设备，能够对现代工业设备进行操作、调试及维修的人员。机电一体化技术应用人员岗位分为一级工、二级工、三级工与四级工。岗位职业功能均分为气动控制、液压控制、电气控制与机电一体化系统4 个部分。岗位各等级的具体工作要求呈递进关系，为液压与气压传动课程教学内容提供了质的规定性。在当今工业生产中，气动技术与电气技术、传感器、可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）等联系紧密。因此，文章以综合气压系统控制与装调实训教学项目为教学案例，在“岗课赛证”融通教学理念下，选取典型工作任务作为教学载体，以技能大赛和 1+X 考证作为教学补充重构课程内容，搭建双融双驱课程思政育人体系，创新教学模式，实现“机、电、气”知识体系深度融合的实践教学改革与研究，培养机电液气复合应用型人才。1综合气压系统控制与装调实训教学项目的设计1.1选取典型工作任务作为教学载体液压与气压传动课程分为液压和气压两大部分，共 76 学时。课程前 60 学时主要为液压元件、液压基本回路的学习。但是，液压与气压部分内容相似，在液压部分教学中会将液压与部分气压知识进行对比学习。在开展综合气压实训教学前，学生已经具备了气压基础知识，故气压部分主要为知识与技能的综合应用学习，重点强化学生综合能力的培养。气动执行元件作为工业控制系统主要的驱动对象，在各类机电一体化系统中使用广泛。它的回路设计和元器件的安装、调试、调节，是机电一体化技术应用人员应该具备的基本能力。为了对接机电一体化技术应用人员岗位，培养学生的机、电、气综合应用能力和工程应用能力，项目选择真实的产教融合项目“自动化生产线自动供料系统控制与装调”作为教学载体开展工学结合实践教学，深度融合机械、气动、电气控制、传感器及 PLC 等前导课程内容，以技能大赛考核装备亚龙 YL-335B 生产线实现自动供料作为教学任务载体。整个项目共计 16 学时，基于工学结合，在教学的过基金项目：2022年度云南机电职业技术学院校级教研教改项目“液压与气压传动课程机、电、液、气一体化教学研究与实践”（2022JK04）。现 代 制 造 技 术 与 装 备2042023 年第 7 期总第 320 期程中完成任务，在完成任务的过程中设计教学。通过项目学习，学生能够根据控制要求设计气动回路，选择、安装、调试、调整元件，并结合前序课程掌握的 PLC技术完成气动回路的 PLC 程序控制和系统调试。1.2转换技能大赛和 1+X 考证成果作为教学补充教学中可以发挥技能大赛的引领作用，通过大赛培育的过程不断优化课程资源，提高课程教学水平，拓展课程内容覆盖面和深度。自动化生产线自动供料系统控制与装调，在内容上对接全国职业院校技能大赛“机电一体化技术”赛项。对接的内容主要有气动回路图的设计与绘制、气动回路连接与气缸初始位置调节、PLC 外部线路连接与调试、PLC 程序编制与调试与气动控制回路系统联调等内容。技能考核评价标准依据“机电一体化技术”赛项评分表，将国家电网公司电力安全工作规程及自动化生产线安装与调试技术规范（GZ-2017011）等作为教学资源补充。1+X 证书为专业理论和技能的行业检验1。自动化生产线自动供料系统控制与装调，在内容上对接1+X 工业机器人操作与运维、工业机器人集成应用（中级）技能考核要求。系统仿真控制分析与 PLC 编程与调试等核心技能，是 1+X 工业机器人操作与运维、工业机器人集成应用中级证书所考核的内容，对接 1+X工业机器人集成应用职业等级证书（中级）职业技能等级标准，注重学生专项核心技能的培养，通过教学内容和证书的衔接，提升学生的技能与职业素养，使学生在课程学习的同时具有获取职业技能等级证书的能力，提高学生将来的岗位适应能力和就业竞争能力。1.3确定难度递进任务进阶的学习任务针对高职学生喜欢动手实践、知识与技能基础偏弱、团结协作能力偏弱、沟通能力偏弱、建立信心快而丧失学习信心也快等特点，根据授课班级学生认知规律，教学单元项目遵循企业工作流程，根据教学流程进行优化，按照气电、气融合机、电气融合，将自动化生产线自动供料系统控制与装调分为 8 个子任务，分别为自动供料整体方案设计（任务 1）；气动回路设计与仿真（任务 2）；气动回路连接、调试与工艺绑扎（任务 3）；电气接线图的设计与绘制（任务 4）；电气接线与调试（任务 5）；自动供料控制程序设计（任务 6）；程序的编制与优化（任务 7）；系统运行与调试（任务 8）。将一个复杂的气压控制系统分为 8 个子任务实施，可将其由复杂变为简单，在难度上进行缓慢过渡。每个子任务按照虚拟FESTO 实训YL-335B 生产设备实施任务，使得学生从心理上易于接受。8 个子任务体现了从基础到强化到综合的递进关系，容易使学生获得成就感，快速建立学习信心。1.4析出思政元素基因作为教学核心新工科时代，企业对学生的能力和素质提出了新要求：不仅要具备鲜明特色的专业核心能力，还要有正确的世界观、人生观和价值观；正确判断是非；有家国情怀、担当精神、责任意识；有健康的体魄、完善的人格；掌握科学的学习方法，学会理性思维；能与外界有效沟通，具有组织能力、形成发展潜力等。在教学内容上，关联有“温度”的思政内容，可以扩展课程的深度与广度。课程思政实施的关键在于析出课程教学内容中的思政元素与思政基因，以体现课程思政的价值引领作用2。综合气压实训教学项目的思政融入，课程团队从其所涉学科前沿、工程案例、哲理思想、人物事迹等方面挖掘思政元素，提炼课程知识体系所蕴含的思想价值和精神内涵。工程案例方面，通过事故案例强化安全意识，引入大赛技术规范、1+X 证书考核标准等强化标准意识等。哲理思想方面，通过理论与实践的结合，明白“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”的道理，小组合作完成任务，明白团队成员之间协作的重要性。人物事迹方面，通过大国工匠高凤林、空气动力学家钱学森等思政人物事迹，培养学生大国工匠精神、爱国精神，严于律己，严于律业。学科前研方面，通过国产大型客机 C919、中国超级工程、蛟龙号、中国动车等，激发科技创新民族自豪感，认识技术的科学价值、应用价值，爱岗敬业，建立四个自信。结合授课内容特点，适时融入思政元素科学合理拓展课程的广度、深度，增加课程的知识性、人文性，提升引领性、时代性和开放性3。2综合气压系统控制与装调实训教学项目的具体实施2.1建立思政案例库，双融双驱协同育人基于学银在线信息化课程平台，通过思微课、主题讨论、视频等形式，将思政素材上传至学银在线平台建立课程思政案例库。搭建双融双驱课程思政体系，一条线将社会主义核心价值观、中国特色社会主义文化等贯穿始终，培养学生的家国情怀、职业道德、工匠精神、综合素养；一条线以技能培养为主，培养学生的理论知识、专业技能、学习能力、创新意识，实现两条主线相融相驱协同育人。教学实施过程分为课前（感悟）、课中（内化）、课后（厚植）三步。课前推送视频，学生学习感悟；课中在学生学习过程中内化所学的知识；课后分享学习心得、观看思政小故事205行 业 交 流等，将其升华到情感、思维和价值观等高度，开展全过程思政育人。在不同的教学情境中，从课程所涉学科前沿、工程案例、哲理思想及人物事迹等 4 个方面深入挖掘思政元素，深度挖掘提炼课程知识体系所蕴含的思想价值和精神内涵。结合授课内容特点，适时将思政元素精准有机融入其中。设置自我评价、同伴互评、教师点评、企业评价及社会评价五维评价，考核学生的职业素质提升、专业知识积累、职业技能提升、个性化成长情况、课堂活动参与度、赛证等，同时进行课程思政积分。2.2采用学习通平台，线上线下混合教学基于学银在线信息化课程平台，建设液压与气压传动课程精品在线开放课程，包括微课、题库、辅助资料、三维动画、二维动画、直播视频、文档、仿真动画、企业案例等丰富的教学资源。采用学习通 App进行师生互动和生生互动，丰富教学活动，增加课堂的趣味性，激发学生学习的兴趣，提升学生自主学习能力。采用学习通平台进行教与学全过程的信息数据采集，根据反映的问题及数据分析，及时调整和优化教学策略，实现线上线下教学。采用 Automation Studio 仿真软件、FESTO 气压实训平台、YL-335B 自动化生产线设备开展仿真实训生产的教学过程，开发了理、实、虚三位一体的教学资源，为学生提供全方位不受限制的学习环境和条件。高职学生喜欢实践，对仿真教学比较感兴趣，对原理性、抽象性知识有畏难心理。通过仿真，可以在 Automation Studio 平台中直观理解系统工作原理，轻松发现故障，有助于更好地掌握知识点。选择Automation Studio 软件作为机电液气一体化虚拟实验平台，将所有技术集成在一起，并且展示组件间的交互行为，为基础创建完整的系统，增强学生对系统交互的理解4。2.3全过程数据采集，实时调整教学策略借助学习通平台全过程记录学生的学习行为和数据，帮助教师实时监控教学情况，提高学生学习的主动性，并指导教师调整教学策略。课前教师评阅学生的线上作业和课前测验，查看线上微课等学习进度，对学习进度慢的学生进行预警学习，师生线上讨论，根据线上作业和测试数据分析，统计学生在预习任务中的常见问题，及时优化调整教学策略。课中以学生为主体，教师引导实施任务，采集课堂表现数据，使得教师适时调整教学策略。课后学生完成问卷调查、评价、课后总结，帮助教师及时发现不足，再次优化教学策略。2.4依据大赛评分表，教学目标可评可测对照 1+X 证书标准、技能大赛竞赛标准和职业标准，共同开发“多元多维+落实标准+过程+增值评价”的考核评价体系。过程性考核利用学习通平台实现全过程数据采集和即时评价，任务实操考核评价依据大赛评分表和 1+X 等级证书（中级）考核要求，从自评、互评、师评等多维角度，全方位综合评价考核学生5。3教学成效学习通课程活跃度数据分析显示，学生参与度高，学习兴趣高。知识点测试数据分析显示，测验正确率得到了提高。任务实施评分考核表数据显示，学生操作规范性明显提升，操作正确率高，技能点掌握较好。课堂登记情况数据显示，设备损耗率降低。在教学过程中，学生逐渐养成操作规范、安全操作、精益求精的职业习惯，锻炼了沟通、表达能力，且证书通过率逐年上升，显著提升了学生的工程应用能力。4结语综合气压系统控制与装调实训教学项目教学内容对接国赛赛项和 1+X 证书（中级）技能要求，教学目标对接岗位能力需求，充分体现了“赛教融合、课证融通”的人才培养模式，将课程知识与传感器、PLC、电气控制、机电设备等相关技术进行融合学习，将课程与前导课程联系起来，把机电一体化专业各课程的实践知识紧密关联，有利于培养学生的机电综合能力，为学生从事机电一体化技术应用岗位打下坚实的 基础。参考文献1 蔡琦.“职教 20 条”下高职金融专业应用型人才培养模式改革的探索与实践 J.广西职业师范学院学报，2022（4）：106-112.2 涂琴.高职机电类专业液压与气动课程思政建设的探索 J.液压与气动，2022（10）：122-131.3 周志国，金萍女，鲍婷婷，等.职业院校“双融双驱”课程思政育人路径探索：基于新时代工匠培育视角 J.职教论坛，2022（6）：114-121.4 单侠芹.基于 Automation Studio 的职业院校机电类综合实践课程虚实结合教学模式的实践研究：以自动化生产线课程为例 J.职业教育，2022（3）：16-19.5 周晶，江新.液压与气动技术实训项目开发与教学研究 J.现代制造技术与装备，2015（4）：97-98.