机电类专业项目制教学体系研究实践

摘要：构建了以项目为载体的机电类专业课程教学体系，该体系中每门课程都是由多个项目组成的。以机电一体化专业教学为例，设计了简易挖掘机模型的设计与制作项目，并将其贯穿到机电一体化专业主要核心课程，每门课程中都设计有与挖掘机模型制作相关的项目，进行了多门课程融合的贯穿式项目制实践教学体系的构建与实施，取得了较好的教学效果。

关键词：项目制教学；挖掘机模型；机电一体化；教学改革

《中国制造2025》提出了制造强国战略，而技艺精湛的技术技能人才队伍是制造业强盛的重要支撑。国家大力发展职业技术教育，以产教融合、订单班、现代学徒制班等多种模式推进校企合作[1]。改革职业技术教育课程内容，培养适应智能制造行业所需要的高素质综合型人才，是职业技术院校的重要职责。以往的职业教育，在实践教学、对学生能力培养方面多有不足，对学生能力培养也与国家需求有一定差距，不能完全适应制造业向智能制造发展的要求。因此，采用贯穿多门课程的项目制教学，设计与行业企业同步的教学项目，构建机电一体化专业实践教学体系，培养具有项目开发设计能力和创新能力的人才，对于提高教学质量，具有很好的现实意义。

1机电一体化专业课程体系构建

根据《高等职业学校专业教学标准》机电一体化专业教学标准[2]中关于课程设置的要求，机械识图与绘制、机械制造技术、液压与气压传动、电气与PLC控制技术、工业机器人编程与调试、机电设备故障诊断与维修、智能制造系统等课程是该专业的核心课程。德国职业教育模式是世界公认的先进职业教育模式，是采用双元制、基于工作过程的教学等先进的教学模式[3-4]。我校结合德国职业教育机电一体化专业课程体系划分，对照国家关于机电一体化办学标准中的课程设置要求，构建了机电一体化专业课程体系。机电一体化课程体系包括9个学习领域：（1）机械基础：主要包括机械识图与绘制、机械零部件测绘等课程。（2）机械零部件制作：主要包括机械制造技术、金属加工实训等课程。（3）电气控制设计、安装与调试：主要包括电工电子、电气控制技术等课程。（4）电气液控制与实现：包括液压与气动技术等课程。（5）机电控制系统安装与调试：包括PLC控制技术、微控制技术、柔性控制技术等课程。（6）工业机器人编程调试及应用：包括工业机器人编程与调试等课程。（7）智能制造生产线应用：包括智能工厂、自动生产线调试等课程。（8）机电系统维修：包括机械系统维修和机床电气维修等课程。（9）客户交流与交付：包括生产管理、技术资料编写等课程。机电一体化课程体系遵循从基础到融合、从简单到复杂的原则，符合国家关于机电一体化专业办学所要求的标准，也符合企业对人才的要求，是一个相对科学的体系。

2贯穿式项目制教学体系构建

对于职业院校来说，培养学生的职业技能是核心目标；而对于工科专业的职业技术教育，培养学生技能的较好方式是采用项目制教学[5-6]。项目制教学法最显著的特点是以项目为主线、以教师为主导、以学生为主体，改变了学生被动学习的教学模式，创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式[7-8]。项目教学法在我国高等教育中已经应用多年。大多数项目教学是设置为一门独立的课程，每门课程设置多个由浅入深的项目[9-10]；而设计一个或几个综合性项目，将项目贯穿专业核心课程之中的做法却较少。我校机电一体化专业自主设计和开发了多个融合多门课程的贯穿式综合项目，例如简易挖掘机模型、快递派发装置、机械手臂等。通过综合项目的实践教学，学生对专业课程之间的联系以及专业整体性技术认知有很大提高。

2.1挖掘机模型项目载体的设计思路

机电一体化是将机械与电气结合在一起的专业技术，学习难度较大，但学生对于动手操作是有很大兴趣的，选取适合教学的载体和项目是贯穿式项目综合教学的首要问题[11]。通过调研，选取了本省支柱产业之一的工程机械制造业的典型产品——挖掘机进行了项目开发。本着既来源于实际、又能用于教学的思想，最终设计了一个简易挖掘机模型作为贯穿核心课程的项目。图1为简易挖掘机项目的功能示意图。简易挖掘机由控制盒进行控制，其上面有多个控制摇杆，可以控制简易挖掘机模型的前进和后退、大臂和中臂的伸出和缩回、挖斗的挖掘动作等。该项目是机械识图与绘制、机械制造技术、金属加工实训、液压与气压传动、电气控制、可编程控制技术等课程知识和技能的结合，是一个贯穿多门核心课程知识和技能的综合项目。

2.2课程项目设计过程

根据上述核心课程的教学内容，结合挖掘机模型制作过程中涉及的知识点和技能点，设计了6个教学课程及项目，如表1所示。每门课程由多个项目组成，与常用的项目制教学相同。课程项目的创新点在于每门课程中都设计有与挖掘机模型制作相关的一个项目，通常作为最后一个项目，每个项目完成后组装调试好就完成了整个挖掘机模型的制作。学生在机械识图与绘制课程中，需用绘图软件绘制挖掘机模型的零件图和装配图（见图2），然后在机械制造技术课程中按零件图加工零件，然后进行挖掘机模型的装配。在电气控制课程中，学生需进行控制板的设计与制作，并对挖掘机模型中的电气部分进行接线。在气动课程中进行气动回路的设计与安装。挖掘机一般采用液压控制，为方便教学本项目采用气压控制，而气压与液压的工作原理基本相同。气动回路控制原理如图3所示。在单片机课程编写相应的控制程序，还可以在PLC课程中进行另一种程序控制。通过这个项目的训练，可以让学生将多门课程的知识进行融会贯通，很好地理解知识的关联，一项课程项目的完成情况将影响后续课程项目的实施，使学生对专业和课程的应用有整体的认知，提高综合实践能力[12-13]。

2.3课程项目实施

简易挖掘机项目已经在机电一体化专业课程教学中进行了多次实施，取得了很好的教学效果，该项目还被用在2019湖南—老挝职业教育师资国际培训班中，受到了老挝教育部的好评。图4为调试完成的挖掘机模型实物图。

3结语

在设计和运用机电类专业贯穿式项目制教学体系的过程中有以下体会和思考：（1）由于一个项目贯穿多门核心课程，提高了学生对知识的综合运用能力和创新意识。（2）采用企业的真实机械产品作为项目实例，提高了学生的学习兴趣和团队协作精神，开发者可根据专业特点和当地产业的需求选取合适的项目载体。（3）作为贯穿式项目制教学体系，宜选取多个载体、设计多个项目，例如机械类课程设计一个综合项目、电类课程设计一个综合项目，也可以是机电结合的项目，并且采用内容和难度可拓展的项目为好。

参考文献

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作者：姚佳 黄有全 曾义聪 单位：长沙民政职业技术学院