基于“自動化生產線安裝與調試”教學模式研究

王亞東

摘 要：“自動化生產線安裝與調試”課程是機電類專業的專業核心課程，原有課程內容體系，以知識體系為牽引，項目設置偏深偏難，不利于應用型技能人才的培養需求。本文緊扣崗位技能標準和技能大賽考核點設置課程內容和實踐教學環節，著力賽課融通，推進教學改革，對接行業標準。以任務驅動教學為導向，降低了教學的難度，通過實踐加深了學生對知識技能的掌握，提高學生的崗位適應能力。

關鍵詞：自動化 崗位 技能大賽 任務驅動 實踐教學

1 引言

隨著信息化、工業化不斷融合，以自動化科技為代表的智能制造蓬勃興起，成為現時代科技創新的一個重要標志。但作為新興產業，其巨大人才缺口成為制約我國智能化進一步發展的阻礙。區別于其他專業，自動化專業亟需技能型人才，而目前高職院校尚未形成有效的教學方法，鑄造學生的核心能力[1]。本文以機電一體化專業核心課程——自動化生產線安裝與調試；并選取亞龍YL-335B型自動生產線培訓裝備為核心內容，其包含多種技術領域，如氣動控制技術、機械機械設計及原理、傳感器應用技術、PLC控制和組網、觸摸屏組態、伺服電機位置控制和變頻器技術等。如圖1和2所示。利用YL-335B，可以模擬一個與實際工作環境十分相似的控制過程，使學習者能盡可能的感受真實的工作崗位，從而減小理論與具體實踐應用之間的差距。

2 培養目標

本課程培養理想信念堅定，德、智、體、美、勞全面發展，具有一定的文化水平、良好的人文素養、職業道德和創新意識，精益求精的工匠精神，較強的就業能力和可持續發展的能力，掌握PLC編程技術、觸摸屏調試技術、人機界面組態技術等專業知識，具有自動化設備安裝、調試、運行維護能力；具備自動化技術崗位所需的專業知識及專業技能職業素養，能在裝備制造行業從事自動化類生產線的安裝、調試、維護、系統設計的復合型技術技能人才[2]。

3 教學整體設計

3.1 崗課賽證，內容重構

“自動化生產線安裝與調試”課程是機電類專業的專業核心課程，也是全國高職院校技能大賽項目。原有課程內容體系，以知識體系為牽引，項目設置偏深偏難，不利于應用型技能人才的培養需求[3]。本項目緊扣崗位技能標準設置課程內容和實踐教學環節，著力賽課融通，推進教學改革，對接行業標準。圍繞設備5大單元：送料單元、加工單元、裝配單元、輸送單元和分揀單元，進行“崗課賽證”一體化設計，如圖3所示。

此前學生已經完成了PLC、變頻器和觸摸屏的學習，對PLC的編程、通信、仿真、調試等有了初步的認識。本項目對氣動控制技術、傳感器應用技術、PLC控制和組網、伺服電機位置控制和變頻器技術等操作技能進行進一步的學習和訓練，旨在培養學生的自動化應用技能水平，更好的對接實際工作崗位技能點，使學生能夠掌握方案設計、現場編程、仿真、系統調試、故障診斷五項核心技能。

3.2 教學策略，賽課融通

3.2.1 構建基于技能大賽考核平臺的混合教學模式

基于自動化生產線安裝與調試技能大賽考點的要求，分為理論教學和實踐操作兩個部分開展教學。采用了多種信息手段和理實一體教學混合教學模式。

3.2.2 探索基于虛擬仿真平臺的虛實結合學習模式

自動化生產線設備大、價格昂貴，校內實物平臺數量有限，依托校企合作單位，以真實機器 人的運行工況及工作模式，搭建虛擬仿真平臺，在虛擬環境演練中提高了學生的技能，解決了因學生實踐操作不當導致實物平臺受損的難題[4]。同時，虛擬仿真平臺上運行的程序可以直接下載到實物機臺的電腦中，進行實際環境的調試就可在現實環境中實現虛擬仿真環境下的各項功能。虛擬仿真平臺為實物機臺實踐操作提供了有效補充。

4 教學實施

4.1 總體實施方案

4.1.1 課程實施方案

依據機電一體化專業人才培養方案和《自動化生產線安裝與調試》課程標準，本項目分為整體設計——分步實施——整體聯調三個部分完成項目實施，圍繞著自動化生產線5大單元進行課程重構，對接“省技能大賽”考核的相關技能點，技能競賽化解教學難點，任務難度逐級加深，經過項目學習提升技能水平。

采用問題導向教學模式推進課堂實施，按照匯聚問題、呈現問題、分析問題、解決問題，展示成果，評價反饋和鞏固拓展7個環節進行。課前學生在平臺預習任務提出問題，教師查看學習情況匯聚問題；課中教師確定教學目標，創設問 題情境呈現問題；學生在教師跟蹤協助指導下使用數字化活頁手冊分組探究分析問題；開展虛擬實訓、實際操作、教師示范指導等，突破重點內容，化解難點內容解決問題；實施小組匯報，教師點評展示成果；大師診斷、多維綜合評價進行評價反饋； 課后改進教學模式，分層發布拓展任務，推進知識技能鞏固拓展。

4.1.2 思政實施方案

課程嚴格落實“立德樹人”的人才培養宗旨，抓課程教學“厚德強技”的初心，“以技養德”，以項目任務為載體，在程序設計、現場編程、仿真、系統調試、故障診斷等具體任務實施環節中，通過講解、演示、糾錯、點評、互評等手段，全過程地樹立學生周密計劃、嚴謹實施、規范操作、精益求精、安全至上等職業素養，通過優秀職業習慣培養學生優秀的勞動品格，通過優秀勞動品格塑造“德技雙馨”的 技術技能人才[5]。

教學中指導學生熟練掌握自動化相關知識的同時，有機融入思想政治和勞動教育，增強學生愛崗敬業、吃苦耐勞的勞動品質。緊扣程序編寫的教學過程“程序設計”→“虛擬仿真”→“示范引導”→“實操演練”，將“精益求精、追求卓越”的工匠精神真正融入課程教學中。

4.2 具體實施方案

以自動化生產線關鍵技術國產化取得突破的案例為切入點引入中國制造，樹立愛國情懷，激發學生的學習興趣，把握本課程的思政方向，其次認知項目載體，分析生產線安裝與調試的流程，明確重難點和整體任務流程，為后續任務理清思路、打好基礎。

全面落實基于工作過程的職教理念，實施PTD 崗位任務需求教學法，對接崗位一線標準系列，突破學生學習重難點。依托政校行企共建實訓中心，將工作崗位內容重塑為教學項目與任務。

4.3 考核評價方案

為了系統、全面的對學生學習過程和學習效果進行評價，依據本項目的知識目標、能力目標和素養目標，建立三維評價體系?？己梭w系分為過程考核和階梯化增量考核兩個部分進行。過程考核分為理論教學課堂積分（20%）、虛擬平臺調試考核（20%）和實操過程考核（20%）。項目終評（40%）采用階梯化增量考核的方式。

此外，根據教育學方法和原理，課程組構建“以崗位能力為核心”的教學多元評價體系[6]。評價體系以教學活動中的教師、學生、技術能手等人員為評價主體，對教學過程和教學結果進行多維度、全過程的客觀評價。通過與采用傳統評價方法的平行教學班進行對照，實施該評價體系后，學生的職業技能水平、解決工程問題能力、溝通能力和團隊協作能力有顯著提高，崗位適應性更強。

4.3.1 多元化過程考核機制

在理論學習中，采用簽到、隨堂練習、搶答、主題討論、課后練習等方式，教師評分，記錄過程積分，提高學習積極性。虛擬仿真平臺中，教師根據學生虛擬仿真結果評分。實操過程采用分組輪訓和角色互換，由安全員對每組的操作進行評分，監控記錄學生不規范的操作，由教師來進行綜合評價。

4.3.2 階梯化增量考核

改變單一標準的模式化考核方式，制定階梯化增量考核計劃。確保學生在完成初級考核內容的基礎上，鼓勵對項目學習充滿興趣，能力較強的學生繼續參與進階型訓練，內容對接國家技能大賽考核點，實現因材施教。

5 教學效果

通過本課程學習，多種技術手段有機融合，化解課程重點。通過5大單元的實施，學生前后成績全面增強，與上屆學生相比，優秀率有了明顯的提升。

5.1 教學實施，成效顯著

教師依據“以崗位能力為核心”的教學多元評價體系最終評價結果進行分析，教師設定達標分數為 80 分，100%的學生能夠達標。從項目整體結果來看，總體評價平均分數為 86 分，教學目標高效達成。且與往屆相比，良好率（80 分以上）明顯提升。

5.2 技能大賽、碩果累累

本次自動化生產線安裝與調試課程內容緊密對接省職業院校技能大賽高職組“自動化生產線安裝與調試”項目，學生技能在大賽中持續提升，多次榮獲省職業院校技能大賽（高職組）獎項，對職業認同感大大增強，充分詮釋了“以賽促教，以賽促改，賽教融合”的職業教育理念

5.3 立德樹人，思政統領

課程實施堅持立德樹人根本任務，通過與課程內容息息相關的課堂思政元素的設計與實施，學生的職業素養、道德情操得到了全面的塑造，完成了課程項目內思政元素全覆蓋，實現了學生知識傳授、能力培養、價值觀塑造的有機融合。

6 結語

針對具體的教學內容和教學過程，采用基于崗位要求和技能大賽的項目教學，以任務驅動導向，提高學生主觀能動性，激發學生的學習動機。

本課程教學的重點和難點是自動化技術的實踐教學。在教學過程中，教師示范和學生分組分工、練習互動，學生提問與教師解答相融合，讓學生在“教”與“學” 過程中，掌握技能知識。在教學過程中，模擬營造工作情景或比賽情景，做到“教、學、做”一體化，同時應加大實踐實操的容量，在實踐操作過程中，使學生掌握程序設計、現場編程、仿真、系統調試、故障診斷五項核心技能，提高學生的崗位適應能力。

基金項目：2021年安徽省級教學研究項目“基于“新工科”視角下智能控制技術專業課程體系構建研究”（項目編號：2021jyxm0434）。

參考文獻：

[1]景蕾.“課程思政”融入高職專業課的探索與研究--以自動化生產線安裝與調試課程為例[J]. 時代汽車， 2021（19）：2.

[2]陳君霞， 丁欣， 郭平. 《自動化生產線安裝與調試》課程分層次教學的實踐與研究[J]. 裝備制造技術， 2021， 000（001）：127-129.

[3]李愛民. 自動線安裝與調試課程思政教學實踐與探索[J]. 現代職業教育， 2021， 000（019）：132-133.

[4]張怡典， 宋耀華. 《自動化生產線安裝與調試》課程創新型項目探索與實踐[J]. 南方農機， 2019， 50（7）：1.

[5]陳韶光，趙新業，劉奇波.“自動化生產線安裝與調試”課程教學改革研究與實踐[J]. 裝備制造技術， 2022（6）：3.

[6]趙建偉. 高職《自動化生產線安裝與調試》課程理實一體化教學探索與實踐[J]. 商情， 2013（49）：1.