机电一体化设备的安装与调试

一、授课内容

以 “送料单元自动送料的控制系统设计”为设计载体，根据本课程的专业课程标准要求，以任务驱动为主线，送料单元实现自动供料的PLC控制系统设计为主要教学内容，采用“五步教学”的教学模式，同时将工匠创新思维和精益求精的大国工匠精神等思政内容有机融入，具体如下：

（1）送料单元的工作流程分析。送料单元的PLC控制系统设计首先要分析送料单元的工作流程，明确送料单元的每一步工作，讲述中国制造2025的背景下自动化生产的必然趋势，以实际案例为依托，列举上海科大智能科技股份有限公司的平面口罩生产线，每天的产能可达120多万片，彰显了我国强大的制造能力，激发学生的专业兴趣和民族自豪感。

（2）送料单元的电路设计。分析完送料单元的工作流程后，就要设计送料单元的电路。从选择正确的硬件设备开始，明确输入和输出的分配地址，最后画出PLC的接线原理图。以“老创业人”曾永春的事例，介绍我国传感器技术打破国外在轨道交通系统中的垄断，国内高铁动车用上了国产的传感器，带领学生深入认识我国科学技术的水平，激发学生的求知热情和探索精神，培养学生精益求精的大国工匠精神。

（3）送料单元的控制程序编制及调试。以职业技能竞赛典型案例为切入点，引领学生发散思维，采取多种编程控制方式，分别进行调试对比分析优劣之处，培养学生的创新精神，以华为5G网络技术研发和创新的国际领先案例，坚定学生的专业自信心，培养学生对于智能制造技术的热爱以及持之以恒的专业态度。

二、实施过程

（一）思政元素类型

（1）思想价值观：引导学生树立新时代社会主义核心价值观，培养学生的家国情怀，对机械智能制造的认同感、责任感和使命感，规范学生的职业道德素养。

（2）人生价值观：能够运用所学的知识对自动化生产线的相关领域问题与他人协作研究，并且能对项目控制任务进一步深化和拓展，培养学生的自主学习能力，从而树立正确的人生观。

（3）职业道德观：引导学生学会善于发现智能控制得天独厚的优势，培养学生职业情怀和职业素养等，设计合理完善的控制程序，形成正确的人生观和价值观，做一名有社会责任感的程序设计师。

（4）创新创业观：以项目任务的实施来激发学生的求知欲、探索精神和创新意识，通过PLC控制系统的优化设计来解决物料定时定量供应的难题。

（二）课堂教学方法

项目案例教学法：以“项目任务驱动+实际案例导入+思政元素触动”为教学主线，通过实际案例的导入，激发学生的专业热情和学习热情，深化专业知识点的理解，内化课程思政元素。

启发式教学法：创设问题情境，分组讨论，引导学生进行独立思考，培养学生分析问题和解决问题的能力，提高学生自主学习能力以及团队协作能力。引导学生进行拓展讨论，增加学生知识的广度和深度，培养学生思考问题的思维能力。

任务驱动+五步教学法：以企业的典型案例振动盘送料机为例，以分析送料单元的工作流程、电路设计、程序编制和调试等为学习任务，教学过程中采用“课前任务预习与思考→课中实践与渗透（任务导入→任务分析→任务演练→任务实施→任务评价）→课后拓展与提高”开展教学，逐步化解各个教学知识点，培养学生分析问题、解决问题的能力，锻炼学生的逻辑思维。

道尔顿教学法：以项目任务进行驱动学习， 完成任务后，通过超星学习平台发布拓展训练任务，培养学生的自主探究能力，提高学生的创新意识。

三、思政元素内容

“风驰电掣”——口罩的自动生产

2020年，一场突如其来的新冠疫情席卷全球，给人们的生命带来了诸多的威胁。口罩作为重要的防疫物资，全球很快就消耗殆尽，成为最为重要的紧缺物资，而且随着企业复工，学校复学，一次性口罩的需求量急剧增加。位于上海洞泾镇的科大智能科技股份有限公司，集聚全公司的研发人员，在短时间内研发出了最新的平面口罩生产机，该机器的生产效率位居全球第一，生产效率高达每分钟1000片，而传统的平面口罩机每分钟只能生产80片，同时还不能完全实现自动化，需要人工更换材料。科大智能研发的口罩生产机采用了自动纠偏、自动换接料、自动检测等新技术，极大地提高了口罩生产的效率和成品率。通过生产实践检验，该设备每天的产能高达120多万片，成品率也高达99.6%。

随着新冠疫情的蔓延，全球人们的生命、经济都受到了极大的威胁，而我国作为制造业的大国，口罩生产的技术和效率大大提高，在不到一个月的时间里，从日产量800万片就增加到1.16亿片，大大解决了我国疫情防控中的口罩危机，甚至还为世界疫情的防控做出了巨大的贡献，从而向世界彰显了我国强大的制造能力，也向世界展示了我国作为大国的担当。“如愿以偿”——让中国高铁用上国产传感器

每当被别人称为企业家时，曾永春都会笑着纠正说自己其实是位“老创业人”，他曾用三次创业的经历，实现了生产世界一流热计量传感器的梦想，也推动了国内传感器行业向世界先进水平的提升。

寻梦——成为国内首批计算机专家，却打破铁饭碗毅然下海创业。

1988年，曾永春从当时的哈尔滨科技大学毕业，拒绝了学校让其留校的邀请，选择了分配到大连仪表集团工作，投身到20世纪80年代末国企技术设备升级改造的大潮之中。当时集团引进的日本设备在调试过程中有一个问题始终无法解决，初来乍到的曾永春凭借自己能看懂编程代码的专长，发现了日本方面提供的程序本身就存在一定的漏洞，从而一举解决了问题。曾永春很快就被调到了研究所，成为数字化仪表课题的负责人之一。

20世纪90年代，改革开放后的第一次创业大潮在全国涌动，曾永春再次显示出了特立独行的性格，向集团递交了一份辞呈，毅然决定下海创业。于是，1994年，曾永春开启了创业寻梦的人生。

逐梦——身为国际一流公司的老总，却志在打造传感器的民族品牌。

从1997年开始，曾永春的创业梦想真正插上了翅膀，经历了两次质的飞跃。1997年，曾永春负责在大连成立了一家德国传感器公司在中国的子公司。他多方奔走，极力争取，将公司想要投产的一条世界最好的热计量传感器生产线落户到大连。不仅如此，他还不断邀请德国专家来中国讲课，并且从德国带回来很多一手资料，推动了中国第一部热量表行业标准的建立。

2005年，曾永春离开德国公司，再次创业建立自己的传感器企业，也实现了自己创业路上的又一次飞跃。这一次，他用了半年的时间，自己设计制造设备，边生产边改善，将博控品牌的传感器推向了市场。为了实现在世界热计量传感器领域强手中，给中国企业博得一个位置，让中国国内能用上质优价廉的国产传感器的梦想，曾永春带领博控科技一直按照国际上最先进的标准来严格要求自己的产品，自己每年都要到世界各地进行实地考察，看到最新的产品就想方设法在自己的工厂生产。多年来，曾永春一直追随国际先进标准的要求，攻克了一个又一个难题，让国内热计量传感器的水平走在了世界的前沿。

圆梦——占据国内市场八成份额，却仍在投钱创新为环保。

如今，曾永春的博控科技已经是新三板挂牌公司，博控科技的传感器和国外合作伙伴共同占据了国内市场份额近八成，成为了西门子公司的合作伙伴，产品大量出口国外，目前累计有近2亿个传感器应用于全球。

曾永春创业之初的梦想也实现了，现在国内的轨道交通系统已经打破了国外传感器的垄断，国内的高铁动车用上了博控科技生产的传感器。可曾永春却并没有停止创新的脚步，反而开始琢磨更高层次的创新，让创新的成果最终服务于保护人类赖以生存的环境。

利用互联网+的思路，曾永春瞄准了智慧供热系统，并已在多个城市开展了试点项目。借助传感器与计算机的联网，可以捕捉每个供热环节的实时数据，经过云端大数据的分析，找到热效率低的环节，同时给出最优的供热方案，从而实现低耗能高热效。“这个世界上没有什么技术是一招鲜，只有不断变化才能站到科技潮流的最前沿。”曾永春用三次创业的经历，不断实践着自己的这句话。

参考文献

[1] 三次创业终实现梦想，他让中国高铁用上国产传感器.https://www.yuncaijing.com/news/id_7181979.html.

[2]赵云伟,刘元永.机电一体化技术与实训[M].北京：机械工业出版社,2022,10,123-124.

价值拓展

（1）激发专业兴趣，提升民族自豪感

分析送料单元的工作流程时，引入口罩生产案例，分析国有自动化生产水平的快速发展，从而引入育人元素：1）国有企业的智能制造水平大幅提高，激发学生对于工程技术学习的热情；2）国有技术的快速发展，促进我国社会的快速发展，提升学生的民族自豪感。

（2）培养团队协作意识，科研前瞻意识，增强国家认同感

送料单元的电路设计过程中，需要完成硬件的选择，输入和输出端的确定，设计控制电路，将学生进行分组实施，从而体现团队协作的重要性，借此培养学生的团队协作意识。传感器作为自动送料单元的“感知器官”，其重要性不言而喻，曾永春带领博控科技在传感器领域的快速发展，始终坚持站在科技潮流的最前沿，以此引入育人元素：1）前瞻性对于智能制造行业的发展非常重要，往往会影响到某一企业，甚至是国家行业的发展方向；2）国有传感器打破国外传感器在轨道交通系统的垄断，提升国家认同感，增强学生精益求精的大国工匠意识。