时间:2023-08-27 15:02:49
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当今社会是机械化的社会,各行各业的机械化水平越来越高,机电一体化技术也在不断发展。科学技术的日新月异要求高校教学要紧密联系社会发展,要向学生传授最新知识、最新技术工艺。因此,在教材的选择中就要注重根据行业实际情况和人才培养的目标来选择最优质的教材。教材体系要能够反映出当前机电一体化技术的现状和发展趋势,让学生接触到最新技术工艺,使得教材具有时代性和前瞻性。专业必修课作为机电一体化专业的核心科目,更需要紧跟社会发展实际,寻找出原来教材体系中的问题,不断进行改革创新。
2创设情境,营造职业氛围
职业能力的提高最关键的在于根据职业的特点来进行针对性教学,创设工作情境,使学生在一定的工作情境中寻找到学习方向,让学生通过完成一定的项目来提高技能水平,使学生掌握一定的职业技能和解决问题的策略。因此,机电一体化专业必修课的教学要以工作过程为导向,将教学内容分成若干个有联系的板块,每个板块作为一个子项目,最终形成一个大项目。教师在课堂或实训基地中模拟出工作过程的情境,让学生成为整个生产过程的一个角色,让学生身临其境,促进学生主动去思考问题、解决问题,促进学生主观能动性的发挥,促进学生更好的学习。
3启发式教学
在情境教学中离不开教师的启发式教学,这两者是融合在一起的。教师需要创设一定的情境,但是营造出职业氛围的情境需要教师的一步步引导,因此启发式教学就必不可少。首先,教师提出学习内容,也就是子项目,向学生布置任务。其次,师生一起讨论项目要如何完成,这一过程中,教师需要根据学生的特点来提出一些问题将学生引导到正确的道路上,促进学生制定正确的计划。再次,让学生分成小组按照计划来一步步完成任务,教师对整个实施过程进行观察,并指出其中存在的问题。最后,学生按照项目要求进行逐项检查,再由教师来进行检查,分析完成任务的结果与实际任务要求之间的差距,让学生认识到自己存在的问题,并在今后的学习中努力改进,促进学生综合素质的提高。
4注重方法教学
机电一体化专业必修课的特点是要求学生在教学过程中自己动手,在动手的过程中积累经验、获得技能。教师在教学中注重方法教学,注重学生学习方法的培养、学习习惯培养以及技能操作方法的学习,让学生更好的实现知识的融会贯通。基于工作过程的学习需要学生之间的交流、分工合作,教师要注重每个学生的特点,充分发挥每一个人的潜能,促进工作任务的完成,实现最佳团队合作效果。
5教师观念的转变
传统的机电一体化专业必修课的教学就是课程教学,教师在课堂中讲授那些枯燥抽象的知识,学生听得云里雾里。而基于工作过程的教学给了教师很大挑战,教师需要转变自身教学观念、改变教学模式、提高教学水平,将教学内容与工作任务有机结合起来,促进学生主观能动性的发挥,促进教学效果的提高。高校要正确认识基于工作过程的教学,注重校企合作,注重实训基地的建设。建设出高水平的现代化实训基地,让学生在实训基地中融入工作情境,促进教学活动的顺利开展。专业必修课的教学质量体现在学生实践能力的提高,在于动手操作能力的提高。因此,要制定出多元化的考核方式,注重过程考核,比如说,操作考试、实践能力测试、设计考试、口试、课堂考核等有机结合起来。
6结束语
一、技术基础的共同点
机电一体化技术系统一般由机械本体、传感检测、执行机构、控制及信息处理、动力系统等五部分组成。而电梯可以分为系统即曳引系统、导向系统、轿厢系统、门系统、平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统和安全保护系统。两者的相关技术基础是相同的,有机械技术、传感技术、接口技术、伺服驱动技术及信息处理技术和自动控制技术。因此,电梯作为《机电一体化技术》一体化教学项目有着共同的技术基础。
二、教学侧重的不同点
《机电一体化技术》课程作为机电类专业学生的专业课程在各大本专科院校均有开设。是本科机械设计制造及其自动化、高职机电一体化专业的必修课程,开设范围广。课程旨在让学生了解相关技术的基础上学习系统论、信息论和控制论三大理论体系,掌握机电一体化产品的系统设计能力和系统分析的能力。然而,从解决电梯人才缺口而对电梯的学习的教学计划来看,我们需要让学生了解电梯的结构与各大功能系统的同时,还要掌握电梯日常运行的维护和管理的相关知识。为此,在侧重点上有所不同,为此对于课程的设置上带来了一定的困难,所以要有所取舍。
三、解决方案的探讨
首先,技术对应。现行的专业教材上多用CNC机床(计算机数控机床)作为教学的案例,其优点在于CNC机床是典型的机电一体化产品。满足《机电一体化技术》中所提及的技术基础及功能要素。从技术基础来看,《机电一体化技术》所讨论的技术基础在电梯这个典型的机电一体化设备上都能找到。在这一点上为电梯作为机电一体化技术的教学内容提供了可能。对此,可以将电梯的各大系统和机电一体化技术的组成系统根据技术基础的一致性做一一对应的融合。此外,完整课程体系。介于课程重点在于机电一体化技术,所以课程上必定有一个关于《机电一体化技术》的完整课程体系。课程定位为让学生掌握电梯这种典型的机电一体化产品的系统设计能力和系统分析的能力,通过理论的学习和电梯的动手拆装,让学生通过本课程的学习后达到举一反三的效果。同时尽量加入电梯日常运行的维护和管理的相关知识。
四、课程优点
该种课程的优点有三方面。首先,让更多机电类专业的学生通过学习《机电一体化技术》课程的时候了解电梯,吸引更多优秀的人才继续学习进入电梯这个行业,解决电梯行业人员缺口的问题。其次,将学生熟悉的电梯设备作为教学案例给学生讲述机电一体化技术,能更好地增强学生的学习兴趣。最后,通过电梯各大系统理论知识的拆分和系统技术的学习,学生可以将理论的知识通过对电梯动手的组装和维修得到强化。让学生在学中做、做中学,两门课程最后融合成一门课程,增加了知识的内容,却减少了学习的时间和难度。
五、推广难点
从技术理论上看,电梯和机电一体化技术的技术基础是相通的,但是电梯作为《机电一体化技术》的教学项目在各大高校开展起来还有一定的难度。主要有师资和教学设备两个方面的问题。一方面高校专业教师大多没有电梯行业工作的经验,缺乏专业的团队针对性的进行课程的开发,完整课程开发的难度较大。另外一方面,鉴于电梯行业属于高危行业,普通电梯不太适合教学的使用。为了适应教学的需要,需要建设专业的电梯教学设备,这些技术上和经济上的困难是电梯作为机电一体化教学项目推广困难的关键因素。
六、总结
关键词:机电一体化 教学改革 教学效果
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)07(a)-0113-01
机电一体化又称机械电子学,英语称为Mechatronics,它是由英文机械学Mechanics(机械学)的前半部分与电子学Electronics(电子学)的后半部分组合而成。机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上,随着机电一体化技术的快速发展,机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术,是机械和微电子技术紧密结合的一门技术,它的发展使冰冷冷的机械有了人性化,智能化。
随着时代的发展与变迁,针对传统机电一体化专业理论课程偏重的弊端,其实践训练环节的能力培养日益受到重视,但在教学过程中仍存在一些问题,针对性的改进目前的教学模式,将有助于提高学生对本专业相关课程的认知,提高教育教学效果。
1 目前机电一体化教学模式存在的问题
1.1 专业课程安排的合理性存在问题
目前,很多高职院校的专业存在文理兼收现象,一些文科基础的学生在《大学物理》《高等数学》等专业课知识缺乏的情况下,进行机电一体化专业相关课程的学习有较大的学习难度。学校在课程设置方面应充分考虑学生的理论基础,进而有针对性的开展选修课程,弥补学生基础薄弱的问题,帮助学生建立起更加完整牢固的知识结构体系。
1.2 理论和实践教学比重安排存在问题
机电类专业的课程内容包括很多的技术内容,目前,绝大多数高职院校的机电专业课程体系受传统教育思想的影响,课程内通过过多过深奥,理论课时数太大,实践技能教学课时不足,而且内容陈旧,使得学生在学校所学的知识和社会上用到的知识相差很远。重理论,轻实践的课程安排方式,使得学生所学到的实际操作技能很有限,不利于学生今后的职业发展。
1.3 实践教学条件存在问题
由于机电一体化专业所开设的实验与实训课程,往往由于相关设备体积比较庞大,集成度高,价格昂贵,因此,许多院校对于机电一体化专业实验实训所配置的设备都相对比较陈旧、简陋。很多实验台或者实验设备都只能完成演示性实验,整个过程对学生动手能力的锻炼极其有限,且缺乏创新性的实验台供学生动手实践,重复性的实验无法激发学生的创新能力。
2 机电一体化教学模式改革策略分析
2.1 调整理论教学内容,改进教学方式
在教学内容方面,制定符合现代化建设要求的机电一体化专业教学计划,以综合素质培养为基础,以能力培养为主线。围绕培养目标,对知识、能力、素质等方面进行合理的综合安排,力求整体优化。在课程设计方面,除了安排专业必修课外,还适当设置专业选修课,以便学生根据个人的实际需要制定相应的课程学习计划。
在教学方式方面,运用多媒体教学进行直观教学,可以提高教学效率,充分调动学生的学习积极性。教师应该与时俱进,了解课程最新的技术动态,并将其传授给学生,从而提高学生的兴趣、求知欲和学习的动力。
2.2 加大实践教学比重,增强学生的实际动手能力
实践教学内容体系是以生产(加工、设计)过程为主线,分阶段制定实践教学内容,内容包括实训大纲、实训教材、实训教学规范、实训考核标准、题库等。以能力培养为核心,以精工艺、善施工、懂数控、会操作为目标。制定各阶段实践性教学总体计划和要求。形成与理论教学相互配合,以基本技能为基础,专业技能为重点,注重技术应用和创新能力的培养,开放式管理,产、学、研、培一体化的体系。实践教学计划与大纲要明确各阶段学生做什么、怎样做、完成什么、达到什么标准等具体量化的内容。
实践教学方式可采取实验室操作和工厂实训相结合的方式进行,在安排传统实验的基础上,还可设置创新实验室,以便学生开展创新设计实验,充分发挥学生的主动性和创造性。
2.3 建立产学研合作基地,定期输送学生进行专业实训
高职院校可与当地相关的事业、企业单位建立产学研合作基地,针对相关企业目前急需的人才方式设定特殊人才培养模式,实现互动教学。定期向产学研单位输送学生进行实际工厂训练,加强学校和企业之间的互动培养,有助于学生今后的进一步发展。
3 结语
随着科技的不断进步,教学内容和教学方式也应顺应时代的需求,专业教学的合理设置有助于提高学生的实践和动手能力,拓展学生的思维方式。在合理的教学内容设置、先进教学方式以及合理实践教学模式建立的基础上,在相关企业的支持下,机电一体化专业的教学必定会与时代接轨,教学效果必将取得大幅的提高,使此专业为社会主义现代化建设培养出更优秀的人才。
参考文献
由于机电一体化专业所开设的实验与实训课程,往往由于相关设备体积比较庞大,集成度高,价格昂贵,因此,许多院校对于机电一体化专业实验实训所配置的设备都相对比较陈旧、简陋。很多实验台或者实验设备都只能完成演示性实验,整个过程对学生动手能力的锻炼极其有限,且缺乏创新性的实验台供学生动手实践,重复性的实验无法激发学生的创新能力。
2机电一体化教学模式改革策略分析
2.1调整理论教学内容,改进教学方式
在教学内容方面,制定符合现代化建设要求的机电一体化专业教学计划,以综合素质培养为基础,以能力培养为主线。围绕培养目标,对知识、能力、素质等方面进行合理的综合安排,力求整体优化。在课程设计方面,除了安排专业必修课外,还适当设置专业选修课,以便学生根据个人的实际需要制定相应的课程学习计划。在教学方式方面,运用多媒体教学进行直观教学,可以提高教学效率,充分调动学生的学习积极性。教师应该与时俱进,了解课程最新的技术动态,并将其传授给学生,从而提高学生的兴趣、求知欲和学习的动力。
2.2加大实践教学比重,增强学生的实际动手能力
实践教学内容体系是以生产(加工、设计)过程为主线,分阶段制定实践教学内容,内容包括实训大纲、实训教材、实训教学规范、实训考核标准、题库等。以能力培养为核心,以精工艺、善施工、懂数控、会操作为目标。制定各阶段实践性教学总体计划和要求。形成与理论教学相互配合,以基本技能为基础,专业技能为重点,注重技术应用和创新能力的培养,开放式管理,产、学、研、培一体化的体系。实践教学计划与大纲要明确各阶段学生做什么、怎样做、完成什么、达到什么标准等具体量化的内容。实践教学方式可采取实验室操作和工厂实训相结合的方式进行,在安排传统实验的基础上,还可设置创新实验室,以便学生开展创新设计实验,充分发挥学生的主动性和创造性。
2.3建立产学研合作基地,定期输送学生进行专业实训
高职院校可与当地相关的事业、企业单位建立产学研合作基地,针对相关企业目前急需的人才方式设定特殊人才培养模式,实现互动教学。定期向产学研单位输送学生进行实际工厂训练,加强学校和企业之间的互动培养,有助于学生今后的进一步发展。
3结语
关键词:高职;机电一体化;现代学徒制;特点和难点;措施
高职院校中广泛运用的技术人才培养模式就是学徒制,这主要是借鉴外国的一种比较先进、新颖的教学培养方法。关于学徒制是否能真正有效地适用于我国高职机电一体化技术专业中,是一个值得探索研究的问题。所有的教学模式不能生搬硬套国外的,要根据实际国情进行不断改革和创新[1]。
一、学徒制的主要含义和内容
(一)含义
学徒制指的是在相关专业人员的带领下,在实际中展开真实的拓展实践活动,并且在这个过程中不断观察和学习,自己将所学知识结合实情运用到工作中去,达到掌握课本内容和工作技巧的目的。学生在实践中加深了对课本内容的掌握和理解,同时又具有了实际工作经验,在毕业以后便可直接进企业上线工作。因为高职机电一体化技术专业学术性不高,实际应用性高,就业中讲求的就是操作经验,因此这种学徒制是高职技术专业人才教学培养的有效管理模式。
(二)内容
高职院校的教育重点是实现学生的“学”与“术”双向发展和综合运用,学生同时也具有了双重身份。现代学徒制是一种文化、技术和知识同步传承手段。在这种学徒制中,学徒将在学校里学到的知识运用到企业实际运作中,相当于是将学习场所搬到了公司,将学习内容进行了深化和拓展。从学习层面来说,学生能够做到学以致用,并且能够从实际中发现问题、思考问题和解决问题,最后总结出自己的经验和技巧,形成自我认知和成长,完善了学习过程、升华了学习结果;从就业层面来说,一般机电一体化技术专业在进行高校招生时,企业会直接参加面试,对于考察合格的学生会直接签订就业协议,作为企业预备人才,学徒同时享有佣工待遇,这为学生就业提供了机会和保障[2]。
二、机电一体化专业学徒制的实施
(一)实施过程
学徒制的核心内容是学习与工作有机结合,相互交替、相互联系,实现人才培养中工学交替并且以企业为主。学徒制第一学年,还是以学校教学为主,学生主要在学校学习基本的理论知识,巩固专业基础。学期末,学生需要完成一个短期的实习培训,一般是在企业内部进行,有相关技术人员和专家到场指导,训练学生的基本技术技能,让学生能够更好地了解企业主要岗位和日常工作,为今后学生就业快速适应公司环境打下一个基础。第二学年,学生基本上已经完成学校全部的理论课程,可以根据企业的岗位空缺和岗位需求,自主选择岗位进行为期约两个月的技能培训。接下来第三学年,是学生正式进入企业实习,学生和企业需要进行双向选择,确定好要进入的岗位。此时学生正式转变为学徒身份,在技术师傅和专业教师的带领下完成岗位实训。
(二)实施原则
现代学徒制是一种新型人才培养方案,主要是为了适应经济发展的需要,是基于现代创新教育基础,根据企业实际的岗位需求和学生自身的发展特点而制定、实施的。在实施学徒制的过程中,要构建合理的课程体系,规范引导、讲求实用,在专业教育中需要注重学生创新能力的培养。对机电一体化技术专业进行系统性的课程改革,培养活动要以企业岗位需求、工作任务和人才定位为主要参考方向,从专业的社会化发展前景和学生的可持续发展要求考虑。专业课程教育的开发要时刻以学生为核心,重点培养学生的专业能力和专业技术。机电一体化技术专业的课程设计要从实际岗位需求出发,做好产业和岗位的连接,根据行业标准和职业规范,学和实践[3]。实施学徒制主要包括两大领域的学习安排,学校学习和企业学习,要将学科专业知识融入到企业技能培训中去,构建实用型、创新型课程教学体系。关于课程设置上要符合专业要求,处理好必修课、选修课、公共教育课和实践设计课之间的关系,合理分配,综合要求。实施学徒制,无论是在理论教学还是实践操作过程中,都要保证教学资源的充足和均等。现代学徒制将学校教育和企业培训进行有机结合,是一种跨界教育模式,学校安排的授课教师和企业提供的专业师傅就成了“双导师”。企业专业人员在操作技术上熟练,在工作经验上丰富,带徒效率高、质量优。
三、学徒制实施的特点和难点
(一)特点
现代企业经济发展迅速的主要原因是新设备和新技术的不断产生和进步,企业大多采用流水化生产和自动化设备,机电设备不断数字化、现代化,对于专业安装、操控、维护和管理设备的人才需要量也不断增加。针对这一市场需求,高职院校对于机电一体化技术专业人才的培养力度加大,培养模式也不断创新发展。应运而生的现代学徒制教育模式在应用其中,效果明显。学徒制的主要教育特点是将企业学习作为课程教学的一部分,这是一种系统化的组织性学习,学徒制强调学生的动手能力,注重在实际操作中巩固学生课堂所学,实现理论结合实际,“习”“训”交替。学生在课堂上的学习始终结合实际工作特点,可以不断丰富理论知识,完善教学内容;在企业实习中,学生又可以接触最真实的工作模式,能够根据所学发挥个人的聪明才智,解决实际中出现的问题。
(二)难点
机电一体化专业技术实行学徒制的时间不长,尚且存在一些问题和难点。一方面,国家对于这种校、企合作教学模式支持力度不够,学校考虑到学生安全、意愿和家长反应等因素,不敢加大这种教学实践力度,而企业在没有得到国家相关政策鼓励的情况下对于这种学徒制的参与积极性不高。本身学徒的实践经验不足,专业技术水平不高,即便是定岗上线也无法给企业创造收益,而企业还要排出专业师傅带领、指导,还要在保证学生安全的情况下支付给学生工资,大大增加了企业的运营成本。从这些方面来说,国家对于学徒制的激励体制不完善直接影响了企业对高职专业教育的支持力度。教师专业实践经验缺乏。高职学校的教师长期待在课堂上,一线操作经验不足,难以深入课本给学生讲解专业知识。机电一体化技术专业属于工科,注重实际操作能力的培养和提升,教师只有不断强化自身的专业技能,才能使学生更透彻地掌握基本理论知识。教师整体水平要和行业服务要求对等,才能使学生的校外实习与课堂教学相辅相成,才能为学生的上岗操作提供基础。企业环境对学徒的影响。学徒进入企业实习,环境和身份的转变都比较大,学徒不了解工作内容、操作生疏,企业工作节奏快、环境嘈杂,这期间的学习操作和安全比较难以保障。加上初入社会,企业对于学徒的认同感普遍不高,学生容易产生消极情绪。针对这些,学校和企业要对学徒有足够的耐心和包容,教师和带工师傅也要做好沟通,为学生实地实训提供良好的环境条件。
四、机电一体化技术专业实施学徒制的有效措施
(一)建立、完善学校管理制度
在高职院校机电一体化技术专业中实施学徒制,需要不断跟进学生的学分管理,促进课程考核。在安排学生进入企业实习时,要合理安排学生作息时间,加强日常管理,实习持续周期要与课堂学习时间相适应。同时,在学习时要注意增进学生对企业文化、企业制度的了解,随时把握学生的思想动态。专业教师要做好学生的思想工作,注重安全教育和纪律教育,帮助学生更好地适应企业环境,同时要积极引导学生对日常工作进行经验总结,做好学习笔记、分享心得。学徒制是培养专业技术人才的主要教育途径,需要不断在实践中发现问题、改革创新,要用严谨、专注的态度建立健全学校的教学管理制度。让更多的企业参与学生,通力合作,培养专业的机电一体化人才。
(二)实现教学、实践一体化教学
高职教育中,关于机电一体化技术专业实施学徒制,学生在入学初并没有太多深入的了解,为了让学生在后期的实习中更好地践行企业实习标准,在校期间就要有意识地将具体的实践任务搬上课堂。机电一体化技术专业需要学生具有大量的实际经验,对于高职院校的学生来说,学徒制为他们提供了更多安全可靠的实习机会。例如,在课堂教学中,专业教师要积极引入企业案例进行知识剖析,或者模拟一些列企业生产工序,加深学生对企业工作的认识和了解。学生只有形成一个具体的实践意识,才能在后期的学习中更好地投入到工作中,才能对专业实战经验保有积极性。
五、结语
随着市场经济的发展,企业生产模式发生转变,大量机械化数字设备的使用提高了企业生产力,社会对于机电一体化技术专业人才的需求也不断增加。学徒制的推行满足了这种市场需求,也顺应了教育改革新趋势。在高职院校机电一体化技术专业教学中实施现代学徒制,充分锻炼了学生的实践能力,在提升教学质量的基础上大大提高了学生的专业技术水平,为学生以后的就业发展提供了保障。
参考文献:
[1]丁度坤.基于“校中厂”的现代学徒制探索[J].职教论坛,2014,(18):68-71.
[2]张庆玲.高职机电一体化技术专业现代学徒制实践探索[J].职业技术教育,2014,(14):27-29.
关键词:机电一体化;到课率;教学质量
中图分类号:TH-39 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2016.09.102
1概述
随着机械行业的发展,《机电一体化》课程正快速的成为大机械类专业的必修课程[1]。该课程将机械和电子两个领域有机结合,通过学习使学生能掌握有关电子、信息、液压和气压等多方面技术的基本理论知识,同时也培养学生对机电一体化相关设备进行操作、调试、维护和维修等实践动手能力。《机电一体化》是一门实践性和综合性都很强的课程[2]-[3]。该课程过去侧重于理论知识的讲授,实践环节偏少。但实践教学是应用型大学教育人才培养不可缺少的重要环节,对培养学生的实践、创新能力及增强就业竞争力有着极其重要的作用。考略我国三本教育起步不久,实践教学还存在诸多问题,因此改革和完善实践教学体系是我国三本院校面临的重要问题之一[4]-[5]。本文就针对在实际教学过程中,该课程的教学特点和教学方法进行总结和探讨。拟将本科专业机械制造及其自动化(以下简称机制专业)和专科专业机电一体化专业(以下简称机电专业)作为研究对象进行研究。本文将分别研究这两个专业学生在学习机电一体化这门学科的理论课与实践课过程中的特点,以及如何针对暴露出的问题进行改进。
2课堂教学与实践教学学生表现情况的分析
一个有效教学的课堂其中一项很重要的指标就是学生的到课率,所谓大学到课率是指课堂教学时实际到课学生数与应到课学生数的比值,它不仅反映学生到课情况,还能综合反映大学生学习的状态,特别是学风,反映大学的教学状况和教学管理的状况[6]。根据我校机械制造及其自动化专业和机电一体化专业的学生在理论课和实践课的到课率情况,做出图1至图4,图中横坐标表示上课周数,纵坐标表示上课学生数。图1代表机制专业学生理论课教学每周每堂课平均上课人数;图2代表机电专业学生理论课教学每周每堂课平均上课人数;图3代表机制专业学生实践课教学每周每堂课平均上课人数;图4代表机电专业学生实践课教学每周每堂课平均上课人数。从到课率的数据上分析,学生对于理论课的到课率不高,机制专业平均到课率为93.3%,机电专业平均到课率为88.63%,且两个专业均很少出现到课率100%的情况,但每一次的实践教学,两个专业学生的到课率均为100%。根据对不同届、不同专业的学生在机电一体化课程中理论与实践课上课情况调查来看,学生在理论课上表现较为一般,本科班少数学生能坚持每节课认真听课,大多数学生能听讲,但是并没有表现出对这门课很大的兴趣,且从作业、课堂提问等反馈环节来看,学生在理论课上学到的知识均比较浅显,大多数学生能听懂所讲内容,但不能深入理解其含义,而只是停留在表面。而从实践课上学生的反映来看,学生在实践过程中都表现出了浓厚的兴趣,很愿意动手操作,且会认真分析问题产生的原因以及如何解决问题。在实践课上,教师与学生会有更多更直接的交流,教师可以直接对学生的实践情况进行指导与总结。对照事物讲解知识点时学生能更好的理解、更容易接受,教师还可以进行示范操作让学生能熟知每一个零件以及每一步运动情况,因此实践活动中学生的积极性更高,学生更愿意在实践环节接受新知识。
3针对不同专业采用不同方法进行教学
首先必须做到针对不同专业修订不同的教学内容,真正做到因材施教。机电一体化技术理论教学制定区分专科与本科的教学内容,区分机电一体化专业、机械制造及其自动化专业的教学内容。实践课程教学内容的改革,做到“基本要求,需求选择”的灵活教学模式,循序渐进,减少验证性实验,增加综合性实验、仿真实验等,使实践教学即“授之以鱼,又授之以渔”。基础性验证实验是实验教学体系的基础,是必修实验,起着由技术基础课向专业课过渡的桥梁作用。综合性实验能够培养大学生运用知识的综合能力,鼓励大学生进行机电设备的组装、设计和模拟,不仅可以验证和巩固所学的理论知识,也有利于培养其创新意识。其次,通过研究发现专科专业的学生思维可塑性更强,对实践的操作环节表现出更大的兴趣,并能在这一环节悉心听取老师的意见并改进自己的不足之处。在每一环节的教学结束后,让学生对自己完成的内容发表心得及看法,其他学生可以提出意见或建议,最后老师对学生知识的掌握程度、对实践过程中的创新性、对学生解决问题的能力进行总结,这样相互促进交流学习。在这整个过程中,老师起着非常重要的引导作用,要不断鼓励学生提出新的想法,并指引他们通过实验环节验证自己的想法,让学生在动手操作过程中获得最直接的进步,采用多激励的方式进行教学。再次,可以将老师上课讲授的课堂内容及课件进行公开,发放给每个学生,学生可以根据自己的建议对老师提出质疑,也可以在课堂上对讲课内容进行评议。对实验室建立灵活多样的开放运行机制,这样避免了学生应付了事,只注重实验结果不注重实验过程的低效课堂,培养学生个性思维发展和创新精神和学生“独立探索、提出问题、分析和解决问题”的习惯,学生由“被动式”实验也转变为“主动探索式”实验。开放实验室的运行机制可以大大地提高实验室的利用率,对调动学生学习的积极性和主动性、培养高素质的创新人才有十分重要的意义。对于《机电一体化》理论课程与实践课程的教学改革应着重考虑并分析各专业学生的就业方向及岗位需求,透析该课程的本质,实现理论与专业知识的结合。同时也可以跟踪调查,回访我系毕业生的工作岗位需要与服务需要的技能,来修订教学内容。
4提高教学质量方法
第一,适时调整教学内容,完善教学大纲,规范教学管理,满足学院各专业对该门课程的要求,积极配合实验课程的开设。第二,积极开展理论与实践教学方法的研究,提高教师的教学与实践水平。第三,优化机电一体化技术理论与实验教学内容,探索有效理论与实验教学方法。第四,加强师资队伍建设,保证理论课程与实践教学的质量,促进教师与学生专业化成长。第五,结合社会需求安排有实际意义的实践教学环节,将理论教学与实践教学充分结合,使不同专业的学生均能在不同程度上提升自己的能力,更能满足社会岗位的要求。通过有针对性的教学,在理论教学环节注重对学生基本素质的培养,在实践教学环节既要提高学生基本技能的掌握能力,又培养学生的创新能力。使培养出的学生更适应社会的发展,将来踏入工作岗位后快速地适应不同的环境。
参考文献:
[1]张建民.机电一体化系统设计[M].高等教育出版社,2007.
[2]潘海鸿,陈琳,黄炳琼等.机电一体化方向课程设计教学改革[J].广西大学学报:哲学社会科学版,2008,(2):24-25.
[3]林仁宝.机电一体化控制系统的设计与应用[J].中国科技信息,2011,(11).
[4]李晓红.机电一体化技术专业实践教学改革研究[J].吉林工程技术师范学院学报,2011,27(1):33-34.
[5]曾宇丹,杜柳青,张明德等.本科院校机电一体化系统设计课程教学改革研究[J].科教导刊,2011,(36).
机高职教学ChineseVocationalandTechnicalEducation2012年第17期中国职业技术教育教学电一体化技术与系统是机电一体化专业的必修课之一,在专业课程体系中具有举足轻重的地位。该课程理论性和实践性要求高,教学内容涉及的知识面广,内容涵盖传感器、电机控制技术、气动技术、可编程控制器、通信技术和人机界面及组态技术等内容。基于此需要将各部分知识进行融合和变通,才能很好的应用于实践。
一、CDIO的理念
CDIO是以美国麻省理工学院为首的全球几十所著名大学倡导的现代工程教育框架,即构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)、运作(Operate)的缩写。“构思”指明确客户需求,考虑技术、企业战略和制度等因素,不断改进概念、技术和商业计划;“设计”指制定开发产品系统所需的各种计划、图纸和算法;“实施”指把设计转变为产品的过程,包括硬件制造、软件编程、测试、检查和验证;“运行”指对产品系统的维护、优化和淘汰[1]。
CDIO基于经验学习模式,植根于建构主义和认知发展理论,以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。其核心理念是充分利用大学学科齐全、学习资料丰富的条件,尽可能接近工程实际,以涉及技术、经济、企业和社会的团队综合设计型大项目为主要载体,结合专业核心课程的教学,使学生在CDIO全过程中不断学习,在理论知识、个人素质、发展能力、协作能力和集社会、历史、科技于一体的大系统适应与调控能力等四方面得到全面训练。
二、CDIO模式下多种教学方法的实践
以机电一体化技术与系统中自动化生产线分拣单元的设计与控制为例介绍CDIO模式下的教学实践,重点介绍如何将任务驱动教学法、启发式教学法、基于仿真的教学法和多媒体教学法融入CDIO模式的构思、设计、实施和运作4个教学环节中,具体实施过程如图1所示。
1.项目构思
采用多媒体教学方法实施课堂教学。首先给出任务,要求在3.5小时内完成机械、传感器、气路安装与调试,并进行PLC的程序设计调试。重点能够通过变频器来控制异步电动机实现高、中、低三种转速的调整,同时具有反转控制功能。基于此介绍异步电动机调速的方法和变频调速的概念,同时采用基于仿真的教学方法,根据SPWM的调制原理,利用MATLAB软件搭建仿真模型,如图2所示。同时利用仿真软件演示具体的调制过程,如图3所示。在这个基础上,让学生分组讨论。
2.项目设计
在项目设计阶段,学生自主学习所用变频器的产品手册,掌握其接线和使用方法。列出元件清单,制定实施方案,进行程序算法设计。在这个过程中,学生往往感觉困难重重,不知从何入手,很多学生在这个阶段容易产生厌学的心理,最终放弃整个项目的学习。教师应在适当的时机给以点拨,采用启发式教学方法,引导学生解决一个个问题,提高他们解决问题的能力和信心。
3.项目实施
项目实施阶段,采用现场教学方法,对每组学生进行分别指导,包括硬件安装、参数设置、软件编程、测试、检查和验证。应用合作学习方式,为学生营造一个生生互动、师生互动的合作情境,引导学生积极主动地学习,做中学,学中做,习得技能,获得能力。学生在实践中学习知识,从实践中感受学习的乐趣。
4.项目运作
每组学生对自己完成的项目进行完善和补充,同时做好自评和互评,教师对整个教学过程总结评论。
姜大源先生曾指出:“在任何一种教育?w系中,课程始终处于核心地位。同样,职业教育的改革与发展,最终都会归结到课程的改革与发展。”[1]课程是教育的核心和载体,中高职教育衔接的本质就是二者课程的相互承接、协调分工的一种科学化、系统化的教育体系。自《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020年)》以来,我国出现了中高职“3+2”五年一贯制培养、“3+3”分段培养以及中本“3+4”分段培养等贯通模式,为构建现代职教体系做出了有益探索。但正如《教育部关于推进中等和高等职业教育协调发展的指导意见》(教职成〔2011〕9号)所指出的:“中等和高等职业教育在专业、课程与教材体系、教学与考试评价等方面仍然存在脱节、断层或重复现象,职业教育整体吸引力不强,与加强技能型人才系统培养的要求尚有较大的差距。”也正是这些“脱节、断层或重复”现象深刻影响着职业院校的整体办学效益和质量,一定程度上制约了中高职教育衔接的健康发展。以机电一体化专业课程的中高职衔接实践反思为基础,厘清问题本源,明晰实践路径,期冀抛砖引玉。
一、专业课程标准
所谓课程标准,就是对学生在经过一段时间的学习之后应该知道什么和能做什么的界定和表述,是国家层面对学生学习结果的期望,是内容标准(学生学习领域的划定)和结果标准(学生某领域应达到的水平)的内在统一。
(一)中高职课程衔接在课程标准上存在的主要问题
一是中高职课程内容标准界限模糊。现有试点院校都注重从一体化培养的角度来设计课程标准,力求实现同一专业方向的一体化培养,但模糊了职业教育中职与高职层次之间的培养界限,不利于现代职教体系的整体构建。二是中高职课程标准随意性大,表述各一。试点院校自行选择结对,自行拟定课程标准,造成校际之间课程壁垒,而在同一院校内,由于未能界定出有效目标,标准无效或虚化现象十分普遍。三是中高职课程标准的内在不协调。互为衔接的课程标准往往在时空上局限于试点院校,制约了课程标准横向“面”的统一,制约了教育生产力的可持续发展。
(二)中高职机电一体化专业人才培养目标的对比
中高职课程由于院校的专业教学资源与学生起点的不同,其在培养学生职业能力、核心能力等方面有着明显的层次差异。一般认为,中高职是技能培养的不同阶段,内容与形式相互依存,共同发展,进而形成分级职业教育的连续流,使中高职教育在人才培养上实现贯通。而人才培养目标的确立是中高职教育衔接的前提和逻辑起点,明晰中高职机电一体化专业人才培养目标,可以有效编制出相对科学的课程标准。(见表1)
(三)中高职机电一体化专业课程标准的制定
首先,国家或省级教育部门应从宏观上进行科学的顶层设计,依据人才培养目标相对统一地制定中高职贯通的分类课程标准体系,明确课程目标、内容框架、改革要求等,为课程设置明确画线定界。其次,机电行业发展的区域性特征在根本上要求职业院校共同制定适用于本地区的中高职衔接的课程标准,实现机电专业在中高职教育中的层次和贯通。再次,职业院校还应该与本地机电行业保持联系,在与行业的互动中不断调整课程标准,促使培养的人才能够与产业发展协调一致。
二、专业课程结构
课程结构是指课程的各个组成部分如基础课、专业课、实践课或必修课、选修课等的构成比例及其相互关系,包括课程体系结构以及单一课程的内部结构两种。
(一)中高职课程结构现状
目前,中高职的课程结构通常还是按照文化基础课、专业理论课、专业实践课三大块模式构建,作用力相对平均,与职业教育人才培养的分层目标并不协调。在单一课程结构中,其组织和结构形式,基本上也还是按照知识体系结构编写教材、实施教学,从概念(原理)到应用“两张皮”,与职业教育培养学生职业技能为主的课程标准相去甚远。机电一体化专业还存在同一学科在中高职之间不衔接的现象,如物理课程在中职阶段有的学校只开设一个学期,课时不足,只能选讲,这就造成学生在高职阶段诸如工程力学等课程的学习中感到难度,影响了高职阶段相关课程的教学效果。
(二)中高职机电一体化专业课程的模块化衔接
根据中高职人才培养职业能力的分析,将所有课程标准,包括基本的职业资格证书的应知应会要求和高一层级的技能大赛要求,都细化到知识点,通过知识点来确定中高职教学内容的衔接点,进而设计不同专业大类的课程模块(包括基础课程模块和各专业模块),实现中高职课程的一体化。这样,既可以保证中职课程与高职课程的独立性,又兼顾到两个层次之间的沟通,中职阶段侧重于基础理论及基本技能的训练,高职阶段则注重学生专业知识、职业能力和职业素质的全面培养,从而提高学生可持续发展能力。(见表2)
三、专业课程教材
作为教与学的典型材料,课程教材既是一种学习资源,更是一种教与学之间联系的媒介及催化剂。按照当代教育理念,职业教育课程教材不再只是学科知识的汇编,而应该是反映教育和教学规律,体现学生认知特点,体现职业需求的崭新教与学的资源,包括课程学本、教本、辅助教学资料等,其载体也有纸质、电子文本、影音视频之分。
在中高职课程衔接中,机电一体化专业主要存在两个方面的问题。一方面,专业课程教材在编写体例上仍然沿袭着过去的学科框架,强调知识结构的系统性、完整性,缺乏职业教育的特点,而艰深的理论、繁复的教材内容与职业院校学生的学力及有限的课时形成尖锐的冲突,造成教与学的紧张关系;另一方面,中高职课程缺乏衔接意识,科目重复,如机械制图、电气控制技术等,课程内容重复率在30%―60%之间,教学资源的消耗影响了中高职衔接后的整体学习效率。
以?C电一体化专业核心课程为改革重点,以任务驱动来设置学习项目,将原先系统学科知识模块化为工作现场的具体内容,实现中高职专业学习任务或项目的系统化衔接。就中高职机电一体化专业课程的衔接而言,首先在宏观上要有统一分类的、具有明确对接属性的课程标准,便于中高职教材明确定位;其次在教材编写体例上要按照项目化或模块化的体例来编写,并通过区分项目或模块的难易、大小等相对容易、内容单一、规模较小的编入中职教材,而将难度大、综合性强、规模大的项目编入高职教材;再次,在教材运用上要注重整合创新,倡导教材“多本化”,可以通过大数据平台建立精品课程示范教材遴选机制,促使提升教材质量。(见表3)
四、专业课程评价
课程评价就是对课程标准、课程设计、教材编制和教学实施在多大程度上实现了教育目的的一种价值判断,并据此作出改进课程的决策。课程评价方式呈现多样化趋势,可以是定量的,也可以是定性的;可以是形成性的,也可以是诊断性的。而参与职业院校课程评价的主体则包括了教师、学生、学校、企业和行业、政府主管部门等。
在中高职机电一体化专业课程评价中存在的最大问题是众多职业院校仍然沿袭过往以阶段性、终结性考试成绩作为唯一的评价标准,侧重于学习成果的书面评价,对学生职业岗位能力及职业发展能力的判断缺失,隔断了学生成长的连续性,对中高职课程的衔接造成了消极影响。
中高职课程评价的衔接是课程衔接的一个重要方面,应该根据本区域经济发展特点、职业岗位能力需求等,探索新的、能够有效衔接课程的中高职一体的过程性考核方式,重点是建立灵活的职业技能鉴定考核机制,探索从职业资格证书与相应课程对接,寻求中高职课程评价有效衔接的方法与途径。在中高职课程衔接尚处于试点阶段时,建立中高职学分或课程认同机制应该是解决当前课程重复设置的重要可选途径。
五、几点思考
课程衔接是中高职教育衔接的重要内容,但绝不是全部,也绝非一蹴而就,并且,课程依专业其衔接要素也会呈现出较为明显的差异。机电一体化专业与本区域经济社会及该行业的发展基础、将来的发展趋势有着密切的关系,这必然影响到该专业中高职衔接的必要性、稳定性及政商校企合作的迫切性,也决定着区域内中高职专业衔接的改革、创新力度。要实现中高职机电一体化专业课程的全面衔接,有些问题亟需通过探索实践来认识和解决。
(一)通过学业的灵活选择解决好长学制带来的学习倦怠。在中高职教育衔接的实践中,由于初中毕业生是主要招生对象,他们的价值观、职业观还未能真正确立,学生在第二或第三年普遍存在学习积极性不高等现象,其中原因之一就是中高职衔接培养过早限定了学生的专业面向,一旦学生在学习过程中有了新的专业或职业兴趣,原先专业的学习倦怠也就不可避免地出现了。而在第三年结束或第四年开始阶段,让学生再一次进行相邻专业的调整,理论上可以缓解学生对既定专业的厌学情绪。学生对专业及学习的这种心理认同机制是中高职教育课程衔接的最可靠的支撑力量。
关键词:机床电气控制技术;可编程控制器;课程改革
0 引言
《机床电气控制技术》是我院机电一体化专业的一门专业必修课程,属于一个多学科交叉的领域, 涉及机械学、电子学、控制学、计算机技术等众多学科, 是高度综合的技术学科。另外,《机床电气控制技术》又是一门实践性要求很高的专业课,应该从教学内容、教学方法和课程设计等方面结合高职教育的特色,进行全面的教学改革。
作为一个以培养应用型人才为主的大学,理论教学和实验教学相结合的教学理念一直是学院最为重视的一种培养方法。
1 本课程的现状
1)由于各种原因,2010级机电一体化专业所开设的《机床电气控制技术》课程不得不选用高等工科院校的本科教材,这本教材对于专科生来说,存在着教材内容详略不当、理论性强和实践性教学内容不足等问题。
2)在专业设置上,往届我院机电一体化专业所开设的《机床电气控制技术》和《可编程控制器》这两门课程所选择的教材在内容的设置上有很多重复的部分,如低压电器的部分、电动机的控制类、可编程控制器基本指令等部分内容在这两门课程中都有涉及,只是详略侧重点不同。这样,如果两门课同时都开,就造成了一种学时上的浪费。但是,又不能单纯的将某一门课程去掉。因为在《机床电气控制技术》中,虽然也讲到了可编程控制器的相关知识,但讲得较为粗略,如果没有《可编程控制器》这门课程的相关知识作为基础的话,学生很难理解、接受;而同样,在《可编程控制器》这门课程的内容中,会牵涉到很多低压电器、电动机的控制类的知识,这部分知识又是在《机床电气控制技术》这门课程里所重点讲的。
3)由于受客观条件和传统控制技术的限制,本课程的课程设计仅能进行一些理论方面的验证,一般都没有进行实践性训练。因此,学生学习起来就比较吃力,这样就激不起学生的兴趣,老师在教学中也没有成就感。
2 改革的思路和方法
高等职业教育是高层次的职业教育,是以就业为导向,以能力培养为目标,以岗位要求、工程实践能力培养为主线,理论知识“必须够用”为原则,具有鲜明的行业性、岗位性和操作性。根据本专业的课程体系和“多样性与选择性、大专门化与小专门化”的培养模式,结合以上提出的几个方面的问题,围绕教学内容、教学方式和课程设计改革,我们作了如下的教学改革设想并逐步应用到教学实践中去。
2.1 教学内容的适当调整
《机床电气控制技术》课程内容分为继电接触电气控制技术和可编程控制技术两大模块,根据机电一体化专业教学改革需要,我们对教学内容做如下改革:
1)适当调整教材的内容。教学内容要体现最新的科学知识,与时俱进,对教材中已过时的知识该删的就删,把与专业相关的新知识、新技术、新工艺、新方法及时补充进去,使教学内容跟上时代步伐。
具体做法:一方面我们在教材的选择上进行了调整,选择了比较适合专科学生的教材。适当地删减了部分传统接触继电器的控制内容,一定程度上增加可编程控制技术模块的内容。另一方面,我们尝试将《机床电气控制技术》和《可编程控制器》这两门课程紧密的有机融合在一起进行教学,将原本60学时的《机床电气控制技术》和70学时的《可编程控制器》这两门课程,融合成一门90学时的《机床电气控制与可编程控制器》课程来讲。
2)适当调整教学内容中理论教学和实践教学的比例。根据高职教育以能力培养为目标,要加大实践教学环节,突出应用性、实践性,突出高职教育的特色。我们将实验课的学时由10学时增加至20个学时。
3)教学内容要注重实用,让学生能看懂、能学会、能用上,不拘泥于原有的条条框框,不盲目追求知识的结构性和系统性,适当减少理论公式的推导。
2.2 教学方法的大胆改革和创新
在教学实施过程中,采用“学做合一”的教学模式,理论教学与实践教学交叉进行,这样不仅可以体现理论与实践的紧密结合性,以及理论服务于实践的从属性,而且还能提高学生的学习兴趣和积极性,可以避免连续上理论课使学生感到枯燥,边学边干,不断充实和巩固理论知识,不断加强实践教学的学习,使学生真正“学做合一”。
在理论教学中,一要精讲,重点突出。老师要深入把握教学大纲规定的内容和学生的实际需要,确定教学内容的重点和难点。在课程教学中,抓住重点,讲透难点。如讲解可编程控制器(PLC)时,结合现今机床电气中所用的PLC大多采用欧姆龙或西门子公司生产的PLC产品,很少采用其他公司的PLC产品的现状,因此应侧重讲解前两种产品。二要以学生为主体,实施分层教学。机电一体化专业领域的人才可分为研究型、应用型和操作型三种,专科教育主要培养应用型和操作型人才,可以设定为机床操作、数控机床编程工艺、机床设备维修、机床设备营销等职业岗位。针对不同的职业岗位,培养目标各有针对性,知识和能力结构各有特点。三要采用案例教学,案例教学是一种引导学生对案例进行学习、分析、讨论,使学生养成分析问题、解决问题能力的教学方法。
在实验教学中,实验内容的安排一定要合理。专科教育以培养学生的动手能力为重心,教学的着眼点是实践能力,因此要大大加强实验课,在实验课的安排上要合理。实验可分为两种类型,一类是演示性实验,对一些实验过程简单,只对某一理论或现象起说明作用的实验,通常采用演示性实验。例如在讲常用电器元件的知识及电动机点动控制的内容时,如果配备的有相关实验室的话,可以考虑把学生带到实验室去讲解,教师拿着实物,一边讲,一边演示,效果会非常好。另一类实验是验证性实验,即验证已有的规律和学习过的理论知识,通过电动机点动、正反转、降压起动和制动控制及车床电气控制线路的维修与调试实验,可以培养学生具有控制线路的接线、维修与调试的初步能力。
3 小结
根据我院机电一体化专业人才培养目标,通过这个学期的教学内容、教学方法和课程设计的改革,取得了初步的成效。不仅使学生的实际动手能力、分析问题和解决问题的能力得到了锻炼,同时培养了学生的学习兴趣。一门课程的教学改革是一个综合的课题,涉及面非常广泛,如师资力量的建设、教辅人员结构的配备和教学环境的建设等诸多因素对教学质量的影响,这些还有待在今后的教学进程中进一步地研究。
参考文献:
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