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关键词:高职;机电一体化专业;工学交替;人才培养模式
机电一体化技术涉及的知识面宽广,是集机械、电子、信息和管理等诸多学科于一体的新兴交叉学科,因此机电一体化专业是一个很宽泛的专业,也可以说是一个大的专业平台。随着机电一体化产品市场占有份额的迅速增大,机电一体化技术的重要性已日益为人们所认识,企业对机电一体化人才的需求量也一直呈上升趋势。从工科类高职院校近些年的招生情况来看,报考机电一体化专业的学生人数居高不下。从历年的毕业生就业统计情况来看,机电一体化专业的毕业生就业形势良好。
本文作者在广泛开展市场调研的基础上,准确定位机电一体化专业人才培养目标,拟定出“一条主线、二岗融通、三方融合、四阶段培养”的工学结合人才培养模式并进行探索实践,取得了良好效果,体现了特色和创新。
一、机电一体化人才培养模式内涵
机电一体化专业实现“一条主线、二岗融通、三方融合、四阶段培养”的工学交替人才培养模式。也就是:以有效职业学习为主线,学员、学徒两岗融通,政、校、企三方融合,基础学习、生产实习、专业提升和顶岗实习四阶段培养模式。
1.“二岗融通、四阶段培养”。我们将整个教学活动分为四个阶段,分别是基础学习阶段、生产实习阶段、专业提升阶段和顶岗实习阶段。学生进校后先进行1年半的基础知识学习和基本技能训练;然后在合作企业进行为期半年的生产实习;再回到“校中厂”或一体化教室进行专业知识和操作技能的提升;最后在用人单位顶岗实习半年。
学生在学校是学员,在企业是学徒,两岗融通、工学交替。
2.以有效职业学习为主线。我们所有的教育教学改革都是为了一个目标,就是培养学生的综合职业能力,奠定可持续发展潜能,实现有效职业学习。具体体现在教学设计和教学实施的过程中力求达到以下要求,分别是基于行动导向的学习、以学生为中心的学习、整体化的学习和自我管理式的学习。
要实现上述目标,就要让学生在校学习期间系统化地完成一系列典型工作任务,获得专业知识和工作过程知识,具备一定的工作能力和基本工作经验。专业课程的内容必须是来源于具体工作实际的、理论与实践一体化的综合性学习任务。
基于上述要求,我们开展了基于工作过程的、整体化的职业资格研究。在对企业实践专家进行问卷调查的基础上,分析整理出一系列岗位工作任务,继而召开了企业实践专家研讨会,借鉴他们丰富的职业经历,寻找出具有代表性的典型工作任务。在此基础上,我们兼顾工作过程分析、职业资格分析和职业生涯发展,进行教学设计,确定课程体系的基本内容。
我们将机电一体化专业主干课程的课程模式确定为项目课程或者学习领域课程,教学内容均来自企业实际工作中的一个个典型工作任务。
(1)基于行动导向的学习和以学生为中心的学习。行动导向教学强调“思维”和“行动”的统一,这里的行动不仅仅指日常生活中的行动,而是指为达到学习目标而进行的有意识的行为。每一个完整行动过程的起点都是理智的常识性行动,终点都是行动目标与行动成果的比较。
“以学生为中心的学习”意味着在教学活动中,学生是主体,教师的任务是为学生独立学习起咨询和辅导作用。但以学生为中心的教学方式一定要遵循因材施教的原则,对于不同阶段、不同层次的学生要区别对待。
机电一体化专业的专业课程大多采用项目课程或者学习领域课程作为课程模式。在专业学习初期,学生的专业基础和自学能力尚不具备,我们就采取行之有效的办法进行教学过渡,把“学生围绕学习目标独立完成学习任务”作为此阶段课程教学的一个培养目标。我们采取案例导向、项目训练的模式进行教学设计和组织教学实施。以工作任务为中心组织教学内容,以边讲边练、讲练结合、师生互动的方式进行案例教学。通过巡回辅导、校正答案、反馈交流实现重难点的突破,让学生在完成工作任务的过程中完成新知识的学习,实现教学做一体化。然后给出工程项目,引导学生进行项目训练。
在学习后期,学习基础和学习能力均有提高,此时我们就放手让学生围绕已明确了的学习目标独立完成学习任务,教师不给予直接帮助,只是为学生独立学习起咨询和辅导作用,帮助学生独立获得必需的知识并构建自己的知识体系。实现专业知识能力、工作过程能力以及学习方法能力全面发展的教育目标。
(2)整体化的学习和自我管理式的学习。职业教育的整体化学习过程包括:专业知识学习、解决问题的学习、社会合作和交流式学习、情感伦理学习等。机电一体化专业的各课程目标都提出了知识与能力目标,过程与方法目标、社会与交流目标以及情感态度目标。课程内容的选取都是来自工控实际的典型工作任务,并且是以完成整体化工作任务的工作过程为导向、着眼于职业能力和生涯发展进行提炼和转化的。目的就是促进学生职业能力、职业素养和社会责任心的综合发展,促进学生的个性发展,奠定在岗迁移的潜在能力。
我们把“实现学生自我管理式的学习”作为机电一体化专业课程教学的最高目标。学生以现实生活和工作情境为基础,根据自己的需要设定学习目标,选择学习资源和方法,确定学习进度、时间和地点,并评价自己的学习成果。学生对自己的学习负责,成为学习的主体,教师只是帮助学生更好地管理自己的学习活动。我们相信,只要学生具备了“自我管理式的学习”能力,就拿到了终身学习的金钥匙,打开了通向成功的大门。
在专业提升阶段,我们采取以学生小组合作共同完成实训项目的方式,即小组学习的方式引导学生学会自我管理式的学习。小组学习的内容可以相同也可以不同,由组长负责安排和分配学习任务,合作完成项目实训,并进行工作成果总结。
3.政府、学校和企业三方融合。两岗融通、工学交替,校中厂和厂中校的建立以及职业教育的教育教学改革需要政府、学校和企业的三方融合。
学生各个阶段的学习安排在不同地方,即:基础学习校两室(教室、实验室)、生产实习厂中校、专业提升校中厂,毕业实习企业岗。真正实现了校企深度融合,联合培养机电一体化专业人才。
我们和企业进行深度合作。宜昌森德科技有限公司将数控加工车间建在我们湖北三峡职业技术学院,成为我院的校中厂;国营红光港口机械厂的装配车间是我院机电一体化专业的装配实习车间,是建设在企业里的厂中校。
学校和企业的利益点不同,要实现很好的校企合作,需要政策支持和扶持,学校的专业建设、课程建设改革以及双师素质的师资队伍建设也需要政府的经费投入和政策支持。师资队伍的建设尤其是双师素质的教学团队建设更加需要政府的经费投入和企业生产的实践支持。
二、工学交替人才培养模式的运行效果
我院机电一体化专业工学交替人才培养模式从2006级学生开始实施运行,到现在已运行了四届,效果很好。从已毕业的情况来看,学生不但专业知识扎实,专业技能熟练,而且综合能力得到很大提高。因为有过厂中校、校中厂的实习和提升经历,学生熟悉企业工作流程,具备工作过程知识,知道如何工作,因而跨出校门就能上岗,受到用人单位好评。学生一次性上岗就业率达93%以上。早期的毕业生在企业里表现出很强的消化吸收新知识和接受新任务的能力,他们之中已有人开始向生产管理或者设备调试、维护维修岗位迁移。
[关键词] 校企合作 工学结合 职业教育 教学改革
“校企合作、工学结合”是以就业为导向,培养生产、服务和管理第一线高素质技能型专门人才最有效的途径。工学结合是高职人才培养模式改革的重要内容,工学结合的实质是工作与学习相结合,学习的内容应与工作任务一致,在专业教育的过程中完成职业化的基本训练,这种训练的基本方法是“教学产”一体化。校企合作是实现工学结合教育的重要手段和基本途径,也是落实“以就业为导向”的基本措施,是职业教育的本质特征,是职业教育应当遵循的人才培养模式。
通过“校企合作、工学结合”的高等职业技术人才培养模式在机电一体化专业的探索和实践,使我院在密切与企业合作的基础上,与企业共同制定工学结合人才培养方案、开发工学结合课程并共同完成教学任务、强化校企共建实习实训基地建设和教学管理等,将机电工程系建成安阳职业技术学院一个品牌。
一、现状分析
我院在安钢职工大学基础上创建,有得天独厚的“校企合作、工学结合”基础。在近30年的发展过程中,通过企业的参与修改教学计划,改革课程体系,为普招的学生进一步深化“校企合作、工学结合”的人才培养模式奠定了基础。学院现有一部分实习基地,但是对机电一体化专业“校企合作、工学结合”的人才培养模式来说还不够,必须增加实习设备和实训基地,尤其是更多企业参与的实训基地。
二、改革内容
1.在我院,机电工程系试行“校企合作、工学结合”的人才培养模式的建立和实施,完善教学计划。
2.进一步加强校企合作,加快推进职业教育人才培养模式的根本性转变。
3.结合新校址的建设,完善我系生产性实训基地建设。
4.积极开展学生通过半工半读,实现免费或低费接受职业教育的尝试。
5.以就业为导向,部分学生以“职业人”的身份参与校外生产实践,满足用人单位的岗位需求,提高学生的综合素质和就业竞争力。
三、改革目标
1.改革教学计划,加强实践环节,保证至少50%的实训和实习时间。
2.以工学结合为基础,开展顶岗实习工作,加强实习管理,保证实习效果。
3.校企合作、工学结合的人才培养模式,已在机电工程系逐步展开,实现与安阳市5~10家企业、河南省内5~10家企业签订校企合作协议,并实质性开展工作。
4.完善建设校内生产性实训基地。
四、实施方案及实施方法
1.牢固树立“校企合作、工学结合”的办学理念,要认识到“校企合作、工学结合”是经济发展对高职教育提出的客观要求,也是高职院校自身生存发展的内在需求。
2.紧贴区域经济需求,对开设专业进行可行性实训调查。
3.选择一批设备工艺先进、管理水平高、适合学生动手操作、有利于发挥学生创造力的优秀企业,学院与企业订立合同,以学校与企业合作办学机制和形式开展高职教育,依靠企业建立、巩固和发展校外实习基地,为高职学生提供必需的实习场地和毕业环节课题等,让学生接触企业的生产实践或工程项目,熟悉现代化生产工艺,并掌握先进的技术与设备,缩短“过渡期”,使学生一毕业就能直接顶岗。
4.机电工程学院与行业企业专家紧密结合,成立“专业委员会”,共同审定教学计划、课程体系及实践环节内容和学时的安排等,使教学计划突出高职特点,更能适应行业的实际需要。实践环节占教学总学时的近50%。
5.模拟企业生产现场环境开展实践训练与技术培训。采取校企一体、产学协作的方式共建校内实训基地。针对机电专业的特点,合理配置和充分利用实习、实验设备。考虑学校实习、实验环境和企业生产环境的有效接轨,力求学校实习、实训的环境氛围接近现代企业的生产环境氛围。
6.充分利用企业、社会的职业技术鉴定资格权限,为高职学生参加职业技能资格及岗位等培训与考核创造条件。
7.以职业能力为核心,构建科学的课程体系,以适应校企合作、工学结合的教育模式。
8.培养与引进并举,专职与兼职结合,加强“双师型”队伍建设。
专业教师队伍建设,重点是形成在本专业(行业)中具有影响力的专业带头人和骨干教师队伍。(1)学校要出台相应的鼓励政策,制订教师进修培训计划和评估标准。要鼓励教师主动下企业锻炼、积累实际工作经验,提高实践教学能力。(2)组建“校企互通、动态组合”的兼职教师队伍。拓宽兼职教师来源,建立校外兼职教师数据库,聘请行业企业技术骨干和能工巧匠来校兼职上课。形成一个良好的培养、选拔、引进和科学的管理机制。
9.针对工学结合教学管理过程中存在的问题,按照“工学结合”对教学管理的实际需求,不断完善教学管理的组织系统、信息反馈系统、评价和考核系统。
五、取得的成果
坚持“工学结合、校企合作”是办好高等职业教育的必由之路。通过本项目的有效实践,极大地缓解高等职业教育发展中的矛盾;有效地提高教师“双师”素质和人才培养的质量;积极地推进毕业生就业,达到学校和企业的“双赢”。
1.使专业培养目标贴近一线需要,推进就业。校企合作通过学校与企业间的交流,在生产实践中帮助学生把学到的书本知识与企业的生产实际结合起来,融会贯通。学生在企业参加生产实际工作,掌握生产设备的操作,熟悉专业知识及行业背景,通过校企合作,因地制宜地为社会培养需要的紧缺人才。
2.促进教师深入一线,提高“双师”素质。教师深入企业第一线,能及时了解就业形势,明确办学思路;能及时了解和掌握企业对所需人才规格的要求;能把掌握的理论知识与实践更好地结合起来,提高自身工程技术实践素质。强化师资队伍建设。
3.建立稳定的实习基地,让学生置身真实生产一线环境,加强能力训练。“工学结合、校企合作”的另一个作用,是为学校建立了稳定的实习基地,学生能在生产一线真实的工程、技术环境氛围中受到熏陶和感染,在实践中学习,掌握技术、提高能力。
关键词: 机电一体化技术专业 工业机器人 课程模式
随着社会发展、科技进步,劳动力的成本不断增加,企业对工业机器人技术及柔性生产线技术的需求越来越强烈,其标准化、模块化、网络化和智能化的程度也越来越高,并向着成套技术和装备的方向发展,机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术。机器人作为一种高技术含量的设备,在使用过程中,其设计、制造、安装、调试、操作、维护等工作需要大量专业技术人员,随着机器人应用的日益广泛和装机容量的直线上升,对这类技术人员的需求变得越来越迫切。
机器人作为高科技的产物,涉及工业设计、机械、电子、传感器、计算机软件、硬件、人机交互、人工智能等多门学科。为此根据辽宁地域特点并结合本院的实际资源情况,确立机电一体化技术专业以常用机电设备为基础,以工业机器人及柔性生产线涉及的机械技术、自动化技术为主线的课程体系。
一、专业建设思路
作为高职院校,我院机电一体化技术专业实行“七三四”的办学模式。七即“七对接”,即机电专业与装配制造业对接,专业设置与职业岗位对接、课程标准与职业标准对接、专业课程体系载体与工业整体设备对接、具体课程载体与设备部件对接、课程内容与岗位任务对接、教学过程和生产过程对接;三即“三围绕”,即学校围绕市场转、专业围绕产业转、人才培养围绕企业转;四即“四岗定位”,设置“岗位基础知识+岗前技能训练+选岗实习+顶岗实习”的“四岗定位”职业岗位导向课程培训包。
二、课程模式
(一)将工业机器人技术与机电一体化技术专业有机结合,首先确立以机器人和柔性生产为载体的课程体系。
1.以机器人技术涉及的操作机和柔性生产线中的机械本体为载体,将各部分分解,确立机械技术学习链。
2.以机器人技术及涉及的控制器、伺服驱动系统和检测传感装置为载体,以柔性生产线技术中涉及的可编程技术、变频器、传感器及触摸屏为载体,将各部分分解,确立自动化技术学习链。
3.以机器人及柔性生产线为载体,对机械技术及自动化技术涉及的知识、能力、技术应用进行综合的训练和强化。
4.以机器人及柔性生产线为载体,完成整个机电一体化技术岗位所需职业能力的培训,实现对机电设备的维护、维修、设备改造、升级、开发等各个岗位的技术应用能力的掌握。
(二)依据上述四岗定位原则配备课程训练包。
技能训练包1:岗位基础知识训练课程。
该培训包课程主要进行机电一体化技术岗位基础知识训练;加强英语能力训练及工业机器人应用技术所需的数学知识的积累及普及计算机操作的训练。
技能训练包2:岗前基础型技能训练。
该培训包课程主要进行机电一体化技术岗前基本能力训练;包括机械、电子、电气基础技能的学习和训练。
技能训练包3:定岗加强技能型训练。
该培训包课程主要针对机电一体化技术固定岗位的典型工作任务进行技能加强训练。
技能训练包4:校企合作课程――选岗实习及顶岗实习。
选岗实习课程安排:依托本地企业,围绕市场,追踪技术的更新发展,不断调整、构建选岗实习课程体系,确立了以下四个选岗实习方向:工业机器人+机床维修技术综合应用方向;气动技术+机床维修技术综合应用方向;可编程技术+机床维修技术综合应用方向;单片机技术+机床维修技术综合应用。
具体安排:每个工厂设置一名教学工程师,学院每个方向配备一名指导教师,在企业内部的厂中校内完成训练任务;每周四天上午在企业学习工作,每周五布置任务在校内自主学习,指导教师每周五汇报总结。
参考文献:
[1]张洪涛.机电一体化专业与课程体系的构建 [J].黑龙江科技信息,2011(25).
[2]周宇,陈一峰,张晶.高职院校《工业机器人技术》课程教学改革的探索[J].武汉船舶职业技术学院学报,2012(1).
【关键词】社会需求;机电一体化;教学改革
一、社会需求下的机电一体化专业人才培养
近些年来,众多新型技术不断涌入到机电一体化领域当中,从而极大提高了机电一体化技术的使用价值与应用规模,并逐渐成为社会发展的主要推动力量。在当前的形势下,机电一体化技术的不断应用,也使社会对机电一体化人才求贤若渴,并对人才的专业技能与综合素质有了更高的要求。而这也使各个高职院校纷纷开始重视机电一体化专业人才的培养,但目前大部分高职院校在机电一体化专业人才培养过程中,只注重理论知识方面的教学,而忽略了对专业人才创新能力、实践能力的培养,这也造成这些机电一体化专业人才难以适应相应的岗位,更加难以满足社会对人才培养的要求。因此,为了能够适应社会需求对机电一体化专业教学的冲击,培养出更多能够满足社会要求的机电一体化专业人才,就必须对机电一体化专业教学进行相应的改革,以此培养出更多的应用型、复合型人才。只有充分认识到教学实践能力培养的重要性,并充分结合理论知识与实践技能的结合,才能确保高职院校的机电一体化专业人才培养能够满足社会需求。
二、基于社会需求的机电一体化专业教学改革途径
1.社会需求下的专业设置改革。高职院校要想确保机电一体化专业的人才培养能够满足社会需求,就需要先从专业设置上入手,并将培养应用型人才作为核心培养目标,以市场对接作为专业的设置根本。高职院校在对专业设置进行改革时,应将社会需求下的机电一体化人才标准与职业素养进行掌握,并以此作为参考来对机电一体化专业进行定位。此外,高职院校还要充分结合自身的教学优势来进行特色化的专业设置,以此提高机电一体化专业人才在就业市场中的竞争能力。2.社会需求下的课程体系改革。高职院校在对课程体系进行改革时,要想实现机电一体化专业与社会需求的良好对接,就必须对市场需求形势下的人才培养需求与岗位技能要求进行充分掌握,以此作为课程体系改革的关键,并根据机电一体化专业人才的专业素养层次来进行课程体系改革,在课程体系改革上应分为三个课程类型,分别为专业核心课程、氛围基础课程及素质拓展课程,并充分结合专业理论课程的进度与内容来建立实践性课程。实践性课程应以帮助学生掌握理论知识的运用与强化自身对理论知识的掌握程度作为战略定位,当然,在建立实践性课程时,必须要确保实践性课程能够满足社会对机电一体化专业人才的需求。3.社会需求下的教学过程改革。机电一体化专业作为一门知识内容涵盖范围广、专业综合性强、实践性强的一门学科,如果在机电一体化专业教学过程中只重视理念教学的灌输而忽视了实践能力的培养,不仅会使学生难以理解机电一体化专业的理论知识,更会影响学生的学习热情与积极性,从而使教学效果大大降低,更会使其在未来的市场就业中难以满足社会的需求。因此,高职院校必须要对教学过程进行全面的改革,通过在教学过程中加入实践性教学,通过多种教学方法与教学工具来提高学生的实践能力,充分实现学用结合的教学方式,这样更有利于应用型人才的培养。4.社会需求下的教学计划改革。机电一体化专业的教学计划是高职院校对人才培养的前提,在高职院校对机电一体化专业人才培养方向上更是起到重要的指导作用。在社会对机电一体化专业人才极度渴求的形势下,要想确保机电人才培养能够适应社会需求,就必须对教学计划进行改革,通过对社会需求下的岗位能力与人才标准进行分析,以此作为参考来制定教学大纲,并对教材内容及重难点进行充分结合,来不断完善教学计划,此外还要建立人才考核体系,以此确保高职院校在机电一体化专业人才培养中能够有效满足社会对人才的需求。5.社会需求下的人才培养模式改革。高职院校应对人才培养模式进行改革,通过加强院校与企业的合作,来引导学生进入企业进行生产实践,以此提高学生的实践能力,为学生在未来的职业发展中奠定良好的基础,在对人才培养模式进行改革时,应以多元化作为人才培养模式的发展方向,以教学和实践相结合的方式来为学生创造更加真实的实践环境,使其能够在大量的实践环节中提高自身的职业能力。此外,通过高职院校与企业合作的方式,不仅能使企业获得更多人才选择的机会,还能通过院校资源方面的优势来提高自身的生产水平,此外还能够有效解决高职院校在实训资源方面的匮乏问题。6.社会需求下的师资力量改革。教师是培养机电一体化专业人才的主要力量,只有提高教师的专业能力,才能使机电一体化专业人才的培养能够满足社会的需求。因此必须要对师资力量进行改革,高职院校通过建立一支具备过硬素质、教学水平高超的师资队伍,来进一步加强机电一体化专业的理论与实践教学结合,不仅能使机电一体化专业人才的培养更加高效,还能使教师获得更多的社会历练与学习机会。
作者:田 雨 单位:山东煤炭技师学院
参考文献:
机电一体化是将微电子技术和机械、信息、控制检测与系统技术等多门学科相互渗透、结合形成的一门综合技术学科。目前机电一体化技术和产品已渗透到国民经济的各个领域,成为当今新技术发展的主流。与此同时,社会经济发展对机电一体化人才的需求也与日俱增。[1]培养更多基础知识扎实、动手能力强、富有创新意识的机电类工程创新人才已经成为各高校教学改革的重中之重。
国民经济关键部门迫切需要全面掌握机、电、控制和计算机的机电一体化专业复合型人才。围绕社会对机电一体化人才的需求,提出针对机电一体化专业人才培养进行实验教学改革的研究。该研究可为社会培养更多的机电一体化人才,提高毕业生的专业技能和实践动手能力,提高学生的就业竞争力,增加机电一体化方向毕业生的就业率等提供参考依据。同时,对于进一步提高我国高等院校机电一体化实验教学水平和教学效果具有较好的指导和借鉴意义。
现今实验教学的作用不仅是为了让学生验证所学的各种知识的掌握程度,是否能做到理论联系实际,而且培养学生更强的创新意识与能力,实验教学是必然的途径之一。它也是全面提高学生知识、素质与能力的重要手段。因此,在进行机电一体化专业课堂教学的同时更应该做好其专业的实验教学改革。机电一体化专业的实验教学应该持有“学生为主体”的实验教学观念,而摆脱那些简单的知识传授和验证理论课程内容的传统模式,把培养学生综合运用知识、引导其自主学习、独立系统设计和实践创新能力作为目标,开展实验实践课程体系的改革,提高学生的综合能力。
一、机电一体化实验教学现状分析
目前国内高等院校机电一体化实验教学仍存在一些普遍性的问题。
1.“重理论,轻实验”思想
传统的教学模式往往只注重理论教学而忽视实验教学的重要性。机电类知识体系往往概念抽象、理论繁琐,不同课程的联系很紧密,并且原理图多、文字叙述较抽象,学生又无实物接触,在学习过程中普遍感到枯燥乏味,最后学生学到的机电一体化系统的概念和知识体系就很少,而对于机电一体化专业的理解更是停留在表面层次,并且学生的实验动手能力较差,学生的综合能力得不到全面提高。
2.实验教学体系不够完善
传统实验教学内容只是单课程知识点的验证实验,学生固然可以通过实验掌握和理解单课程知识点的基本原理与应用,但无法掌握不同知识点的协调运用,无法提高学生的综合分析能力和解决能力。[2]
现今大多数高等院校普遍使用的实验教学手段、实验教学的传统模式是以教师作为主体,教师选定所做的实验题目,而学生只是按照实验要求和内容被动进行重复的机械式操作。然而,如果使用这种模式将无法提高学生的自主创新能力。有些实验综合性不强,设计性少,代表性不强,不利于学生自主创新能力的培养,也不能激发学生自主参加实验实践的积极性和创造性,这将会造成学生解决实际问题的能力差。毕业后满足不了社会对机电一体化人才的需求。
3.实验教学条件不够完善
现今大多数高等院校所开设的机电一体化类课程实验往往因为所需要的实验设备体积较为庞大,而且设备的价格又昂贵,所以对机电一体化专业的实验课程所配置的设备都比较少。[3]很多机电一体化专业的实验教学都是演示性教学,在整个实验过程中老师一直在做实验,而学生的任务只负责进行实验观察。即使是动手的实验课,学生也是按照老师要求的顺序重复一遍一遍去做。这样实验教学效果会比较差,使得整个实验就会趋于形式化,学生的分析能力、解决问题能力得不到提高。
4.机电一体化专业实验教学的考核机制不健全
机电一体化传统的实验教学考核方式主要是以考查、实验报告以及实验考察成绩相结合的方式,这样只能通过学生实验报告的完成情况给其打分。[4]如果采用这种考核方式,无法真正体现出学生的实践动手能力,因此可看出传统的考核方式不够合理。
二、机电一体化专业实验教学的基本要求
需要学生强化认识理论知识、验证理论知识的结论;要求学生能基本掌握常规仪器的基本原理与使用方法,而且能学会完成实验的方法和操作步骤;学生能从实验数据的分析中得出反映事物本质的结论;学生能独立书写实验过程,完成实验报告指定内容。
三、机电一体化专业实验教学改革的策略
1.完善现有的实验实践教学体系
专业教师需要充实机电一体化专业实验课程的教学内容,并减少不具代表性的实验,根据专业课程制订合理的实验教学内容,加大动手实验和综合性实验内容,并和理论课程相对应,建立合理的实验教学体系结构(如图1所示),这让学生能在掌握基本理论知识的基础上进行一些相关实验,而且更易掌握机电一体化专业知识和技能。
需要完善机电一体化现有的教学手段,弱化实验实践模式中传统的演示性或验证性实验,尽量加大学生动手的实验实践及综合性实验内容,采取开放式实验教学模式,把学生推到实验的主置。在机电一体化实验教学过程中,最好由学生亲自选定所做的实验课题,自己选择需要的仪器设备,制定相关的实验步骤,独立处理和分析实验数据、实验结果。而专业的实验教师只为学生提供实验资料、解答实验问题等方面的服务。
2.改善现有的实验条件
建立以能力培养为主导的实验教学模式,搭建机电一体化专业的三个系列实验室。一是专业基础类实验室,主要针对学生感性认识不足的机械传动和实验的薄弱环节所开设的验证性实验教学课程。二是综合类实验室,主要涉及各专业课的综合实验。三是数控机床、机器人实验室。通过系统有序的实验动手操作,有利于学生掌握实验的基本原理,培养了学生的综合实验能力。
3.制订合理的考核机制
结合机电一体化课程实践教学现有的特点,机电一体化专业的实践课程考核不应该有统一的标准和模式,而是应该结合实验实践教学的手段和方式来灵活设定考核方式。实验实践教学考核可采用能力培养为主考核的方式进行。简单的传统的验证性或者演示性实验,适当减小考核的比重,而一些动手考查较为全面及综合性强的实验,考核的比重就可适当加大;另一方面,可灵活采取现场提问、口试笔试、综合课程实验、课程设计等多种形式来考核,同时可以通过实验技能比赛的方式来激发学生对实验的兴趣。[5]对学生考核的重点不是考查知识的理解程度,而应当重点考核其实践技能的掌握程度和应用能力。
四、实验教学改革的效果
专业教师能将抽象的理论课堂教学转变为实际的实验实践操作,在整个机电一体化专业实验教学的过程中能充分调动学生的主观能动性,增强其实验兴趣,培养学生的分析能力、解决问题的能力,培养学生的动手能力、创新能力和综合实践能力,培养学生的团队协作的精神。
五、结论
关键词:机电一体化;主干课程;控制模块;上位机模块
作者简介:杨洪(1976-),男,江苏苏州人,苏州市职业大学机电工程系,讲师。(江苏 苏州 215104)
中图分类号:G712?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)31-0100-02
机电一体化技术是机械技术与电子技术的有机结合。近年来,随着微电子技术、计算机技术及其工业通信技术的发展,机与电的联系更加紧密,机电一体化技术有了长足的进步。高职院校的机电一体化专业,应从实际就业岗位需求出发,着重于培养具有较强实践技术的应用型人才。苏州市职业大学(以下简称“我校”)机电一体化专业目前的专业培养方案中,课程设置侧重于PLC,单片机所占比重不高。在教学计划的安排上,先导课程与后续课程间的衔接也存在不足,学生对于机电一体化技术的理解就是机与电的简单结合。本文以机电一体化项目开发为起点,提出了以单片机为核心的专业主干课程改革思路,对原来的课程设置作了调整,并加入了一些尚未开设的课程,合理安排进度,使学生在有效掌握专业知识的基础上,加强其实践应用能力的培养,进一步提高其专业技能和职业素养,在提高就业竞争力的同时,也能在就业层次上有所提升。
一、明确培养目标,调整课程体系
地方高职院校首先要为地方的经济建设培养人才,因此,课程体系的确立也应从地方经济发展的角度出发,以便合理设置。苏州地区经济的支柱产业是制造业,而机电一体化技术是制造业的支柱,因此机电一体化专业的人才应当为地区制造业的发展服务。但是随着近年来产业的升级,苏州地区的制造业向着高端、精密的方向发展,这就要求高职院校机电一体化专业的学生,在掌握机电一体化专业理论和技术的基础上,能够使用、调试、诊断和维护高端精密制造设备。因此高职院校的机电一体化专业应随之对课程体系进行调整,以适应当前人才市场的需求。
我校机电一体化专业目前的课程体系与实际岗位知识能力需求之间出现了一定的偏差,因此有必要对课程体系进行调整:以单片机控制系统的设计开发为主线,构建以电为主、以机为辅的课程体系。以电为主,是指合理选择和安排机电一体化专业所需的电子类课程,通过合理安排相应的实践环节,强化学生对电子类课程知识的理解能力,着重培养学生分析问题、动手解决问题的能力;以机为辅,是指机电一体化专业的学生,在掌握电子类课程的基础上,能够对其操作控制的对象——机械部分有所了解,既要能理解其基本的动作原理,又要能够对其基本的结构进行剖析,这样才能更有利于实现对机械装置的控制,真正做到机与电的有机结合。同时,运用单片机技术实现机电一体化设备的操作控制,还必须掌握基本的、能够在单片机中有效运行的控制方法,以进一步提升学生的综合职业素养。
二、以项目开发为目标,合理选择主干课程
机电一体化专业的主干课程是根据机电一体化专业的人才培养目标而确立的。以单片机为核心的机电一体化设备,主要由机械受控模块、测量模块、驱动模块、单片机模块、通信模块、接口模块和上位机模块组成,如图1所示。因此,机电一体化专业主干课程应围绕项目开发的每个环节所应具备的知识能力进行选择。[1]
1.第一环节:机械受控模块的分析
机电一体化专业的课程体系主张以机为辅,因此机械结构的设计,不作为机电一体化专业的主体教学内容。但对于机电一体化项目的开发来讲,机械模块是整个系统的受控对象,因此,要实现对机械模块的控制,必须对其结构和动作原理能够充分理解,才能有助于下一步设计工作的展开。这就对相关课程的设置提出了相应的要求。在这一阶段,应开设“机械制图与AUTOCAD”、“机械设计基础”,辅以“机械产品精度设计与测量”等课程。“机械制图与AUTOCAD”使学生认识基本的机械零件,并在此基础上掌握基本的AUTOCAD的应用能力;而“机械设计基础”则可使学生了解机械系统基本的结构、动作原理和设计方法。
2.第二环节:驱动模块和测量模块的设计
(1)驱动模块。驱动模块的作用是为机械受控模块提供驱动力。在机电设备中,液压和气压驱动、电机驱动是常用的驱动方式。机电一体化设备的开发中,在对机械受控模块进行分析的基础上,要为其选择合适的驱动方式。这一部分的支持课程有“液压与气动传动”、“电机与拖动”,并选择“电气控制与PLC”作为辅助课程,该课程以讲授电气控制技术为主,附带讲授PLC的相关应用知识。
(2)测量模块。测量模块是用来测量机电设备中的相关物理量,以实现对机械受控模块的监测或控制。相关的课程主要是“测试技术”,要求学生掌握传感器的基本原理及选择应用、信号调理电路的设计和信号的变换。
在驱动模块和测量模块的设计中,涉及了电力电子相关技术,因此,完成与之相关的设计内容前,应安排前期课程“电路分析”、“电子技术”,这两门专业基础课程是后续电子电气类课程的基础,因此可以将Proteus软件引入到教学过程中来。Proteus软件是由英国Labcenter公司开发的系统仿真与开发平台。该软件提供了丰富的元件库,并为大多数的元器件提供相应的仿真模型,在完成系统原理图构建的基础上,配合动态元器件,能实现系统的交互式仿真,完成虚拟的实验。Proteus软件应用到课堂教学和实践教学中,[2]能形象地演示学习内容,有助于激发学生的学习兴趣,使其能更好地掌握相关的教学内容。Proteus软件更为突出的特点是能支持微处理器结合其编程软件实现系统的联合调试。
关键词:中职;机电一体化;教学
中图分类号:G71
根据我国中职机电一体化专业对学生培养的目标与要求,我们知道此专业对学生的培养目标是:培养出能够胜任从事机电一体化设备操作使用的人才,包括对机电一体化设备安装、调试、使用、维修、维护和管理等,培养层次分为能够基本胜任工作的初中级技术应用专门人才和高技能、高素质、高应用型高级职业技术人才两类。对于高级职业技术人才的要求是:要求其不但能够操作、维护、管理,而且还必须能够进行设计。如何快速提升这一专业的学生技能与素质,将他们培养成专业素质高、专业技能强的科技型人才,是中职机电一体化专业教师必须面对的课题,本文就此展开探析,首先对现行机电一体化专业教学中存在的问题进行分析,接着就如何更有效地开展机电一体化教学进行分析探讨。
一、中职机电一体化教学现状分析
1、专业课程设置不合理性
针对当前机电一体化专业课程体系的分析,笔者发现课程体系对专业的侧重点与聚焦点主要集中在电与机两个方面,而且两者分界比较明显。专业目标要求他们是融为一体的,然而,当前的专业课程设置存在一些过分偏重于机械方面的课程安排,从而偏轻了对电类课程的设置,这与当前“机、电、计算机”三维一体的专业格局极不相称,从而导致教学与实际脱节,无法很好地配合机电一体化专业设备操作演练教学。为适应社会形势与专业发展趋势,笔者认为,有必要对机电一体化教学课程内容进行适度的改革调整,加强电气控制课程、计算机运用课程等方面的教学,从而将“机、电、计算机”三者提升到同等重要的高度来进行教学。
2、专业课程内容缺乏完整性和标准化
在机电一体化专业的课程教学过程中,几乎所有操作都是通过手工实践来进行的,只有极少部分通过自动化编程软件加以实现,专业课程内容缺乏完整性和标准化,从而必须导致对专业相关的知识掌握不全,不能对相关或相近专业知识做到融会贯通,导致学生对课程内容感到生涩,难以引起他们对课程学习的兴趣,甚至让他们觉得课程内容枯燥无味。对此,从教学效果来看,对提高教学效果极为不利,从对学生综合素质和长远发展来看,很难让学生蕴含更多的潜能去适应日益信息化的现代企业工作环境。针对这种状况,笔者建议,对目前的专业课程必须进行加以修改完善,使之更能与机电一体化专业教学目标相一致起来。
3、理论原理教学与实践操作教学相剥离
理论原理教学与实践操作教学本应融为一体、紧密相联、密不可分的,“机电一体化”专业特点对理论原理教学与实践操作教学的要求更高,对理论原理的教学必须引用实践操作加以形象化和具体化,对于实践操作教学必须通过理论原来进行指导、验证和保障。例如:现代国内外的工业企业几乎都装备了先进的数据信息传感设备、数据自动处理分析设备、自动化控制系统等,这些设备和系统技术含量都比较高,对操作和管理其的人员素质要求比较高,不但要求他们必须具有机电一体化专业技术和简单的操作能力,而且还必须有较高的理论分析能力。然而当前的实际教学,与企业实际情况相差很大,理论原理教学与实践操作教学相剥离现象严重,从而导致学生毕业后很难快速适应工作岗位需要。
二、机电一体化教学探析
1、激发学生学习兴趣,引领学生自主学习
我国春秋末期著名的思想家、教育家、儒家学派创始人孔子曾经说过:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”可见学习兴趣对教学的重要性,它可以激发学生自主地去研究、分析、挖掘事物的来龙去脉,进而激发人们对事物更深层次的探索,在教学中有了学习兴趣,不但可以提高教学质量和效率,而且还可以激励学生对难题进行攻坚探索,增强他们更好地学好教学内容的自信心。那么,如何更好地激发学生的学习兴趣呢?笔者认识,最好的办法就是让教学回归于生活实践或工作实际,例如:关于教学“三相异步电机变频调速”的过程中,就可以将我们日常生活中最常见的“变频空调”引入到课堂,通过其原理和特点来分析普通的与变频的空调之间的差异,进而指出变频调速存在哪些优点,从而增长学生的生活物理知识,增进学生学习的积极性和兴趣性,进而增强他们学习动力,激励他们自主学习。
2、注重实践操作教学课程的场景和任务创设
笔者具体的教学实践经验表明,机电一体化专业理论课程与具体专业实践课程关系相当密切,源于机电一体化专业本身就是理论与实践并重的专业,因此在具体教学中,当进行设计课程模式时,应采取实践与理论同步进行教学策略。例如,可以将《金属材料与热处理》、《机械制图》等理论知识的学习与实践结合起来。而在实践性课程教学中,必须特别注重实践操作教学课程的场景和任务创设,将实践延伸为实训,并尽可能让学生在实训车间进行,将“实习课”与“理论课”有机地结合起来,不再进行严格的区分。另外,对于教学课程的考核,也可以改变传统的笔试定高低的做法,改为笔试成绩、操作成绩、平时作业成绩三者合一的方式进行综合评分。
3、引入现代化教学手段提高教学质量
如今已经进入了信息化时代,我们的教学手段也应紧跟时代步伐。实践证明,通过引入多媒体等信息化手段,可以使教学更加形象、直观、生动,更有利于学生对专业知识和技能的理解和掌握。此外通过构建专业教室、实训和实验基地,将一些先进的设备或模拟器材引入其中,可以让学生在实践操作中进一步提高理论水平和实践操控能力。有利于学生加快掌握机电一体化操作技能,有利于学生毕业后快速适应新的工作岗位。
参考文献:
关键词:中职生;考核体系;教育改革
一、实践性教学体系的构建
广大中职生将来要面对的是一个广阔的社会市场,要做好中职生的实践性教学,使将来中职生在步入社会的时候能够形成强有力的竞争力,立于不败之地,就必须明白市场对人才的要求和需求。根据市场对专业的需要来进行我们的中职生教育,开设合适的实践性教学方案、教学模式、教学项目等,并在教学过程中发现问题和改进问题,引导学生的学习,检验学生的学习情况等。通过我们的探索与研究,对有关中职机电一体化实践性教学的开
展,在中职生实践教学中,首先要注意实践性教学体系的构建。
1.分层教学体系
为了迎合市场对人才的需要和完成我们的教学目标,我们要对我们中职机电专业的学生有充分的了解。对于他们的知识掌握情况和能力等,应该进行透彻的分析,并通过这些分析,发现中职生学习过程中出现的问题,提出相应的解决方案,然后把解决方案落实到我们的实践性教学中,确保我们教学目标的实现。这就要求我们建立分层教学的实践教学体系。在进行分层次教学的过程中,既要注重基础训练又要注重专业性的训练。例如,基本功训练需要增加中职机电一体化学生对于机电一体化的感性认识和基本理论认识等。在基础知识学习的同时还要锻炼学生的动手实践能力,注重现实操作技术水平,培养学生对机电一体化的兴趣,提高学生的学习积极性,为后面的专业化知识学习和专业培训奠定基础。在进行专业知识的学习过程中应该面向市场,以发展自己的职业为目的,掌握良好的职业技能。
2.逐渐深入的学习体系
在中职机电一体化专业实践教学过程中,要逐渐引导学生不断深入学习技能,从最开始学生对机电一体化技能的简单接触到掌握这些技能,然后慢慢地练习操作之后变成在会的基础上懂这些技能知识的原理等,最后是将这些原理和技能融会贯通,精
益求精,并逐渐形成自己的技能套路,甚至是改革和发展职业技能。在中职机电一体化实践教学的课程安排上,要先安排实践课程,锻炼学生的动手能力,然后再安排理论学习,这样学生在进行理论学习的时候就可以更加形象和生动,可以边回想实际操作的过程边理解理论的原理。例如车工操作的学习课程就可以这样安排:先让车工去车间实地实习,让他们对机电一体化专业的内容和技能有初步的感知和了解,并且初步形成一定的动手实践能力,然后安排他们进行理论和专业基础课学习,使他们将整个机电一体化专业知识融会贯通。体现了教学过程中以学生为中心,以实践为主导的实践教学思想。这种教学理念可以激发学生学习的积极性,促进中职机电一体化专业实践教学的有效开展。
3.实习考核体系
学生实习是对学生学习成果的一个有效检验过程,可以很好地考量学生对理论知识和专业技能的掌握。建立完善的实习考核体系可以检验中职机电一体化专业实践性教学质量,强化我们的技能教育成果。例如,对学生技能实践中各种小项目的考核、技能鉴定等。
二、改进和改善教学方法
1.加强对学生的引导,完善教学目标
在进行中职生的教学时,要注重对学生的引导,突出学生的主体地位。老师在实践教学中要注意对学生进行正确的引导,为学生的学习保驾护航,要根据中职教育的相关思想和目标,在日常教学活动中,要不断完善教学目标,将教学目标和市场的需要相统一,注重学生实践能力和专业技能的培养,通过对教学目标的制订,增强学生的学习自觉性和学习能力,使学生全面掌握所学知识,让学生自己的所学与以后的就业相结合。
2.运用各种途径辅助教学
中职机电一体化专业实践教学不仅仅是一个课堂教学的过程,也不可能仅仅依靠课本和理论知识。因此,在实践教学的过程中要合理利用各种教学资源,比如,多媒体教室、车间、实训室等,让我们的学生在理论知识学习的同时拥有专业的生产线实践能力,让学生的学习不只停留在书本理论知识上面,还应让学生完成从实践到理论然后再到实践的整套学习过程。各种教学资源的综合利用需要我们的老师做好教学规划,以促进实践教学的开展。
3.老师要做好示范工作
在实践教学过程中,由于很多实践技能都是很专业的,所以,老师在实践过程中要做好引导和讲解,身体力行,用自己的实际行动来带动学生的学习,通过自己的行为引导,辅助于教学讲解,就一定能达到很好的教学效果。老师用行为来引导学生的教学实践,是中职教育的新尝试和有利方式。通过老师的行为引导,督促学生通过互相之间的合作完成实践操作,这种教学方式可以加强学生间的探讨交流,让学生互相分享自己的学习经验,促使学生间相互学习,取长补短,共同进步。
三、加强管理和监督
实践教学的质量保证离不开强有力的监督机制和科学的管理机制,科学有效的管理活动和强有力的监督往往能使实践教学达到事半功倍的效果。这就要求我们在进行实践教学时,制订科学合理的实践教学计划,完善我们的管理、加强实践教学质量监督和考核机制等。科学合理的管理机制包括对教学班子师资力量的管理,对车间、实训中心的管理,对学生的管理等。有效的监督机制包括专业顾问委员会和用人单位的评定和监督等。在实践教学过程中,要对实践教学的目的、内容等对学生进行有效的表述,然学生明白实践教学的重要性,在教学考核和监督过程中才能做得更好、更优秀,真正做到把自己的学习和就业接轨,对自己负责,促进中职教育对学生职业技能的培养。
我们的中职机电一体化专业教学想要走得更好、更远,就必须从我们的实际教育情况出发,面向社会,同市场相结合,确定好自己的教学目标和教学方向,以培养我国机电一体化专业型人才为目的,深化中职教育改革,使我们的中职机电一体化教育为国家和社会输送更多的专业化人才,促进我国的现代化建设。
参考文献:
[1]邵菲.对中职机电一体化专业实践教学的思考[J].黑龙江科技信息,2011(32).
关键词:机电一体化;本科教学;人才培养;项目教学法
作者简介:王昊(1972-),男,安徽泗县人,上海电力学院能源与机械工程学院,副教授;吴懋亮(1970-),男,山东莱芜人,上海电力学院能源与机械工程学院,副教授。(上海 200090)
基金项目:本文系2011年上海市教委重点课程机电一体化原理项目(项目编号:20115301)的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)10-0075-02
为了满足电力行业对机械类专门人才的需求,各电力高校均开设了机械设计制造及其自动化本科专业。该专业的主要特色是培养能够适应电力行业的机械类相关岗位的人才。前几年,该专业毕业生的就业形势喜人,但是,由于制造类相关行业广受金融危机的影响,导致近年来毕业生的就业情况不太理想。面对无法预知的金融危机以及制造业界不太乐观的就业形势,作为专业教师,应该思考怎样才能使学生更从容地面对求职择业问题。
机电一体化作为机械、电子和信息等多科内容融合的学科,在拓宽机械类学生知识面和就业面等方面将起到重要作用。加强该课程的学习,能明显提高学生素质,从而增加学生在机电一体化行业内的就业机会。本文认真思考了机电一体化原理在本科教学中的若干问题,以“机电一体化原理”教学为基础,论述该课程对学生的重要性并指出目前存在的问题,提出以拓宽学生的就业面为目的崭新的教学思路,并辅以项目教学法的教学改革方案,以及增设“机电一体化原理”课程设计的设想。
一、引导学生认识“机电一体化原理”的重要性
学生在学习“机电一体化原理”的时候,由于缺乏实际经验,加上该课程牵涉面很广,学习难度较大,因而学习热情不足。因此,在教学过程中,教师要想方设法、千方百计地引导和吸引学生充分认识“机电一体化原理”这门课程的重要性,从而激发学生的学习热情。
首先,应使学生明确,机电一体化是多学科交叉,相互渗透的综合性课程,广泛涉及机械技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服驱动技术、检测传感技术和系统总体技术等方面的内容。机电一体化技术是给传统机械加上“大脑”(计算机信息处理与控制),极大限度地延伸了机械的概念,使机电一体化产品几乎无处不在。例如,“机器人”作为最重要的机电一体化产品之一,已经成为现代工业控制的三大支柱之一。[1]
其次,针对现在机械专业学生机械基础扎实、电子基础薄弱的特点,认真学习“机电一体化原理”这门课程,将显著提高学生在电子方面的素养。通过课程讲解、实验教学、项目教学、课程设计等教学手段,学生深刻体会机电一体化的基本原理和设计方法。
最后,机电一体化的重要性还体现在很多产品,特别是高科技产品,难以将机械和电子部件完全分开。例如,机电设备设计及维护人员既要精通机械方面的知识,又要精通电子方面的知识。因此,掌握机电一体化原理,并将其应用到解决实际工程问题当中,已经成为机械专业的毕业生必须掌握的一项重要技能。
二、增加实验课时、加强实验室建设与整合
“机电一体化原理”理论学习固然重要,实验教学也同样重要。不少学校现有的“机电一体化原理”的教学大纲中,实验教学所占学时明显偏少,而且学生真正能动手完成的实验更是少之又少。因此,现有实验安排起不到锻炼学生的动手和实际操作能力的目的。
此外,很多学校实验室中的设备和科研条件并没有充分发挥出来。应该在现有的设备的基础上,广泛开拓思路,整合、组合、创造出新的机电一体化实验,以实现锻炼学生动手能力的目的。而且,实验室的工作条件和实验场所还需要进一步改善。实验设备也需要对机电一体化实验教学或辅助教学等方面,进行广泛市场调研,根据需要进行采购和扩充。
因此,必须在加强实验室建设的基础上,适当增加机电一体化的实验课时,才能真正使学生通过实验加深对机电一体化理论知识的掌握,体会机电一体化应用的目的。
三、激发学生在机电一体化行业内的就业思路
激发学生产生在机电一体化行业内就业的想法,是教学的重中之重。只有学生真正产生这种想法,才会产生学好“机电一体化原理”的动力。
目前,机械专业毕业生大多将自己的就业方向主观定位在纯机械领域。尽管机械制造业是非常庞大的产业,但就业机会终归有限。由于能力的欠缺,择业的时候,面对机电一体化行业广泛的就业机会,学生更多的是无奈。鉴于此,任课教师必须努力激发学生在机电一体化行业内的就业兴趣。
引导学生领悟,若是自己具备很强的机电一体化技术方面的素养,将会拓宽自己的就业面,从而为自己创造更多的就业契机。就算是学生毕业后选择在机械行业就业,若是在机电一体化方面有比较扎实的基础,也会开拓自己的视野,何况是现在科学技术、工程技术已经发展到机、电完美结合的阶段,完全分开的机械和电子几乎没有。
因此,在教学过程中,应该结合机电一体化行业激发学生的学习动力。具体来说,可以结合机械专业学生在机电一体化行业就业的实例,引导和激发学生的学习热情。另外,在教学过程中,也可以充分结合机电一体化产品的具体设计思路,引导学生如何跨越机械专业的局限,尽可能多地接触机电一体化领域。通过这些方式,学生们将会自然提升对机电一体化领域的兴趣,从而增加在机电一体化行业就业的主观积极性。
四、开展项目教学法、培养学生综合能力
为了使学生加强对机电一体化领域的认识,启发他们在机电一体化行业内就业的热情,“项目教学法”引入到机电一体化的本科教学工作中去。项目教学法在国外的职业教育中应用较多,目前在本科教学中还很少使用。为了让机械专业的学生通过项目直接深入到机电一体化领域,教师提出使用项目教学法。
项目教学法是一种在“做中学”的理论基础上发展起来的一种教和学的模式,这种教学法通过组织学生真实地参加项目设计,履行和管理项目的全过程,在项目实施的过程中完成教学任务,培养学生的实践能力、分析能力及其他关键能力。这种模式突破了传统的“以课堂为中心,以教师为中心,以教材为中心”的教学模式,强调使用的技能和知识创新,有效地交流课堂与社会生活的联系,充分展示现代教育“素质教育”的本色。[2,3]
项目教学法主要特点是与现实生活紧密联系,加强理论联系实际,有助于培养学生的多方面能力,更重要的是展示学生的创造性,培养了学生解决实际问题的能力。项目教学法的整个教学过程可以分为以下几个阶段:
1.拟定题目
学生自主分组或教师分组,查阅资料、主动思考,充分发挥主观能动性,拟定本小组的题目。教师在这个过程必须要干预,要求学生选定的题目具有创新性或实用性,特别是要适合该小组的特长和兴趣。要求项目既要体现学生的创新性、具备挑战性,又要切实可行、经过学生的努力可以完成。
2.可行性分析及方案设计
通过项目可行性分析及方案设计、确定项目进程计划,要求该进程安排基本与课堂教学进度并行,即:按照课堂教学的进度安排项目的实施进度,即首先是机械机构、执行机构,然后是计算机、控制系统和传感器系统等。教师必须认真检查各小组的可行性分析及方案设计。
3.项目实施要求学生按照工作进度实施并做阶段总结
这一阶段,对于学生在项目研究所用到的内容,有可能在课程学习中没有学到,要求教师指导学生进行再学习,以进一步挖掘学生的创造性思维。项目的实施过程中,学生将有大部分工作需要在实验室中完成,因此,在第三部分对实验室进行整合和扩建的过程中就必须要考虑这些问题。
4.项目考评
以小组为单位,认真考核学生完成项目的情况。针对机电一体化项目的各系统的设计、实现方式、功能和项目报告等进行考评。考评中要特别注意学生在完成项目的过程中发现问题和解决问题的能力。
5.项目拓展
建议学生以研究报告、学术论文的形式呈现本小组的研究成果。对于考评成绩优秀的小组可以组织学生以申报专利、参加竞赛的形式进一步拓展项目。
项目教学法可以极大提高学生的兴趣,激发学生的学习热情,挖掘学生的创造性思维,同时使学生以真正项目的方式接触到机电一体化的产品设计和项目管理。这种项目管理的经验,发现问题、解决问题和总结问题的能力和经验对学生而言非常宝贵。项目考评优秀的学生的科研论文和专利申请都将在学生毕业求职时增加不可或缺的砝码,将成为机电一体化行业的敲门砖。
五、增设“机电一体化原理”课程设计环节
现有的教学手段,还不足以提升学生在机电一体化行业的竞争力。作为项目教学法的补充,还可以通过增加机电一体化原理设计环节,从而更大程度上提高学生的机电一体化产品的设计能力。
课程设计时,要求学生认真回顾教师在课堂上所授要点,分析各要点对产品功能的实现及其特性的影响。希望学生在课程设计过程中,进一步理解、吸收和消化课程理论知识以及在项目教学法中所存在的尚未解决的问题。
课程设计课题要尽可能选择具有产业背景的实际课题,学生通过原理方案的设计、结构设计、传动系统的设计、执行机构的设计、控制系统的设计以及总体设计等过程,加深对机电一体化系统的总体认识。在指导过程中,注意培养学生的创新设计能力,充分发挥学生的创新潜能。此外,还要注意课程设计必须与项目教学法互补,对于项目教学法中没有涉及的部分,要适当加强。[4]
课程设计应着重培养学生熟悉机电一体化行业标准,全面掌握机电一体化产品设计规范和过程,并培养学生扎扎实实的工作作风。
六、结论
本文以拓宽机械类学生的就业面为主要目标,针对“机电一体化原理”本科教学的若干问题,进行了深入探讨和思考。以“机电一体化原理”教学为基础,论述该课程对学生的重要性,以及如何引导学生对该课程的重要性进行再认识。通过加强实验室建设,增加学生动手实践的机会,以拓宽学生的就业面为目的,激发学生的学习动力。提出项目教学法的教学改革方案,着重培养学生在机电一体化产品设计中的发现问题和解决问题的能力;该项目教学法与“机电一体化原理”课程设计相辅相成。期待机电一体化课程在提高综合素质、拓宽毕业生就业面等方面有所建树。
参考文献:
[1]张建民.机电一体化系统设计[M].北京:北京理工大学出版社,2006.
[2]曾励.机电一体化系统设计[M].北京:高等教育出版社,2004.
由于技术的不断创新,在各高校的教学实验室内,一些与实验有关的硬件设备也应该随时淘汰或更新,来保证实验的准确性和安全性。并且,要配全常用的基础零件及设施来保证综合性实验的开展。2.1制定有关实验室的相关制度为了调动学生对实验的积极性与热情,保证设备与零件的充分使用,应该制定有关实验室的相关制度。如:实验用品的使用与摆放,实验室内的卫生与清洁,实验安全性的有关规定。这样,实验人员在遵守相关的实验室制度的情况下,可以更高效地操作实验步骤,更安全地进行实验。2.2针对教学体系开设实验室学校可以根据学生对课程掌握的不同程度开设实验室。(1)基础性实验室主要是对机械的感知和认识,可进行初步的机械实验,掌握实验操作的熟练程度,初步地将理论知识应用到实际中。(2)综合性实验室主要是进行机械综合性实验,在基础实验的基础上进行综合性的操作,还可进行机械测试等相关实验。(3)创新型设计实验室在学生可以独立进行综合性实验操作的基础上,学生可在老师的指导下进行自由创作和设计,在创新型设计实验室中,会提供高端的网络软件平台和先进的实验器材和设备,以便于学生能够做出机械辅助设计和创新型设计。通过针对性的实验室的设立和实验教学的改革,培养了学生的实际操作能力,由单一的理论基础到丰富的实验经验,调动了学生对机电一体化这一专业的积极性,完成了学生从跟着老师做实验到可以独立完成实验的过渡。逐步形成了培养综合性技能的实验教学发法。
2013年3月13日星期三机电一体化最根本的实验教学目的就是机电一体化系统的设计方法。所以在实验教学上更多的采用基础的机械传动、传感器来构成实验平台。这样,在基础的实验上,还可以进行综合性的实验,可以让学生更好地掌握实验技巧,更好地达到实验效果。在机电一体化的实验教学中,综合性实验是最为重要的组成部分,也是比较难掌握的,所以,机电一体化的实验教学目的还包括对综合性实验的熟练掌握。更重要的是,机电一体化是一门操作性比较强的专业,现在的社会需要的是能把理论知识与实际能力相结合的人才,为了更好的培养机电一体化专业人才,我们进行了实验教学研究的改革与探索,通过对新设备,新技术的研究与探索,制定一套更全面,更新颖的机电一体化实验教学体系,从而培养新型的专业性人才。
机电一体化实验教学改革与探索的重要意义
机电一体化近年来在我国是比较热门的技术型学科,它所涵盖的内容也非常之广泛。目前,各个高校和职业性的学校都设有这一课程,目的是为了培养更多的创新型技术性人才。中国现今已经是科技大国,为了与国际接轨,提高科学技术的水平,机电一体化的实验教学也在不断的探索与改革之中。机电一体化实验教学的改革与探索对企业的生产和发展也有重要意义。在经济全球化的国际大环境中,企业的高端竞争尤为激烈。企业的自主研发产品和创新型产品都来源于创新性的实验改革与探索,和创新型人才的培养。机电一体化就包含了信息技术和电子技术,就要求较强的实际动手能力和专业的创新型技术性的人才通过对机电一体化的学习,来帮助企业创作新型信息类电子产品,来提高企业在行业内的竞争力和创造力。
关键词: 职校 机电一体化教学 策略 现状
我国职校机电一体化专业对学生的培养目标与要求是:培养出能够胜任机电一体化设备操作使用工作的人才,包括对机电一体化设备的安装、调试、使用、维修、维护和管理等,培养层次分为能够基本胜任工作的初中级技术应用专门人才和高技能、高素质、高应用型高级职业技术人才两类。对于高级职业技术人才的要求是:不但能够操作、维护、管理,还必须能够设计。如何快速提升这一专业学生的技能与素质,将他们培养成专业素质高、专业技能强的科技型人才,是职校机电一体化专业教师必须面对的课题,本文就此展开探析,首先对机电一体化专业教学中存在的问题进行分析,接着就如何更有效地开展机电一体化教学进行分析探讨。
一、职校机电一体化教学现状分析
1.专业课程设置不合理性。
针对当前机电一体化专业课程体系的分析,笔者发现课程体系的侧重点与聚焦点主要集中在电与机两个方面,而且两者分界比较明显。专业目标要求它们融为一体,然而当前的专业课程设置存在过于偏重机械方面的课程安排情况,从而减少对电类课程的设置,这与当前“机、电、计算机”三维一体的专业格局极不相称,导致教学与实际脱节,无法很好地配合机电一体化专业设备操作演练教学。为适应社会形势与专业发展趋势,笔者认为,有必要对机电一体化教学课程内容进行适度的改革调整,加强电气控制课程、计算机运用课程等内容的教学,从而将“机、电、计算机”三者提升到同等高度进行教学。
2.专业课程内容缺乏完整性和标准化。
在机电一体化专业的课程教学过程中,几乎所有操作都是通过手工实践进行的,只有极少部分通过自动化编程软件加以实现,专业课程内容缺乏完整性和标准化,导致对专业的相关知识掌握不全,不能对相关或相近专业知识做到融会贯通,导致学生对课程内容感到生涩,难以引起他们对课程学习的兴趣,甚至让他们觉得课程内容枯燥无味。这对增强教学效果极为不利,从对学生综合素质和长远发展来看,很难让学生发掘更多潜能以适应日益信息化的现代企业工作环境。针对这种状况,笔者建议,对目前专业课程必须进行加以修改完善,使之更能与机电一体化专业教学目标一致。
3.理论原理教学与实践操作教学相背离。
理论原理教学与实践操作教学本应融为一体,紧密相连,密不可分,“机电一体化”专业特点对理论原理教学与实践操作,教学的要求更高,对理论原理的教学必须引用实践操作加以形象化和具体化,对于实践操作教学必须通过理论进行指导、验证和保障。例如:现代国内外的工业企业几乎都装备先进的数据信息传感设备、数据自动处理分析设备、自动化控制系统等,这些设备和系统的技术含量都比较高,对操作和管理其的人员素质要求比较高,不但要求他们具有机电一体化专业技术和简单的操作能力,还必须有较高的理论分析能力。然而当前实际教学与企业实际情况相差很大,理论原理教学与实践操作教学相背离现象严重,导致学生在毕业后很难快速适应工作岗位。
二、完善机电一体化教学措施
1.激发学生学习兴趣,引领学生自主学习。
我国春秋末期著名的思想家、教育家、儒家学派创始人孔子说:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”可见学习兴趣对教学的重要性,它可以激发学生自主研究、分析、挖掘事物来龙去脉的兴趣,进而激发人们对事物进行更深层次的探索,在教学中拥有学习兴趣,不但可以提高教学质量和效率,还可以激励学生对难题进行攻坚探索,增强他们学好教学内容的自信心。那么,如何更好地激发学生的学习兴趣呢?笔者认识到,最好的办法就是让教学回归生活实践或工作实际。例如:在教学“三相异步电机变频调速”的过程中,可以将我们日常生活中最常见的“变频空调”引入课堂,通过其原理和特点来分析普通的与变频空调之间的差异,进而指出变频调速存在哪些优点,从而增长学生的生活物理知识,增进学生学习的积极性和兴趣性,进而增强他们的学习动力,激励他们自主学习。
2.注重实践操作教学课程情境和任务的创设。
笔者具体的教学实践经验表明,机电一体化专业理论课程与具体专业实践课程关系相当密切,因为机电一体化专业本身就是理论与实践并重的专业,因此在具体教学中在设计课程模式时,应采取实践与理论同步进行的教学策略。例如,可以将《金属材料与热处理》、《机械制图》等理论知识的学习与实践结合起来。而在实践性课程教学中,必须特别注重实践操作教学课程情境和任务的创设,将实践延伸为实训,并尽可能地让学生在实训车间进行,将“实习课”与“理论课”有机结合起来,不再进行严格的区分。另外,对于教学课程的考核,可以改变传统的笔试定高低的做法,改为笔试成绩、操作成绩、平时作业成绩三者合一的方式。
3.引入现代化教学手段,提高教学质量。
如今已经进入信息化时代,我们的教学手段也应紧跟时代步伐。实践证明,通过引入多媒体等信息化手段,教学能更形象、直观、生动,更有利于学生理解和掌握专业知识和技能。此外通过构建专业教室、实训和实验基地,也可将一些先进的设备或模拟器材引入其中,让学生在实践操作中进一步提高理论水平和实践操控能力,有利于学生加快掌握机电一体化操作技能,有利于学生毕业后快速适应工作岗位。
参考文献:
关键词 工程教育;专业认证;机电一体化系统设计;教学改革
中图分类号:G642.3 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2017)03-0080-02
1 前言
为了促进机械专业的跨越式发展和国际化进程,进一步提升机械设计制造及其自动化专业的教学质量、社会声誉和国际视野,促进本科毕业生的国际交流,为工程师执业资格认证奠定基础[1],从2013年下半年开始,贵州大学机械工程学院机械制造及其自动化专业开始着手准备进行工程教育认证,于2014年顺利通过该认证。在以“认证”为目标,不断促进教学改革的过程中,全院教师始终坚持以能力为导向,重在加强学生的培养质量和利用学科知识分析解决工程实际问题的能力[2];同时以学生为中心,以不断优化和改进的培养目标和毕业要求,建立、建设优质的课程体系和师资队伍,配备必要的教研设备。
在“迎接认证”、不断改进的过程中发现一些专业课程存在的问题,以培养目标和毕业要求的工程性不强为代表,主要体现有教学内容缺乏实际工程拓展,课程教学方法有待拓宽,特别是工程实践能力的培养还需要进一步加强。机电一体化系统设计作为机械电子工程方向一门重要的专业课,亟待相关教学改革,以适应工程教育认证的要求。
2 现状与问题
基本现状 机电一体化系统设计是机械制造及其自动化专业机械电子工程方向的一门重要的R悼纬蹋目的是培养学生对机电一体化系统的应用和设计能力,掌握机械系统元部件设计和微机控制系统及其接口设计方法,培养机电结合的专门人才。本课程的基本任务是使学生掌握对机电一体化系统的分析应用和设计基本方法。该课程涉及的机械传动部件、电机、微机接口技术和机电一体化设计思路等,可以说是对本专业前期所学专业课程进行融合、需要实践深入消化和提高认识的一个重要环节。并且贵州大学机械工程学院不仅是机械电子工程方向开设本课程,机械制造和农业机械化专业方向也开设了本课程,学生普遍反映教学枯燥,工程实践性不强,部分知识无法理解。
为了使机电一体化系统设计课程与“工程教育认证”要求相适应,更好地帮助学生掌握本门课程知识内容和加强工程实践能力培养,达到学以致用的目的,需要对机电一体化系统设计课程的教学内容和方法进行改革研究。
主要存在的问题 贵州大学机械工程学院于21世纪初开始在机械电子工程专业方向的本科班开设机电一体化系统设计,随着十多年教学经验的积累,已形成一套较为完善的教学方案和体系。但是随着技术的不断革新,社会和工作岗位对学生要求的不断提升,越发觉得本课程的传统教学中存在一些问题,主要表现在以下几个方面。
1)教学内容陈旧,过于侧重机械结构的讲解。通过工程教育认证评估,充分和企业沟通后,发现一些课程所教授的内容和技术已经在当下机电产品中被新技术所取代。另外,由于在教授本课程前有单片机原理、接口技术和机械控制工程等课程,在机电一体化系统设计的教学中都会以典型机电系统的传动结构为主,使“机”和“电”在教学过程中不能充分结合。
2)实验教学设施不足,实验内容受到限制。本专业拥有的机电一体化教学设备较少,有的仅仅停留在十字工作台、单片机和传感器方面,对于机电系统的稳定性和优化部分的实验暂时空缺,这不利于学生提高感官认识。
3)教学方法单一,缺乏与工程实际的联系。现有教学基本上是以课堂教学为主,辅以少量实验,大多采用讲授法通过多媒体教学平台进行授课,而且大多是纸上谈兵,课程教学与实验教学同工程实践联系甚少,与“工程教育认证”的要求存在差距。
4)学生反映学习难度大,应用能力不强。在教学过程中,一些学生反映部分知识点难以理解,不清楚这些知识能“干什么”,能解决什么问题。另外,从考试反馈来看,学生对综合应用机电技术的能力还有待提高,特别是不能将一些来自工程实际的问题和书本知识结合起来分析。
3 教学改革
教学内容的改革
1)树立“机电结合”的系统教学思路。机电一体化的目的是提高产品或系统的附加价值,实现多功能、高效率、高可靠性、省材料、省能源,并使产品结构向轻、薄、短、小化方向发展。因此,机电一体化的研究方法不能只是简单拼凑,应该从系统设计方案开始到各元部件选择到系统最终成形的全过程,都要贯彻系统设计的思想 [3]。机电一体化系统设计课程的教学也是如此。在课程讲述过程中,如果只是根据教材的章节顺序进行讲解,会在学生脑海中形成一个个的知识孤岛。因此需要将整个课程用几个典型案例把所有章节贯穿起来,做到前后呼应。如在教学“机械结构”中的“机架和支撑稳定性”时,可以和“元部件特性分析”中的“静、动态特性分析”结合起来,在讲机械结构时就引入控制工程中的一些知识点。
另外,教材的最后一章有很多案例,可以根据这些案例的特点,将其穿前面的章节讲解,在讲授每一部分内容时都结合案例,并将系统设计方法融于其中,不仅利于学生对知识的掌握,还可以举一反三、加深理解。
关键词:高职院校;机电一体化;改革;体系
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.11.272
0 前言
我国的职业院校的培养目标主要以实用型人才的培养为主,而我国的高职院校的机电一体化建设中存在一定的问题,因此需要一定的教学改革。职业院校的人才培养目标,在当前的社会环境下,应该积极从企业的需求出发,以培养适应企业发展的人才为目标,才能使学生能够在未来的发展中适应企业的需求。但是,目前针对高职院校机电一体化教学中存在的问题,进行合理的改革与体系的构建是非常重要的。所以,笔者主要针对这一问题,提出了积极促进高职院校机电一体化教学改革的措施,分析了教学体系构建的合理意见,从而能够促进我国高职院校教学改革与发展。
1 当前我国高职院校机电一体化教学的现状分析
1.1 实习实训条件的现状与不足
从目前来看,我国很多高职院校的实训教训环节中存在一定的问题。当前一些高职院校的实训环境有待加强,一些学校中会借助计算机的方式,对实验现象进行模拟,借助电教录像的方式让学生感受到实训的效果。但是,对于这些手段来说,过于简单,而且成本比较廉价。因此,应该加强学校与企业之间的合作,促进资源的合理共享,积极构建学校的实验室,才能促进教育与行业对接的实现。
1.2 复杂而又繁多的课程种类
随着我国区域经济的不断发展,高职院校的机电一体化建设需要更多的专业人才,而且随之而来,我国很多高职院校中都对机电一体化专业进行设置,以此能够使院校之间能够互相借鉴与参考[1]。但是在这一过程中,也出现了一定的问题。如课程内容比较相似,课程类别比较繁多、复杂,而且对用人单位的需求有所忽视。
1.3 存在着模糊的专业定位与培养目标
我国的很多高职院校中,在制定人才培养目标上存在一定问题。尽管从总体来看,各级各类学校呈现出较好的趋势,但是一些同类别的院校中,在师资水平以及硬件建设上都存在着较大的差异,而且存在着比较相似的培养目标与专业定位等。
2 高职院校机电一体化教学体系结构
对于高职机电一体化的专业教学体系的建设来说,主要是一种生产过程,而且具有一定的岗位技术要求,以实践能力为目的的体系。这种体系结构有六方面的内容,教学文件、教学目标、教学性质、教学地点、教学层次以及技能特征等。对于实验、实习训练来说,主要是一种实践教学环节的形式,针对岗位的技术要求以及职业的需求等等,具有相互关联性特征。而对于实验来说,是服务与课程教学设计的。主要是能够帮助理论教学的深入,借助实验的作用,能够促进学生对理论知识的了解与深化[2]。
对于技能训练,属于一种强化训练形式,主要是强化学生的单项能力,促进学生综合应用技术能力的提高。职业实践也是技能训练的一种,能够促进学生掌握操作技能与技术能力。特别是是对项目的训练。作为实训基地来说,主要是校内实训为主,这与我国的实际教学情况相吻合。而对于实习来说,属于最后环节的实践教学内容,主要帮助学生对专业知识的理解,以及对基本实践技能的熟悉与掌握等。另外,学生通过学习能够对自身专业的岗位需求有大致的了解,而且对岗位的专业素质与能力需求有一定的掌握。实习的地点主要是校内或者校外的实习基地等。
最后,对于通用职业能力来说,主要是根据职业生涯来划分出来的。作为通用职业能力来说,主要是学生应该掌握的以及必须具备的基本技能,还有关于职业方面的素质与能力。例如,外语、计算机的学习等,还有一些基本的能力,如合作能力、沟通与交流能力、获取信息能力以及组织能力等。主要是对学生针对某种职业岗位的需求而学习的能力与素养等[3]。
3 促进教学改革,构建高职院校机电一体化教学体系的有效策略
3.1 模块化教学体系的构建
首先,应该积极建立模块化教学体系。对于机电一体化专业教学,最重要的就是实践教学方式。不同阶段的时间教学对学生具有不同的影响。因此,应该加强对教学环节重要性的明确。把企业中的用人需求作为自身发展的目标,对机电专业人员的专业技能与理论知识等进行积极培训。在模块化教学体系中,通过基础知识的训练,能够将学生的专业知识技能进行巩固,使学生能够更好地学习到一定的实践知识经验,促进学生专业技能的提高[4]。
3.2 构建教学体系的改革模式
3.2.1 加强对教师的专业技能培训,促进教师素质与能力的提高
在培养教师素质与能力的过程中,可以将教师与管理人员到彼此的工作单位中挂职训练,促进教师专业实践能力的提升。其次,应该积极发挥教师的作用,加强与企业的合作,对技术产品进行合理研发,能够帮助知识理论的完善与发展。另外,可以将绩效考核制度建设起来,对优秀的教师与职员进行鼓励与奖赏,以此能够促进实践型教学队伍的构建。
3.2.2 培养“双师型”教师队伍
在高职机电一体化的教学改革中,需要积极构建“双师型”教师队伍,积极设计合理的培养计划,积极发挥专业理论教师与实践型教师的作用,以此能够在互相合作中将实训教学工作完成,加强两者之间的互动,以此能够相互学习、共同成长。
3.2.3 积极运用合适的教材
当前职业院校中的教材版本比较繁多,一些职业院校在选择教材过程中仅仅注重对本科院相类似的教材,为了促进知名度的提高。但是这样不利于学生的理解,也不能促进学生学习水平的提高。所以,在选择教材的过程中,应该注重实用性原则,加强理论知识的应用性,以此促进学生能力与水平的提升[5]。有条件的可以结合院校实际,编写和选用校本教材,提升教材和实际状态结合的紧密度。
3.3 构建机电理论与实践的一体化教学
3.3.1 理论课程
对于机电一体化的教学课程体系中,主要有专业理论与技能、基本素质以及综合创新等等。随着社会的发展,科学技术的运用,一些新的课程已经融入了较多的新的教学内容。在教学理论课程活动中应该加强活动的训练,使理论与实践相互结合起来,以此能够帮助学生得到理论与实践能力的提升。而对于当代大学生来说,针对当前的发展趋势,应该在发展自身专业能力与素养的过程中,还要增强自身的基本素质。良好的基本素质能够促进学生能力的发展。但是,也需要培养学生的岗位能力等。因此,仅仅将这几种能力积极融合在一起,才能有效促进学生创新能力的发展。
3.3.2 实训课程
在高职院校的机电一体化教学过程中,在培养学生理论知识基础的过程中,需要加强实践活动的训练。首先,可以增加一些活动课程。让学生在具体的实践课堂活动中,锻炼自身的实践能力与水平。其次,应该将实训中心建设起来,对于建设过程中应该借助校企合作的形式,以此能够让学生能够在学校里进行实践与学习。针对学校的实习安排,可以每周进行实习的安排。在建设过程中,可以引进专项建设资金,将一体化的教学实验室建设起来,以此能够促进学生的学习与能力的发展。其次,可以采取顶岗实习制。在学生离校的最后一年里,学生能够到企业中进行实习。这样也能促进校企之间的合作与沟通,还能积极培养学生的实践能力,在企业中积极锻炼,以此能够适应企业对人才的需求。另外,还能促进学生社会适应能力的提高,能够为学生未来的就业奠定坚实的基础。在实训过程中,学生能够在实践中获得一定的认识,通过直观的教学发展,能够使学生形成一定的实践能力,培养自身的综合能力与素质[6]。总之,通过理论与实践的相互结合,可以使学生在未来的就业与发展中拥有一定的优势,促进学生的全面发展。
3.4 改革实践教学考核环节
要想促进实践教学质量的提升,应该在实践教学过程中积极运用考核方式。首先,可以采取模块考试的形式,学生完成实习任务后,需要布置学生对实习进行总结与考核,只有考核合格后才能进行专业的实习工作,使学生能够在不同阶段的实习中掌握一定的知识技能。比如,对于钳工专业的学生来说,在钳工实习考核成功后,才能实习机床的检修等。针对表现良好的学生应该鼓励考取相关的职业资格证书等。另外,可以借助技能大赛的形式。比如,在金工、设备操作等阶段的实习结束后,应该在实习达标后,让学生进行更高级别的技能比赛,以此能够促进学生实践能力的有效提升。
4 结论
综上所述,对于高职院校机电专业的发展来说,在人才的培养方面应该从企业的需求出发,将适应社会发展的合格人才进行实践能力的培养。随着近些年来,我国职业院校的发展模式应该做出一定的改革。作为高职院校中,应该从机电企业的实际需求出发,加强学校师资队伍的建设,培养“双师型”教师队伍,以此能够促进学生实践能力与理论知识的结合,能够积极适应企业的发展,也能够使自身在未来激烈的人才竞争中获得优势,为以后的就业奠定坚实的基础。
参考文献:
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[5]王高尚.关于机电一体化专业对应职业岗位的分析[J].职业,2015(12):44-46.
关键词:机电一体化技术;理论教学改革;实践
作者简介:熊小琴(1983-),女,湖北黄冈人,武汉生物工程学院机电工程系,讲师;谢丹(1983-),女,湖北荆州人,武汉生物工程学院机电工程系,讲师。(湖北 武汉 430415)
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)08-0033-02
众所周知,制造业是我国的支柱性产业,也是自动化程度较高的行业。如今为提高产品质量与生产效率,制造企业越来越多地采用自动化生产设备和制造技术,而自动化生产制造的核心技术是机电一体化技术。所谓机电一体化技术即机械技术与电子技术的融合,是一项集控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和计算机信息技术等于一体的综合性技术。
通过为期三年的机电一体化专业教学实践及对走上工作岗位的机电一体化专业毕业生的访谈,笔者了解到目前机电一体化专业毕业生的瓶颈所在,即学校学习的理论知识较多用不上,能用得上的理论知识又不知如何应用于实践,普遍动手能力较差。针对这一现象,结合目前机电一体化人才市场对毕业生的具体需求情况,笔者对其主讲课程“机电一体化技术”的教学改革进行了研究与探索。对该课程的教学改革提出了自己的思路,目的在于提高学生的动手能力,以尽可能地减少理论与实践脱节的现象。
一、课程理论教学改革
1.教学内容的取舍应以够用为原则
相对于重点院校,三本院校的机电一体化专业学生在知识接受能力及学习积极性方面稍差一些,有关基础课程学得不够扎实,给本课程的学习带来较大的困难。
首先,作为教师要认清这种形势,在给学生讲授“机电一体化技术”课程之前应先给学生定位,定位包括依据学生原有的知识结构及目前市场上对该专业岗位能力的具体要求针对性地选择教学内容,并以够用为原则。如在讲授机械传动技术时,由于学生缺乏系统建模所需的积分变换方面的数学知识,而且已上岗学生基本上主要从事操作性工作,所以就可将机械传动系统的数学建模忽略,重点讲授机械传动系统的特性及常见机械传动系统的故障分析及处理方法;又如在讲授机电一体化技术时,考虑到从事机电一体化相关工作的毕业生主要从事电机驱动控制,尤其是步进电机驱动控制,因此将伺服传动技术,尤其是步进电机伺服传动技术作为教学重点。
其次,作为教师要认清每个学生知识结构存在个体差异,这种个体性必然会导致参差不齐现象的出现,因此选择课程内容时应遵循在够用的基础上尽可能地使大部分同学能够接受。如每堂课开始时,首先给学生讲授该堂课所必须掌握的基本知识,然后再进行扩展,这样既可照顾到起点较低的学生又可给基础较好的学生有进一步学习的空间。
2.充分运用现代化教学手段,不断提高教学效果
相比于原来单一的粉笔教学,多媒体能把现场图片、声音、动画等展现给学生,使学生接受到更多信息,教学效果会好很多。尤其是对于“机电一体化技术”课程,由于机电一体化技术普遍应用于自动化设备(如数控机床、加工中心、机器人等)和自动化生产线(如柔性制造系统等),而学生基本未见过上述自动化设备和生产线,即使有些学生见过,也应未见过其内部核心结构,然而它正是涉及到机电一体化技术的关键部位,那学生就无法了解自动化设备和生产线是如何利用机电一体化技术进行工作的。
另外机电一体化技术是集控制技术、伺服传动技术、传感检测技术、计算机信息技术等于一体的新兴综合性学科,具有涉及面广、综合性强的特点。因此,要想学生掌握好该课程并懂得应用该课程的知识点,就必须在教学过程中将自动化设备中的内部结构及其工作过程展示给学生,在没有多媒体之前这种展示是难以实现的,但有了多媒体之后这种展示是很容易实现的,并且是很直观的。借助于多媒体不仅可以将现实中的自动化设备搬至课堂上,而且还可以让学生清晰地看到其内部结构及其工作过程。这样在课堂教学中既有理论讲解又配有图片及动画,图文并茂,学生的学习兴趣大增,教学效果便可以得到极大提高。同时,教师在教学的过程中再结合实体教学,教学效果便可以达到事半功倍的效果。
3.注重知识向能力转化,培养学生的实践能力
“机电一体化技术”课程至少由五种知识体系构成,而学生在学习“机电一体化技术”课程之前已分散地学习了该课程所包含的部分知识体系,但是在学生的脑海中只是将这些知识体系当中的部分知识进行了简单的堆积,并没有形成一个完整的知识系统。因此,教师在上课时除了讲解基本知识之外,应更多地注重讲解各部分知识体系的内在联系以及如何使用所学的知识体系构建和分析机电一体化系统,进而使知识转化为分析和解决问题的能力。如在讲授机电一体化技术时结合学生比较熟悉的数控机床进行讲授,并利用实践教学时间带领学生进入机电实训室,提出与实践相关的问题,让学生结合课堂所学的理论知识进行思考并作答;又如在讲授机电一体化技术应用时结合历年高职院校参加的机电一体化技能竞赛作品进行讲授,这激发了学生对机电一体化技术的学习兴趣,从而为学生将知识转化为分析和解决问题的能力打下坚实基础,也使学生积累了一定的实践经验。
另外,掌握知识与提高能力是相互依存、相互促进的。能力是在学习知识的过程中逐渐形成的,而能力的提高又促进知识的学习和积累。所以,在教学过程中教师要注重传授学生知识的同时注意开发学生的智力,培养其学习的能力,并着力使学生学习的各种知识转化为学生相应的实践能力。
4.理论教学和实践教学紧密结合,防止理论和实践脱节
理论联系实际是教学应该遵循的重要原则,对于“机电一体化技术”课程教学尤其如此,对此应做好以下三点:
第一,教学过程中采用“启发式”教学,引导学生学好理论,以理论为主导,同时注意联系实际讲授基本原理、基本知识,且要讲透彻,整个课程内容强调理论知识的针对性和应用性。如在讲授传感检测技术时结合典型的机电一体化系统——数控机床和工业机器人。一般情况下,这两种系统不会用到教材编写的所有传感器, 因此对于教材中的传感器均详细讲解并无必要, 于是这一板块的教学设置偏重于光栅、光电编码器、测速发电机三种传感器,压缩理论推导,强调三种传感器的应用及其在检测系统中的连接问题。
第二,教学过程中积极推动“行动导向教学法”,重视培养学生运用知识的能力,通过教学实践(如实验、参观和实训等)引导学生如何做到理论联系实际。如在学生一周的实训期内,由教师将学生分组并布置实训任务,通过实训指导书和实训任务书让学生了解实训要求和规范,随后监控整个实训过程,尽量发挥学生的主观积极性。学生在规定的时间内对整个实训任务进行思考、研究、分析和实施,完成实训项目。规定的实训时间到,每组学生停止工作,由教师对每组实训结果进行现场公开演示、点评,根据综合表现评定成绩。通过这种公开点评的方式让各组认识到不足,形成组间竞争,促使各组不断改进技能,从而促进运用知识能力的提高。
第三,教学过程中组织各类有效的教学实践,如引入集传感器技术、电子电气技术、P L C技术、装配技术、传动技术和机械技术等于一体的机电一体化综合教学培训系统。学生通过机电一体化综合教学培训系统不仅可以进行各单科知识的学习和实践,而且还可以进行机电一体化系统的综合训练。培养和树立学生的实践精神,使学生乐于实践,勇于实践,勤于实践,具有较强的创新精神和创新意识,在实践中不断发现问题并解决问题。
二、课程实践教学改革
实践教学是技术应用能力形成的重要环节,也是包括机电一体化在内的相关专业教学的重点。在实际操作中应结合本校实践教学的基本条件,紧紧围绕机电一体化专业的教学大纲开设与本专业培养目标一致的综合性实验课,以达到预期的目的。如建立以机电一体化设备维修能力培养为主线的实践教学体系,即基本技能训练—专项技能训练—综合技术应用能力训练。基本技能训练、专项技能训练主要在学院内完成,且侧重单项技能训练,主要包括金工实习、数控实训等,同时学生还要进行基本技能(钳工、机加工、电工)、职业基本素质(数控车、铣、线切割的编程和操作)的训练;综合技术应用能力训练由学院和企业共同完成。
三、结语
随着我国制造业自动化程度的提高,企业对机电一体化专业毕业生提出了更高的要求。面对这种要求,三本院校或高职院校只有培养出适应机电一体化人才市场需求的毕业生才能在市场竞争中占有一席之地。本文针对培养适应市场需要的机电一体化专业的学生,对“机电一体化技术”课程的教学改革进行了探索与思考,在教学中实行理论实践一体化教学,不断优化教学内容,在教学实践中取得了较好的效果。在今后的教学工作中,根据企业对学生知识结构和操作技能的要求设计出更多与机电一体化技术实际应用相关的教学项目,并且这些项目具有一定的前瞻性,能够提高学生的综合技术应用能力,使学生更快更好地掌握机电一体化技术,更好地应用这门技术,从而更好地适应制造业自动化的需要。
参考文献:
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【关键词】高校;机电一体化;课程设置
在我国机电一体化这门学科发展始于1970年以后,一开始它作为一种工程技术应用在机械、自动控制、信息等领域,作为一种多学科融合的专业,体现出了它的强大的影响力,同时它作为一个交叉学科经历了几十年的发展已经取得了不小的进步,在这几十年里通过学科的融合、技术的创新等持续发展机电一体化产品由单一逐步发展到了拥有一大批大型设备甚至大型成套设备或系统。这一系列的发展不仅丰富了机电一体化的产品,其中最大的作用是不断的推动了我国经济的发展,给人类的生活带来了方便。进入21世纪以来,一些高科技迅速发展起来,特别是在机械、电气、微电子、信息技术等领域都保持着迅猛的发展势头,然而这些领域都和机电一体化有着密不可分的关系,因此机电一体化的发展对我国的科技发展有很大的推动作用,目前看来机电一体化的发展方向是小型化、轻型化、高精度、高效率集成化的发展。
1机电一体化技术在我国的应用
我国的机电一体化技术发展相对较早,一开始主要是在数控机床上有所应用,其主要是把一些程序放在一些芯片上,然后通过读片机对程序进行读取,然后再执行,这一系列的过程相对较慢。目前这种应用几乎被淘汰,随着科技的不断进步,机电一体化的发展开始朝着新型化、小型化的发展,使得一些系统的结构、功能和精度上都有很大的提高,也就是一台机床基本上可以完成很多独立的工作,同时还能够检测出各个部件的损伤程度,包括一些刀片的破损情况也能够被识别出来。这一系列的功能都离不开计算机,其中包括计算机集成制造系统、计算机辅助设计系统等等。在我国机电一体化在汽车领域应用的十分广泛,除了应用在汽车的各个零部件以外,还包括一些高科技的系统也应用到了机电一体化,包括车身稳定系统、防抱死系统、安全气囊等等,这些系统使得汽车在使用的过程中变得非常方便,同时也使得汽车的各种性能都显著的提高。机电一体化技术在家用、办公电器力而更是得到迅速的发展,复印机,扫描仪、数码照相机、摄像机、变频冰箱、空调、电子体温计、血压计等等。给人们的生活上作带来极大的方便,机电一体化技术在我国许多煤矿也得到广泛应用国产的以计算机为核心的电牵引采煤机、全数字直流提升机己占领国内市场,我国己能生产用计算机监控的掘进机、胶带运输机、矿井供电设各等另外煤矿安全生产监控系统、胶带机集中控制系统、矿井生产过程自动控制和信息化管理、图像监视井卜关键设各和主要上作地点、调度室的装各实现数字化、计算机网络管理系统在生产调度、则务、人力资源、设各、销售及办公自动化都得到了普遍应用为煤矿生产实现高安全、高可靠高效率和高效益提供了保障。
2高校机电一体化课程的重要性
机电一体化技术是现代工业的基础,是机械、电子和微电子等技术相互渗透、相互结合形成的现代化高新技术,是其目的是运用机械、电子、液压、气动、信息等方而的知识和技术,来解决生产过程中的技术问题,提高产品性能及自动化程度,是高等学校机械、机械制造及自动化等专业的莘莘学子应该掌握的技术。
3高校机电一体化课程设置的要求
3.1课程设置需满足市场需要,体现优化综合能力
高校在设置机电一体化专业时要综合考虑,其中最重要的就是社会的需求量,社会没有需求开设专业是没有就业方向的,除此之外还要考虑一些行业的需求和各个工作环境的特点等等。只有全面的了解了这些状况,才能根据这些状况来开设具有特色的机电一体化专业。开设课程以后,还要根据机电一体化本身的实践性特点,充分的把理论和实践结合在一起,保证理论课学时的同时又不耽误学生的实践时间,同时在学生学习理论知识时要把一些公司的用人标准以及到工作岗位上以后应该掌握的一些标准进行专门的讲解,这样才能让学生为以后的工作打下基础。由于市场经济下的一些公司的发展非常迅速,在市场不断变化的同时高校也要不断的跟进市场的变化,要办成随市场变化而变化的教育模式,这样才能让学生贴近市场的需求,高校只有围绕着这个理念才能使得学校的机电一体化专业越办越好,才能满足市场的需求。目前人才市场也有了不同的改变,很多用人单位开始慢慢的把学历选择变成能力选择,目前很多用人单位都非常欣赏一些操作能力强的人,同时这个标准也是他们选择人才的标准,因此在设置机电一体化这个专业时要把理论操作严格的、科学的进行分配,分配好各个阶段需要做的任务,并且能够在实习的过程中找出问题、分析问题、解决问题,只有这样才能不断的输出一些动手能力较强的人才,才能使得机电一体化专业越办越辉煌。高校要严抓实践课的开设,利用实践才能够让学生真正的理解理论知识,这是教育部提倡的教学方法,只有这样才能不断的发现理论学习中的问题,然后再解决问题。
3.2加强研究,搞好教材编写工作
纵观现在的机电一体化教材,很多都是一些理论性极强的教材,往往这种教材很难吸引学生的注意,根据调查显示大多数的学生都爱好实践,然后企业中需要的就是动手能力强的人,学生又喜欢动手,那么为什么不为他们准备一本实践教材呢?这是高校在编写教材时的问题,也就是说编写教材要根据学生的喜好去编写,不要盲目的编写,盲目的编写往往适得其反。因此教师在编写教材时要充分的去了解学生的意见,和学生进行交流,这样才能编写出更加实用的教材。同时一些课程设置不科学、教材陈旧的状况也要不断的进行更新。
3.3加大机电一体化课程实践性教学设置
3.3.1课内实践的开设必须有效、实用机电一体化是一门实践性较强的专业,因此在开设的过程中一定要保证它的实践性,保证开设的有效和实用,同时还要保证实训室的可用性,要把理论课与实训课的比例达到1比1,这样才能充分的锻炼学生的动手能力。在教学的初期要对专业课进行详细的分析,然后确定这门课程需要掌握的知识和一些必要的操作项目,然后再进行一些实验室的建设,这样能够保证学生学习的知识都能够在实验室体现出来,这样就可以充分的把理论和实践结合起来,充分的加强的学生的动手能力。还要积极的与企业协调不断的引进企业的一些标准进行现场教学,这样能够让学生了解到一些先进的机电一体化产品的设计,才能加强理论和实际的学习。3.3.2采用多样化的教学途径学生就业是学校办学的唯一的方向,那么要想学生就业好就必须加强校企合作,只有这样才能让学生了解企业的一些情况,学校可以邀请企业的一些机电一体化工程师到学校进行授课,这样他们可以把企业中的一些先进的机电一体化的知识传授给学生,同时也能够让老师认识到目前机电一体化发展的进程。还可以利用一些假期的时间要求学生到企业参观或者是顶岗实习,可以根据实习的项目写一些实习的体会,学校可以根据一些特殊情况给予学生一些学分,这样采取一种鼓励的方式才能让学生真正的去工厂实习,保证学生的社会实践能力。机电一体化是多学科交叉的专业,它所涉及的技术十分广泛,如果想要更加深入的研究机电一体化就必须全面的掌握这些技术。教学过程中还要引导学生综合的运用,把机电一体化的一些学科相互融合,把涉及到的知识都运用到实际的应用中来。
4结语
综上所述,高校的机电一体化的教学必须面向市场,要根据用人单位的需求进行培养,同时还要积极的联系校企合作,这样才能让学生了解需要学什么、怎么去学,还要定期的把学生送到实践岗位上进行综合的训练,这样才能奠定机电一体化课程设置的基础。当然机电一体化的课程设置不是一时的,它是一个长期的过程,这就需要老师、学生、企业三者进行相互的交流,不断的改进才能保证机电一体化专业不断发展。
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