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关键词 机电一体化;职业教育;技能型人才;改革
【中图分类号】 G633
随着我国经济转型和产业升级,作为传统产业的机电行业,对机电一体化专业人才的需求量显著增加。机电行业在当前工业领域的地位日趋重要,随之而来的是职业教育在培养技能型人才方面起到举足轻重的作用。这种作用不仅因为机电一体化专业结构本身,更重要的是该专业毕业生有着直接进入生产领域的必要技能。因此,从培养技能型人才的角度来思考机电一体化教学体系改革,是十分必要的。
一、机电一体化专业教学的现状
1.机电一体专业的课程体系存在诸多问题
机电一体化专业的课程体系,主要是机械和电子两方面,但课程体系明显偏重机械方面,如有的学校只设机床、数控机床的理论学习与实训,对电子类课程如PLC可编程控制、电力拖动及电子技术等课程设置不足。其次机电一体化专业课学时少,随着教学的深入,专业课与专业基础课的课时分配不均,这就造成学生毕业后,无法立刻将专业知识应用到工作中,而需要花时间去学习本该在学校掌握的知识。
2、教学模式单一,学生理解困难
传统的职业教育教学模式,往往只注重理论教学。机电一体化专业课较多,个别专业的理论概念抽象,机械理论繁琐,机械、电力原理图多,学生又无实物接触,在学习过程中普遍感到枯燥乏味。部分结构安装图、电气接线图在安装、调试等方面的说明较为简单,学生在学习之前尚未涉足该领域,造成理论教学与实际操作存在差距,学生普遍感到学习困难。
3.机电一体化教师队伍综合素质有待进一步提高
职业院校以往的教师队伍,只要理论基础扎实,就能够顺利完成教学目标。但是随着我国提出“加快发展现代职业教育”以及新兴产业的快速发展,不仅需要教师有扎实的理论基础,更要有实操功底以及与时俱进的能力。从培养能够满足现代企业所需要的技能型人才的目标上讲,一支新型的机电一体化教师队伍的形成是刻不容缓的,需要职业院校尽快建立一支高素质教师队伍。
4、毕业生的整体素质呈现下降趋势
毕业生整体素质有所下降,主要体现在:一是实际操作能力不足,学生基础理论学习盲目,基本功不扎实,对传统机械设备排斥,一味的崇尚数控、电子等新设备;二是新技术、新方法应用不够。学生往往只记住教科书或教师传授的知识,不会查阅资料获取新的知识与能力,对新型领域的知识比较淡薄。
以上这些问题,使我们迫切感到机电一体化教学应尽快规范与完善,加强对机电一体化专业人才的创新培养。
二、改革机电一体化教学体系的思路
1.根据市场需要制定新形势的教学内容。
按照十二五规划要求,以市场需求为导向,以培养现代企业所需的技能型人才为目标,制定新形势下的教学内容。配置机电一体化专业的教学体系除了要考虑专业的实际发展趋势之外,还应结合教学内容的改革,包括机械技术、微电子技术、计算机技术、电气技术、金属切削、金属加工工艺等,做到适用、实用。要扩大知识面,提高学生的综合素质,为将来适应企业用工需求打下坚实基础。当然做好这一方面的工作会花费大量的时间,也需要专门人才去展开研究,但从发展的趋势上讲,这种教学改革是势在必然的。
2.加强计算机应用技术等先进教学手段
目前以计算机作为主要技术手段,处理各种数字信息与图形信息,辅助完成从产品设计到加工制造整个过程的综合性计算机处理技术得到快速发展,相应的软件推出日新月异,如AUTOCAD、PROE、UG、SolidWorks这些计算机辅助设计软件的日益普及,使得复杂的机械加工过程和工艺设计,如机械制造中的曲面造型与加工,刀位轨迹计算及模具冲压设计等,都转化成了人机交互的对话式操作。课堂上教师例用Authorware、Powerpiont等软件将课程制作成多媒体课件,集文字、图片、动画和声音于一体,不仅大大减少了老师课堂上画图的时间,而且学生兴趣倍加,容易理解,提高了教学效率,增大了课堂教学的信息量。当然在加强计算机应用技术教学的同时,也对我们教师提出新要求,他们要改变一些传统的教学实训模式,以适应计算机应用技术在机电一体化教学中的需要。
3、努力提高教师队伍业务素质,顺应时展要求
身为职业院校的一线教师,要适时了解国家的教育方针、政策,发展方向和发展要求,进一步丰富自己的专业知识,加强自身的师德师风。“要给学生一滴水,教师要有一桶水”,这充分说明教师队伍只有终身学习,才能顺应时展潮流,才能给予学生想学的知识。同时新课改、新课标也对教师提出了新要求,即教师要不断学习新理念、新方法、新技术,以便开展多元化的教学,提高学生学习的积极性。
4.改革学生实践教学,满足企业用工要求
职业教育的目的是为了培养学生的专业技术能力,面对学生整体素质的下降,改革传统的实践教学模式势在必行。这主要从以下几个方面进行:一是加强基础技能训练,包括专业基础课和专业课中的实训内容,让学生掌握基本仪器的使用,基本数据的测量以及基本技能的应用;二是增加单项训练,包括金工实习和数控实训等等,通过训练使学生熟练掌握相应的技能,并且鼓励学生参加相应的执业资格考试,取得相关专业的等级证书;三是增加学生顶岗实习机会,带领学生深入企业一线,在不同的岗位完成相关实习,做到学生毕业后零距离上岗。
三.结束语
以培养技能型人才为目标的机电一体化专业的教学体系将随着工业化,市场化的进程而加快改革步伐。从适应市场需求的角度来分析这一改革的进程,主要围绕在教学课程的制定,教学方式的多样化,教师业务能力的提高以及学生实践教学的创新等诸多层面全方位联动展开。虽然各个层面在改革过程中有会出现困难,但凭着我们全社会的共同努力,一定会让职业教育的发展能够与市场相匹配,为国家和社会源源不断地创造人才红利。
【参考文献】
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一、改革的思路
1.制订适应新形势的教学内容。制定符合现代化建设要求的机电一体化专业教学计划,遵循国家、省教委的有关文件精神,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,培养实用的职业技术人才。(1)关于“机电一体化”内涵的认识。机电一体化技术从学科角度来看,它是集机械技术、微电子技术、计算机技术、电气技术、信息技术的有机统一体,而不是机械技术、电气技术的简单组合体;从机电一体化技术的成果或最终体现来看,它则是在计算机控制下由机械本体、电、气、液压以及光电器件组成的产品或设备,是一个自动化的工作系统。(2)培养目标。机电一体化专业应培养德、智、体、美、劳全面发展,热爱祖国,热爱本职岗位,具有不断追求新知识、实事求是、独立思考、勇于创新、踏实苦干的精神,掌握基本文化科学知识和机电一体化专业必需的基本理论、基本技能,对现代机电一体化产品结构调整有较强适应能力的应用型高级技术人员、技艺型操作维护人员。
2.先进教学手段的应用。(1)运用多媒体进行直观教学。课程中的原理图、梯形图、程序及电路图较多,利用Authorware、Powerpiont制作成多媒体课件,集文字、图片、动画和声音于一体,不仅仅大大减少了老师课堂上画图的时间,而且学生兴趣倍加,容易理解,提高了教学效率,增大了课堂教学的信息量。(2)联系生活,启发学生思维。课堂教学重在理论联系实际,运用生活中的实例,既有助于学生对理论知识的掌握,又有益于提高学生的兴趣和对实际问题的思考能力。如在讲解三相异步电机的变频调速时,结合变频空调原理和特点,来分析变频空调与普通空调之间的区别,从而阐述变频调速的优点,学生增加了生活知识和学习的趣味性。(3)与时俱进,激发学生的求知欲。教师应该与时俱进,了解课程最新的技术动态,并把它传授给学生,只有这样才能激发学生的求知欲,真正的把课教好。
3.改革优化实践环节。实践教学是技术应用能力形成的重要环节,也是高职专业教育教学的重点。为了培养学生专业技术能力,改革传统的实践教学模式,将实践教学分为三个阶段进行:(1)实验技能训练。实验技能训练主要包括专业基础课和专业课中的实验,使学生掌握基本实验仪器的使用,基本数据的测量、采集和基本实验方法的运用。(2)单项技能训练。单项技能训练主要包括金工实习、数控实训等,学生进行基本技能(钳工、机加工、电工)、职业基本素质(数控车、数控铣、加工中心的编程和操作)的训练。通过训练使学生掌握相应的技能,参加职业资格考核取得数控工艺员或数控车、铣、加工中心操作工等级职业资格证书。(3)综合技能训练。综合技能训练主要包括生产实习、顶岗实习等,学在实训中,采用边教、边学、边做的教学方法,通过典型零件数控加工案例引导教学设计,针对实际零件数控加工任务讨论工艺解决方案,并在加工现场实施,形成不同零件加工效果的直观比较和认识,以合作完成实训教学过程。融“理论、示范、练习、反馈”于一体,将“教、学、做”合而为一。
二、建设特色课程
在课程设置上根据对企业人才需求情况和对近几年毕业生就业情况的调查,以工作过程为导向,以工作任务或产品为载体,根据学生就业岗位群的任职要求,参照相关的职业资格标准,通过与企业有关人员共同论证,进行课程设置。课程内容的确立与工作过程各阶段的任务密切相关,在与企业的深度耦合中,通过对职业岗位群从业人员和与职业岗位群有关的人员及专家进行调查,通过对在职业岗位上工作的学生的描述,经过分析、归纳、整理、综合,确立职业岗位工作过程中不同阶段的工作任务,将工作任务和内容转化为学习领域的课程内容,通过对工作过程各阶段的各级工作任务的使用频率和难易程度进行分析,确定适用于不同层次的专业核心课程内容和学时安排。
【关键词】机电一体化技术;学习积极性;因专业方向施教
0 引言
“机电一体化技术”课程是一门综合性很强的课程,该课程综合了机械、液压传动、电气控制、传感器技术等专业知识,而且实践性也很强。因为作为我们机电工程学院培养的学生,以后参加工作,见到的任何产品,都是综合机械、电气控制、传感器等技术的。这要求学生不仅各种基础理论熟悉,最重要是实践能力,即把这几种理论融会贯通。这样有了很强的实践能力,将来学生才能胜任自己的工作。
1 想方设法调动学生的学习积极性
古语云:“知之者不如好之者,好之者不如乐知者”。学习积极性、兴趣等是学习最好的教师。因为学生有学习的积极性、兴趣才能产生学习需要,有了学习需要就能最大程度激发学生的学习动机。对于老师来说有了这些才是提高教学质量的基础。如何最大程度提高学生的学习积极性、学习兴趣、学习动机,可以从以下几方面着手。
1.1 营造轻松的学习氛围
机电一体化技术这门课综合性、实践性很强。所以学生学习起来难度大,尤其是实践教学。由于学生刚开始不能有效把以前学的机械基础、液压传动控制、电气控制与可编程技术、传感器技术等知识综合起来,所以在实践环节设计个小产品时,学生变得没有任何头绪,想法等。所以针对课程特点,教师要努力改变原来枯燥无味的学习气氛,趣味性教学是最好的手段。通过自己仔细备课,找出实践例子及知识间的联系,让学生在兴奋的状态下接受教育,以达到提高教学质量和教学效果。结合自己教学实践,我认为教师在每讲到某个知识点时,最好讲解完本知识点外,还要向学生介绍最新的动态,最新的研究方向,最新的实现手段等,提高学生学习兴趣。作为工科教学一定不要脱离实际纸上谈兵。
1.2 理论联系实际,将理论知识生活化
我们所讲的任何知识,如何让学生知道其有用,用在我们生活中什么地方,即所学知识生活化,这非常重要。[1]如在讲光电传感器时,学生不理解也不了解其应用的地方,我们可以让学生了解生活中很多地方都用到光电开关,例如小区围墙的的安全报警、宾馆大厦的自动门、洗手间光电感应控制冲水装置等。让学生讲学到的东西简单化、生活化,而不是讲复杂枯燥的知识。这样不仅提高学生学习兴趣,而且有助于学生理解、强化所学习的知识。
2 加强师生互动,充分调动学生学习主动性
高校学生学习的特点使得教师上课时不能注入式的满堂灌,而是充分发挥学生主动,教师主导才行。所以上课前教师要积累大量的资料,提前准备好提给学生的问题,这是上课期间教师互动教学的前提和基础。[2]结合机电一体化这门课,上课前先给学生说明今天我们讲完课后的设计任务,启发学生在听课的过程中积极思考。上课期间教师所讲的内容要和自己所布置的设计任务息息相关,比如我在讲行程开关时,布置的设计任务就是利用行程开关设计学生经常见到的机床自动往返电路,在讲到光电开关时布置给学生的设计就是利用光电开关设计小区围墙安全防盗报警装置。这样一边讲课一边利用布置的任务引导学生积极思考,当讲完课学生经过自己的努力和教师的指导下呈现出正确完美的设计任务时,学生感到学习的价值,极大地调动学生学习相关知识的主动性,积极性。这种师生互动具有提高教学效果,培养加强学生思维能力、实践动手能力和培养学生综合素质的优点,而且营造轻松活泼的师生互动教学环境和气氛,有效的提高教学质量和学生毕业快速适应企业的能力。
3 主动了解学生,针对学生的特点因专业方向施教
我们机电工程学院机械设计及自动化专业分切削专业方向和起重专业方向。从学生专业方向实际出发,同时考虑学生个性特点和个性差异,尽自己最大努力使每个人的才能和品行都得到发展,因专业方向施教,因材施教,利用扬长避短,长善救失。
所谓因专业方向施教,就是在科学先进教学思想指导下,根据专业方向不一样,侧重点也不同。例如针对我院实际情况,在讲异步感应电机控制电路原理及设计时,对切削专业的学生侧重点讲机床的自动往返控制,制动控制等控制电路的原理及设计方法。最后给学生布置的设计任务也是和机床相关的控制电路设计。因为切削专业方向的学生毕业后主要从事机床加工设计等相关工作。同样的知识点,对起重专业方向的学生,主要给学生讲的是利用所学的电机控制技术设计各种起重机。这样对学习目的间接化、职业化的学生来说,极大的调动了大家学习相关知识的欲望。
当然,也要考虑因材施教,所谓因材施教就是根据学生的学习水平和能力不同,开展不同层次的教学活动,并针对学生自身特点给予相应的指导,已到达最大程度实现学生全面发展。例如在机电一体化教学中,教师应该积极主动和辅导员、班干部、每位学生联系,从不同渠道了解学生各自的特点。因为教师布置的设计任务一般都由几部分组成,这几部分有难有容易的,在充分了解学生的前提下,对不同的学生提出不一样要求。这样每位学生都在自己能力范围内顺利完成任务,都能体验到成功的乐趣,都有信心继续下面知识的学习。
4 加强实践锻炼
我们都知道实践是检验真理唯一标准,尤其对于工科学生来说,实践更为重要。通过实践来检验理论知识,同时通过实践加深对理论知识的理解和掌握。
大家都知道,机电一体化这门课程综合性很强,是学生学好更重基础专业课后最后的综合学习。[3]只有通过各种实践才能加深对知识的进一步掌握和理解,才能培养出更强动手能力的学生,毕业后能马上适应企业。通过平时教学发现,要想让学生更好的学好机电一体化这门课,必须加强实践锻炼。这里采用的是递进式实践锻炼,递进关系如图1所示。
图1 递进实践关系图首先在学习每一章节时,都要针对本章知识,给学生布置设计作业,并指导学生完成作业设计。其次对于学生完成的作业设计要通过实验课来验证其正确与否,通过实验实践进一步完善设计中出现的小问题,小瑕疵。最后学完机电一体化这门课后要给学生布置综合设计任务,并指导学生完成。例如结合我院具体情况对于机械设计制造及其自动化切削专业方向的学生布置的综合设计实践任务是:“自落式双锥反转出料移动式混凝土搅拌机设计”,对于起重专业方向学生布置的综合设计实践任务是:“桥式起重机总体设计”。
5 结论
总之,机电一体化是一门综合性、实践性、扩展性、创新性都非常强的一门课程,其教学方法的研究是一个长期探索的过程。对于这门课的教学应注重理论联系实际,加强学生的实践锻炼,通过实践教学的实效性,取得令人满意的教学效果。
【参考文献】
[1]叶渊.教师角色与教师发展新探[M].北京:教育科学出版社,2001:22-23.
关键词:机电一体化;教学改革;教学水平;探索
中图分类号:TH-39文献标识码:A文章编号:1672-3791(2015)08(a)-0118-02
随着社会的不断发展和科学技术的不断进步,可以说机械行业在整个过程中起到了举足轻重的作用,由机械技术、液压技术、气动技术、传感器技术、PLC技术、计算机技术等学科的相互融合、渗透而形成的机电一体化技术[1],已经成为当今工业技术的重要组成部分,机电一体化技术的应用与发展对我国经济建设所起到的促进作用尤为明显。当前,机电一体化系统和产品发展逐渐成熟,高速度、高精度的智能化系统逐渐占据机械制造业的主流,随着我国经济的不断发展,企业产品、设备也在经历一个更新换代的频繁时期,因此对高技能的机电一体化人才和高技术含量的机电产品需求越来越大[2]。为了满足这一需求,我们要不断对机电一体化的教学方法和内容进行改革,努力培养机电一体化技术方面的高精尖人才,以满足市场需求的快速响应,进一步适应市场经济的发展。
1教学目标与方法改革
机电一体化技术这门课程由多门学科构成,涉及的概念、信息量很多,而且有些内容抽象,每个章节衔接不连贯,从学生的角度来讲,学生很难将各个章节的内容真正的联系起来,不能从系统的角度去把握这门课程,甚至不知道开展这门课程的真正目的,给学生的感觉似乎每个章节都是在复习学过的知识。因此在短短的几十个课时内要想学生完全掌握有很大困难。从教师的角度来讲,由于此门课程涉及的信息量特别大,要想在短时间内将所有的信息保质保量的传授给学生,则对教师的掌握的知识量及自身素质、教学水平都有着很高的要求。所以为了适应现代化高新技术的高速发展,对这门课程的教学改革已经势在必行。
1.1教学目标的改革
目前现有课程的教学目标过于注重知识传授的倾向性,忽视了学生的学习方法、过程和目标态度等方面的培养,不利于学生全面的发展[3],同时也不利于知识的传授和掌握。为了响应高校强省的政策,致力于服务地方经济,更加有效地让毕业学生为地方发展作出贡献,我们制定了新的教学目标。通过机电一体化技术课程的学习,使学生在了解机电一体化系统设计基本知识基础上,全面、综合理解机电一体化系统设计的内涵、发展方向。注重培养学生综合运用机电一体化系统设计基础知识进行设计的能力,树立“多学科知识交叉与渗透”的观念。争取培养出一批有能力、有技术、有素质的优秀大学生,为我省的地方经济贡献一份力量。
1.2教学方法的改革
目前机电一体化技术课程教学方法的主要特征还是以教师讲授为中心,学生被动接受的方式进行的,学生学完后无法对课程形成较全面、系统的认识。此外学生缺乏自主探究和合作学习的机会,往往是课堂上讲理论,学生课后做作业,理论课时占据了绝大部分时间,留给学生动手学习的时间很少,这样严重影响到学生的实际动手能力。此外,目前机电一体化技术的教学任务是由一名教师担任,由于此门课程的信息量较大,再加上目前机和电两门课程脱钩严重,相关内容衔接起来很有困难,所以使整体的教学水平的提高受到很大的限性。鉴于以上问题的存在,特提出以下两点改革措施。
(1)针对新的课程教学目标,进一步进行教学手段,教学方法的改革,以保证教学质量,提高教学效果[4]。如采用课堂讨论的方法来取代原有的满堂灌的教学方式,从而使学生由被动的接受变为主动地学习,使学生的主体学习作用得到了很好的体现,进一步锻炼了基础较好的学生,而且对基础比较差的学生也起到了一定的带动作用。此外要发挥教师启迪学生思维的主导作用,能够做到善于引导、合理设疑,营造良好的课堂环境,让学生在好奇,新异的兴奋状态中无意识地把这些知识接受并掌握。充分调动学生的学习兴趣从而使本身枯燥,抽象而又繁杂知识转变为易于学生理解、接受的东西灌输到学生的头脑中,比如可以充分利用多媒体教学、使用直观的教具等手段,使枯燥的理论教学更具直观性和趣味性。此外课堂上多注重理论联系实际,多运用生活中的实例[5],这样既有助于学生掌握理论知识,又有益于提高学生的兴趣和对实际问题的思考能力。
(2)教师知识储备量和教学水平直接影响教学效果。这就要求教师要具备良好的素质,应该与时俱进,了解课程最新的最前沿的技术动态,除了要不断地补充、完善自己,扩大自身的知识面以外,还可以考虑多名教师同时讲授一门课程,根据不同教师具有的不同优势,合理进行课程的分配,形成优势互补,同时要加强理论和实践之间的联系作用,无论在教学内容还是教学方式上都要围绕着培养应用型人才这一目标。
2教学内容改革
课程教学内容的改革是课程建设的灵魂,现在的机电一体化技术已经不再是过去的机械技术和电气技术等技术的简单组合,而是集机械技术、微电子技术、计算机技术、电气技术、信息技术等技术为一体的有机融合[6]。此门课程信息量大,内容多,这就要求教师要根据本专业培养目标对教学内容进行合理的取舍,使教师在有限的课时内充分发挥个人所长,在教学内容上选取最能贴近生活实际、学生最感兴趣、最关心的内容进行讲解,此外也可在原有知识点的基础上从深度和广度上拓展外延,对课程内容进行适当的增减,使整体教学突出实用性。
(1)制定新的教学内容。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,培养实用型技术型人才。对于学生综合素质的提高,教师要善于将机和电两部分有机的结合起来,综合比较并引导学生积极思考、全面掌握相关知识。
(2)运用多媒体教学。随着科学技术的不断发展更新,教学资源也越来越丰富,传统的“黑板加粉笔”教学方式已经逐步被多媒体教学方式所取代。对于课程中的程序和各种图表,均可制作成多媒体课件,采用多媒体教学可以起到很有效的辅助作用,教师可以把在课堂上用语言难以描述或无法讲清楚的问题采用多媒体的方式形象、生动、直观、简单的展现出来,从而使学生很直观的获得较多的信息,有利于解决重点和难点问题。同时还可以大大增加学生的学习兴趣,使课堂的教学效果和教学效率得到了提高,同时也增大了课堂教学的信息量。此外精彩的多媒体课件也能激发学生的兴趣,提高学生学习的主动性、积极性和创造力。
(3)改革优化实践环节。实践教学是技术应用能力形成的重要环节[7],为了培养学生专业技术能力,对传统的实践教学模式进行了一定的改革,主要将实践教学分为三个阶段:(1)实践能力训练。实践能力训练主要包括实验课和课程设计。在这部分中主要锻炼学生如何使用基本实验仪器,测量和采集基本数据以及了解机电一体化系统化设计的方法和步骤。(2)单项能力训练。单项能力训练主要包括金工实习、数控实训等,学生通过对这些基本技能的学习和训练可以巩固学过的知识点。(3)综合能力训练[8]。综合能力训练主要包括认识实习和生产实习等,通过这一系列的实习可使学生对机电一体化系统和产品有着更深刻的认识和了解。
3结语
随着社会的不断进步,现代的机电一体化技术随之迅猛发展,传统的机电一体化教学出现难以满足现实需要的情况[9],本文从实际教学角度出发,进一步明确课程教学目标,把社会发展过程中所需求的专业人才作为主要的动力来进行培养,改革机电一体化专业课程的教学目标、教学方法和教学内容,进一步提高机电一体化教学水平,进而全面提升学生的理论研究水平[10]、实际应用能力和创新素质,使我们的机电一体化专业教学为社会提供更多的优秀人才。
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关键词:机电一体化顶岗实习教学改革PLC
随着现代工业生产的发展,由气动技术,传感器技术,PLC技术,网络及通信技术等学科的强烈渗透而形成的机电一体化技术已成为当今工业科技的重要组成部分[1]。长期以来机电相关专业的基本上是按照传统的理论体系以学科为核心组织教学,这种方法无法满足经济快速发展的需求,机电一体化课程教学的任务是让工业自动化专业的学生在经过课堂理论学习后,对自动生产线系统的组成、结构原理、系统控制等进行更深入的了解,能够对各类自动生产线系统从元器件到系统的组装、纠错、调试、PLC程序编程、下载及完整系统的运行、了解网络连接,具有一定的分析和排故的能力。本文主要考虑的问题是如何整合学生所学的理论和实践知识,提高学生的专业技能和解决实际问题的能力,让学生在毕业前能够和企业所需完全接轨,提出了课程设置和教学五步法。
一.机电一体化基础课程教学
机电一体化课程是一门综合程度很高的课程,因此拥有扎实的理论基础对后续的学习有着非常重要的意义,当然技工院校的学生由于底子较差,单纯的理论教学学生不易掌握,因此课程教学全部采用一体化教学,以工作过程为导向,采用任务驱动型教学法,对于纯理论的知识,用到多少讲解多少,真正实现学以致用,基础课程的教学包括电工电子、电力拖动技术、可编程控制技术(包括西门子主机和三菱主机)、气动技术、传感器技术等,可编程控制技术的教学可以承接电力拖动技术里面的实训项目,从继电器控制自然过渡到PLC控制,学生非常容易接受;另外相关课程的教学结合中级电工、高级电工以及可编程序控制系统设计师等考证进行,使学生既掌握了相应知识技能,又考取了相应的职业资格证书,提高了学习的主动性。
二.机电一体化单机教学
学生有了基础课程的功底后,接下来就可以进行机电一体化的单机教学了,这里需要学校具备一定的机电一体化实训设备(可以采购也可由学校教师自行开发),机电一体实训设备要求尽可能多的融合基础课程里面的相关内容,教师需要结合学校现有的实训开发出合适的实训项目,这一阶段学生可以把之前学过的知识串联起来,融汇贯通,使所掌握的技能得到综合的应用,如物料自动分拣项目用到了气动技术,皮带运输系统,可编程控制技术,传感器技术,变频技术等,通过设定相关的实训项目,培养学生独立思考,独立完成工作任务的能力。
三.机电一体化网络化教学
随着工业以太网的快速发展,基于网络的各种远程控制技术应用越来越广, 而远程控制的终端设备一定是机电一体化产品,因此, 机电一体化产品毫无疑问地正朝着网络化方向发展。学生对单台PLC控制的机电一体化设备掌握了之后,接下来就可以学习联机组网技术了,现代的工业现场已经很少有单机操作的场合,大都是采用联网的方式,这样有利于提高效率,广泛应用人面界面(HMI)和组态技术,避免工人在恶劣环境中的伤害。至此有必要学习PLC的组网技术,有条件的可以在模拟自动生产线上进行教学,没有条件的可以创造条件,在机电一体化单机的基础上加入一些相应的网络模块,通过485或PROFIBUD就可以构成一些简单的网络,通过让学生亲手搭建这些网络,并编写相应的程序,真正掌握现场总现和工业以态网的技术,并结合开设的触摸屏及组态技术,应用到相应的教学项目中。我系与天煌科技联合开发的自动生产线实训系统是根据机电类、自动化类、先进制造类行业中工业自动化应用的特点,对各类自动生产线的工作过程和相关的技术进行研究,对工业现场设备进行提炼和浓缩,并针对实训教学活动进行专门设计,融机、光、电、气于一体,包含了PLC、传感器、气动、工业控制网络、电机驱动与控制、计算机、机械传动等诸多技术领域,整个系统可由WINCC监控系统、MCGS监控系统、主控PLC和下位PLC通过网络通讯技术构成一个完整的多级计算机控制系统,通过训练能强化了学生对复杂柔性自动生产线的设计、安装、接线、编程、调试、故障诊断与维修等综合职业能力。
四. 加强实习基地建设
实习设施、设备是实习教学的物质基础和前提条件。要提高机电一体化专业毕业生的职业技能水平,必须切实建设好校内外实习基地。
(1)建好校内实习基地
按照职业学校机电一体化专业现代化建设的要求,职业学校应建设相对完备的、具有一定先进性的,与培养目标、教学计划相适应的校内实习基地。添置的设备既要具有一定的先进性,还要具备足够的数量。机电一体化专业有了校内实习基地,就可以按照实纲和企业用人要求适时调整实习计划,根据学生的学习实际合理设计实习课题,实习教学质量的提高就有了保证。当然,专业现代化建设不可能一蹴而就,要根据学校的实际情况,通过分步实施、逐步完善的方法达到建设要求。
(2)广泛建立校外实习基地
广泛建立校外实习基地,与现代企业保持较为密切的联系,以满足学生毕业前顶岗实习的需要。学生在企业中实习,能够接触到先进的生产设备,学到先进的生产工艺和加工方法,拓宽视野,并且能学以致用,将所掌握的专业知识和操作技能应用于生产实践中。同时学校在与企业的交往过程中,还可以了解现代企业对员工综合素质的要求并征求企业对学校办学的建议,以便对教育教学的方方面面进行改革与调整。
机电专业教学中必须坚持面向现代,面向世界,面向未来的发展方针,从实际出发,确定教学改革思路、培养目标,深入改革课程体系、教学方法和教学内容,使专业人才培养与未来社会发展需要相适应。这样不仅充分发挥了学生的开拓创新精神,而且充分调动了教师教学和教改的积极性,使教学质量得以大幅度提高,从而为社会主义现代化建设培养出更多优秀的人才。
关键词:中职 机电一体化 教学
一、教学机电一体化课程存在的一系列问题
1.机电专业课程教学内容不够标准化、完整化
如今,在教师群里,总会听到学生对机电一体化课程兴趣不够或没有耐心钻研的声音;而在学生群里,存在着很多对教学内容、对教材的抱怨,觉得索然无味,使人厌倦。在机电一体化课程教学过程里,大部分需要手工实际编程操作,就很少教学自动编程软件。最终就使得学生整体的知识面过于狭窄,不能适应现代化企业的工作环境。面对这样的情况,我们应该尽快完善、规范机电一体化教学模式,使之更加标准、完整。
2.机电一体化课程教学模式体系科学性、合理性不足
目前对于机电一体化这一专业课程的体系,绝大部分的注意点就在机和电两方面,过于偏向机械方面的课程安排,在一定程度上忽视了对电类课程的实际应用。这极不适合现在“机、电、计算机”这三种机电教学格局,同样地,这一教学安排也适应不了机电一体化教学设备的实际应用。由此可知,在机电一体化教学课程内容中,强化对电气控制课程及计算机课程等教学的实践应用能力,在一定程度上对提高学生专业技能有重大的影响。
二、针对上述问题,提出有效的解决措施
1.强化“副科” 教学
(1)强化教师自身培训力度。因为以前培训系统的局限性,传统教师在机电综合技术方面的知识普遍匮乏, 如果想要让学生得到综合性的机电知识,就要让老师接受更高效的教学培训。可以采用多层次、多途径的培训方法, 就像在岗实践练习, 强化业务知识跟教研方式的不断更新;积极参加最新技术的短期训练班;脱产培训, 有目的地挑选机械类专业的老师去学习电类知识, 而电类专业的老师则去学习机类知识, 利用这种跨科学习机会,多掌握一些技术,方便传授给学生更全面的知识。
(2)追求讲课技巧。电工学、机械知识课本中大部分是较为抽象、枯燥的教学内容, 所以教师在讲课的时候,就要追求生动、形象的教学技巧。调动学生的激情, 在特定课程环节里,适当举些实例来活跃整个课堂的气氛, 让学生在自由、放松的环境里熟悉那些抽象、枯燥的理论知识。
(3)调动学生对机电一体化课程的学习激情, 培养学生优化、归纳知识的方法。绪论课教学成功的话,机电一体化的教学就一定会成功。理顺学习本课程的教学意义, 归纳各类教学内容的主要内容, 进而激发起学生对“副科”学习的自主性。因为“副科”教学知识过于繁杂, 而且需要记忆理解的定义、专业名词多, 所以教师需要让学生学会独立思考, 并对知识学会优化、整合。比如机械知识课程中的第二章,在介绍常用金材时,用了仅仅四页篇幅, 内容过于杂乱,学生掌握起来就有一定的难度。老师最好可以根据实际情况,编出最常用金材的分类表格, 去帮助学生掌握归纳技巧,培养动脑能力。
2.注重机电专业课程的实践教学
(1)学生应在短期内将自己获取的专业理论知识高效地应用到实际生活中,从而更加深刻地记住并理解那些理论知识。
(2)学生可以利用自己学到的理论知识上岗实习,获得更高等级的专业操作技能,所以学生依赖理论知识去探讨实际问题、寻找故障并积极思考出解决问题的最佳方案。
(3)教师在教学机电一体化课程时,应及时发现学生遇到的一系列专业理论难题,在课堂巡回指导时给予学生悉心的指导,帮助学生独立思考解决疑问。
最需要强调的就是,在机电一体化教学模式里的巡回指导跟课程结束性指导都应该涉及到专业理论、理论知识与实践相结合的教学。举电力拖动课本中的第二章第6节来说,其主要内容就是三相异步电动机知识,可将教学内容安排成理论知识的简单讲解跟实习巡回指导,如下表1、表2所示:
在讲解理论知识的同时,花费两节课的时间传授学生三相异步电动机中Y 连接跟连接的相电压知识,并推导出这两种连接方式里启动电流的一系列联系。在实际课程讲解时,最好直接用连好的电路板进行现场演示,并利用电压表、钳表相应地测量出电压值、电流值,从而加强学生自身的理解能力,让学生可以直观地对Y—降压启动控制线路知识进行掌握。
三、结束语
综上所述,随着工业化、市场经济的发展,培养高素质的技能专业型人才是目前中职机电一体化课程的主要追求。所以应不断地去研究机电一体化的教学内容、模式,进一步提升学生自身专业理论知识水平,另一方面,要加强实践教学,使得学生在毕业之后,可以尽快适应工作需求,为社会做出一定的贡献。
参考文献:
一、实验环节的安排要围绕机电一体化各知识点,由单一到综合,由易到难实训项目要根据实训室的具体条件进行设置,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,据此制定具体量化的内容。安排若干与专业课程相对应的、典型的专题实验项目,使学生对知识要领在机电一体化系统中的应用产生感性的认识,为系统综合性设计和实验奠定基础。实训项目按基本技能、专业技能、综合应用模块分类,其中综合应用项目可独立设置为实训课程。
二、淘汰过时实验内容,以适应新形势现今开设的实验中有许多已不适应技术的发展。对于机械专业的学生来讲,电类基础课应该以应用为主,现在其他高校早已淘汰了此种方式,采用的是将汇编语言直接输入计算机,由计算机直接翻译成机器码自动运行。
计算机在翻译的过程中如出现错误,会相应地提示用户,用户只需对汇编程序修改即可。这样可大大提高实验效率。学生可通过选做多个实验来巩固所学的知识,而不用在改错的环节上浪费大量的时间。
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).
机电一体化特有的早期运用,包含数控机床、相关数控技术。具体步骤为:把程序拟定在某一穿孔卡片之上,读卡机可识别明晰的程序;再经由控制器来调控各时段内的机械动作。截至目前,机电一体架构内的技术拓展了固有的性能及构架、增添操控步骤、提升原有精度。在同一机床内,设定了多路径的调控,彼此独立加工。构建集成系统,可测定刀具潜在的破损状态、微机集成制造、微机辅助下的设定工艺、微机辅助制造。配套制造系统含有FMS及CAD、相关的CAM。在汽车行业内,机电一体正被广泛采纳。除了制备配件,还可自动辨识多类的传感器。依托接口电路来衔接着微机,自动调控并予以测定。增设定位体系,自动导航要依托电子地图。便捷的操控装置整合了防抱死、增设安全气囊。这种配套系统,便利平日内的常规操控,提升安全性能。在家居领域、办公场合领域,技术也在进展。例如:摄像机及扫描仪、变频空调冰箱、电子测定体温、电子测定血压,便利日常生活。在煤炭领域内,它也正被运用。现有采煤机增设了电牵引,创设了全数字架构下的直流提升体系。其他配套设备,含有监控必备的掘进装置、胶带运送装置、井内供电装置。
2授课设置现有的弊病
高职培育人才,应能侧重去培育最佳水准的应用人才,设定细化目标。适应技术进展,把技能培育拟定为主线。全面拓展知识,延展学生视野,提升总体素质。这样培育出来的学生,要拥有最稳固的理论根基、拥有适应能力;知识面很宽广,素质水准很高。在应用指引下,设定教学内涵、搭配教学体系。机电一体这样的科目有着融汇性;它关联多样技术,促进长久态势下的一体化进展。技术快速变更,设定出来的课程并不能吻合新近的趋向。首先,单片机授课中,侧重解析MCS这一类别的构件。在现有运用中,单片机细分出来的类别偏多,很难完全涵盖。对于PLC,侧重探析本源的机理、常规编程流程。然而,现有运用超越了偏小型的这类装置,倾向大中装置,已经延展至DCS,授课还没能涉及。其次,传感器增添了固有的精度,显示高层精度、表现出集成化。授课偏少涉及智能特性的多样传感器。关于机电探究,停留于偏旧的装置上。再次,现有教学之中,割裂了机械部分、相关电气部分,二者没能整合,不利培育人才。新颖设备正被频繁更替,增添技术内涵。但院校配有的设备还是偏落后,没能符合趋势。
3摸索化解思路
机电一体化涵盖着多层知识,提出教学挑战。针对现有弊病,探析最适宜的新式路径,要考量如下的事项:现有技术水准、综合实践技能、基础类的知识,三者应当整合,侧重培育人才。针对区域特性,调研各类企业,解析现存情形下的就业状态、掌握设备概况、增设就业岗位。面对多层架构内的岗位需要,有序增设课程,选取适宜的授课内涵。
3.1调配师资及设备
在条件准许时,购进先进设备。选购进来的成套设备,应当吻合这一时段的授课进展。院校要协同企业,采纳新颖设备以便培育出最优的人才。对于院校教师,应能接纳培训。送入企业学习,积极协同开发。培育关键技能,解析最为新颖的动态进展。
3.2设定授课模块
对于授课内容,要增添综合性。随着技术进展,认知的更新被提快。多科目应被整合在一起,以便融汇彼此。对于授课体系,应当适当调配,确认整体最优。细分授课模块,着手分解它们。添加必备的分支模块,充实原有课堂,添加授课之中的灵活特性。这样做,增添了授课应有的普适性,又可运用资源,便于研发新颖的授课模块,适应实践进展。
3.3增设多彩环节
跟紧技术进展,随时添加新颖的教材内涵,填补教材缺陷。构建实践基地,校企协同以便创设实验室、构建工作室。强化实验流程,填补单一路径下的理论调研。细分领域方向,创设针对性凸显的日常授课,才能获取优良成效。
4结语