機電一體化技術(shù)專業(yè)技能考核與教學系統(tǒng)設(shè)計方案20151205

1、湖北華秦教育軟件技術(shù)有限公司機電一體化技術(shù)專業(yè)技能考核與教學系統(tǒng)設(shè)計方案湖北華秦教育軟件技術(shù)有限公司2015年12月5日 36 / 37目 錄1背景與概述22設(shè)計方案32.1方案概述32.2方案特色42.3軟件系統(tǒng)介紹52.3.1情境實訓教學82.3.2技能抽查考核282.4軟件開發(fā)周期及預算303案例展示324公司介紹335版權(quán)聲明341背景與概述目前，我國主要采用兩種職業(yè)院校學生技能考核評價方式，一是職業(yè)院校學生技能大賽制度，二是職業(yè)院校學生技能抽查制度。從評價方式與評價手段上來看，職業(yè)院校學生技能大賽制度是一種典型的“選拔式”學生技能考評制度，或者可以認為是一種“精英式”的學生技能考核制

2、度。 職業(yè)院校每一位學生都有機會參與選拔，但是由于大賽的競爭性，參與省級、國家級技能競賽的學校與學生名額是有限的，獲獎的學生則更是鳳毛麟角。毫無疑問，技能大賽對提高職業(yè)教育聲譽、擴大影響力是有非常積極的作用的，大批學生也因此受益。但是同時，職業(yè)院校技能大賽制度也存在幾個方面的不足：一是技能大賽的選拔性與全面提高職業(yè)教育質(zhì)量之間的矛盾。技能大賽的焦點在于選拔出技能精英，選拔性導致個別院校的個別專業(yè)成為關(guān)注焦點，但對多數(shù)學校的多數(shù)專業(yè)影響不大。二是技能大賽競爭性與職業(yè)教育資源利用的公平性之間的矛盾。學校一般都為參賽選手配備專門設(shè)備和專門指導教師，有的學校甚至采取“長期備戰(zhàn)”的方式來培訓參賽選手，以

3、期在大賽中能獲得好成績。 參賽選手長期占用學校最好的資源，專注于備賽，對于其他學生而言，是一種明顯的不公平。 三是技能大賽有可能催生“應試職業(yè)教育”的風險，學校將過多的精力和時間投入在技能競賽上，而忽視了整體辦學水平的提升。因此，技能大賽這種帶有明顯精英選拔特征的職業(yè)院校學生技能測評制度存在較為明顯的不足，對大面積提高學生技能水平和學校辦學水平以及對職業(yè)院校辦學質(zhì)量進行監(jiān)控與督促的作用有限。針對上述突出問題，湖南省教育廳于 2009 年開始實施職業(yè)院校學生技能抽查制度。 經(jīng)過 5 年實踐，到 2014 年，湖南省已經(jīng)組織了 13 個專業(yè)省級技能抽查，參加抽查的學校 332 所（中職 267 所

4、，高職65 所）， 覆蓋 457 個中職專業(yè)點、 270 個高職專業(yè)點，參加抽查的學生 7943 人 （中職 3123 人， 高職 4820人）， 覆蓋學生 19.5 萬人， 開發(fā)了 76 個專業(yè)抽查標準，在全面監(jiān)控學校培養(yǎng)質(zhì)量、提高專業(yè)建設(shè)與人才培養(yǎng)水平方面，起到了非常積極的作用，成為湖南職業(yè)教育教學質(zhì)量保障的基本制度。從上述背景資料的分析可以看出，職業(yè)教育的技能抽查考核其核心宗旨是通過這種對學校的教育評價方式，促使學校提升學生的整體水平，歸根結(jié)底就是教育的“質(zhì)量”，對于職業(yè)教育而言，質(zhì)量評價的重點在于考察學生運用已學的知識、技能和態(tài)度去解決不同職業(yè)情境下的工作問題的能力，并注重學生的職業(yè)意

5、識與職業(yè)素養(yǎng)。因此，我們公司的軟件設(shè)計方案將圍繞這一核心宗旨展開，設(shè)計總體思路為：一是職業(yè)情境的虛擬構(gòu)建，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建三維的虛擬職業(yè)情境，所有的教、學、做、測都以此為基礎(chǔ)環(huán)境進行開展，逼真的3D虛擬界面有助于提高學生的學習興趣；二是引導式課程教學設(shè)計，將課程知識點融合進不同的職業(yè)情境中，以任務驅(qū)動的形式引導學生自主思考，自主探索完成不同的工作任務，從而鍛煉學生的自主學習工作能力；三是智能綜合測評分析，學生通過軟件的智能測評分析結(jié)果，以及老師對自己的評價結(jié)果，可以綜合分析出自己的學習狀況如何，以便采取針對性的學習策略；四是職業(yè)意識與職業(yè)素養(yǎng)的融合，將職業(yè)素養(yǎng)知識融合進職業(yè)情境中，并作為綜

6、合測評的依據(jù)之一。2設(shè)計方案 軟件設(shè)計方案以湖南省高職機電一體化技術(shù)專業(yè)技能抽查題庫為技能考核測評的依據(jù)，并針對普通機床控制線路裝調(diào)與檢修、可編程序控制器技術(shù)應用、液壓與氣動技術(shù)三門課程進行職業(yè)情境的教學設(shè)計。2.1方案概述整個軟件功能模塊分為職業(yè)情境教學模塊、技能抽查考核模塊、教學管理模塊、賬戶管理模塊。軟件的功能架構(gòu)設(shè)計如下：圖1 軟件功能架構(gòu)設(shè)計圖職業(yè)情境教學模塊將普通機床控制線路裝調(diào)與檢修、可編程序控制器技術(shù)應用、液壓與氣動技術(shù)三門課程的知識點以任務引導式的方式進行教學設(shè)計，用三維虛擬場景進行展現(xiàn)，引導學生自主學習知識，自主完成工作任務，培養(yǎng)學生自主分析和解決問題的能力，同時教學設(shè)計過

7、程融合職業(yè)意識和職業(yè)素養(yǎng)的知識；技能抽查考核模塊以湖南省高職機電一體化技術(shù)專業(yè)技能抽查題庫為測評依據(jù)，用三維虛擬情境模擬實際技能考核，學生完成模擬技能考核后，軟件系統(tǒng)自動給出測評分析結(jié)果；教學管理模塊包含課程安排、學習評價、考核評價等功能；賬戶管理模塊包含教師、學生的賬戶信息管理等功能。備注：不同的模塊可以根據(jù)老師的要求，以及學校合作開發(fā)軟件的周期要求進行選擇性的定制開發(fā)。2.2方案特色1、三維虛擬工作情境 將實際的工作實訓場景通過3D虛擬技術(shù)表現(xiàn)出來，結(jié)合實際的工作任務情境進行實訓，效果逼真，生動有趣，能極大的調(diào)到學生的學習積極性。圖2 三維虛擬場景類似效果圖2、教學做一體的學習實訓模式我們

8、公司聘請資深的專業(yè)課老師進行教學設(shè)計，將專業(yè)課理論知識、技能考核工作任務融合進虛擬工作任務中，學生通過軟件的引導學習，自主探索完成工作任務就能達到理論知識學習、實訓練習和技能考核訓練的目的。3、技能抽查模擬考核技能抽查考核模塊參照湖南省高等職業(yè)院校機電一體化專業(yè)技能抽查標準和湖南省高等職業(yè)院校機電一體化專業(yè)技能抽查標準題庫而設(shè)計，貼合湖南省職業(yè)院校的教學實際情況。4、工作過程為導向的任務設(shè)計實訓教學過程基于工作過程進行設(shè)計，按照實際工程技術(shù)項目的實施方法推進，同時以實際技能考核任務作為驅(qū)動，充分調(diào)動學生的學習積極性，培養(yǎng)學生分析問題，解決問題，以及利用工程思維解決問題的能力。5、職業(yè)意識與職業(yè)

9、素養(yǎng)的養(yǎng)成設(shè)計 將“6S”職業(yè)規(guī)范（整理、整頓、清潔、清掃、安全、素養(yǎng)）的內(nèi)容融入到具體的工作任務步驟當中，使學生在不知不覺的任務完成過程中就慢慢養(yǎng)成良好的職業(yè)習慣，從而達到培養(yǎng)學生職業(yè)意識和職業(yè)素養(yǎng)的目標。6、智能測評分析設(shè)計 教學評價在實際教學過程中是非常重要的一個環(huán)節(jié)，本軟件設(shè)計智能測評分析模塊從兩個維度對學生的學習效果進行評價：一是系統(tǒng)對學生的技能抽查考核結(jié)果，進行自動的測評分析，反饋給學生和教師，以幫助學習的改進；二是教師根據(jù)系統(tǒng)的智能測評分析結(jié)果合實訓記錄數(shù)據(jù)綜合對學生進行評價反饋，幫助學生改進學習效果。2.3軟件系統(tǒng)介紹軟件系統(tǒng)分為三個用戶角色：學生、教師和管理員，每個角色的系統(tǒng)

10、功能圖如下圖所示，學生賬戶包含情境實訓教學模塊、技能抽查考核模塊和賬戶管理模塊；教師賬戶包含情境實訓教學模塊、教學管理和賬戶管理模塊；管理員賬戶的功能主要是對院校、班級信息，學生/教師賬戶信息，課程安排信息的管理。下面著重介紹兩個主要功能模塊：情境實訓教學和技能抽查考核。圖3 軟件功能框圖（學生賬戶）圖4軟件功能框圖（教師/管理員賬戶）2.3.1情境實訓教學2.3.1.1普通機床線路裝調(diào)與檢修工作情境普通機床線路裝調(diào)與檢修實訓教學模塊包含普通機床線路裝調(diào)與檢修的理論課程知識任務情境和技能考核工作任務情境兩部分，軟件第一階段先開發(fā)技能考核工作任務情境的內(nèi)容；第二階段再完善開發(fā)理論課程知識任務情境

11、模塊。技能考核工作任務情境分為普通機床控制線路裝調(diào)和普通機床控制線路檢修。（1）普通機床控制線路裝調(diào)實訓教學實訓教學過程基于工作過程進行設(shè)計，按照實際工程技術(shù)項目的實施步驟推進，如下圖所示，同時以實際技能考核任務作為驅(qū)動，充分調(diào)動學生的學習積極性，培養(yǎng)學生分析問題，解決問題，以及利用工程思維解決問題的能力。在實訓學習過程中同時融入職業(yè)意識和職業(yè)素養(yǎng)知識。圖5 普通機床控制線路裝調(diào)實訓操作流程 普通機床控制線路裝調(diào)實訓教學模塊的初步設(shè)計思路如下：名稱詳細說明布局圖普通機床控制線路裝調(diào)虛擬工作場景布局圖設(shè)計如下：主設(shè)備：機床電氣線路裝調(diào)實訓臺。參考尺寸：1400*700*1500mm3。實訓學習主

12、過程描述實訓教學在三維虛擬實驗室中完成，實訓練習的整個過程按照實際工程項目的步驟分為：任務引入任務分析制定計劃計劃實施結(jié)果檢查總結(jié)反饋。1、任務引入 任務引入引導學生熟悉工作任務內(nèi)容及考核要求，通過任務的形式調(diào)動學生的學習積極性。具體操作過程擬定如下：點擊“實訓任務”按鈕，彈出本項目的任務介紹內(nèi)容，操作者可以在認真閱讀任務說明文檔后，點擊“開始實訓”，系統(tǒng)開始記錄實訓時間，此時可以進行下一步實訓操作，并在任務提示欄里顯示下一個實訓步驟的提示。2、任務分析任務分析主要引導培養(yǎng)學生自主思考、自主分析問題，并制定解決方案的能力，具體內(nèi)容主要包括：原理圖分析、元器件選擇分析、元器件布局分析、布線工藝參

13、數(shù)分析等。3、制定計劃根據(jù)任務分析的結(jié)果，制定普通機床控制線路裝調(diào)項目任務的實施計劃。4、計劃實施根據(jù)普通機床控制線路裝調(diào)項目任務的實施計劃，分步驟實施初步設(shè)計如下：（1）元件選擇 根據(jù)原理圖分析的結(jié)果，學生正確選擇元器件的種類、數(shù)量、型號和參數(shù)等。（2）元件檢測 對元件進行安裝前的一般性檢測，目的是檢測： 元器件外觀是否良好？ 元器件動作是否靈活？ 元器件參數(shù)選擇是否正確？（3）元件安裝根據(jù)實訓臺上的電氣安裝接線圖進行電器元件的安裝，安裝操作要求螺釘螺栓緊固完成后給予提示“螺釘已擰緊”，所有操作完成后，在“操作提示欄”里顯示下一步操作信息，選錯工具、元件位置放錯、螺釘未擰緊，漏裝則同步在“錯

14、誤提示”欄里顯示相應的信息。（4）布線 模擬實際布線的操作過程，擬定虛擬操作步驟為：點擊“操作模式”選擇布線功能，則鼠標切換至布線狀態(tài)，布線操作過程分三個步驟完成：布線參數(shù)編輯走線緊固接頭。工作過程中同時融入“6S”規(guī)范：（整理整頓） 學生根據(jù)實訓的任務正確選擇所需要的工具，工具從虛擬的工具箱從取用，工具庫中的工具有：萬用表，驗電筆，一字螺絲刀，十字螺絲刀，內(nèi)六角扳手，活動扳手，剝線鉗，壓線鉗等。 將工具整齊擺放至實訓桌面，培養(yǎng)學生的職業(yè)素養(yǎng)意識。（安全防護）虛擬穿戴安全防護用品，培養(yǎng)學生的安全作業(yè)意識，安全防護用品有：安全帽、護目鏡、絕緣手套、普通手套、安全帶、絕緣鞋、絕緣墊等。5、結(jié)果檢查

15、做好上電調(diào)試的準備，合上電源開關(guān)。點擊“試車”按鈕，則軟件開始記錄試車的次數(shù)和結(jié)果，作為考核的依據(jù)；試車不成功的情況下，可以點擊“檢修”按鈕，則切換至檢修狀態(tài)，檢修狀態(tài)下的調(diào)試結(jié)果數(shù)據(jù)不作為考核依據(jù)。工作過程融入“6S”規(guī)范：（整理整頓）完成功能調(diào)試后，要對使用的工具、儀表和耗材清點入庫。（清潔清掃）完成清點入庫后，點擊6S規(guī)范，在下拉菜單中選擇“清潔清掃”，則軟件自動清掃實驗臺和實驗臺周圍地面上的線頭和垃圾，有清理完成后的效果顯示。培養(yǎng)學生的職業(yè)素養(yǎng)意識。6、總結(jié)反饋系統(tǒng)功能調(diào)試完成后，撰寫普通機床控制線路裝調(diào)項目任務的總結(jié)報告，報告內(nèi)容包括：元件選擇/工具儀表清點、元件安裝、布線、功能調(diào)試

16、、“6S”規(guī)范等方面。對整個工作過程進行總結(jié)，以便下次改進整個工作計劃，培養(yǎng)良好的職業(yè)素養(yǎng)。技能考核任務三相異步電動機啟動停止線路裝調(diào)三相異步電動機點動和自鎖控制線路裝調(diào)三相異步電動機按鈕聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制線路裝調(diào)三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制線路裝調(diào)三相異步電動機按鈕和接觸器雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制線路裝調(diào)三相異步電動機自動往返運動控制線路裝調(diào)三相異步電動機星三角降壓啟動控制線路裝調(diào)三相異步電動機兩地控制星三角降壓啟動控制線路裝調(diào)三相異步電動機兩地控制線路裝調(diào)三相異步電動機串聯(lián)電阻降壓啟動控制線路裝調(diào)三相異步電動機單向啟動及反接制動控制線路裝調(diào)三相異步電動機單向啟動及反接制動控制線路裝調(diào)兩臺三相異步電動機順

17、序啟動控制線路（1）裝調(diào)兩臺三相異步電動機順序啟動控制線路（2）裝調(diào)兩臺三相異步電動機順序停止控制線路裝調(diào)三相異步電動機星三角降壓啟動主線路裝調(diào)三相異步電動機全波能耗制動控制線路裝調(diào)三相異步電動機雙速控制線路（1）裝調(diào)三相異步電動機雙速控制線路（2）裝調(diào)C620車床控制線路裝調(diào)（2）普通機床控制線路檢修實訓教學實訓教學過程基于工作過程進行設(shè)計，按照實際工程技術(shù)項目的實施步驟推進，如下圖所示，同時以實際技能考核任務作為驅(qū)動，充分調(diào)動學生的學習積極性，培養(yǎng)學生分析問題，解決問題，以及利用工程思維解決問題的能力。在實訓學習過程中同時融入職業(yè)意識和職業(yè)素養(yǎng)知識。圖6 普通機床控制線路檢修實訓操作流程普

18、通機床控制線路檢修實訓教學模塊的初步設(shè)計思路如下：名稱詳細說明布局圖普通機床控制線路檢修虛擬工作場景布局圖設(shè)計如下圖所示。主設(shè)備：M7120平面磨床控制線路故障檢修實訓臺、T68臥式鏜床控制線路故障檢修實訓臺、X62W萬能銑床控制線路故障檢修實訓臺、Z3050搖臂鉆床控制線路故障檢修實訓臺。參考尺寸：1400*700*1500mm3。實訓學習主過程描述實訓教學在三維虛擬實驗室中完成，實訓練習的整個過程按照實際工程項目的步驟分為：任務引入任務分析制定計劃計劃實施結(jié)果檢查總結(jié)反饋。1、任務引入任務引入引導學生熟悉工作任務內(nèi)容及考核要求，通過任務的形式調(diào)動學生的學習積極性。具體操作過程擬定如下：點擊

19、“實訓任務”按鈕，彈出本項目的任務介紹內(nèi)容，操作者可以在認真閱讀任務說明文檔后，點擊“開始實訓”，系統(tǒng)開始記錄實訓時間，此時可以進行下一步實訓操作，并在任務提示欄里顯示下一個實訓步驟的提示。2、任務分析任務分析主要引導培養(yǎng)學生自主思考、自主分析問題的能力，此工作場景的任務分析內(nèi)容包括：對機床故障現(xiàn)象進行調(diào)查研究分析；電氣控制線路原理圖分析；分析故障故障可能產(chǎn)生的原因。3、制定計劃根據(jù)對機床故障現(xiàn)象的調(diào)查研究結(jié)果，以及故障原因分析結(jié)果，制定故障檢修實施計劃。4、計劃實施根據(jù)故障檢修實施計劃，進行具體的檢修操作。檢修過程中要選用正確的工具和檢修方法（電壓測量法，電阻測量法），檢修過程中工具選擇不當

20、，方法選擇不當，造成元件損壞，少查故障點都要相應的提示和扣分。檢修的過程中同時融入“6S”規(guī)范：（安全防護）虛擬穿戴安全防護用品，培養(yǎng)學生的安全作業(yè)意識，安全防護用品有：安全帽、護目鏡、絕緣手套、普通手套、安全帶、絕緣鞋、絕緣墊等。（整理整頓）學生根據(jù)實訓的任務正確選擇所需要的工具，工具從虛擬的工具箱從取用，工具庫中的工具有：萬用表，驗電筆，一字螺絲刀，十字螺絲刀，內(nèi)六角扳手，活動扳手，剝線鉗，壓線鉗等。將工具整齊擺放至實訓桌面，培養(yǎng)學生的職業(yè)素養(yǎng)意識。 5、結(jié)果檢查 故障點排除后，進行上電試車，檢查機床各項功能是否恢復正常。試車不成功進行相應的提示和扣分。操作過程融入“6S”規(guī)范：（整理整頓

21、）完成功能調(diào)試后，要對使用的工具、儀表清點入庫。（清潔清掃）完成清點入庫后，點擊6S規(guī)范，在下拉菜單中選擇“清潔清掃”，則軟件自動清掃實驗臺和實驗臺周圍地面上的線頭和垃圾，有清理完成后的效果顯示。培養(yǎng)學生的職業(yè)素養(yǎng)意識。6、總結(jié)反饋檢修、試車完成后，撰寫對應的檢修報告，檢修報告需記錄機床名稱/型號、故障現(xiàn)象、故障分析、故障檢修計劃、故障排除等內(nèi)容。缺少的進行相應的扣分。技能考核任務任務數(shù)量：20個1) M7120 平面磨床控制線路檢修：Ø 液壓泵電動機不能正常工作；砂輪機不能正常上升Ø 控制線路無法工作；冷卻泵電動機不能正常工作Ø 電磁吸盤不能正常去磁；砂輪機不能

22、正常下降Ø 砂輪機不能正常上升；充磁按鈕釋放后電磁吸盤即停止運行Ø 液壓泵電動機、砂輪電機和砂輪冷卻泵電動機均無法正常工作；電磁吸盤不能正常去磁2) T68 臥式鏜床控制線路檢修：Ø 主軸不能正轉(zhuǎn)；主軸電機只能低速運轉(zhuǎn)。Ø 主軸正轉(zhuǎn)只能點動不能連續(xù)運轉(zhuǎn)；主軸不能翻轉(zhuǎn)到高速運行。Ø 主軸不能翻轉(zhuǎn)到高速運行；壓下快速移動手柄正轉(zhuǎn)不能進行。Ø 正轉(zhuǎn)不能制動；主軸電機不能低速啟動。Ø 反轉(zhuǎn)不能制動；壓下快速移動手柄反轉(zhuǎn)不能進行。3) X62W萬能銑床控制線路檢修Ø 控制線路不能正常工作；工作臺不能向左運動。Ø 主

23、軸沖動不能正常進行；工作臺不能向下、向后、向右運動。Ø 主軸不能正常啟動；工作臺不能上下前后運動。Ø 工作臺不能向上、向前、向左運動；主軸不能完成反接制動。Ø 工作臺只能向右運動；工作臺不能快速移動。4) Z3050 搖臂鉆床控制線路檢修Ø 冷卻泵無法正常工作；搖臂不能正常上升。Ø 控制線路無法正常工作；搖臂不能夾緊。Ø 液壓泵電機不能正常運行；搖臂不能正常放松。Ø 主軸電機無法正常工作；搖臂不能正常下降。Ø 搖臂不能正常夾緊；電磁鐵不能正常延時動作。2.3.1.2機電設(shè)備可編程控制系統(tǒng)設(shè)計與改造工作情境機電設(shè)備可

24、編程控制系統(tǒng)設(shè)計與改造實訓教學模塊包含可編程控制器原理與應用的理論課程知識任務情境和技能考核工作任務情境兩部分，軟件第一階段先開發(fā)技能考核工作任務情境的內(nèi)容；第二階段再完善開發(fā)理論課程知識任務情境模塊。 實訓教學過程基于工作過程進行設(shè)計，按照實際工程技術(shù)項目的實施步驟推進，如下圖所示，同時以實際技能考核任務作為驅(qū)動，充分調(diào)動學生的學習積極性，培養(yǎng)學生分析問題，解決問題，以及利用工程思維解決問題的能力。在實訓學習過程中同時融入職業(yè)意識和職業(yè)素養(yǎng)知識。圖7 機電設(shè)備可編程控制系統(tǒng)設(shè)計/改造實訓操作流程機電設(shè)備可編程控制系統(tǒng)設(shè)計/改造實訓教學模塊的初步設(shè)計思路如下：名稱詳細說明布局圖機電設(shè)備可編程控

25、制系統(tǒng)設(shè)計/改造實訓虛擬場景布局如下：主設(shè)備：可編程控制器實訓裝置（三菱）、可編程控制器實訓裝置(西門子）。參考尺寸：1400*700*1500mm3。實訓學習主過程描述實訓教學在三維虛擬實驗室中完成，實訓練習的整個過程按照實際工程項目的步驟分為：任務引入任務分析制定計劃計劃實施結(jié)果檢查總結(jié)反饋。1、任務引入任務引入引導學生熟悉工作任務內(nèi)容及考核要求，通過任務的形式調(diào)動學生的學習積極性。具體操作過程擬定如下：點擊“實訓任務”按鈕，彈出本項目的任務介紹內(nèi)容，操作者可以在認真閱讀任務說明文檔后，點擊“開始實訓”，系統(tǒng)開始記錄實訓時間，此時可以進行下一步實訓操作，并在任務提示欄里顯示下一個實訓步驟的

26、提示。2、任務分析任務分析主要引導培養(yǎng)學生自主思考、自主分析問題的能力，此工作場景的任務分析內(nèi)容包括：控制線路原理及功能的分析；I/O口地址分配分析；系統(tǒng)硬件接線分析；梯形圖程序編制；功能聯(lián)機調(diào)試。3、制定計劃根據(jù)任務分析的結(jié)果，制定機電設(shè)備可編程控制系統(tǒng)設(shè)計/改造項目的實施計劃。4、計劃實施根據(jù)機電設(shè)備可編程控制系統(tǒng)設(shè)計/改造項目的實施計劃，分步驟實施初步設(shè)計如下：（1）I/O地址分配手動輸入輸入輸出I/O口分配，輸入即保存（2）硬件接線圖繪制根據(jù)I/O口分配表，以及實訓要求繪制PLC硬件接線圖。接線圖繪制界面參考如下：（3）硬件系統(tǒng)的安裝與接線按PLC控制I/O接線圖在模擬配線板上正確安裝

27、與接線，操作規(guī)范。未關(guān)電源，線路不整齊，損壞元件，不規(guī)范等要相應扣分。（4）PLC程序梯形圖繪制單擊“PLC設(shè)計”菜單，彈出PLC設(shè)計窗口。參考V4.0 STEP 7-MicroWIN編程軟件，完成PLC編程、程序編譯、程序下載功能。工作過程中同時融入“6S”規(guī)范：（安全防護）虛擬穿戴安全防護用品，培養(yǎng)學生的安全作業(yè)意識，安全防護用品有：安全帽、護目鏡、絕緣手套、普通手套、安全帶、絕緣鞋、絕緣墊等。（整理整頓）學生根據(jù)實訓的任務正確選擇所需要的工具，工具從虛擬的工具箱從取用，工具庫中的工具有：萬用表，驗電筆，一字螺絲刀，十字螺絲刀，內(nèi)六角扳手，活動扳手，剝線鉗，壓線鉗等。將工具整齊擺放至實訓桌

28、面，培養(yǎng)學生的職業(yè)素養(yǎng)意識。 5、結(jié)果檢查 將所編寫的程序輸入PLC，按照被控設(shè)備的動作要求進行模擬調(diào)試，達到控制要求。不會進行程序刪除、插入、修改；不會聯(lián)機下載調(diào)試程序；調(diào)試時造成元件損壞都相應扣分和錯誤提示。操作過程融入“6S”規(guī)范：（整理整頓）完成功能調(diào)試后，要對使用的工具、儀表清點入庫。（清潔清掃）完成清點入庫后，點擊6S規(guī)范，在下拉菜單中選擇“清潔清掃”，則軟件自動清掃實驗臺和實驗臺周圍地面上的線頭和垃圾，有清理完成后的效果顯示。培養(yǎng)學生的職業(yè)素養(yǎng)意識。6、總結(jié)反饋程序輸入與功能調(diào)試完成后，對整個工作過程進行總結(jié)，總結(jié)包含幾個部分：I/O地址分配、硬件接線圖繪制、硬件系統(tǒng)的安裝與接線

29、、PLC程序梯形圖繪制、程序輸入與調(diào)試等。對整個工作過程進行總結(jié)，以便下次改進整個工作計劃，培養(yǎng)良好的職業(yè)素養(yǎng)。技能考核任務可編程控制系統(tǒng)設(shè)計項目任務數(shù)量：10個1)PLC控制音樂噴泉2)PLC 控制的某專用加工裝置3)PLC 控制三種液體自動混合裝置4)PLC 控制裝配流水線系統(tǒng)5)PLC 控制四節(jié)傳送帶裝置6)十字路口交通燈控制（范例）7)PLC 控制的運料小車8)機械手控制9)機械手控制10)PLC 對水塔水位的控制可編程控制系統(tǒng)技術(shù)改造項目任務數(shù)量10個1) PLC對時間繼電器控制Y降壓啟動線路的改造2) PLC對電動機自動往返循環(huán)控制線路進行改造3) PLC對某液壓系統(tǒng)中速度閥短接的

30、速度換接回路電氣控制的改造4) PLC對C620車床電氣控制線路的改造5) PLC 對C6140車床電氣控制線路的改造6) PLC對某液壓系統(tǒng)中單缸連續(xù)自動往返復回路電氣控制的改造7) PLC對某設(shè)備中二次壓力控制回路電氣控制的改造8) PLC對電動機定子繞組串電阻降壓啟動控制線路的改造9) PLC對電動機兩地控制線路的改造PLC對某系統(tǒng)氣缸緩沖回路電氣控制線路的改造2.3.1.3液氣壓系統(tǒng)裝調(diào)工作情境液氣壓系統(tǒng)裝調(diào)實訓教學模塊包含液壓與氣動技術(shù)的理論課程知識任務情境和技能考核工作任務情境兩部分，軟件第一階段先開發(fā)技能考核工作任務情境的內(nèi)容；第二階段再完善開發(fā)理論課程知識任務情境模塊。 實訓教

31、學過程基于工作過程進行設(shè)計，按照實際工程技術(shù)項目的實施步驟推進，如下圖所示，同時以實際技能考核任務作為驅(qū)動，充分調(diào)動學生的學習積極性，培養(yǎng)學生分析問題，解決問題，以及利用工程思維解決問題的能力。在實訓學習過程中同時融入職業(yè)意識和職業(yè)素養(yǎng)知識。圖8 液氣壓系統(tǒng)裝調(diào)實訓操作流程液氣壓系統(tǒng)裝調(diào)實訓教學模塊的初步設(shè)計思路如下：名稱詳細說明布局圖液氣壓系統(tǒng)裝調(diào)虛擬工作場景布局圖設(shè)計如下圖所示。主設(shè)備：液壓系統(tǒng)裝調(diào)實訓臺、氣動系統(tǒng)裝調(diào)實訓臺。參考尺寸：1400*700*1500mm3。實訓學習主過程描述實訓教學在三維虛擬實驗室中完成，實訓練習的整個過程按照實際工程項目的步驟分為：任務引入任務分析制定計劃計

32、劃實施結(jié)果檢查總結(jié)反饋。1、任務引入任務引入引導學生熟悉工作任務內(nèi)容及考核要求，通過任務的形式調(diào)動學生的學習積極性。具體操作過程擬定如下：點擊“實訓任務”按鈕，彈出本項目的任務介紹內(nèi)容，操作者可以在認真閱讀任務說明文檔后，點擊“開始實訓”，系統(tǒng)開始記錄實訓時間，此時可以進行下一步實訓操作，并在任務提示欄里顯示下一個實訓步驟的提示。2、任務分析任務分析主要引導培養(yǎng)學生自主思考、自主分析問題的能力，此工作場景的任務分析內(nèi)容包括：液壓回路、氣壓回路的分析；電氣控制線路圖的分析；電磁鐵動作順序表、閥門/開關(guān)動作順序表的分析；PLC接線圖的分析；元器件選擇的分析；元器件安裝、接線，系統(tǒng)調(diào)試的步驟分析。3

33、、制定計劃根據(jù)任務分析的結(jié)果，制定液/氣壓系統(tǒng)裝調(diào)實訓項目的實施步驟計劃。4、計劃實施根據(jù)液/氣壓系統(tǒng)裝調(diào)實訓項目的實施步驟計劃，分步驟實施的設(shè)計方案初步如下：（1）元件選擇/工具儀表清點正確選擇液壓元件，氣動元件和電氣元件，并要求實訓前清點需要使用到的工具和儀表。元器件選擇不正確，開始實訓前沒有清點工具和儀表進行相應的扣分和實訓錯誤提示。（2）元件安裝根據(jù)安裝要求，選擇正確的工具安裝液壓元件、氣動元件和電氣元件。元件安裝不牢固，安裝位置錯誤進行相應的扣分和錯誤操作提示。功能設(shè)計方案初步如下圖所示： （3）系統(tǒng)連接搭建安裝線路圖要求，正確連接液壓回路、氣動回路和電氣線路。線路連接不正確進行扣分

34、和相應的操作錯誤提示。（4）調(diào)試前檢查在功能調(diào)試前進行電源輸出，線路連線，液壓輸出和氣壓輸出的檢查，沒進行相應的檢查則扣分和相應的錯誤操作提示。工作過程中同時融入“6S”規(guī)范：（安全防護）虛擬穿戴安全防護用品，培養(yǎng)學生的安全作業(yè)意識，安全防護用品有：安全帽、護目鏡、絕緣手套、普通手套、安全帶、絕緣鞋、絕緣墊等。（整理整頓）學生根據(jù)實訓的任務正確選擇所需要的工具，工具從虛擬的工具箱從取用。使用過程中并將工具整齊擺放至實訓桌面，培養(yǎng)學生的職業(yè)素養(yǎng)意識。 5、結(jié)果檢查系統(tǒng)搭建完成后，進行系統(tǒng)的功能調(diào)試，要求能正確實現(xiàn)任務要求的功能。液壓/氣壓調(diào)整不合適，功能未全部實現(xiàn)，開機造成元件損壞的則進行相應的

35、扣分和錯誤操作提示。搭建好的系統(tǒng)調(diào)試界面設(shè)計類似如下：工作過程中融入“6S”規(guī)范：（整理整頓）完成功能調(diào)試后，要對使用的工具、儀表清點入庫。（清潔清掃）完成清點入庫后，點擊6S規(guī)范，在下拉菜單中選擇“清潔清掃”，則軟件自動清掃實驗臺和實驗臺周圍地面上的線頭和垃圾，有清理完成后的效果顯示。培養(yǎng)學生的職業(yè)素養(yǎng)意識。6、總結(jié)反饋系統(tǒng)功能調(diào)試完成后，撰寫液壓/氣壓系統(tǒng)裝調(diào)項目任務的總結(jié)報告，報告內(nèi)容包括：元件選擇/工具儀表清點、元件安裝、系統(tǒng)連接搭建、調(diào)試前檢查、功能調(diào)試、“6S”規(guī)范等方面。對整個工作過程進行總結(jié)，以便下次改進整個工作計劃，培養(yǎng)良好的職業(yè)素養(yǎng)。技能考核任務任務數(shù)量：20個（一）液壓系

36、統(tǒng)裝調(diào)項目1)節(jié)流調(diào)速回路裝調(diào)2)自動連續(xù)換向回路裝調(diào)3)多段調(diào)速回路裝調(diào)4)節(jié)流閥旁路節(jié)流調(diào)速回路裝調(diào)5)調(diào)速閥短接調(diào)速回路裝調(diào)6)出油節(jié)流雙程同步回路裝調(diào)7)調(diào)速閥串聯(lián)調(diào)速回路裝調(diào)8)調(diào)速閥并聯(lián)調(diào)速回路裝調(diào)9)液控單向閥鎖緊回路裝調(diào)10)差動連接工作進給快速回路裝調(diào)（二）氣動系統(tǒng)裝調(diào)項目1)自動鉆孔系統(tǒng)裝調(diào)2)雙氣缸順序動作控制系統(tǒng)裝調(diào)3)氣缸速度控制系統(tǒng)裝調(diào)4)雙氣缸連續(xù)往復控制系統(tǒng)裝調(diào)5)PLC控制雙杠順序動作控制系統(tǒng)裝調(diào)6)模擬鉆床鉆孔動作控制系統(tǒng)裝調(diào)7)PLC控制氣缸給進系統(tǒng)裝調(diào)8)氣缸中間變速回路裝調(diào)9)PLC控制氣動系統(tǒng)完成家具試驗機裝調(diào)10)雙作用氣缸多往復電氣聯(lián)合控制回路裝

37、調(diào)2.3.2技能抽查考核技能抽查考核模塊的教學目的主要有兩方面：一是滿足學生在實際技能抽查考核之前的訓練；二是學生對實訓學習的自我檢測評價，以便更好的檢驗學習效果。因此，此部分我們的設(shè)計思路是，在虛擬的三維工作場景中，基于工作過程進行技能考核任務的設(shè)計，按照實際工程技術(shù)項目的實施方法推進，此部分與上述情境實訓教學的設(shè)計方案相同，不同之處在于技能抽查考核模塊強調(diào)考核和測評，情境實訓教學模塊側(cè)重教、學、做一體化。技能抽查考核模塊介紹如下：2.3.2.1技能抽查考核參考標準技能抽查考核模塊參照湖南省高等職業(yè)院校機電一體化專業(yè)技能抽查標準和湖南省高等職業(yè)院校機電一體化專業(yè)技能抽查標準題庫而設(shè)計，適用于

38、湖南省高等職業(yè)院校目前開設(shè)的機電一體化技術(shù)專業(yè)（580201），機電設(shè)備維修與管理專業(yè)（580301）。按照抽查標準，軟件的抽查考核方式設(shè)計如下：考試由專業(yè)基本技能考試和專業(yè)核心技能考試兩部分組成，每個考生都必須參加專業(yè)基本技能考試和專業(yè)核心技能考試。（1）專業(yè)基本技能部分專業(yè)基本技能部分由普通機床控制線路裝調(diào)與檢修模塊組成，考核開始后由軟件隨機選取該模塊下的試題進行測試，要求學生在90分鐘內(nèi)獨立完成測試任務。（2）專業(yè)核心技能部分專業(yè)核心技能部分由機電設(shè)備可編程控制、液（氣）壓系統(tǒng)裝調(diào)兩個模塊組成，考核開始后，學生選擇要進行的考核模塊，并由軟件隨機抽取該模塊下的試題進行測試，被測學生要求在規(guī)

39、定的60分鐘內(nèi)獨立完成測試任務。圖9湖南省高等職業(yè)院校機電一體化專業(yè)技能抽查標準目錄2.3.2.2智能測評分析模塊 機電一體化技術(shù)專業(yè)技能考核與教學系統(tǒng)的整體教學模型為，教、學、做、測、評：教是老師的教學活動，通過引導式教學幫助學生實訓學習；學是指穿插在工作任務中的知識點，學生通過完成任務學習專業(yè)理論知識；做是指實訓工作任務，學生通過完成工作任務進行實訓練習；測是技能抽查考核；評是軟件系統(tǒng)對學生的測評分析和教師對學生實訓/考核的學習效果評價。因此智能測評分析模塊的設(shè)計從兩個維度對學生的學習效果進行評價：一是系統(tǒng)對學生的技能抽查考核結(jié)果，進行自動的測評分析，反饋給學生和教師，以幫助學習的改進；二

40、是教師根據(jù)系統(tǒng)的智能測評分析結(jié)果合實訓記錄數(shù)據(jù)綜合對學生進行評價反饋，幫助學生改進學習的效果。圖10 機電一體化技術(shù)專業(yè)技能考核與教學系統(tǒng)的教學模型2.4軟件開發(fā)周期預估及報價階段開發(fā)任務任務輸出時間周期開發(fā)成本預估產(chǎn)品立項階段一、需求對接1、我公司派產(chǎn)品經(jīng)理到學校與學校老師進行細致的開發(fā)需求對接；2、學校老師協(xié)助提供相應的教材、實驗指導書和3D模型素材資料。二、需求撰寫1、產(chǎn)品經(jīng)理根據(jù)和老師對接的需求，繪制軟件的快速原型界面；2、產(chǎn)品經(jīng)理撰寫軟件的客戶需求說明文檔和整理3D模型素材資料。三、需求評審1、快速原型和客戶需求說明書撰寫完成后，產(chǎn)品經(jīng)理組織學校老師、開發(fā)人員、測試人員進行需求評審會

41、議，評審通過后進行產(chǎn)品立項。1、產(chǎn)品需求對接表；2、教材、實驗指導書、3D模型素材；3、客戶需求說明書；4、軟件快速原型；5、產(chǎn)品評審會議紀要；6、產(chǎn)品立項報告。2015/12/15至2016/1/301、產(chǎn)品經(jīng)理需求3名，產(chǎn)品立項階段工作量為1.5個月，再加上其他階段的對接工作，預估每個人2個月的工作量，按1萬元/月工資預估。產(chǎn)品經(jīng)理的人力成本=3*2*1=6萬元。2、產(chǎn)品經(jīng)理出差學校對接差旅費預估=0.5萬元。項目立項階段一、項目立項1、研發(fā)項目經(jīng)理組織開發(fā)人員、測試人員進行項目評審，確定項目成員，項目預算和項目開發(fā)周期安排；2、根據(jù)項目開發(fā)的里程碑節(jié)點，產(chǎn)品經(jīng)理確認定期和老師溝通的時間點

42、，并反饋給學校老師；3、項目立項。1、項目立項報告；2、項目開發(fā)周期計劃表。2016/2/1至2016/2/3需求1名研發(fā)經(jīng)理，研發(fā)經(jīng)理的工作貫穿立項、設(shè)計、編碼、測試階段，工作量預估為5個月。研發(fā)經(jīng)理成本預估=5*1*1=5萬元設(shè)計階段一、軟件設(shè)計1、軟件架構(gòu)設(shè)計。架構(gòu)設(shè)計師負責軟件架構(gòu)設(shè)計，設(shè)計完成后并由項目經(jīng)理組織評審；2、UI界面設(shè)計。UI設(shè)計師負責軟件的界面美化設(shè)計，設(shè)計完成后并由項目經(jīng)理組織評審；3、3D建模設(shè)計。3D模型設(shè)計師負責元器件的建模和3D場景的建模，完成后項目經(jīng)理組織評審；4、前端設(shè)計。UED設(shè)計人員進行網(wǎng)頁前端靜態(tài)頁設(shè)計，完成后項目經(jīng)理組織評審；5、設(shè)計變更。設(shè)計過程

43、中老師要更改需求設(shè)計，由產(chǎn)品經(jīng)理對接。1、架構(gòu)說明書2、UI界面圖片3、3D模型4、前端HTML文件5、設(shè)計相關(guān)文檔2016/2/15至2016/4/30設(shè)計團隊人員需求為架構(gòu)設(shè)計師1人、UI界面設(shè)計師2人、3D建模設(shè)計師3人、前端設(shè)計人員2人、美工1人，則設(shè)計團隊人員需求總共為9人，工作量評估為2.5個月/人。設(shè)計團隊人力成本預估=9*2.5*1=22.5萬元編碼階段一、程序編碼開發(fā)人員進行程序的源代碼編寫，產(chǎn)品經(jīng)理把握需求，項目經(jīng)理管控時間節(jié)點。二、測試用例編寫 測試人員進行測試用例的撰寫，開發(fā)人員進行前期測試，通過后項目經(jīng)理提出軟件測試申請。1、 源代碼2、 測試用例3、 軟件測試申請表

44、2016/5/1至2016/5/30編碼人員需求3名，工作量預估1個月/人。編碼團隊人力成本=3*1*1=3萬元測試階段一、內(nèi)部測試測試人員搭建測試環(huán)境，進行集成測試，系統(tǒng)測試，缺陷測試等。二、封閉測試邀請公司員工、學校老師、學生進行體驗測試，反饋問題后，我司組織人員進行軟件完善。三、客戶體驗測試 邀請客戶學校老師進行軟件使用體驗，并根據(jù)老師體驗后的修改要求進行程序完善1、 內(nèi)部測試報告2、 封閉測試體驗報告3、 客戶體驗測試報告2016/6/1至2016/6/30測試人員需求2名，工作量預估1個月/人。測試團隊人力成本=2*1*1=2萬元邀請測試人員花費預估=1萬元驗收階段一、產(chǎn)品驗收1、產(chǎn)

45、品經(jīng)理組織對產(chǎn)品的使用驗收，確認軟件是否符合客戶需求；2、公司內(nèi)部驗收通過后，組織客戶學校對軟件產(chǎn)品的驗收。1、產(chǎn)品驗收總結(jié)報告2、項目驗收相關(guān)文件2016/7/1至2016/7/10項目的開發(fā)成本為人民幣（大寫）：肆拾萬元整。3案例展示1、廈門理工學院液壓虛擬實驗室合作開發(fā)項目廈門理工學院位于中國東南海濱城市廈門。1981年建校（前身鷺江職業(yè)大學），是福建省屬公立本科大學，實行省市共建、以市為主的管理體制。2004年經(jīng)教育部批準升本并更名為“廈門理工學院”。我司與學校的機械與汽車學院的老師合作開發(fā)液壓虛擬仿真系統(tǒng)，實驗系統(tǒng)兼顧課堂教學、實驗及自主學習要求，可以作為老師的教學參考，也可以作為學生的實驗平臺。2、西北農(nóng)林科技大學果汁生產(chǎn)工藝仿真項目西北農(nóng)林科技大學地處中華農(nóng)耕文明發(fā)祥地、國家級農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)示范區(qū)陜西楊凌，現(xiàn)為教育部直屬、國家“985工程“和“211工程“重點建設(shè)高校。學校前身是創(chuàng)建于1934年的國立西北農(nóng)林?？茖W校。我司與西北農(nóng)林科技大學的食品工程學院合作開發(fā)果汁生產(chǎn)工藝仿真軟件，該款軟件基于真實的果汁生產(chǎn)工藝仿真，場景逼真生動。4公司介紹湖北華秦教育軟件技術(shù)有限公司（簡稱：華秦教育）位于中國光谷-武漢東湖高新技術(shù)開發(fā)區(qū)，是專業(yè)從事網(wǎng)絡(luò)教學應用研究與系統(tǒng)開發(fā)的高科技公司。華秦教育起步于高等院校的網(wǎng)絡(luò)教育教學應用研究與開發(fā)，秉承著“將先進的網(wǎng)