仿真教学在高职机电一体化专业综合实训课程的应用研究

摘 要 高职机电一体化专业要求学生具有较强的实践能力，本文在分析机电专业综合实训课程特点的基础上，提出利用仿真软件辅助现场教学的观点，并以宇龙机电控制仿真软件为例，介绍了相关课程教学设计与实施过程，并讨论了仿真教学的不足与改进方法。

关键词 机电专业 综合实训 仿真教学

中图分类号：G712 文献标识码：A

机电一体化技术专业知识面宽、应用广泛，要求毕业生有较强的综合分析和实践操作能力，实践类课程在高职院校机电专业占有越来越重要的地位。但实践教学受条件所限存在较多问题，使用仿真软件进行替代或辅助实践教学成为必不可少的手段。

1机电一体化综合实训课程的特点与问题

高职院校机电专业在高年级一般会开设较为综合的实训课程，这些课程同就业岗位结合紧密，通常涉及到机械设计、液压、电器、电气控制、自动控制等多门课程，对学生的综合实践能力提出较高要求。但是多年的教学实践中，我们发现该类实训课程中存在一些不足，如实训场所的设备往往具有一定的危险性，如果不能正确操作，极易造成人身伤害；实训现场电压较高，容易发生触电事故，学生操作不当还会损坏设备；实训室虽然能够给学生提供一个真实环境，但是涉及到的设备太多，投入太大，学校无法建立完备的综合实训室，即使建设了，也无法长期投入更新，灵活性和拓展性都不好；安装、调试等步骤虽然能提高学生的实际动手能力，但耗时、耗材多，教学成本高。

2利用仿真教学的优势

仿真教学是利用计算机仿真软件实现模拟实践环境，产生逼真的训练，好的仿真软件既节约时间和经费又达到训练目的。对于机电专业综合实训课程来说，仿真教学的优势在于保证原有教学过程和效果的前提下提高安全度，减少现场操作，对于错误操作，软件会模拟结果并产生提示，杜绝真实的人身或设备伤害；使用仿真软件虽然初期有软件投入，但长期来看，比直接购买硬件设备成本仍然低很多，而且学校只需建设机房，教学运行成本低，设备利用率高；减轻了教师的负担，不但可以教学训练，还可以在线考核，使教学实施和管理更加简便有效。

3基于宇龙机电仿真软件的实训教学

《宇龙机电控制仿真软件》是上海宇龙软件工程有限公司开发的，用于电子电工、电气控制、机电控制及相关专业实验实训的仿真软件。它涵盖多种PLC品牌，内置包括电路元器件、液压、气压系统功能部件以及各种应用构件的元器件库，用户可以自由选择元器件搭建控制系统平台，还可在软件中使用仪器仪表进行实时检测，能进行电工电子、传感器、液压、气动、PLC、电气控制、机床设备系统维护和故障诊断等多门课程单项或综合实训。

3.1教学设计

综合实训课程宜采用项目教学，在项目设计上应结合机电专业的人才培养目标和课程标准，贴近工作过程选取一个或多个完整的工作项目，复杂的项目还可设置多个任务，同时由于仿真教学要求学生提前具备相应的理论知识，应在前期对相关理论课程和软件操作等进行准备。以《机电设备故障诊断与维修》课程项目之一——铣床故障诊断与维修项目为例，结合宇龙机电控制仿真软件的功能，可进行教学设计如下：X62W铣床主轴电路实现（仿真）——X62W铣床进给电路实现（仿真）——X62W铣床快速进给电路实现（仿真）——X62W铣床冷却电路实现（仿真）——X62W铣床电路实现（仿真）——X62W铣床控制电路故障检测（仿真+实操）——拓展项目：X62W铣床控制电路PLC改造（仿真）。

3.2教学实施

仿真教学的实施应该突出学生的主体地位，充分调动学生的积极性，虽然不是在现场实际操作，但是教学内容都是实践性质的，所以在教学方法上应多运用启发引导的方法，形式上也可以采取分组讨论和成果展示、答辩等方式，培养学生团队意识和激发相互竞争的精神。在具体任务实施上可采取如下流程：下发任务书，明确要求——知识技能要点讲解——制定方案并研讨——利用宇龙仿真软件实施——成果展示答辩——考核评价总结。

3.3作业与考核

利用宇龙机电仿真软件，教师可以布置与课堂衔接的课后任务，学生只要在机房甚至自备电脑即可完成，不受设备场地的限制，也没有安全问题，教师无须监护，减轻了负担。宇龙机电仿真软件具有故障设置功能，教师可以自行设计电路形成考卷对学生进行考核，不但可以设置实训台（柜）常用的断点故障，还可以设置元器件故障和短路故障等不适合在实际设备上设置的故障，使考核项目更加贴近实际。宇龙机电仿真软件还可以联网对多台终端同时进行考核和评分，并进行成绩分析，降低了考核的工作量。

4仿真教学的不足

仿真软件具有诸多优势，但也存在一些需要改善的环节：一是无法提供真实的现场环境，学生的安全意识比较单薄，劳动纪律、工作规章等无法通过仿真教学培养；二是实操的技能、工艺训练、施工标准等无法通过仿真软件进行练习。所以，仿真教学应与现场教学相结合，充分利用各自的优势，从不同的方面对学生进行训练。如3.1“教学实施”一节，任务6《X62W铣床控制电路故障检测》的实施需要利用宇龙机电仿真软件和在实训室对实训柜进行实际操作两个环节重复进行。

基金项目：本文系青岛港湾职业技术学院课题《机电专业中高职教学体系衔接研究与实践》研究成果，项目编号GW2013A01。

作者简介：孙琦，男，1979.8，汉族，硕士，青岛港湾职业技术学院，副教授，主要研究方向：机电一体化教学。

参考文献

[1] 马文斌.机电系统仿真教学改革与实践[J].常熟理工学院学报，2011（6）.

[2] 周永勤，周美兰，戈宝军，颜景斌.基于多组态平台工控设备虚拟仿真实验教学的研究[J].电气电子教学学报，2005（1）.