高职数控机床PLC技术课程与项目设计毕业论文.pdf

第 31 卷 第 5 期 2015 年 10 月 昆明冶金高等专科学校学报 journal of kunming metallurgy college vol. 31 no. 5 oct 2015 收稿日期:2015 09 07 基金项目:辽宁机电职业技术学院院级教研项目 :“教学做合一”理论在高职数控机床 plc 技术课程教学设计中的应用 ( jylx2015036) 。 作者简介:吴南 ( 1982) ，男，辽宁新民人，讲师，工学博士研究生，主要从事机电一体化、农业机械化工程研究。 doi: 10 3969/j issn 1009 0479 2015 05 017 高职数控机床 plc 技术课程 “ 教学做合一”教学改革与项目设计 吴南 ( 辽宁机电职业技术学院材料工程系，辽宁 丹东 118009) 摘要:针对在传统教学模式下，课堂教学效果不好和教学质量不高的问题，应用 “教学做合一”理论对数控 机床 plc 技术课程进行了教学改革和实践，课程教学改革的总体原则和思路是将教学目标重心从理论知识的存 储转向职业能力的培养，逐步实现基于 “学”的 “教” ，全面分析课程性质，根据学生的特点有针对性的设计 课程内容，课程内容面向实际工作过程和综合职业能力的培养。通过对课程教学内容的设计和方案实施，提高 了学生的学习兴趣，提升了学生的综合职业能力。 关键词:应用型本科;实践教学体系 ;教学改革 中图分类号:tg659 4文献标志码:a 文章编号:1009 0479 ( 2015) 05 0089 05 teaching eform and project design of“ integrative teaching，learning and practice”of higher vocational cnc machine plc technology course wu nan ( department of material and engineering，liaoning mechatronics college，dandong liaoning 118009，china) abstract:in the traditional teaching mode，effect of classroom teaching and the teaching quality is not good， so the theory of“integrative teaching，doing and learning”was applied to the course of cnc ma- chine plc technology for the teaching reform and practice general principles and ideas of teaching re- form are to shift the focus of teaching target from the theoretical knowledge to the cultivation of vocational ability gradually the teaching based on“learning”was realized curriculum nature was analyzed com- prehensively according to the characteristics of students targeted design，curriculum content for the ac- tual work process and the comprehensive vocational ability training，course content was designed the o- verall principle and method of the reform of the course teaching are to shift the focus of teaching target from the theoretical knowledge to the cultivation of vocational ability using the design and implementa- tion of the content of the course teaching improve the studentslearning interest and comprehensive voca- tional ability key words:applied undergraduate;practical teaching system;teaching reform 0引言 目前对于 “教学做合一”理论的研究大多集中在对教、学、做三者关系的阐述上，但在具体的教学 中，将思想内涵与专业课程结合起来的统和研究相对匮乏。本文旨在研究如何在数控机床 plc 技术教学 中，发挥 “教学做合一”思想的价值，调动学生的学习兴趣，提高课堂教学质量，提升学生创新能力、实 践能力、独立分析问题和解决问题的能力。数控机床 plc 技术课程较其它学科具有鲜明的特征，在课程教 学中实现 “教学做合一” ，能够有效协调教与学、师与生、学与做三者关系。因此，应用 “教学做合一” 理论对数控机床 plc 技术进行教学改革具有切实的意义。 我校于2015 年与西门子 ( 中国)有限公司合作创建了西门子 808d 数控系统实训基地，西门子 808d 数控系统实训基地的建立对数控机床故障诊断与维护人才的培养和科技创新能力的提升提供了良好的教学 平台，同时也为数控机床 plc 技术课程的 “教学做合一”教学改革提供了有力的硬件支撑。 1教学改革的必要性 数控机床 plc 技术课程主要采用多媒体教室和实践教学交替进行的模式，这种理论和实践交替进 行的教学模式是在不同的空间和时间下完成的。学生在学习理论知识时，由于缺乏实践的训练而无法真 正理解数控机床 plc 技术的内涵，在梯形图程序设计过程中也是凭空想象，得不到切实有效的训练， 学生起初的学习兴趣也容易被不断深入的理论知识所磨灭，从而产生厌学心理。在进行实践教学时，由 于学生理论知识掌握不牢固，不能很好地利用理论知识有效解决实际问题，无法做到理论实践相结合， 对所学知识完全不知其所以然，导致教学效果较差。 2教学改革的原则与总体思路 2. 1教学改革的原则 依据数控机床 plc 技术课程实践性强的特点，将 “教学做合一”理论应用到课程教学。基于工 作过程开发教学项目，重构教学模式，采用项目教学方法，将知识点的讲解和项目应用有机结合起 来，使学生在课堂上能够在教中学，在学中做，在做中学，在做中教1，可以有效地培养学生的学 习兴趣，提高学生的理解能力和实践能力。将教学目标重心从理论知识的存储转向职业能力的培养， 逐步实现基于 “学”的 “教” ;将教学活动重心从师生间的单向行为转向师生、生生间的双向行动， 逐步实现基于 “互动”的 “传授” 2。 2. 2教学改革的总体思路 按照数控机床维修行业的岗位需求培养具备本专业综合职业能力和高素质的一线高端技能型人 才。打破传统基于知识和技术的学科体系架构，依据学生的认知规律和职业教育发展方向进行教学 改革。通过由浅到深的工作任务，使学生逐步掌握数控机床 plc 技术的基本理论知识，学会如何安 排任务的步骤和方法，开拓 plc 程序开发的创新思维。在开放的学习情境下，运用多样化教学方法， 培养学生自主知识的构建，促进学生专业技术能力、方法运用能力和社会能力的协调培养3。全面 分析课程性质，根据学生的特点有针对性的设计课程内容，课程内容面向实际工作过程和综合职业 能力的培养。 3教学内容的构建 为了有效完成课程的教学目标，对教学内容进行了理论和实践相结合的教、学、做合一的教学模式 设计。具体项目的实施基于西门子 808d 数控系统实验台，采用实际案例进行现场教学，教学过程根据 职业岗位的工作过程采取资讯计划决策实施考核 5 步骤的教学模式 4 。 3. 1项目任务设计 数控机床 plc 技术课程的教学内容分为 4 个部分，每个部分包含若干个学习情境，由浅入深，由 表及里培养学生的实践和创新能力。从对通用 plc 技术的认识开始，逐步掌握对通用 plc 控制系统的 设计，进而掌握数控机床 plc 较复杂的梯形图程序5 。其具体教学内容如表 1 所示。 09昆明冶金高等专科学校学报2015 年 10 月 表 1数控机床 plc 技术课程教学设计 项目学习情境教、学、做内容教学方法学时 plc 基础知识 1、通用 plc 基础 2、西门子 plc 基础 1、plc 的应用领域; 2、plc 的应用案例; 3、plc 的基础知识。 多媒体教学、启发 式教学、问题教学 4 典型 plc 控制系统 3、电动机起、保、停控制 4、电动机正反转控制 5、电动机顺控制 6、电动机 y/降压控制 7、小车自动往返运行控制 8、信号灯控制 1、西门子 plc 指令用法; 2、plc 控制硬件电路; 3、plc 控制梯形图程序; 4、时序电路图; 5、plc 控制系统设计思路; 6、plc 控制系统设计创新思维。 项目教学、多媒体 教学、启发式教学、 问题教学 40 复杂 plc 控制系统设计 9、磨床 plc 控制系统设计 10、摇臂钻床 plc 控制系统设计 11、组合机床 plc 控制系统设计 1、机床控制系统电路图分析; 2、分析机床控制系统的功能; 3、确定机床控制系统的 i/o 点数; 4、机床 plc 控制系统硬件电路设计; 5、机床 plc 控制系统梯形图程序设计; 6、机床 plc 控制系统调试。 案例教学、项目教 学、多 媒 体 教 学、 启发式教学、问题 教学 40 西门子 808d 数控系统 plc 12、主轴控制子程序 13、冷却、润滑控制子程序 14、换刀控制子程序 15、急停控制子程序 1、西门子 808d 数控系统 plc 控制硬 件电路; 2、西门子 808d 数控系统 plc 控制梯 形图程序。 项目教学、多媒体 教学、启发式教学、 问题教学 36 3. 2教学做合一教学模式 数控机床 plc 技术课程的教学内容主要是设计 plc 控制系统和分析数控机床 plc 梯形图程序，基于此特 点，进行教、学、做合一的教学模式设计。教学设计流 程图如图 1 所示。 首先，由老师讲解学习情境的教学目标、要求，讲 解学习情境所涉及的重点知识，使学生获取任务相关的 重要资讯，启发学生的创新思维。其次，学生分组进行 讨论，根据任务要求制定出各组的项目计划并完成控制 系统设计，这是 “教学做合一”教学具体实施的核心 环节，老师根据各小组的实际情况进行相应的指导，解 决学生在设计过程中的难点，启发学生设计思路，引导 学生独立完成控制系统设计，做好指导和监督工作，在 老师的指导下修改工作方案并实施方案。最后，将各组 的方案进行综合考核评价，包括自我评价，小组互评， 老师综合评价 6 。 4教学做合一教学效果分析 为了检验 “教学做合一”理论教学改革的教学效 果，对我校数控设备应用与维护专业学生中传统教学模 式 g241 班和教学做合一教学改革实验班 g242 班进行了跟踪记录，对学生在课堂中的平时表现、学习 状态和学习效果进行了统计分析，如表 2 所示。 19第 5 期吴南:高职数控机床 plc 技术课程 “教学做合一”教学改革与项目设计 4. 1学生学习过程分析 经过一个学期跟踪统计，对学生进行了整学年的过程考核记录，包括出勤、课堂表现、作业、技能 训练，并对各个情况的表现进行了量化赋分。其传统教学和教学做合一教学的过程考核对比如表 2 所示。 通过传统教学和教学做合一教学过程考核对照表能够清晰的看出，教学做合一教学模式较传统教学 模式的过程考核效果有了明显的提高，表明在教学做的过程中有效地调动了学生学习的积极性，学生对 亲自实践的兴趣远高于对理论知识的学习。 表 2传统教学和教学做合一教学过程考核成绩对照表 传统教学模式 g241 班教学做合一教学模式 g242 班 出勤表现作业技能出勤表现作业技能 优( 人数/%)21/582/5 4/113/830/839/257/199/25 良( 人数/%)8/225/14 14/399/253/819/5321/5814/39 中( 人数/%)0/06/17 16/4413/363/86/176/1711/31 一般( 人数/%)3/819/532/6 7/190/02/62/62/6 较差( 人数/%)4/114/110/0 4/110/00/00/00/0 4. 2学生学习结果分析 对 2 个班级学生的学习效果进行考核，其考核成绩对照表如表 3 所示。通过考核成绩对照表能够清 晰的看出，采用教学做合一教学模式后，学生的总体成绩明显提高，进行实践操作时各组组长都能起到 良好的带头作用，并且在理论考试当中成绩也很优异。由表 3 可知看出，平时成绩要好于卷面成绩，这 也说明高职类院校的学生对于实际操作兴趣浓厚，实际操作的技能弥补了理论知识学习能力的欠缺。因 此，在高职教育中，应重点训练学生的实践操作技能，同时也要注重理论基础的培养，这样才能培养出 适合我国职业需求的高端技能型人才。 4. 3教学效果分析 依据 2 个班级的教学效果，分别对 2 个班级的学生进行了访谈，接受传统教学模式的学生普遍认为 课程学习较难，起初对课程的学习很感兴趣，但是由于没有实际的操作，随着课程学习的深入，越发觉 得课程晦涩难懂，无法从学习中获得成就感，逐渐丧失学习的兴趣。在实训环节，由于理论知识不够深 入，起初应用起来不知所措，当从基础训练中慢慢熟悉，产生学习兴趣时，实训也临近结束，实训中没 能得到系统深入的实践锻炼。接受教学做合一教学模式的学生普遍认为，在教学做的引导下，学习与实 践相结合，提高了自身学习的主动性，团队中互帮互助，分工合作，成员之间提出自己的想法，在操作 中发挥了个人能力，同时也体会到团结协作完成任务的乐趣，当完成老师布置的任务时感受到学习带来 的成就感，为接下来的课程学习奠定理论和实践基础，更加有助于学习的深入。可见教学做合一教学模 式有效地激发了学生的学习兴趣，理论与实践的结合更容易帮助学生理解掌握教学中的难点，大大提升 了教学效果。 表 3考核成绩对照表 % 成绩分布 传统教学模式 g241 班教学做合一教学 g242 班 平时成绩卷面成绩总成绩平时成绩卷面成绩总成绩 90 333221616 80 89531111551321 70 79361419113229 60 6983131112426 60 042016368 29昆明冶金高等专科学校学报2015 年 10 月 5结语 本课程经过 “教学做合一”教学模式的探索和实践，其教学效果和教学质量都有了明显的提高。 学生在理解理论基础知识的基础上，及时有效地进行了实践技能训练，学生在独立思考、分析问题和解 决问题的过程中获得了极大成就感和自豪感，激发了学生学习兴趣，改变了传统课堂沉闷的气氛，提升 了课堂的凝聚力。在 “教学做合一”理论的教学模式下，真正实现了在教中学，在学中做，在做中学， 在做中教。 参考文献: 1 彭兴群“教学做一体化” 在中职 “dreamweaver 网页制作” 课程教学中的应用 d 长沙: 湖南师范大学， 2013 2 李湘伟， 周文玲， 黄伟明 高职 现代气动技术与 plc 课程 “教学做合一” 教学模式的改革与实践 j 广东轻工职业技 术学院学报， 2010， 9( 1) : 23 25 3 罗文， 朱国军， 王文杰 plc 控制系统分析与实践课程教学做一体化教学模式的实践与探索 j 长沙航空职业技术学 院学报， 2011， 11( 4) : 17 20 4 刘淑英 工学结合模式下的理论与实践一体化教学法 j 职业技术教育， 2007( 14) : 48 5 雷红华“教学做一体化” 教学方法的实现 j 襄阳职业技术学院学报， 2014， 1( 5) : 126 129 6 刘福禄 浅谈电气控制与 plc 课程 “项目式教学做一体化” 的实践 j 重庆工贸职业技术学院学报， 2011( 1) : 櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗 61 64 ( 上接第 69 页) 补