网孔型电工综合实训装置的改造与创新设计

任晓敏?李宁?党智乾?王曙侠

摘要：从目前学校购买的电工实训装置的实际使用效果来看并不令人满意。为解决上述问题，课题组成员在近几年工作经验的基础上，充分研究不同专业的实践教学，结合专业培养目标与具体的实际教学情况，在教学实践环节中设计了能够根据随着不同专业近似课程开设情况而改变的、人性化的电工综合实训装置，不仅可以完成一体化课程以及其他专业相關课程的教学任务，同时还可以满足维修电工技能考核的实际操作考试。对于电工实训装置的结构改造和创新设计是本课题研究的重点。

关键词：电工综合实训装置；结构改造；创新设计

作者简介：任晓敏（1977-），女，陕西乾县人，西安航空职业技术学院，讲师。（陕西 西安 710089）

基金项目：本文系西安航空职业技术学院院级自然学科课题（课题编号：13XK-ZY001）的研究成果。

中图分类号：G642.44 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）09-0138-01

现今，随着我国自动化控制技术的迅速发展，国内已经有多家企业在生产过程中应用了自动化控制技术，因而企业对生产研发和维修人才需求量不断上升，对人才质量要求也越来越高。由于高职院校理工科开设的许多课程不仅实践性强，而且与自动化技术联系紧密，因此实训教学设备就是培养学生动手操作技能的关键。为激发学生的学习积极性，增加学生的动手机会，各类院校均会购买各种类型得实训教学设备或装置，但这些实训教学设备或装置功能较为单一，缺乏可操作性，不能适应现今社会对人才的技术要求。

一、目前实训教学设备或装置使用现状

目前大多数学校购买的实训教学设备或装置虽然外型美观、安全可靠，但从提高学生的实践能力角度来讲还存在缺陷。

各类院校购买的实训教学设备或装置功能往往比较单一、专业综合性不强。教学设备或装置主要针对某一门课程，当这门课程不开设时，这些实训教学设备或装置就闲置不用了。

生产教学设备的厂家研制的设备或装置往往不了解学生和教师使用的具体情况，缺乏人性化，有些甚至不符合教学的实际要求；另外，当购买的设备或装置出现故障之后还得联系生产厂家维修，维修时间周期较长，导致教学任务无法正常进行，当购买设备过了保修期，那维修问题就更难解决。

从成本上来说，购买新设备或装置需花费资金较多；同时使用几年之后，实训教学设备往往会落后于学生所学的新知识、新技术和企业生产一线技术。

针对电类实训教学设备多数做的都是验证性实验，这种“理论+实验”的教学方式缺乏创新，导致学生的思维方式往往是单一和直线式的，缺乏灵活性和全面性，这样，造成学生创新意识不强，缺乏自信，不善于充分利用和积极创造条件。

因而，实训教学设备的现状直接影响到学生专业能力的培养，对于实训教学设备不应千篇一律，应根据专业的侧重点和人才培养方案综合考虑实训环境、教学资源、教学组织形式等方面，进而确定实训设备或装置的结构和功能。因此，对各类高职院校的实训教学设备进行改造与创新设计是势在必行的。本文以电工综合实训装置改造为例。

二、电工综合实训装置改造的途径

高职院校的机电、电气专业学生的一项基本技能就是能够熟练地对机床电路进行安装与调试，此项技能主要是通过购买的相关实训装置来完成的。但目前要求该专业学生只掌握这项基本技能是不够的，还要能够跟随企业发展获取生产一线的新方法及新工艺。经过近几年的使用，发现这些装置不仅存在技术上的局限，更重要的是在一体化教学中该装置提供给学生动手实践的机会不多，任务引领型教学的先进理念得不到充分应用和发挥，因此教学效果不够理想，同时对学生而言实训装置还缺乏系统全面的“新技术、新方法、新工艺”技能训练。

如何开展“新技术、新方法、新工艺”实训装置的改造与创新设计呢？

途径一：课题组根据任务引领型教学的要求积极寻找突破口，经过思维和观念的碰撞，从企业获得先进的职业教学理念，提高学生的创新能力，并强化学生的动手操作技能，培养适应现代企业需要的电类高技能应用型人才就是现在要解决的问题。经过改造的“电工实训装置”包含了机电一体化、电气自动化等专业所涉及的基本技能和专业知识，包括了机床电气控制技术、PLC技术等知识与技能的要求，目的是为学生提供一个典型的、综合训练的工程环境，而且还可为学生构建一个发挥学生潜能和创造力的实践平台，进而能在此平台上实现知识的实际应用、技能的综合训练和实践动手能力的客观考核。

途径二：针对机电一体化专业开设的一体化课程“机电设备安装与调试”，开发有关PLC新的项目，让学生动手。通过学生自己的设计、安装进一步了解如何用PLC控制外部设备，提高设计与动手操作技能以及应变能力。

途径三：在改造过程中可以让毕业生参与进来，教师通过给学生制订工作计划与分配工作任务，在指导过程中渗透对学生能力的培养，在任务实施过程中使毕业学生在知识运用与获取、实践训练与素质养成、沟通与合作、总结与创新等方面取得一定的进步。

三、改造的创新点

1.综合性

改造完成的网孔型电工综合实训装置除了可以完成机床电气部分的内容外，还可完成PLC实验室所缺少的项目，不仅可以提高学生的学习积极性，还可增强学生的创新设计和应用能力，具有一定的实际价值。改造重点是在改造过程中增加PLC的内容，让学生认识PLC与传统电气控制之间的联系与本质区别，学习PLC外部接线技能，探索如何将PLC编程模块化和层次化。

网孔型综合实训装置主要由实训桌、网孔板、自购实训元器件组成。改造过程中，自行购买西门子CPU226主机，集成数字量I/O（24路数字量输入，16路数字量输出）、RS-422通讯口、SC-09通讯编程电缆及转接输入输出口、中间继电器、电源模块等。主要利用PLC软件编程，通过 S7-200虚拟环境实时显示PLC的运行状态，并对PLC的外部接线进行错误检查、PLC编程训练、PLC程序编写测试等功能。

2.灵活性

改造设计完成的电工综合实训装置，实训项目可自行确定，根据所选的项目选择相应的元器件。该装置即可以作为课程考核设备和维修电工技能考证模拟训练设备，也可以作为PLC 课程实训项目设备。学生根据自行设计的线路进行元器件的合理布局，安装、接线全部由学生自行完成，接近工业现场，通过一系列项目实训培养学生的动手能力和实操技能。

3.实用性

改造完成的装置在实训时采用已有的网孔板与购买的PLC模块相结合的方式，实用性较强，不仅操作方便、更换便捷、易扩展或开发新的实训项目，而且具有动手能力强、接近工业现场，投入使用不仅占地面积小，节约实训场地，而且减少基建投资，经济效益显著。

4.安全性

该实训装置安装电压型漏电保护器和电流型漏电保护器可以确保学生的人身安全，电源输出有监视及短路保护功能。

四、不足之处

在改造过程中，设想添加实训管理器，其功能是平时作为时钟作用，在实训操作过程中可以设定操作时间、定时报警、切断电源等。除此之外，还能够自动记录由于接线或操作错误所造成的漏电报警总次数，为学生实训考核提供一个统一标准。但实验没有成功，在以后的教学过程中将继续努力完成。

五、结束语

通过设计和改造电工综合实训装置，走产学研结合道路，不仅可以为学院节约一部分教学经费，而且为专业建设和今后的发展注入了新的内涵。设计与改造该装置不仅可以锻炼教师队伍，提高教师的动手实践能力，还可以促使教师更好地将教学转入到理论和实践相结合的道路上来。俗话说：“行而不思，创新无望；行而三思，脫颖出新。”只有不断思考，反复推敲研究，并形成自己解决问题的思维方法，才能不断推陈出新，实现超越。

参考文献：

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（责任编辑：王祝萍）