項目化教學在“校內畢業綜合實訓”課程中的應用--工程化教學在“校內畢業綜合實訓〞課程中的應用《《

中圖分類號：G4

文獻標識碼：A

doi：10.19311/jki.16723198.2022.15.083

1工程化教學的內涵

工程教學的理論根底是構建主義學習理論，是以工程為媒介，師生共同完成的一個教學活動。職業院校的教學活動中，工程指的是一個具有實際意義產品的任務，它對學生的要求就是要運用自己的理論知識和實際經驗，在完成工程的過程中發現問題，解決問題。教學過程中，教師要努力營造探討、交流的學習氣氛；學生那么以群體協作的方式，自主選定工程，自主進行計劃的選擇、設計、優化與實踐，成為工程化教學的主體。

2課程簡介

?校內畢業綜合實訓》課程是專業人才培養過程中的重要環節，也是學生進行頂崗實習前的最后一個教學環節。課程的主要目的是培養學生綜合應用所學專業理論知識解決項目實際問題的能力，以促進學生職業能力的開展。針對機電一體化專業的學生，該課程可選取液氣壓控制、電氣控制、機械加工等方面的典型工程，比方加工一個零件、設計與制作一件產品、排除一個故障等，旨在培養學生的液氣壓控制系統分析設計、PLC程序編制、電路識圖分析設計及典型零件加工等專業能力。

3案例分析

以“氣動機械手的制作〞工程為例，詳細闡述工程化教學在?畢業綜合實訓》課程中是如何應用的。

3.1資訊

工程題目確定后，學生依據工程要求通過網絡搜集與氣動機械手的相關資料。最終網絡上的一張圖片給了大家靈感，如圖1所示。

3.2方案

機械的主要組成包括驅動系統、控制系統、執行機構以及位置檢測裝置等。本工程中執行機構――機械手旋轉底座、機械手爪等零件需要加工、驅動系統和控制系統需要設計。因此，工程組最終劃分為三個小組：氣壓控制小組、電氣控制小組和零件加工小組。

3.3決策

通過研究、討論，同學們制定了實施計劃。

3.3.1機械手的手爪結構設計

為了使機械手的作用得到更大發揮，手爪局部用棒料去設計，采用夾持式手爪，并且其手爪可以設計成能夠更換。

3.3.2機械手的手腕結構設計

手腕最好可以做成回轉結構，因為一般被抓的工件都是水平放置的，便于操作。

3.3.3機械手的手臂結構設計

根據抓取工作的一些要領，機械手的手臂可以設計成手臂伸縮和左右回轉兩個方面。

3.3.4機械手的驅動計劃設計

氣壓傳動系統的優勢明顯，其動作靈活多變，阻力較小，并且，其本錢低廉，所以機械手的驅動自然選擇這個方式。

3.3.5機械手的控制計劃設計

利用可編程控制技術結合相應的硬件裝置，控制氣動機械手完成搬運等各種動作。

3.4實施

各小組依據設計計劃并利用液壓實訓室、電氣控制實訓室和數控基地等實踐教學條件展開該工程的實施。具體實施過程如下。

3.4.1氣壓局部

〔1〕氣動系統設計；

〔2〕執行原件的選擇；

〔3〕驅動系統的選擇；

〔4〕控制元件的選擇；

〔5〕機械手氣動系統工作過程分析。

3.4.2電氣局部

〔1〕電氣元件的選擇；

〔2〕I/O分配表；

〔3〕PLC接線圖；

〔4〕PLC梯形《D；

〔5〕PLC指令表。

3.4.3機械局部

〔1〕零件設計與圖紙的繪制；

〔2〕工具的選用；

〔3〕毛坯的選擇；

〔4〕設備的選擇；

〔5〕連接桿加工工藝設計及制作；

〔6〕底座加工工藝設計及制作；

〔7〕機械手外殼加工工藝設計及制作；

〔8〕連接機構1加工工藝設計及制作；

〔9〕夾取手指加工工藝設計及制作。

經過2個月的不懈努力，工程團隊最終制作出了可實現機械手臂90度旋轉、手臂伸縮和機械手爪抓取三個動作的氣動機械手，實物如圖2所示。

3.5檢查

〔1〕安裝后經調試，氣動系統能夠實現機械手臂90度旋轉、伸縮等預期動作；

〔2〕安裝后經調試，電氣系統能夠實現按順序控制機械手的以上動作；

〔3〕氣動機械手各零件的檢驗。

以連接桿的檢驗為例介紹零件的檢驗辦法，如表1所示。其他零件的檢驗省略。

連接桿經檢驗可以承受兩伸縮氣缸與機械手爪的重量，與氣缸螺紋配合處到達配合要求，沉頭孔與旋轉氣缸局部到達配合要求。

3.6評價

〔1〕該機械手的夾持手指設計簡單，可用于搬運小型零件，也可供教學或實驗使用。

〔2〕采用氣壓傳動能夠自動控制，動作靈活多樣，能過載愛護。

〔3〕目前，機械手操作一般都選用PLC程序，其具有較強的靈活性和專業化程度高，并且能控制時間和行程。

4收獲與思考

“氣動機械手的制作〞工程實施過程中，收獲最大的是學生。工程團隊的成員不僅感到之前學過的專業知識與技能得以充沛應用，而且在與同伴溝通交流、討論研究攻克了一個又一個出現的難題時，體驗到個人與集體共同成長的高興。

該工程成功實現教學目標的同時既積累了豐盛經驗也存在缺乏之處，愿與大家共同分享：

〔1〕工程本身具有很強吸引力，激發了學生學習的積極性和主動性，引導學生主動參與探究，進而為培養學生的探索精神和創新意識提供可能；

〔2〕由于該工程不僅包含機械手的機構設計、零件制造，還包含驅動系統、控制系統的設計與分析，所以具有很強的綜合性，因此需由多個小組協同