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新学期一开学,各系各教学单位就开始了紧张的教学工作。实训中心第五周实训课迎来了机电工程系07机电班32名同学的实训。其实训内容为掌握钳工的基本知识、基本操作方法及车床、铣床、刨床、磨床的基本操作方法,并对数控车、铣、火花机、线切割机等的参观。为了搞好这次的实训教学 ,院领导指示大家提前一周对教学中的相关工作做了周密安排 ,委派经过实训教学课考察证明 , 理论基础扎实、实践经验丰富、教学思路清晰的老师担 任指导老师,对教学用具进行认真的清理和准备,保证了实训课的顺利开课。
这次实训课的第一节课是安全教育,安全是实训中的首要问题,课上指导老师不是只讲安全要求,同时还讲述了自己见到的和自己亲身经历的安全事故,并且列举了过去同学们在实训过程中曾经出现过的一些安全问题,由于讲述事例生动,使同学们的思路很快 应跟上老师的思路,因此在这次实训课中,没有出任何安全问题。对于机械加工实训课,安全问题一直是领导 和老师十分重视的,而这次同学们表现出对安全的重视,为今年教学实训课开了一个好头。
这次实训课07机电 班的同学表现出了高度的积极性。从钳工、车工、铣工实训课过程中看,同学们态度认真,操作严谨,实训课的第二天,他们对钳工的基本要求,车工、铣工的操作规程都基本掌握,到第三天大部分同学都能加工出合格的工件。值得赞扬的是钳工课实训中的几位女同学,由于体力上的差别,她们在錾口榔头的制作中比男同学要付出更多的汗水。但凭着她们对知识的渴望,对工件质量的追求,在进度上她们一点也不比男同学落后,老师和同学对她们总是投以赞许的目光。
到目前为止,同学们对教学要求规定的正确读图,工序的确定,公差的理解、量具、工具的使用,操作规程的熟悉,对安全意识都有较好的理解和掌握。
通过 老师们耐心细致地讲授和学生们的积极的配合下,在整个实训过程中没有一件安全事故发生,都顺利的完成了实训任务。学生都能够完成好实训教师给他们布置的课题,最后通过实训老师的考核,绝大部分学生都取得了优异的成绩。这次实习实训基本达到了预期的实习要求,圆满地完成了3周的实习内容。
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机电一体化专业综合实训课程是集气压技术、液压技术、电机及电气控制技术、自动检测技术、PLC及其自动控制技术、网络通讯技术于一体的专业技能综合训练课程。课程紧扣机电一体化技术的核心技术环节,即检测、控制与执行三大技术环节展开,同时引入最新的网络控制技术。训练时应遵循以学生为中心、以培养学生实践能力为中心和以培养学生素质为中心的原则,通过实训使学生既能掌握机电一体化专业的理论知识,又能从事机电设备或自动化生产线操作、安装、调试、维修、维护及设计改造等方面的工作,并具有良好的职业素质。
2.实训内容紧扣相关知识点
机电一体化系统涉及机械设计、传感器、自动控制和微机原理等多门课程的知识,这些知识也是机电一体化产品设计的基础。尽管学生在学习机电一体化系统之前,已经学过一些相关的理论知识,但在机电一体化课程的实训中,对相关知识的回顾和加深是必要的,特别要关注知识之间的联系和实际应用方法。因此,应紧扣这些教学内容,安排若干典型的、与专业课程相对应的专题实训项目,通过在机电一体化系统中的应用,学生对专业知识有一个感性认识,为综合性实训和设计奠定基础。
3.实训方法由教师演示过渡到学生自我设计
从理论学习到实际实训设计,是一个从知识接受到知识应用的飞跃。由于机电一体技术包含了机、电、计算机、自动控制等多门学科的知识,实训的综合性程度高,因此,对大多数中职学生来说有一定难度。演示性实训是一种更直接的实训指导,能使学生对将要完成的设计性实训的过程和结果有一个直观的认识,提高完成设计性实训的自信心。实训的最终目的是学生能够在相关的实训设备上根据要求,在实训装置上进行系统设计,能够按照设定的方式正常运行。通过这个设计过程,可以更好地锻炼学生对机电知识的运用能力,理解机电一体化系统中各学科知识的关联性,进而提高学生解决实际问题的能力,达到实训教学的真正目的。
4.实训方式为课内和课外相结合、个人和小组相结合
由于教学课时有限,实训环节的教学要充分发挥学生的主动性,利用课余时间进行设计和准备工作,课内主要是利用实训平台调试和实现设计的内容。因此,机电一体化实训室应该建设成为开放式的实训室,便于学生课外进行训练。另外,由于机电一体化实训包含的知识面广,综合性实训项目包含多个内容,可以采用小组分工、合作完成的模式。这样,一方面培养学生在科学研究过程中的团队精神,另一方面也是对模块化设计的一种锻炼。
5.实训课程的考核方式
为突出学生的能力培养,对机电学生考核的标准为:(1)是否有创新,即能否运用所学的理论知识分析、处理实际问题,能否就所给的条件提出合理的观点和可行的处理方法;(2)识图能力和动手能力;(3)能否搜集资料,报告内容是否合理;(4)是否有团结协作精神:(5)写作与表达能力;(6)计算机应用能力,等等。考核的形式:理论与技能考核相结合。考核成绩的评定:理论测试成绩占20%;实训报告成绩占25%;实践环节占55%,其中拆装操作占20%,编程、调试与排除故障占25%,安全与环保意识考核占10%。
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1引言
机电一体化技术是20世纪70年展起来的一种系统工程技术,它综合应用了机械技术、微电子技术、自动控制技术、信息技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术、信号变换以及软件编程等技术,是多种技术交叉融合的产物,并不断地通过学科交叉、技术融合与创新持续发展【1】。
2目前高职机电一体化技术专业课程设置
机电一体化技术专业是一个基础理论知识面广,实践动手能力强的专业【2】。根据对多个高职院校机电一体化技术专业课程开设情况调研,现将目前高职机电专业的课程设置总结如下:
(一)照搬机械制造专业、电气控制专业及计算机专业的主干专业课程。使课程量大大增加,学生负担加重。
(二)将机械、电子电气、计算机相关专业课程进行了优化,可有些课程有脱节,整个课程设置体系不科学,学生不能理解。
(三)课程设置太偏机械专业。有些高职院校的机电一体化技术专业仅仅在机械设计与制造专业上增加了数控技术专业相关课程。
(四)课程设置偏重理论,实训技能课程少。
课程体系优化,如何优化、精简、合理组织以及创新开发课程是关键。
3课程设置优化
在培养高职学生的技能中,课程是关键【3】。课程是教师教学的指南针,是学生接受知识的最主要的来源。因而,课程设置与优化对学生个方面素质培养非常关键。
(一)调研高职机电毕业生就业岗位群,分析职业岗位对应的主要工作任务及职业资格证书。
高职机电专业毕业生就业岗位主要是面向生产(管理)一线的机电设备的操作、安装、调试、检测、维护及管理,其次是面向家电、智能控制行业企业、智能玩具行业企业等的技术支持及售后维修人员。
(二)课程设置需要考虑因素
1)课程设置一定要从职业岗位群需求知识技能出发
机电专业课程设置,要从学生毕业就业岗位群所需要的知识和技能作为出发点,为行业企业培养无缝衔接的员工,就应该充分考虑到岗位群的需要,量体裁衣。
2)课程设置要突出专业基础知识点和面
机电专业涉及到机械、电子电气、计算机控制多学科多专业,因而课程设置不能只偏向否一个学科,面太窄,就不是机电专业。当然在课程学习中,不可能面面俱到,因而要突出重点。
3)课程设置中要着力培养学生动手能力
高职机电专业,动手能力一定要重点培养。因而在课程中就要设置实践课,不仅仅在某些单独的专业课中有实训项目,可以独立出来专门的实训课程。比如,将电工技术、PLC技术、伺服电机技术等根据高职技能要求整合成电控实训课。
4)课程设置的课程体系系统性好,前后衔接自然。
课程设置先后顺序,一定要符合教学规律,这样才不增加学生学习负担,也有利于养成好的逻辑思维习惯。
5)专业技能的课程要加大学时。专业技能的训练,要孰能生巧。
要加大专业技能课程的学时,实训重在学生训练,关键在于教师的有效指导实训。
6)专业课程要构建模块化。把几门相近的专业基础课和专业课组成一个模块,或者根据完成实际项目所需要的联系紧密的课程构建一个模块【4】比如,编程模块,可以包括PLC技术、单片机应用技术、C语言等课程,因为现在单片机应用技术用C语言来开发。
7)课程内容一定要优化,要将行业职业标准融入课堂,融入课程。我们高职机电专业学生课程内容一定要简化,删除复杂理论推导,重点在基本概念解释和实践能力训练。行业企业标准学习以及职业资格证书考试,都将成为高职课程的特色。
4总结
高职机电一体化技术专业课程优化任重而道远,只有各方面给予充分的支持,集思广益,不断实际总结,不断对课程设置进行探讨,遵循教育规律,实现能力培养的递进性和渐进性。满足社会行业企业对高职对机电毕业生的要求。
参考文献
[1]张立勋,主编.机电一体化系统设计[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2010.
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一、当前高职机电一体化专业课程的现状分析
1、课程的设置过于追求学科的系统化
机电一体化专业的课程建设虽然几经改革依然没有跳出学科体系的潘篱,这是导致高职机电人才与企业所需要之间不一致的结症所在。机电一体化专业是一种复合型高技术专业,专业知识涉及机械与电子两大学科领域,让学生在短短的在校时间内去系统的掌握两大宽广而精深的学科领域知识是不可能的。严格追求学科知识的系统化造成了,机不太懂,电业不太通的尴尬局面,或者严重失去了专业的特色,达不到培养的目标。
2、课程知识老化、落后
目前,机电产业已逐步成为高新技术产业中的主导产业,机电产品逐渐智能化、柔性化、高速高精度化、微型化邓方向发展。支撑机电一体化产品的许多技术、伺服传动技术、伺服电机技术、传感检测技术及信息处理技术等在日益涌现和不断更新。许多的新知识、新技术、新工艺、新材料、新设备、新标准需要在课程中体现出来,而绝大部分院校的机电一体化专业课程的教学内容相对社会领域的科学化已显得非常落后,有些甚至依然是以传统的机械技术占主导地位,这必然导致培养目标很难适应当今机电行业的发展趋势。
3、专业课程设置与就业岗位存在偏差
由于现阶段我们缺乏对区域经济发展的系统性、针对性调查研究,导致很多高职院校在专业课程设置方面未能很好地突出就业为导向以及社会需求,使得机电一体化的专业方向十分单一,且市场适应能力较弱,进而不能满足地区经济和行业发展、就业岗位的需要。
4、专业教材内容与实际脱节甚至滞后
当前,很多高职院校所采用的某些机电一体化专业教材内容十分陈旧,版本过老,缺少一些能反映机电一体化先进技术的内容,而且该专业的各门课程之间缺乏紧密的联系,不利于学生将相关知识有机地渗透或结合在一起进行掌握。除此之外,还存在知识重复严重、理论性过强等问题,同时也极大地忽视了对学生实践能力与创新能力的培养。
5、忽视了对学生实践动手能力的培养
由于深受“重理论,轻实践”这一错误思想的影响,导致很多高职院校在进行专业设置时把理论课看得过于重要,导致理论与实践学习的比例严重失调。加之不注重教学实训,导致学生的实践场所或实习基地条件较差,使学生的实践训练严重不足,这对机电一体化这样实践性较强的专业来说显然是不相适宜的。
6、专业“双师型”教师存在严重不足
当前,很多高职院校在师资力量建设上还存在一些不足,尤其是机电一体化专业“双师型”教师存在严重不足的问题,有的专业理论教师不能指导实训教学,而有的实训教师在基础理论方面又过于薄弱,这不利于学生全面地提升和发展自我。
二、高职机电一体化专业课程改革的重要性与必要性分析
一方面,对当前的高职机电一体化专业实行课程改革是改变我国机电一体化教学现状的根本途径,具有重要的现实意义。随着我国科学技术的进步与飞速发展,我国的机电一体化产业逐渐发展成为高新产业的主导产业,甚至成为我国经济发展的重要支柱,所以机电一体化行业对人才的需求变得更高,具体来说,这些人才必须要具备扎实的专业技术技能,要能够灵活地运用各种现代化机器设备开展日常工作;其次,这些人才必须具备一定的经营管理能力、环境适应能力以及较强的应变能力,这样才能够快速地适应企业的管理经营模式,为企业的未来发展建言献策;第三,必须具备足够丰富的实践经验、良好的职业操守和团队协作精神,这是作为工程技术人才必不可少的基础条件。另一方面,由于我国的机电一体化专业起步较晚,发展时间不长,所以还没有形成一种合理高效的专业课程体系,当前不得不加快对该课程体系的总结、研究,以尽快发现自身的不足并加以改进,这样才能推动该专业又好又快地发展,因此,笔者认为进行机电一体化专业课程改革是一种必然趋势。
三、高职机电一体化专业课程改革的方向和建议
1、加快调研,进一步分析岗位需求,明确专业培养目标
对于高职院校而言,现阶段最重要的是根据行业和社会需求制定人才培养战略。具体来说,应当在机电一体化技术专业建设指导委员会的领导下,通过问卷、访谈、研讨等多种方式对机电企业进行广泛的调查研究,进一步明确我国机电一体化技术专业毕业生的主要工作和岗位群。同时,要结合国家对高职学生培养目标的总体定位,以岗位需求和职业标准为依据,以职业生涯发展为目标,明确机电一体化专业的培养目标,应当是全面发展,具有良好的职业素质、实践能力以及创新能力的高素质技术应用型人才。
2、与时俱进,加快机电一体化专业课程体系的模块构建
笔者认为,现阶段构建以模块化课程为基础的理论课程体系和实践课程体系很有必要。
要合理地构建理论课程体系,就需要我们对职业岗位群进行系统的分析,以知识应用为主线,不讲求理论知识的系统性和完整性,以“必需与够用”为度,更加注重专业的应用性和实践性,这样,我们就可以把机电一体化专业的理论知识组成一些模块化课程,进而形成理论课程体系。另外,构建合理的实践课程体系十分关键,这是由于实践课程是促使学生获得知识的重要途径,它对培养学生的作风、素质和能力具有十分重要的作用。高职院校应当结合实训条件,形成一种与理论课程体系紧密结合的实践课程体系,可分为基本技能训练、技术应用能力训练和综合技能训练三个模块。这样既能够有效地促进学生对专业知识的学习和技能的掌握,又能够为学生未来就业提供经验、创造条件。
3、着重强化校外实习环节教学,增强学生的工程应用能力
针对高职院校对机电一体化专业实践教学环节不够重视的情况,笔者认为有必要对此采取进一步的强化措施。首先,高职院校应当注重对实践教学环节的安排与实施。日常除了开展各种传统的电机实验项目外,还应当有序地组织学生到不同电机企业或变压器厂进行实习训练,以不断增强学生对电机结构、生产流程的感性认识;其次,高职院校也要加快校企合作,注意搞好与较大较强企业之间的关系,以借助校外实习基地锻炼学生的动手能力,培养更多优质人才;第三,高职院校也要适当地改进实验、实训的投资方式,可以把学校实践性很强的实验实训投资与企业的技术改造结合起来,着力抓好实验室、实训基地的建设工作,甚至可以把部分实验室或者实训基地直接建立在企业当中,这样一方面给学生创建了一个真实的实践环境,另一方面又极大地促进了地方经济的发展,盘活了学校的投资,为机电一体化专业的学生带来更多福音。
四、结束语
总而言之,我国的高职院校机电一体化专业课程现状不容乐观,可以说是已经面临着严峻的改革形势,当前我们的高职院校必须在国家教育部门相关政策的指引下,紧跟机电行业发展的需求与步伐,结合高等职业教育的实际特征,逐步有序地采取课程改革措施,并且在改革的过程中不断进行总结、更新、调整和完善,这样才能探索出一条真正适合自身发展的道路,才能为我国的机电行业培养出更多适应社会发展需要的高素质人才。
参考文献:
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Key words: mechatronics;practice teaching;multi-level
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)16-0270-02
1 机电一体化教学实践的特点
机电一体化实践教学具有综合性、实用性、拓展性、创新性的特点,是学生接触实际机电工程的重要途径,通过开展多种多样的实践训练活动,有助于培养学生的创新素质与实践能力,机电一体化教学实践具有以下几个特点。
1.1 综合性 机电一体化课程是一门综合多种学科知识的科目,其中包括电子、机械、信息等知识,课程内容比较丰富,在机电一体化实践教学中要充分考虑到这一特性,学生通过已学习过的知识联系机电一体化课程知识,加深对本专业知识的理解与记忆,能够更快的掌握专业知识与操作。在实际的实践教学中,制定科学合理的计划方案,结合已学知识来掌握新知识,找出解决问题的方法,促进实训任务的顺利开展,达到完成任务的目的。
1.2 实用性 机电一体化实践教学内容以实训为主,具有较高的实践性,以往的机电一体化实践教学中,教师围绕教学内容以设计为主展开教学活动。教师采用先进的教学设备向学生呈现出图像、影像,便于学生理解与记忆,活跃了课堂气氛,使单调枯燥的纯理论知识教学变得趣味。机电一体化课程实践教学的要求区别于传统的教学实践,学生通过对理论知识的学习,在实践中了解与掌握机电设备、机电仪器的使用,实践能力与专业能力得到提高。整个教学活动中学生以完成实训任务为目标,通过运用所学的综合性知识,完成对多门知识的构建。
1.3 扩展性 在机电一体化实践教学中,为培养学生综合性知识的应用能力,不断强化已掌握的知识与技能,实现知识与实践的相互促进,这对实践训练而言有着重要的意义。由于机械专业的实训课程较少,在实践教学的过程中要考虑到实训与课程内容间的联系,合理安排实训教学内容,使其灵活参与到其他实践教学课程中,制定科学适当的实训教学计划与时间,以便学生掌握相关教学内容与实践技能。
1.4 创新性 机电一体化实践教学最主要的目的是培养学生熟练应用机械知识与技术的能力,使其在实际工作中能够独立使用、设计、解决相关的产品问题。实践教学通过建立实训任务,让学生围绕实训任务联系起所学知识展开实践活动,提高自身创新能力与实践能力,从而具备解决问题的能力。机械课程实践教学对学生而言,改变了学习场所,自己动手操作、使用以及设计机械的过程有着较高的趣味性,提高了对实践教学的积极性,激发了学生的创造热情,使其能够更好投入到实践教学活动中。
2 构建完善的实践性教学体系
2.1 分层教学体系 随着市场对机械专业人才的需求越来越大,中职要抓住这一机遇与挑战,通过建立明确的教学目标与方法,提高学生的专业素养与实践技能,使其更好的走入社会,为人民、为国家贡献属于自己的一份力量。中职学校首先要对机电专业的学生进行初步的了解,重点观察学生的机电知识掌握情况、实践能力等,并展开分析和总结,找出现阶段中职生在学习机械课程中存在的问题,从实际教学出发,解决教学难点,提升教学质量与效率,完成总体教学目标。通过建立分层的实践教学体系,开展实践教学活动,注重基础知识与专业知识的训练,如基础训练中加入学生对机电专业的理论与感性认识,重视知识与实践的相互融合,提高学生学习机电专业知识的积极性,保持学习兴趣,使中职生专业知识与实践能力得到提升,建立以职业为目的学习目标,为后续的课程学习打下良好的基础。
2.2 逐渐深入的学习体系 中职机电一体化专业实践教学中,教师积极引导学生,使其慢慢接触到机电专业的内容与技术,通过多次的练习与实践,逐渐掌握了机电一体化知识与技能,形成属于自己的操作工序,在实际工作中学会开发和发展相关职业技术。在实际的实践教学活动中,首先开展实践教学,提高学生的实践能力,然后安排相关理论知识的学习,使学生在理解机电原理及概念时,脑海中自动浮现出实践活动的内容,加深理解和记忆,能够快速的掌握相关理论原理。如学生在学习车工操作的教学中,可让学生去车间实地进行实习,当学生对机电一体化专业内容有了大致的了解后,逐渐培养学生的动手能力与实践能力,然后再对学生开展基础课程、理论课程的学习,保证知识的连贯性,使每位学生都能掌握扎实的机电一体化专业知识。
2.3 建立健全的实习考核体系 学习考核是检验学生学习机电一体化知识与能力重要的评价指标,通过对学生学习效果的检验,使学生认识到自身的不足,从而对不足之处进行弥补,实现对机电知识与专业技术的掌握,例如在机电一体化实践教学中,对学生制作的小项目进行考核与评估,验收教学质量、教学效果。
3 多层次的机电一体化实践教学的应用方法
3.1 加强对学生的引导,制定明确的教学目标 在实际的中职生机电一体化实践教学的过程中,教师要善于积极引导学生,坚持以学生为主体,使其认识到自身的主体地位,制定明确的教学目标,给予学生正确的引导。从实际出发找出适合中职教育的教学目标与教学思想,教学目标应符合市场需求,重点培养学生专业能力、实践能力,使学生今后能够更好的走入社会。
3.2 运用多途径辅助教学 中职机电一体化专业实践教学与一般的课堂教学不同,除了学习相关理论知识外,更注重实践教学的训练。实践教学需要运用到多种多样的教学资源,例如多媒体技术、实训室、车间等,学生在学习专业知识的同时,对生产流程有一定的了解,通过自己动手完成实训任务,对机电课程有了更大的兴趣,使自身专业技能、实践能力得到提高。在多场所的教学环境中,学生的目光不再局限与书本知识,实践操作与理论知识的融合,提高了学生的自信与学习积极性,开阔了视野,促进了中职机电一体化专业实践教学的顺利实施。
3.3 加强管理和监督 高效的教学质量离不开科学的监督与管理,有效的监管是保障实践教学质量的重要手段。在实际的机电一体化专业实践教学中,通过制定科学的实践教学目标和计划,建立完善的管理机制、质量监督机制、考核机制、评价机制,保证实践教学活动的顺利开展。其中管理机制包括对师资力量、实训室、车间、学生的管理,监督机制是指对用人单位、委员会的监督与评定。在日常中职机电一体化专业的实践教学中,向学生强调实践教学的内容、目的、重要性,使学生能够重视实践教学,以职业为目标,不断督促自己学习。
4 结束语
综上所述,在中职机电一体化课程教学中,联系实际教学情况,制定明确教学目标与方向,提高教学质量与效率,不断推进中职教育的发展,为社会输送更多有着精湛技术与专业能力的机电人才,实现我国机电事业的大力发展。
参考文献:
[1]杨剑.对中职“机电一体化”专业实践教学的思考分析[J].新课程学习(中),2013(5).
[2]杨全青.机电一体化教学中的问题及策略研究[J].高考(综合版),2013(3).
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一、机电一体化专业课程体系存在的问题
1.没有构建出适应新技术发展的课程体系。
在对机械产品及生产自动化控制起着重要作用的各类机械装备的核心技术(电子―液压、电子―气动、PLC、传感器、人机交互界面、现场总线技术,过程监控系统)中,现行的专业课程体系没能很好地综合“机”与“电”两学科的知识点,无论是机械方面,还是电子方面,单方面偏重都不利于专业发展。现行的培养方案中各门课程之间是独立的,知识未能相互渗透和融合。
2.“双师型”教师队伍力量薄弱。
目前在中职机电一体化专业的教师中,“双师型”教师仍只占一小部分,没有优秀的教师队伍。在科技日新月异发展的今天,由于某些因素的限制,教师缺少接触当今科技前沿的渠道和机会,导致教学知识结构落后,对强调理论与实践一体化的教学方式有着严重的限制。
3.教学实验设施陈旧,实际训练水平过低。
各中职院校都在进行教学改革,虽然拥有教授专业基础课、专业课的师资和实验训练的条件,但通常都是进行一些验证性、演示性的实验。缺少综合大型性实验和实训课程,这严重影响了学生专业技能和实践能力的提高。
二、机电一体化专业改革与课程体系构建
1.改革教学内容和课程体系。
知识面广、动手性强,发展快、更新快是机电一体化技术专业的两大突出特点。由于中职人才的主要任务是创造性地实施设计、规划、操作,因此应把机械结构的原理作为课程体系构建的重点,突出电气化控制和计算机运用的重要性。在课程设置上以培养职业技能为核心,灵活地根据经济发展形势和职业岗位变化情况调整专业课程结构,构建课程体系时应紧随区域发展情况,主动适应产业结构的变化,从而满足区域对对口人才的需求。因此,在实践教学中要模拟生产实际情况,培养学生能力。
2.做好专业实验室与实训基地的建设。
学校必须有足够的实训设备和场所满足实验、实训需求,培养学生综合应用知识的能力、技术实践能力、科研创新能力、团队协作精神,增加学生的实验、技能训练和实习的机会,开设与实际项目紧密结合的课程,增加、强化实践环节,多与企业、科研单位联合培养学生,积极探索产学研相结合的途径。多让学生到企业中实习训练,培养学生的创新能力,结合新技术的发展,不断提高学生搜索信息和掌握新技术的能力。
3.提高教师队伍的工程技术能力。
师资力量是决定专业建设效果和教学任务顺利完成的必要前提。为适应职业技术教育的发展趋势,应调整专业师资队伍中教师的学历结构和职称结构。教师除掌握充足的理论知识外,还要拥有出色的工程应用能力,即前文中提到“双师型”教师。可以通过三个途径提高教师工程技术能力:组织教师参加由教学主管部门开设的各种技术培训班;让教师进入企业中进行实地培训,融入到企业中,参与企业的生产经营,掌握真正的生产技术能力;进行校企合作,让教师参与到企业经营项目的研发中。
4.建立高效有序的教学管理和教学质量评价机制。
在实践中不断探索总结,逐渐总结出符合中职教育特点和要求的一系列教学管理方法,依此管教,依章管理,保证教学稳定有序进行。建立校企联姻合作,教学质量反馈渠道及评价机制,以此达到对整个教学中各环节的有效监控和反馈,跟踪调查毕业生的就业和工作情况,根据就业形势和市场需求的变化及时调整教学计划和内容,保证教学改革方向的正确性;对教学环节和教学质量及时作出全面、公正的评价,提高教学质量。
三、结语
21世纪,中国将成为世界现代制造业的中心,先进制造和机电一体化技术优势学科方向将是国民经济发展急需的。这将需要大量掌握先进制造技术,能从事数控机床、加工中心、工业机器人及其他机电一体化设备和产品的设计、开发、编程和操作的高级应用型人才。抓住发展机遇,紧紧把握适应人才需求的趋势,准确定位,按照市场需求及时调整培养计划,使教学紧随机电一体化技术的趋势发展变化,培养出真正满足机电一体化技术岗位实际要求的高素质人才。
参考文献:
[1]刘鹏飞.高职机电一体化专业课程改革[J].益阳职业技术学院学报,2011,01:76-77.
[2]陈萍.机电一体化专业与课程建设及改革[J].科技致富向导,2013,11:153+170.
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通过大量的企业调研、行业专家访谈和实习生、毕业生跟踪调研发现,企业对高职机电一体化技术专业人才的质量要求见表1。
2 机电一体化专业“技术技能”课程建设的基本思路
“技术技能”课程体系的建设要根据岗位(群)需求及质量要求,充分体现技术、技能两个属性,同时兼顾技能大赛及职业资格取证的引领作用。结合天津滨海职业学院现有的“2+1”教育培养模式,将机电一体化专业课程体系主要分为四个阶段、四大模块、理论与实践互为补充。
四个阶段分别是第一阶段主要培养学生的职业基础能力,第二阶段主要培养学生的职业专门技术能力,第三、四阶段主要培养学生的职业关键能力和职业拓展能力,提升学生的专业综合能力。
四大模块主要指职业基础课程、职业技术课程、技能训练课程、技能选项课程四大课程模块。职业基础课程的开发主要提高学生职业基础能力及其职业素质,能够切实的帮助学生获得综合素养上的提高。职业技术课程是从事本专业必须掌握的技术性课程意在培养学生的专业技术能力。技能选项课程针对具体工作岗位而设置的课程,有具体的导向性,其专业性较强。
3 机电一体化专业“技术技能”课程体系构建
3.1 合理安排课程体系的基本结构
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一、采取以岗定课,且将课证融合
传统高职机电专业教学中,通常都是学校选取认为适合学生学习的教材后,统一定制教材,相关专业教师以教材内容为依据,为学生讲解知识、传授技能。教材一般几年换新一次、且没有考虑到当前学生实际学习需求。导致教材中一些内容过于陈旧、枯燥,不能与时俱进且学生学习兴趣不高。对此,新时期机电专业教学中,学校可以采取以岗定课的教学策略,并将课证融合以提升教学质量,促进学生知识与技能的提升。首先,相关高职院校可以组建机电专业教学小组,鼓励小组教师加强与企业之间的联系,积极走进企业观察当前机电一体化发展现状、了解企业对机电专业人才需要,然后加强与企业沟通,根据企业机电专业需完成工作任务所需具备的知识与技能要求,制定相关课程内容,以满足高质量技能型人才培养的目标。如:所制定的课程应体现机电专业相关岗位(安装调试岗、产品制造设备的操作岗以及设备管理岗)与职业素质、理论知识与专业技能的普遍性需求,提升人才的应用能力。另外,学校应注重课程融合,尽量保证所设课程可以满足机电专业职业资格考证需求。如:学校可以以机电专业考证教材结合当前机电专业发展与学习学习需求编制教材,以保证课证相融,然后在期末考核中可以采取以证代考以提升学生的重视。
二、优化教师建设,提升教师专业
教师是学生成长与学习的引导者,是高职人才培养的主要负责人。因此,为保证人才培养模式的科学、有效,首先相关院校应加强或优化学校机电专业教师人才队伍建设,提高教师专业素养与能力,为学生的理论知识与专业技能培训提供良好的保障,以促进学生综合能力的提升。学校可以组织相关专业的教师参与专业化的培训,如:聘请相关专业的专家与企业相关技术指导到学校组织教师培训。将专业岗位要求、行业标准与规范传递给教师,同时可以通过技能训练、教师考核等形式帮助教师建立完善的专业知识结构、提升教师专业实践动手能力。另外,教师应积极提升自身专业素养,如:积极参加国内外研修先进的知识理论与技能;可以走进企业学习、锻炼以开阔视野,增加自身对机电专业的了解。同时有助于教师掌握行业动态,了解并学习先进的机电一体化技术。最后,教师在教学中应注重将教学理论知识与企业生产实际结合,鼓励并引导学生参与实训、实习,可以提升学生教学知识的应用能力,促进学生综合能力的全面发展。
三、建立一体基地,实践理论结合
当前社会竞争激励,包括教育竞争、企业竞争等,但说到底都是人才间的竞争。因此,高职院校在教学过程中应重视校企合作,学校可以有针对性的为企业培养人才,而企业可以为学校提供人力、物力与财力的资助,通过校企资源与信息共享以实现“双赢”。所以,在高中机电专业人才培养中,可以校企合作共建“机电一体化实训基地”,将理论与实践教学相结合以满足人才培养需求。为强化学生职业技能,实现人才培养目标。学校可以通过与企业的合作,共同建立“机电一体化实训基地”。在基地中添加真实的或是仿真的机电一体化实训设备,定时定期组织学生在实训基地上课。教师借助设备为学生讲解理论、实际操作,在此基础上教师就可以为学生创设真实的工作情境,在基地真实的环境与氛围中随机指定学生为操作员、检验员、工艺员与技术员等不同的角色,并要求学生按照企业真实岗位的工作流程完成相应的工作任务,并以职业标准严格要求学生,促进学生职业适应能力的提升。
四、总结
总而言之,在高职机电一体化专业的人才培养中,学校应重视相关专业课程的科学、合理,积极优化教师队伍、培养并提升教师的专业度。然后通过校企合作共建实训基地以实现理论与实践的融合,促进社会需要的技术应用型人才的培养。
参考文献:
[1]吴连连,曾维林.以岗位群为导向的高职机电一体化专业人才培养模式探讨[J].当代职业教育,2014,06:64-66.
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高等职业教育近几年来在中国得到了飞速发展,高等职业教育的培养目标是具备某一特定职业或职业群所需综合职业能力的,为生产和管理第一线服务的应用型、技术型人才。而传统的课程教学体系已远远不能适应技术技能型人才培养的目标,改革课程的教学体系,加强学生动手和应用能力培养是实现高等职业教育办学特色的根本途径。
高等职业教育机电类毕业生主要面向现代制造业等高新技术企业从事机电一体化产品、现代制造设备、IT产品、生物医药产品等智能化生产线的设计、安装调试、运行维护、生产管理和经营销售等技术工作。“机电一体化系统设计”是高职机电类专业的一门重要的专业核心课程,对培养学生机电产品设计、控制及调试能力具有重要作用。这门课程涉及了PLC、单片机、传感与检测、机电传动控制等多门课程的知识,综合性、系统性和应用性强,仅仅通过课堂教学是远远无法达到这门课程的教学目标的。本文结合“机电一体化系统设计”课程教学中存在的问题,为高等职业教育教学体系的改革做一些有益的探讨。
1 存在的问题
(1)内容多。对机械类专业本科生而言,“机电一体化系统设计”的教学内容包括机电一体化相关概念、机械系统、机电接口技术、气动执行机构、伺服系统、微机控制与编程、检测传感装置、典型机电一体化系统实例等诸多内容。许多学生反映知识点多而繁杂,难以记住。
(2)难度高。“机电一体化系统设计”的教学内容中的步进电机和交流伺服电机的控制,涉及复杂的参数设置和接线,接口技术中涉及不同I/O模块的校准、转换与编程,这些知识抽象,理解起来比较困难,很多同学在学习时都是一脸茫然,叫苦不迭。
(3)不会用。“机电一体化系统设计”课程中涉及许多机电一体化元器件,上课时老师很卖力地讲,学生凝神地听,但是实际中使用这些元器件时,往往不会选择型号,选择了型号又不知道如何接线。
(4)教学方法单一。这是高职“机电一体化系统设计”课程的主要问题。受传统教育观念的影响,课堂形成了“讲台上老师滔滔不绝,讲台下学生昏昏欲睡”的状况,结果是“老师怒其不争,学生却哀其不幸”。这种教学局面形成造成了学生根本无法真正理解机电一体化课程的基础知识,很多学生学了一学期却还不知道如如何控制机电一体化设备,这样的教学无法达到课程的教学目标。
(5)教材内容不适应高职教育的新要求。目前可以将学校中使用的“机电一体化系统设计”教材归为两类,一类是常规类,另一类是项目驱动类。常规类教材按照机电一体化的概念、机械系统、伺服系统、接口技术、控制系统等内容划分各个独立章节。这类教材具有完整的体系、模块化的结构、层次分明的内容,但其重理论轻实践,实理脱节,对职业院校学生的工程应用能力培养不足。如果任课教师按照教材的顺序进行教学,学生就难以搞清楚如何设计并控制某一种机电一体化产品,不利于培养学生的机电设计能力和编程控制思维。项目驱动式类教材能从职业岗位需求出发,以项目和任务引出知识点。该类教材编写形式直观生动,增强了可操作性和可读性。但是,该类教材的系统在面向职业岗位的系统性方面稍显不足。当学生很努力地学会了书本知识,信心满满地去设计一个新项目时,却仍然感觉无从下手。
2 改革措施
2.1 教学目标
教学的目标不仅要使学生必须掌握典型机电一体化元器件与典型机电一体化设备的基本原理,形成机电一体化技术的思维理念,更重要的是根据实际情况会合理选用机电一体化元器件型号,能够根据元器件说明书接线,将若干元器件组合成机电一体化系统完成一定的控制功能。
2.2 教学内容
机电一体化技术是发展非常迅速的一种技术,市场上新技术、新产品不断出现,但现有的“机电一体化系统设计”教材内容比较陈旧,与实际生产脱节;偏重理论讲解,应用实例少,实用性差;实物插图少,内容抽象;机电一体化实例不够典型,不能与前面章节形成有效融合。
根据目前教材中存在的问题,笔者结合多年教学经验,认为“机电一体化系统设计”教材编写应遵循以下要求:理论要本着“够用”和“实用”的原则,依托本地区目前及今后机电领域发展情况,在全面调研的基础上合理选择机电类企业的典型产品所用到的知识和技术作为教材内容。特别是考虑到近十几年非标准自动化设备产业的飞速发展,教材各章节中应包含以下内容:机械技术章节中应包含滚珠丝杆与直线导轨;微机控制章节应包含PLC的常用控制功能及变频器控制;接口技术章节应包含PLC的各种控制模块,尤其是I/O转换模块与温度模块,还应该包含触摸屏技术;检测与传感装置章节中应包含各种接近开关、色标传感器、光电编码器和光纤传感器;伺服系统章节应包含PLC如何控制步进电机和交流伺服电机;气动技术中应包含带磁环的直线气缸与旋转气缸选型与控制;机电一体化产品实例可以选择数控机床、工业自动化生产流水线、电梯、工业机械手等几种典型产品。
教材内容的选择除了要考虑与生产密切结合的实用性外,还应具有理论联系实践可操作性。教材中应增加所讲元器件的实物图片和生产该元器件的知名企业信息,并增加该元器件的典型说明书一份,这样既使学生对该元器件有了全方位认识,又能够学会实际使用时应该如何选择型号。这部分内容可与企业工程师联合共同完成。
2.3 教学方法
“机电一体化系统设计”课程具有知识点繁多、内容不易理解、应用性强等特点。因此,采用形式多样的教学方法,有助于激发学生的学习兴趣,提升课堂教学质量。在授课过程中,每个章节的内容用典型自动化设备引入,先观看视频,再提出问题,通过学习最后解决问题。讲基本元器件的原理时,课前充分发挥学生自主学习能力,让学生广泛查找搜集相关资料,课堂上由学生进行讲解,老师提出一些问题,大家一起讨论。老师做详细讲解时应配合元器件实物,增强学生感性认识。讲基本元器件在实际生产中如何选择时,可以通过企业产品实例,提出使用条件,结合元器件型号和使用场合,选择出适合该产品实例的元器件型号。拿出该课程部分课时,聘请企业的一线工程师结合经验来讲,使学生能够获得来自生产一线的信息,更加深刻地理解所学内容的重要性与实用性。
此外,建立课程的学习网站,将课程的相关内容与资料放入网络中,实现开放性教学,引导学生自主学习和拓宽知识广度,以解决授课学时不足的问题。
2.4 实践环节
实践教学内容应密切与理论结合,每完成一章的内容,应及时安排实验。机电一体化综合实训台可以帮助学生学会使用元器件,完成一定的控制功能,但是由于实训台各部分结构已模块化,这样不利于学生掌握元器件接线方法。为此,综合实践环节的任务安排不应该局限于在综合实训台上完成,而应配备足够的散件,提出控制要求,让学生自己选择器件,完成接线与参数设置,并根据要求编程实现控制功能。对于能力较强的同学,可以安排到自动化企业去完成综合实践,配合企业的实际产品完成某部分控制功能,在实践中积累经验。
2.5 构建机电教学企业
“教学企业”是它集生产功能和教学实训功能于一体,并按市场机制运营,兼顾经济效益、社会效益和教学效益的校企合作实体。它是职业院校谋求自身发展、实现与市场接轨、大力提高育人质量、有针对性地为企业培养一线实用型技术人才的重要举措。我院教学企业的具体的做法是由学院提供场地,与某自动化企业合作,将企业生产设备、技术人员等资源引入学校实训基地与学校设备,按企业化要求组织生产和科研,结合企业自动化生产线订单并结合课程需要开展理论和实践教学。企业的工程技术人员参与“机电一体化系统设计”课程培养方案的制订,教学标准的制定、教学组织的实施、教材内容的编写、一起学生成绩的考核等工作,而且企业技术人员作为兼职教师在“教学企业”中承担的教学工作量不少于30%。在“教学企业”中,通过规范化的运作,将教学实训活动融合在企业的生产过程之中,实现经济利益和教学效益的双赢。由于课程依托教学企业,能够以自动化生产线的设计、制造、调试、检测等真实任务作为教学载体,学生直接参与企业生产经营过程,实现“教、学、做”的一体化,有效提高学生的专业技能和综合素质。
2.6 考核方式
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一、机械加工和工艺教学中存在的突出问题
第一,双师型教师比例远远低于实际需求。在我国机电一体化专业机械加工和工艺教学中,专职教师的职称结构、学历结构、技能等级等均存在一定的不合理性,远远低于西方发达国家职业教育中的师资配置,必然导致我国高职教育特色发展的滞后性,也将影响到高级应用型机械加工和工艺技术人才的教育质量。
第二,教学方法相对落后。机械加工和工艺是机械原理和机械零件的综合教学,其教学内容主要是围绕机械加工的常用方法及加工工艺展开。传统的机械加工和工艺教学方法,授课内容多,而实际教学课时安排不足,而且讲述中理论性内容偏多,结合实际相对较少。在机械加工和工艺的实践教学中,大部分学校仍然以劳动性操作为主,对学生独立获取知识能力和自主学习、创新思维能力培养不够。另外,在教学手段方法也多是沿用粉笔板书、挂图和简单教具的教学方法,难以取得理想的教学效果。
第三,学生动手能力的培养不足。实验及实践是机械加工和工艺教学的重要项目,不仅是帮助高职学生理解课堂理论教学内容的必要手段,也是提高学生动手能力的重要途径。传统的机械加工和工艺在实验及实践教学中,一般在实验室中进行,但是由于实验器材陈旧、缺少,难以保证每位学生的动手操作机会,教学效果也不能达到理想的目标。
二、机械加工和工艺方面的教学改革分析
第一,加强多媒体技术在教学中的应用。传统的机械加工和工艺教学以教师的口头传授为主,偶尔会使用到一些机械设备实、挂图、模型物进行辅助讲解,但是课堂效果不是十分明显。而多媒体技术可以有效改善机械加工和工艺教学的枯燥状态,使得课堂上不易语言表达的知识点通过图像、动画、声音、视频等多媒体技术进行都模拟仿真。在遵循教学基本规律和学生认识规律的基础上,恰当地制作CAI课件可以将传统教学手段难以表现的内容、教材中的重点和难点清楚表达出来。如在机电一体化专业齿轮加工和工艺课程教学中应用多媒体技术,可以利用生产现场拍摄的录像,再现范成法加工齿轮的过程及根切现象;利用多媒体动画片展现带传动中的弹性滑动现象、展现四杆机构的演化、展现各种间歇运动机构的原理、展示行星轮系与差动轮系的区别、齿轮的失效机理等等。另外,在机械加工和工艺教学中采用多媒体技术的同时,还要注意与理论教学、现场教学、实验教学、课堂讨论的协调,切实做到课堂教学与综合能力训练相结合。
第二,进一步整合教学内容。在机电一体化专业机械加工和工艺教学的内容整合上,教师要注重删减繁琐的公式推导和理论证明,而逐步推行应用公式、定理、方法等来解决实际问题的教学内容体系。如在机械加工和工艺教学中,齿轮、轴、滚动轴承等教学内容实践性很强,对于学生的设计与应用能力提升也有很大的帮助。因此,在教学内容设置中,教师要注意与磨损、螺纹连接、弹簧等内容进行科学的整合,并通过答疑的方式对学生进行辅导。教师还要从实际应用角度出发,对轴承的安装、拆卸、、组合设计等教材中介绍较少的知识内容进行适当的补充,进而达到与生产第一线紧密联系的教学效果。机械加工和工艺教学的内容相对复杂,涉及到识图、造型、加工工艺、编程等基础内容,因此,教师在教学内容整合中要合理配制主干课程与辅助课程,进一步明确教学重点,并适当增加实训课时,如数控加工实训、数控机床故障诊断等,确保理论与实训教学课时达到合理的比例。
第三,加强联合,协调发展。在机电一体化专业中机械加工和工艺教学中,高职学校及任职教师首先要结合社会对于机电专业人才的需求趋势,逐步明确教学目标,找准教学方向,在高职机电一体化专业教学逐步形成自己的办学特色。在机械加工和工艺教学中加强联合,协调发展,不但可以推进产学结合、校企合作,而且有利于弥补学校设备落后、实验室不足等问题。同时,引导机械加工和工艺教学加强与相应行业或企业的联系与合作,通过建立互利互惠机制共同建设实习实训基地,有利于实现教学中培养实用型人才的目标。
三、结束语
为了适应机电一体化专业的快速发展,以及社会对于机械加工专业人才需求量的加大,在机械加工和工艺教学中,高职学校及教师要不断探索专业发展的新路子,总结经验,并从教师、学生、教材、实训场等多个方面去总结思考。教师要不断去提高自己的综合素质、知识结构,在培养学生基本专业理论知识和实践能力的同时,加强对于学生综合职业能力的培养,这样才能更好地适应社会、企业的需求,为高职学生的职业规划搭建一个理想的平台。
参考文献:
1、张鹏,郭德旭.新高职机电一体化专业课程体系构建研究[J].新课程学习,2008(3).
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【文章编号】0450-9889(2013)05C-0076-03
一、研究背景
机电一体化技术综合运用了机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,改变了传统行业的生产工艺和相应的生产装备,逐渐发展为以智能仪器与仪表、可编程控制器(PLC)、工业控制计算机、数控加工设备、工业机器人等先进的自动化设备,来构建柔性制造系统、现代集成制造系统,提升生产设备性能,提高劳动生产率,确保生产过程的安全、稳定、高效运行。
作为广西北部湾经济区机电职业教育龙头地位的广西机电职业技术学院,在培养机电类专业技术人才方面,积累了大量的经验。该校机电一体化技术专业目前已荣获自治区高等学校特色专业、自治区示范性高等职业教育实训基地。在特色专业项目建设进程中,广西机电职业技术学院与众多企业深度合作,依托与上汽通用五菱股份有限公司、柳州五菱汽车股份有限公司、广西玉柴机器股份有限公司、西门子(中国)有限公司等企业,共同制定人才培养方案,共同开发教材,共建、共管、共用实训基地,建立订单班培养,互派教师和工程技术人员,共同确定教学内容,共同培训学生、教师、员工,并引进人才评价标准,构建校企共同参与人才培养全过程的人才培养模式。为给企业输送专业对口人才,该校2008年起与上汽通用五菱股份有限公司合作开办五期“五菱班”、“联发班”订单班,目前大部分学生已成为企业的骨干力量。本文拟以广西机电职业技术学院为例,对如何构建具有区域特色的高职机电一体化技术专业职业化课程体系进行研究。
二、高职机电一体化技术专业职业化课程体系构建思路
广西机电职业技术学院机电一体化技术专业坚持以广西区域经济建设为宗旨,面向中国―东盟自由贸易区、广西北部湾经济区,重点面向北部湾地区汽车、机械两大先进制造业和铝业、制糖造纸两大资源型产业以及现代港口物流两大新兴特色产业(以下简称“两制两资两特”产业)的机电一体化设备制造企业、机电设备及自动化生产线应用企业,倡导“校企合作、工学交替”的人才培养模式,构建“以岗促学、课证融合”课程体系,坚持“理实一体化、企业订单班”的实践教学环节。近年来,该校机电一体化专业团队教师通过为企业技术员工培训、到企业锻炼、参与企业横向科研课题及重点产业项目建设,与上汽通用五菱股份有限公司、柳州五菱汽车股份有限公司等企业合作,开展了“2+1”订单班人才培养模式教学改革。同时,与企业合作共同开发任务驱动的项目化课程,编写具有行业特色的职业化教材,依照岗位职业标准、职业资格考核标准,由企业专家与专业教师共同制定课程标准、实训内容、课程考核标准要求。基于对课程体系改革及原有的学科体系的解构与新的行动体系重构的过程的重新思考,广西机电职业技术学院机电一体化技术专业职业化课程体系构建思路如图1所示。
三、构建高职机电一体化技术专业职业化课程体系的做法
(一)与企业深度合作,确定工作岗位群
广西机电职业技术学院机电一体化技术专业课程团队成员坚持“职业教育要面向先进制造业服务,面向生产业”的目标,主动适应地区经济发展,围绕北部湾地区“两制两资两特”产业的机电一体化设备制造企业和应用企业,通过筛选,选择了上汽通用五菱股份有限公司、柳州五菱汽车股份有限公司、广西玉柴机器股份有限公司、西子奥蒂斯电梯有限公司、西门子(中国)有限公司等一批在区内外知名度高、生产自动化程度高的典型企业进行调研,通过对企业的生产规模、产品市场前景、生产设备的先进性及工作岗位进行分析,归纳总结出专业工作岗位群,如图2所示。
(二)围绕工作岗位群,分析典型工作任务,确定岗位职业能力
根据岗位能力及素质要求,确定职业岗位任职要求,如图3所示。
(三)职业化课程体系的具体构建
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一、创设问题引导学生主动思考
首先,教师在实际教学中运用多媒体辅助教学,应以相应课程的教学目标为基础,进而将教材中抽象的理论问题具体化、形象化。比如,教师可以以多媒体课件为载体,做到图、文、视频并茂,更加清晰地解释某一个机械概念,教师容易教,学生易于学,进而提高课堂的教学效率。多媒体课件辅助教学中,教师可以利用图片或视频的形式创设问题,同时要留给学生思考和查阅相关资料的时间,使学生积极发挥主观能动性,并尽可能独立自主地发现并解决问题。其次,在安排教学内容的讲授顺序时,教师要做到循序渐进,让知识点具有层次性与启发性。比如,在机械设计基础课程里的“平面机构自由度的计算”的讲解中,教师应利用简单的平面机构引出机构的自由度F与机构中活动构件个数n、高副个数PH和低副个数PL之间的关系,即F=3n-2PL-PH,使学生对平面机构自由度的计算形成初步的认识。然后教师将复合铰链、局部自由度、虚约束等情况引入到平面机构中,使平面机构自由度的计算上升一个层次,同时把对应的机构制作成动画演示给学生观看,让学生能够直观地看出机构自由度的个数,理论联系实际,加深学生对复合铰链、局部自由度、虚约束的认识。在该内容的教学过程中,教师不能一味地传授,而是要时刻创设问题,让学生独立思考问题、解决问题,激发学生独立思考的热情,培养学生独立自主地发现问题并解决问题的能力。再次,教师要根据学生的具体学习情况合理地创设问题,难度要适中,针对性要强,且有利于学生对所讲章节知识的学习。教师要尽可能地做到有吸引力,使学生积极地参与进来,充分调动学生学习的积极性。在“轮系传动比的计算”的学习中,教师可先与学生共同分析定轴轮系传动比的计算方法以及周转轮系传动比的计算方法,使学生掌握传动比计算的常用基础知识。然后教师再充分利用多媒体技术以及计算机技术,动画演示不同轮系下各轮轴的转向,数字显示各轮轴的转速,激发学生学习的兴趣。在教学过程中,教师可以给学生出思考题、讨论题等,让学生思考讨论,以培养学生的思维能力。比如,教师可以问学生:“若在一个轮系当中既有定轴轮系又有周转轮系的情况下,传动比又该如何计算呢?”学生要独立思考并解决该问题,在学生解决该问题的过程中教师可适当地提醒,这种方式不但培养了学生的思维能力,同时也有利于课堂教学效率的提高。
二、应用实例、实训视频教学,以活跃课堂气氛
创设良好的学习气氛有助于提高学生对专业课的学习兴趣,在机电一体化技术专业课的教学中,引入多媒体教学以及实训视频教学,能够将抽象的理论问题形象化、具体化,从而吸引学生有兴趣听课、学习,进而把学生从玩手机、睡觉的那种不良的课堂风气中解救出来。液压与气动技术课程是机电一体化技术专业中的主要专业基础课程,该课程理论性较强,传统的教学方式枯燥无味,学生学习兴趣普遍不高。在实际的教学过程中,若教师用视频演示液压与气动技术在实际工程当中的应用,经常带学生去液压与气动实训室做实验,学生的学习情绪会比较高涨,且这种宽松的学习环境下也利于学习效率的提高。另外,教师在这个过程中主要起到引导的作用,即根据自身的学习与工作经验将理论联系实际,引导学生用理论去解释实际问题,用实际进一步武装自己的理论知识。如此一来,既达到了教学的目的,又为学生提供了充裕的思考空间,同时教师也要积极鼓励学生进行创新思维。长此以往,学生不会再觉得机电一体化技术的专业课程是枯燥无味的,而是充满着趣味以及应用的,进而学生会主动地学习,独立地探索以求上进。
三、以多媒体课件为载体,培养学生的思维能力
机电一体化技术专业基础课程的复杂性体现在其知识结构分散,涵盖了机械、电子、计算机、传感器、伺服驱动、自动控制及接口等众多技术。目前的教学形势下,不管是教师的教,还是学生的学,都只是简单地学习某一科目的知识,很少有机会体验这些技术的一体化。因此,如何将机械技术与电子技术有机结合起来是机电专业必须解决的重要问题。根据近一年的教学经验以及平时对机电一体化技术专业发展的关注,笔者认为在机电技术一体化的进程中,培养学生的逻辑推理思维能力是尤其必要的。基于机电一体化技术在专业课教学中的特点,首先教师应合理利用多媒体课件来引导学生进行推理。比如,在“液压与气动技术”中先导式溢流阀的课程教学中,教师应采用视频课件动态演示先导式溢流阀的结构图,从结构图中引导学生分析先导式溢流阀的工作原理,进而让学生思考先导式溢流阀的远程控制口K是否可以接油箱。这样就把机械结构、制图知识与液压技术无形中拉到了一起,由浅入深,有助于进一步培养学生的推理能力,为以后的学习打下基础。其次,教师可以利用多媒体课件总结归纳知识点,在此过程中可以将机械、电子、传感器等多种技术融合在一起,并提出新的“一体化”知识,不仅拓宽了学生的知识面,而且对学生推理思维能力的培养起到了积极的推进作用。再次,教师利用多媒体可以清晰地罗列出各专业课程相关知识点的联系,学生通过对比可以加深对各课程相关内容的印象,推进机电相关课程实现真正的“一体化”,在此过程中,教师还可以培养学生的创新思维能力。比如,在液压与气动PLC综合实训当中,实训装置涵盖了机械、液压、气动、电气、计算机等多种知识,实训中,教师有必要对涵盖的知识进行一一介绍,让学生认识到在工程实际应用当中,牵涉到的知识是多学科的,且这些知识往往能够实现一体化,整个系统能够在多种技术的支撑下有序并稳定地运行。通过实训,教师也用事实向学生证明,所学的专业课知识不是无用的,只要大胆地去创新、去思考,多种技术的一体化就能实现相关技术的革新。
四、结语
在传统教学中,机电一体化技术教学效率不高的主要原因在于该专业的知识繁杂,理论性较强,单纯的教师讲、学生听的理论教学方式,学生不容易理解,在实践中更不会应用。随着多媒体等相关科学技术的发展,多媒体教学、课程实训等越来越多地被应用到教学中,这种方式有助于提升学生的思维能力,使其养成独立思考的能力以及主动发现问题、解决问题的能力。通过多媒体教学,机电一体化专业的相关课程内容能更加直观、生动地展示给学生,有利于激发学生学习专业课理论知识的兴趣,培养学生的思维能力。本研究从多个方面阐述了创设问题式教学、多媒体教学、实训教学、视频教学等对学生思维能力提升方面所起到的重要作用,为学生提供了轻松的学习氛围,进一步优化了机电一体化技术的课堂教学,与现代教学的要求相符合。
参考文献:
[1]王信和,王志科,薛学良.浅析机电一体化技术的运用与研究[J].建筑工程技术与设计,2015,(27).