项目化教学在“校内毕业综合实训”课程中的应用

王京++郄伟

摘要：项目化教学是最能体现职业教育实践性、职业性等特点的教学模式。以《校内毕业综合实训》课程为例，阐述项目化教学的实施过程及其在培养学生专业技能综合应用能力、团队协作能力和创新意识等方面体现的优势。

关键词：项目化教学；综合实训；高职教育

中图分类号：G4

文献标识码：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.15.083

1项目化教学的内涵

项目教学的理论基础是构建主义学习理论，是以项目为媒介，师生共同完成的一个教学活动。职业院校的教学活动中，项目指的是一个具有实际意义产品的任务，它对学生的要求就是要运用自己的理论知识和实际经验，在完成项目的过程中发现问题，解决问题。教学过程中，教师要努力营造探讨、交流的学习氛围；学生则以群体协作的方式，自主选定项目，自主进行方案的选择、设计、优化与实践，成为项目化教学的主体。

2课程简介

《校内毕业综合实训》课程是专业人才培养过程中的重要环节，也是学生进行顶岗实习前的最后一个教学环节。课程的主要目的是培养学生综合应用所学专业理论知识解决工程实际问题的能力，以促进学生职业能力的发展。针对机电一体化专业的学生，该课程可选取液气压控制、电气控制、机械加工等方面的典型项目，比如加工一个零件、设计与制作一件产品、排除一个故障等，旨在培养学生的液气压控制系统分析设计、PLC程序编制、电路识图分析设计及典型零件加工等专业能力。

3案例分析

以“气动机械手的制作”项目为例，详细阐述项目化教学在《毕业综合实训》课程中是如何应用的。

3.1资讯

项目题目确定后，学生依据项目要求通过网络搜集与气动机械手的相关资料。最终网络上的一张图片给了大家灵感，如图1所示。

3.2计划

机械的主要组成包括驱动系统、控制系统、执行机构以及位置检测装置等。本项目中执行机构——机械手旋转底座、机械手爪等零件需要加工、驱动系统和控制系统需要设计。因此，项目组最终划分为三个小组：气压控制小组、电气控制小组和零件加工小组。

3.3决策

通过研究、讨论，同学们制定了实施方案。

3.3.1机械手的手爪结构设计

为了使机械手的作用得到更大发挥，手爪部分用棒料去设计，采用夹持式手爪，并且其手爪可以设计成能够更换。

3.3.2机械手的手腕结构设计

手腕最好可以做成回转结构，因为一般被抓的工件都是水平放置的，便于操作。

3.3.3机械手的手臂结构设计

根据抓取工作的一些要领，机械手的手臂可以设计成手臂伸缩和左右回转两个方面。

3.3.4机械手的驱动方案设计

气压传动系统的优势明显，其动作灵活多变，阻力较小，并且，其成本低廉，所以机械手的驱动自然选择这个方式。

3.3.5机械手的控制方案设计

利用可编程控制技术结合相应的硬件装置，控制气动机械手完成搬运等各种动作。

3.4实施

各小组依据设计方案并利用液压实训室、电气控制实训室和数控基地等实践教学条件展开该项目的实施。具体实施过程如下。

3.4.1气压部分

（1）气动系统设计；

（2）执行原件的选择；

（3）驱动系统的选择；

（4）控制元件的选择；

（5）机械手气动系统工作过程分析。

3.4.2电气部分

（1）电气元件的选择；

（2）I/O分配表；

（3）PLC接线图；

（4）PLC梯形圖；

（5）PLC指令表。

3.4.3机械部分

（1）零件设计与图纸的绘制；

（2）工具的选用；

（3）毛坯的选择；

（4）设备的选择；

（5）连接杆加工工艺设计及制作；

（6）底座加工工艺设计及制作；

（7）机械手外壳加工工艺设计及制作；

（8）连接机构1加工工艺设计及制作；

（9）夹取手指加工工艺设计及制作。

经过2个月的不懈努力，项目团队最终制作出了可实现机械手臂90度旋转、手臂伸缩和机械手爪抓取三个动作的气动机械手，实物如图2所示。

3.5检查

（1）安装后经调试，气动系统能够实现机械手臂90度旋转、伸缩等预期动作；

（2）安装后经调试，电气系统能够实现按顺序控制机械手的以上动作；

（3）气动机械手各零件的检验。

以连接杆的检验为例介绍零件的检验方法，如表1所示。其他零件的检验省略。

连接杆经检验可以承受两伸缩气缸与机械手爪的重量，与气缸螺纹配合处达到配合要求，沉头孔与旋转气缸部分达到配合要求。

3.6评价

（1）该机械手的夹持手指设计简单，可用于搬运小型零件，也可供教学或实验使用。

（2）采用气压传动能够自动控制，动作灵活多样，能过载保护。

（3）目前，机械手操作一般都选用PLC程序，其具有较强的灵活性和专业化程度高，并且能控制时间和行程。

4收获与思考

“气动机械手的制作”项目实施过程中，收获最大的是学生。项目团队的成员不仅感到之前学过的专业知识与技能得以充分应用，而且在与同伴沟通交流、讨论研究攻克了一个又一个出现的难题时，体验到个人与集体共同成长的快乐。

该项目成功实现教学目标的同时既积累了丰富经验也存在不足之处，愿与大家共同分享：

（1）项目本身具有很强吸引力，激发了学生学习的积极性和主动性，引导学生主动参与探究，进而为培养学生的探索精神和创新意识提供可能；

（2）由于该项目不仅包含机械手的机构设计、零件制造，还包含驱动系统、控制系统的设计与分析，所以具有很强的综合性，因此需由多个小组协同完成该项目，这为培养学生沟通能力与团队协作精神创造空间；

（3）需要进一步引入企业专家，全程参与项目的制定、实施以及评价；

（4）该项目的成功实施为本科层次人才培养过程中的《校内毕业综合实训》课程的实施积累了宝贵的经验。

参考文献

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