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關鍵詞 機電一體化;職業教育;技能型人才;改革
【中圖分類號】 G633
隨著我國經濟轉型和產業升級,作為傳統產業的機電行業,對機電一體化專業人才的需求量顯著增加。機電行業在當前工業領域的地位日趨重要,隨之而來的是職業教育在培養技能型人才方面起到舉足輕重的作用。這種作用不僅因為機電一體化專業結構本身,更重要的是該專業畢業生有著直接進入生產領域的必要技能。因此,從培養技能型人才的角度來思考機電一體化教學體系改革,是十分必要的。
一、機電一體化專業教學的現狀
1.機電一體專業的課程體系存在諸多問題
機電一體化專業的課程體系,主要是機械和電子兩方面,但課程體系明顯偏重機械方面,如有的學校只設機床、數控機床的理論學習與實訓,對電子類課程如PLC可編程控制、電力拖動及電子技術等課程設置不足。其次機電一體化專業課學時少,隨著教學的深入,專業課與專業基礎課的課時分配不均,這就造成學生畢業后,無法立刻將專業知識應用到工作中,而需要花時間去學習本該在學校掌握的知識。
2、教學模式單一,學生理解困難
傳統的職業教育教學模式,往往只注重理論教學。機電一體化專業課較多,個別專業的理論概念抽象,機械理論繁瑣,機械、電力原理圖多,學生又無實物接觸,在學習過程中普遍感到枯燥乏味。部分結構安裝圖、電氣接線圖在安裝、調試等方面的說明較為簡單,學生在學習之前尚未涉足該領域,造成理論教學與實際操作存在差距,學生普遍感到學習困難。
3.機電一體化教師隊伍綜合素質有待進一步提高
職業院校以往的教師隊伍,只要理論基礎扎實,就能夠順利完成教學目標。但是隨著我國提出“加快發展現代職業教育”以及新興產業的快速發展,不僅需要教師有扎實的理論基礎,更要有實操功底以及與時俱進的能力。從培養能夠滿足現代企業所需要的技能型人才的目標上講,一支新型的機電一體化教師隊伍的形成是刻不容緩的,需要職業院校盡快建立一支高素質教師隊伍。
4、畢業生的整體素質呈現下降趨勢
畢業生整體素質有所下降,主要體現在:一是實際操作能力不足,學生基礎理論學習盲目,基本功不扎實,對傳統機械設備排斥,一味的崇尚數控、電子等新設備;二是新技術、新方法應用不夠。學生往往只記住教科書或教師傳授的知識,不會查閱資料獲取新的知識與能力,對新型領域的知識比較淡薄。
以上這些問題,使我們迫切感到機電一體化教學應盡快規范與完善,加強對機電一體化專業人才的創新培養。
二、改革機電一體化教學體系的思路
1.根據市場需要制定新形勢的教學內容。
按照十二五規劃要求,以市場需求為導向,以培養現代企業所需的技能型人才為目標,制定新形勢下的教學內容。配置機電一體化專業的教學體系除了要考慮專業的實際發展趨勢之外,還應結合教學內容的改革,包括機械技術、微電子技術、計算機技術、電氣技術、金屬切削、金屬加工工藝等,做到適用、實用。要擴大知識面,提高學生的綜合素質,為將來適應企業用工需求打下堅實基礎。當然做好這一方面的工作會花費大量的時間,也需要專門人才去展開研究,但從發展的趨勢上講,這種教學改革是勢在必然的。
2.加強計算機應用技術等先進教學手段
目前以計算機作為主要技術手段,處理各種數字信息與圖形信息,輔助完成從產品設計到加工制造整個過程的綜合性計算機處理技術得到快速發展,相應的軟件推出日新月異,如AUTOCAD、PROE、UG、SolidWorks這些計算機輔助設計軟件的日益普及,使得復雜的機械加工過程和工藝設計,如機械制造中的曲面造型與加工,刀位軌跡計算及模具沖壓設計等,都轉化成了人機交互的對話式操作。課堂上教師例用Authorware、Powerpiont等軟件將課程制作成多媒體課件,集文字、圖片、動畫和聲音于一體,不僅大大減少了老師課堂上畫圖的時間,而且學生興趣倍加,容易理解,提高了教學效率,增大了課堂教學的信息量。當然在加強計算機應用技術教學的同時,也對我們教師提出新要求,他們要改變一些傳統的教學實訓模式,以適應計算機應用技術在機電一體化教學中的需要。
3、努力提高教師隊伍業務素質,順應時展要求
身為職業院校的一線教師,要適時了解國家的教育方針、政策,發展方向和發展要求,進一步豐富自己的專業知識,加強自身的師德師風。“要給學生一滴水,教師要有一桶水”,這充分說明教師隊伍只有終身學習,才能順應時展潮流,才能給予學生想學的知識。同時新課改、新課標也對教師提出了新要求,即教師要不斷學習新理念、新方法、新技術,以便開展多元化的教學,提高學生學習的積極性。
4.改革學生實踐教學,滿足企業用工要求
職業教育的目的是為了培養學生的專業技術能力,面對學生整體素質的下降,改革傳統的實踐教學模式勢在必行。這主要從以下幾個方面進行:一是加強基礎技能訓練,包括專業基礎課和專業課中的實訓內容,讓學生掌握基本儀器的使用,基本數據的測量以及基本技能的應用;二是增加單項訓練,包括金工實習和數控實訓等等,通過訓練使學生熟練掌握相應的技能,并且鼓勵學生參加相應的執業資格考試,取得相關專業的等級證書;三是增加學生頂崗實習機會,帶領學生深入企業一線,在不同的崗位完成相關實習,做到學生畢業后零距離上崗。
三.結束語
以培養技能型人才為目標的機電一體化專業的教學體系將隨著工業化,市場化的進程而加快改革步伐。從適應市場需求的角度來分析這一改革的進程,主要圍繞在教學課程的制定,教學方式的多樣化,教師業務能力的提高以及學生實踐教學的創新等諸多層面全方位聯動展開。雖然各個層面在改革過程中有會出現困難,但憑著我們全社會的共同努力,一定會讓職業教育的發展能夠與市場相匹配,為國家和社會源源不斷地創造人才紅利。
【參考文獻】
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一、改革的思路
1.制訂適應新形勢的教學內容。制定符合現代化建設要求的機電一體化專業教學計劃,遵循國家、省教委的有關文件精神,以綜合素質培養為基礎,以能力培養為主線。圍繞培養目標,對知識、能力、素質等方面進行合理的綜合安排,力求整體優化,培養實用的職業技術人才。(1)關于“機電一體化”內涵的認識。機電一體化技術從學科角度來看,它是集機械技術、微電子技術、計算機技術、電氣技術、信息技術的有機統一體,而不是機械技術、電氣技術的簡單組合體;從機電一體化技術的成果或最終體現來看,它則是在計算機控制下由機械本體、電、氣、液壓以及光電器件組成的產品或設備,是一個自動化的工作系統。(2)培養目標。機電一體化專業應培養德、智、體、美、勞全面發展,熱愛祖國,熱愛本職崗位,具有不斷追求新知識、實事求是、獨立思考、勇于創新、踏實苦干的精神,掌握基本文化科學知識和機電一體化專業必需的基本理論、基本技能,對現代機電一體化產品結構調整有較強適應能力的應用型高級技術人員、技藝型操作維護人員。
2.先進教學手段的應用。(1)運用多媒體進行直觀教學。課程中的原理圖、梯形圖、程序及電路圖較多,利用Authorware、Powerpiont制作成多媒體課件,集文字、圖片、動畫和聲音于一體,不僅僅大大減少了老師課堂上畫圖的時間,而且學生興趣倍加,容易理解,提高了教學效率,增大了課堂教學的信息量。(2)聯系生活,啟發學生思維。課堂教學重在理論聯系實際,運用生活中的實例,既有助于學生對理論知識的掌握,又有益于提高學生的興趣和對實際問題的思考能力。如在講解三相異步電機的變頻調速時,結合變頻空調原理和特點,來分析變頻空調與普通空調之間的區別,從而闡述變頻調速的優點,學生增加了生活知識和學習的趣味性。(3)與時俱進,激發學生的求知欲。教師應該與時俱進,了解課程最新的技術動態,并把它傳授給學生,只有這樣才能激發學生的求知欲,真正的把課教好。
3.改革優化實踐環節。實踐教學是技術應用能力形成的重要環節,也是高職專業教育教學的重點。為了培養學生專業技術能力,改革傳統的實踐教學模式,將實踐教學分為三個階段進行:(1)實驗技能訓練。實驗技能訓練主要包括專業基礎課和專業課中的實驗,使學生掌握基本實驗儀器的使用,基本數據的測量、采集和基本實驗方法的運用。(2)單項技能訓練。單項技能訓練主要包括金工實習、數控實訓等,學生進行基本技能(鉗工、機加工、電工)、職業基本素質(數控車、數控銑、加工中心的編程和操作)的訓練。通過訓練使學生掌握相應的技能,參加職業資格考核取得數控工藝員或數控車、銑、加工中心操作工等級職業資格證書。(3)綜合技能訓練。綜合技能訓練主要包括生產實習、頂崗實習等,學在實訓中,采用邊教、邊學、邊做的教學方法,通過典型零件數控加工案例引導教學設計,針對實際零件數控加工任務討論工藝解決方案,并在加工現場實施,形成不同零件加工效果的直觀比較和認識,以合作完成實訓教學過程。融“理論、示范、練習、反饋”于一體,將“教、學、做”合而為一。
二、建設特色課程
在課程設置上根據對企業人才需求情況和對近幾年畢業生就業情況的調查,以工作過程為導向,以工作任務或產品為載體,根據學生就業崗位群的任職要求,參照相關的職業資格標準,通過與企業有關人員共同論證,進行課程設置。課程內容的確立與工作過程各階段的任務密切相關,在與企業的深度耦合中,通過對職業崗位群從業人員和與職業崗位群有關的人員及專家進行調查,通過對在職業崗位上工作的學生的描述,經過分析、歸納、整理、綜合,確立職業崗位工作過程中不同階段的工作任務,將工作任務和內容轉化為學習領域的課程內容,通過對工作過程各階段的各級工作任務的使用頻率和難易程度進行分析,確定適用于不同層次的專業核心課程內容和學時安排。
【關鍵詞】機電一體化技術;學習積極性;因專業方向施教
0 引言
“機電一體化技術”課程是一門綜合性很強的課程,該課程綜合了機械、液壓傳動、電氣控制、傳感器技術等專業知識,而且實踐性也很強。因為作為我們機電工程學院培養的學生,以后參加工作,見到的任何產品,都是綜合機械、電氣控制、傳感器等技術的。這要求學生不僅各種基礎理論熟悉,最重要是實踐能力,即把這幾種理論融會貫通。這樣有了很強的實踐能力,將來學生才能勝任自己的工作。
1 想方設法調動學生的學習積極性
古語云:“知之者不如好之者,好之者不如樂知者”。學習積極性、興趣等是學習最好的教師。因為學生有學習的積極性、興趣才能產生學習需要,有了學習需要就能最大程度激發學生的學習動機。對于老師來說有了這些才是提高教學質量的基礎。如何最大程度提高學生的學習積極性、學習興趣、學習動機,可以從以下幾方面著手。
1.1 營造輕松的學習氛圍
機電一體化技術這門課綜合性、實踐性很強。所以學生學習起來難度大,尤其是實踐教學。由于學生剛開始不能有效把以前學的機械基礎、液壓傳動控制、電氣控制與可編程技術、傳感器技術等知識綜合起來,所以在實踐環節設計個小產品時,學生變得沒有任何頭緒,想法等。所以針對課程特點,教師要努力改變原來枯燥無味的學習氣氛,趣味性教學是最好的手段。通過自己仔細備課,找出實踐例子及知識間的聯系,讓學生在興奮的狀態下接受教育,以達到提高教學質量和教學效果。結合自己教學實踐,我認為教師在每講到某個知識點時,最好講解完本知識點外,還要向學生介紹最新的動態,最新的研究方向,最新的實現手段等,提高學生學習興趣。作為工科教學一定不要脫離實際紙上談兵。
1.2 理論聯系實際,將理論知識生活化
我們所講的任何知識,如何讓學生知道其有用,用在我們生活中什么地方,即所學知識生活化,這非常重要。[1]如在講光電傳感器時,學生不理解也不了解其應用的地方,我們可以讓學生了解生活中很多地方都用到光電開關,例如小區圍墻的的安全報警、賓館大廈的自動門、洗手間光電感應控制沖水裝置等。讓學生講學到的東西簡單化、生活化,而不是講復雜枯燥的知識。這樣不僅提高學生學習興趣,而且有助于學生理解、強化所學習的知識。
2 加強師生互動,充分調動學生學習主動性
高校學生學習的特點使得教師上課時不能注入式的滿堂灌,而是充分發揮學生主動,教師主導才行。所以上課前教師要積累大量的資料,提前準備好提給學生的問題,這是上課期間教師互動教學的前提和基礎。[2]結合機電一體化這門課,上課前先給學生說明今天我們講完課后的設計任務,啟發學生在聽課的過程中積極思考。上課期間教師所講的內容要和自己所布置的設計任務息息相關,比如我在講行程開關時,布置的設計任務就是利用行程開關設計學生經常見到的機床自動往返電路,在講到光電開關時布置給學生的設計就是利用光電開關設計小區圍墻安全防盜報警裝置。這樣一邊講課一邊利用布置的任務引導學生積極思考,當講完課學生經過自己的努力和教師的指導下呈現出正確完美的設計任務時,學生感到學習的價值,極大地調動學生學習相關知識的主動性,積極性。這種師生互動具有提高教學效果,培養加強學生思維能力、實踐動手能力和培養學生綜合素質的優點,而且營造輕松活潑的師生互動教學環境和氣氛,有效的提高教學質量和學生畢業快速適應企業的能力。
3 主動了解學生,針對學生的特點因專業方向施教
我們機電工程學院機械設計及自動化專業分切削專業方向和起重專業方向。從學生專業方向實際出發,同時考慮學生個性特點和個性差異,盡自己最大努力使每個人的才能和品行都得到發展,因專業方向施教,因材施教,利用揚長避短,長善救失。
所謂因專業方向施教,就是在科學先進教學思想指導下,根據專業方向不一樣,側重點也不同。例如針對我院實際情況,在講異步感應電機控制電路原理及設計時,對切削專業的學生側重點講機床的自動往返控制,制動控制等控制電路的原理及設計方法。最后給學生布置的設計任務也是和機床相關的控制電路設計。因為切削專業方向的學生畢業后主要從事機床加工設計等相關工作。同樣的知識點,對起重專業方向的學生,主要給學生講的是利用所學的電機控制技術設計各種起重機。這樣對學習目的間接化、職業化的學生來說,極大的調動了大家學習相關知識的欲望。
當然,也要考慮因材施教,所謂因材施教就是根據學生的學習水平和能力不同,開展不同層次的教學活動,并針對學生自身特點給予相應的指導,已到達最大程度實現學生全面發展。例如在機電一體化教學中,教師應該積極主動和輔導員、班干部、每位學生聯系,從不同渠道了解學生各自的特點。因為教師布置的設計任務一般都由幾部分組成,這幾部分有難有容易的,在充分了解學生的前提下,對不同的學生提出不一樣要求。這樣每位學生都在自己能力范圍內順利完成任務,都能體驗到成功的樂趣,都有信心繼續下面知識的學習。
4 加強實踐鍛煉
我們都知道實踐是檢驗真理唯一標準,尤其對于工科學生來說,實踐更為重要。通過實踐來檢驗理論知識,同時通過實踐加深對理論知識的理解和掌握。
大家都知道,機電一體化這門課程綜合性很強,是學生學好更重基礎專業課后最后的綜合學習。[3]只有通過各種實踐才能加深對知識的進一步掌握和理解,才能培養出更強動手能力的學生,畢業后能馬上適應企業。通過平時教學發現,要想讓學生更好的學好機電一體化這門課,必須加強實踐鍛煉。這里采用的是遞進式實踐鍛煉,遞進關系如圖1所示。
圖1 遞進實踐關系圖首先在學習每一章節時,都要針對本章知識,給學生布置設計作業,并指導學生完成作業設計。其次對于學生完成的作業設計要通過實驗課來驗證其正確與否,通過實驗實踐進一步完善設計中出現的小問題,小瑕疵。最后學完機電一體化這門課后要給學生布置綜合設計任務,并指導學生完成。例如結合我院具體情況對于機械設計制造及其自動化切削專業方向的學生布置的綜合設計實踐任務是:“自落式雙錐反轉出料移動式混凝土攪拌機設計”,對于起重專業方向學生布置的綜合設計實踐任務是:“橋式起重機總體設計”。
5 結論
總之,機電一體化是一門綜合性、實踐性、擴展性、創新性都非常強的一門課程,其教學方法的研究是一個長期探索的過程。對于這門課的教學應注重理論聯系實際,加強學生的實踐鍛煉,通過實踐教學的實效性,取得令人滿意的教學效果。
【參考文獻】
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關鍵詞:機電一體化;教學改革;教學水平;探索
中圖分類號:TH-39文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2015)08(a)-0118-02
隨著社會的不斷發展和科學技術的不斷進步,可以說機械行業在整個過程中起到了舉足輕重的作用,由機械技術、液壓技術、氣動技術、傳感器技術、PLC技術、計算機技術等學科的相互融合、滲透而形成的機電一體化技術[1],已經成為當今工業技術的重要組成部分,機電一體化技術的應用與發展對我國經濟建設所起到的促進作用尤為明顯。當前,機電一體化系統和產品發展逐漸成熟,高速度、高精度的智能化系統逐漸占據機械制造業的主流,隨著我國經濟的不斷發展,企業產品、設備也在經歷一個更新換代的頻繁時期,因此對高技能的機電一體化人才和高技術含量的機電產品需求越來越大[2]。為了滿足這一需求,我們要不斷對機電一體化的教學方法和內容進行改革,努力培養機電一體化技術方面的高精尖人才,以滿足市場需求的快速響應,進一步適應市場經濟的發展。
1教學目標與方法改革
機電一體化技術這門課程由多門學科構成,涉及的概念、信息量很多,而且有些內容抽象,每個章節銜接不連貫,從學生的角度來講,學生很難將各個章節的內容真正的聯系起來,不能從系統的角度去把握這門課程,甚至不知道開展這門課程的真正目的,給學生的感覺似乎每個章節都是在復習學過的知識。因此在短短的幾十個課時內要想學生完全掌握有很大困難。從教師的角度來講,由于此門課程涉及的信息量特別大,要想在短時間內將所有的信息保質保量的傳授給學生,則對教師的掌握的知識量及自身素質、教學水平都有著很高的要求。所以為了適應現代化高新技術的高速發展,對這門課程的教學改革已經勢在必行。
1.1教學目標的改革
目前現有課程的教學目標過于注重知識傳授的傾向性,忽視了學生的學習方法、過程和目標態度等方面的培養,不利于學生全面的發展[3],同時也不利于知識的傳授和掌握。為了響應高校強省的政策,致力于服務地方經濟,更加有效地讓畢業學生為地方發展作出貢獻,我們制定了新的教學目標。通過機電一體化技術課程的學習,使學生在了解機電一體化系統設計基本知識基礎上,全面、綜合理解機電一體化系統設計的內涵、發展方向。注重培養學生綜合運用機電一體化系統設計基礎知識進行設計的能力,樹立“多學科知識交叉與滲透”的觀念。爭取培養出一批有能力、有技術、有素質的優秀大學生,為我省的地方經濟貢獻一份力量。
1.2教學方法的改革
目前機電一體化技術課程教學方法的主要特征還是以教師講授為中心,學生被動接受的方式進行的,學生學完后無法對課程形成較全面、系統的認識。此外學生缺乏自主探究和合作學習的機會,往往是課堂上講理論,學生課后做作業,理論課時占據了絕大部分時間,留給學生動手學習的時間很少,這樣嚴重影響到學生的實際動手能力。此外,目前機電一體化技術的教學任務是由一名教師擔任,由于此門課程的信息量較大,再加上目前機和電兩門課程脫鉤嚴重,相關內容銜接起來很有困難,所以使整體的教學水平的提高受到很大的限性。鑒于以上問題的存在,特提出以下兩點改革措施。
(1)針對新的課程教學目標,進一步進行教學手段,教學方法的改革,以保證教學質量,提高教學效果[4]。如采用課堂討論的方法來取代原有的滿堂灌的教學方式,從而使學生由被動的接受變為主動地學習,使學生的主體學習作用得到了很好的體現,進一步鍛煉了基礎較好的學生,而且對基礎比較差的學生也起到了一定的帶動作用。此外要發揮教師啟迪學生思維的主導作用,能夠做到善于引導、合理設疑,營造良好的課堂環境,讓學生在好奇,新異的興奮狀態中無意識地把這些知識接受并掌握。充分調動學生的學習興趣從而使本身枯燥,抽象而又繁雜知識轉變為易于學生理解、接受的東西灌輸到學生的頭腦中,比如可以充分利用多媒體教學、使用直觀的教具等手段,使枯燥的理論教學更具直觀性和趣味性。此外課堂上多注重理論聯系實際,多運用生活中的實例[5],這樣既有助于學生掌握理論知識,又有益于提高學生的興趣和對實際問題的思考能力。
(2)教師知識儲備量和教學水平直接影響教學效果。這就要求教師要具備良好的素質,應該與時俱進,了解課程最新的最前沿的技術動態,除了要不斷地補充、完善自己,擴大自身的知識面以外,還可以考慮多名教師同時講授一門課程,根據不同教師具有的不同優勢,合理進行課程的分配,形成優勢互補,同時要加強理論和實踐之間的聯系作用,無論在教學內容還是教學方式上都要圍繞著培養應用型人才這一目標。
2教學內容改革
課程教學內容的改革是課程建設的靈魂,現在的機電一體化技術已經不再是過去的機械技術和電氣技術等技術的簡單組合,而是集機械技術、微電子技術、計算機技術、電氣技術、信息技術等技術為一體的有機融合[6]。此門課程信息量大,內容多,這就要求教師要根據本專業培養目標對教學內容進行合理的取舍,使教師在有限的課時內充分發揮個人所長,在教學內容上選取最能貼近生活實際、學生最感興趣、最關心的內容進行講解,此外也可在原有知識點的基礎上從深度和廣度上拓展外延,對課程內容進行適當的增減,使整體教學突出實用性。
(1)制定新的教學內容。以綜合素質培養為基礎,以能力培養為主線。圍繞培養目標,對知識、能力、素質等方面進行合理的綜合安排,力求整體優化,培養實用型技術型人才。對于學生綜合素質的提高,教師要善于將機和電兩部分有機的結合起來,綜合比較并引導學生積極思考、全面掌握相關知識。
(2)運用多媒體教學。隨著科學技術的不斷發展更新,教學資源也越來越豐富,傳統的“黑板加粉筆”教學方式已經逐步被多媒體教學方式所取代。對于課程中的程序和各種圖表,均可制作成多媒體課件,采用多媒體教學可以起到很有效的輔助作用,教師可以把在課堂上用語言難以描述或無法講清楚的問題采用多媒體的方式形象、生動、直觀、簡單的展現出來,從而使學生很直觀的獲得較多的信息,有利于解決重點和難點問題。同時還可以大大增加學生的學習興趣,使課堂的教學效果和教學效率得到了提高,同時也增大了課堂教學的信息量。此外精彩的多媒體課件也能激發學生的興趣,提高學生學習的主動性、積極性和創造力。
(3)改革優化實踐環節。實踐教學是技術應用能力形成的重要環節[7],為了培養學生專業技術能力,對傳統的實踐教學模式進行了一定的改革,主要將實踐教學分為三個階段:(1)實踐能力訓練。實踐能力訓練主要包括實驗課和課程設計。在這部分中主要鍛煉學生如何使用基本實驗儀器,測量和采集基本數據以及了解機電一體化系統化設計的方法和步驟。(2)單項能力訓練。單項能力訓練主要包括金工實習、數控實訓等,學生通過對這些基本技能的學習和訓練可以鞏固學過的知識點。(3)綜合能力訓練[8]。綜合能力訓練主要包括認識實習和生產實習等,通過這一系列的實習可使學生對機電一體化系統和產品有著更深刻的認識和了解。
3結語
隨著社會的不斷進步,現代的機電一體化技術隨之迅猛發展,傳統的機電一體化教學出現難以滿足現實需要的情況[9],本文從實際教學角度出發,進一步明確課程教學目標,把社會發展過程中所需求的專業人才作為主要的動力來進行培養,改革機電一體化專業課程的教學目標、教學方法和教學內容,進一步提高機電一體化教學水平,進而全面提升學生的理論研究水平[10]、實際應用能力和創新素質,使我們的機電一體化專業教學為社會提供更多的優秀人才。
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關鍵詞:機電一體化頂崗實習教學改革PLC
隨著現代工業生產的發展,由氣動技術,傳感器技術,PLC技術,網絡及通信技術等學科的強烈滲透而形成的機電一體化技術已成為當今工業科技的重要組成部分[1]。長期以來機電相關專業的基本上是按照傳統的理論體系以學科為核心組織教學,這種方法無法滿足經濟快速發展的需求,機電一體化課程教學的任務是讓工業自動化專業的學生在經過課堂理論學習后,對自動生產線系統的組成、結構原理、系統控制等進行更深入的了解,能夠對各類自動生產線系統從元器件到系統的組裝、糾錯、調試、PLC程序編程、下載及完整系統的運行、了解網絡連接,具有一定的分析和排故的能力。本文主要考慮的問題是如何整合學生所學的理論和實踐知識,提高學生的專業技能和解決實際問題的能力,讓學生在畢業前能夠和企業所需完全接軌,提出了課程設置和教學五步法。
一.機電一體化基礎課程教學
機電一體化課程是一門綜合程度很高的課程,因此擁有扎實的理論基礎對后續的學習有著非常重要的意義,當然技工院校的學生由于底子較差,單純的理論教學學生不易掌握,因此課程教學全部采用一體化教學,以工作過程為導向,采用任務驅動型教學法,對于純理論的知識,用到多少講解多少,真正實現學以致用,基礎課程的教學包括電工電子、電力拖動技術、可編程控制技術(包括西門子主機和三菱主機)、氣動技術、傳感器技術等,可編程控制技術的教學可以承接電力拖動技術里面的實訓項目,從繼電器控制自然過渡到PLC控制,學生非常容易接受;另外相關課程的教學結合中級電工、高級電工以及可編程序控制系統設計師等考證進行,使學生既掌握了相應知識技能,又考取了相應的職業資格證書,提高了學習的主動性。
二.機電一體化單機教學
學生有了基礎課程的功底后,接下來就可以進行機電一體化的單機教學了,這里需要學校具備一定的機電一體化實訓設備(可以采購也可由學校教師自行開發),機電一體實訓設備要求盡可能多的融合基礎課程里面的相關內容,教師需要結合學校現有的實訓開發出合適的實訓項目,這一階段學生可以把之前學過的知識串聯起來,融匯貫通,使所掌握的技能得到綜合的應用,如物料自動分揀項目用到了氣動技術,皮帶運輸系統,可編程控制技術,傳感器技術,變頻技術等,通過設定相關的實訓項目,培養學生獨立思考,獨立完成工作任務的能力。
三.機電一體化網絡化教學
隨著工業以太網的快速發展,基于網絡的各種遠程控制技術應用越來越廣, 而遠程控制的終端設備一定是機電一體化產品,因此, 機電一體化產品毫無疑問地正朝著網絡化方向發展。學生對單臺PLC控制的機電一體化設備掌握了之后,接下來就可以學習聯機組網技術了,現代的工業現場已經很少有單機操作的場合,大都是采用聯網的方式,這樣有利于提高效率,廣泛應用人面界面(HMI)和組態技術,避免工人在惡劣環境中的傷害。至此有必要學習PLC的組網技術,有條件的可以在模擬自動生產線上進行教學,沒有條件的可以創造條件,在機電一體化單機的基礎上加入一些相應的網絡模塊,通過485或PROFIBUD就可以構成一些簡單的網絡,通過讓學生親手搭建這些網絡,并編寫相應的程序,真正掌握現場總現和工業以態網的技術,并結合開設的觸摸屏及組態技術,應用到相應的教學項目中。我系與天煌科技聯合開發的自動生產線實訓系統是根據機電類、自動化類、先進制造類行業中工業自動化應用的特點,對各類自動生產線的工作過程和相關的技術進行研究,對工業現場設備進行提煉和濃縮,并針對實訓教學活動進行專門設計,融機、光、電、氣于一體,包含了PLC、傳感器、氣動、工業控制網絡、電機驅動與控制、計算機、機械傳動等諸多技術領域,整個系統可由WINCC監控系統、MCGS監控系統、主控PLC和下位PLC通過網絡通訊技術構成一個完整的多級計算機控制系統,通過訓練能強化了學生對復雜柔性自動生產線的設計、安裝、接線、編程、調試、故障診斷與維修等綜合職業能力。
四. 加強實習基地建設
實習設施、設備是實習教學的物質基礎和前提條件。要提高機電一體化專業畢業生的職業技能水平,必須切實建設好校內外實習基地。
(1)建好校內實習基地
按照職業學校機電一體化專業現代化建設的要求,職業學校應建設相對完備的、具有一定先進性的,與培養目標、教學計劃相適應的校內實習基地。添置的設備既要具有一定的先進性,還要具備足夠的數量。機電一體化專業有了校內實習基地,就可以按照實綱和企業用人要求適時調整實習計劃,根據學生的學習實際合理設計實習課題,實習教學質量的提高就有了保證。當然,專業現代化建設不可能一蹴而就,要根據學校的實際情況,通過分步實施、逐步完善的方法達到建設要求。
(2)廣泛建立校外實習基地
廣泛建立校外實習基地,與現代企業保持較為密切的聯系,以滿足學生畢業前頂崗實習的需要。學生在企業中實習,能夠接觸到先進的生產設備,學到先進的生產工藝和加工方法,拓寬視野,并且能學以致用,將所掌握的專業知識和操作技能應用于生產實踐中。同時學校在與企業的交往過程中,還可以了解現代企業對員工綜合素質的要求并征求企業對學校辦學的建議,以便對教育教學的方方面面進行改革與調整。
機電專業教學中必須堅持面向現代,面向世界,面向未來的發展方針,從實際出發,確定教學改革思路、培養目標,深入改革課程體系、教學方法和教學內容,使專業人才培養與未來社會發展需要相適應。這樣不僅充分發揮了學生的開拓創新精神,而且充分調動了教師教學和教改的積極性,使教學質量得以大幅度提高,從而為社會主義現代化建設培養出更多優秀的人才。
關鍵詞:中職 機電一體化 教學
一、教學機電一體化課程存在的一系列問題
1.機電專業課程教學內容不夠標準化、完整化
如今,在教師群里,總會聽到學生對機電一體化課程興趣不夠或沒有耐心鉆研的聲音;而在學生群里,存在著很多對教學內容、對教材的抱怨,覺得索然無味,使人厭倦。在機電一體化課程教學過程里,大部分需要手工實際編程操作,就很少教學自動編程軟件。最終就使得學生整體的知識面過于狹窄,不能適應現代化企業的工作環境。面對這樣的情況,我們應該盡快完善、規范機電一體化教學模式,使之更加標準、完整。
2.機電一體化課程教學模式體系科學性、合理性不足
目前對于機電一體化這一專業課程的體系,絕大部分的注意點就在機和電兩方面,過于偏向機械方面的課程安排,在一定程度上忽視了對電類課程的實際應用。這極不適合現在“機、電、計算機”這三種機電教學格局,同樣地,這一教學安排也適應不了機電一體化教學設備的實際應用。由此可知,在機電一體化教學課程內容中,強化對電氣控制課程及計算機課程等教學的實踐應用能力,在一定程度上對提高學生專業技能有重大的影響。
二、針對上述問題,提出有效的解決措施
1.強化“副科” 教學
(1)強化教師自身培訓力度。因為以前培訓系統的局限性,傳統教師在機電綜合技術方面的知識普遍匱乏, 如果想要讓學生得到綜合性的機電知識,就要讓老師接受更高效的教學培訓。可以采用多層次、多途徑的培訓方法, 就像在崗實踐練習, 強化業務知識跟教研方式的不斷更新;積極參加最新技術的短期訓練班;脫產培訓, 有目的地挑選機械類專業的老師去學習電類知識, 而電類專業的老師則去學習機類知識, 利用這種跨科學習機會,多掌握一些技術,方便傳授給學生更全面的知識。
(2)追求講課技巧。電工學、機械知識課本中大部分是較為抽象、枯燥的教學內容, 所以教師在講課的時候,就要追求生動、形象的教學技巧。調動學生的激情, 在特定課程環節里,適當舉些實例來活躍整個課堂的氣氛, 讓學生在自由、放松的環境里熟悉那些抽象、枯燥的理論知識。
(3)調動學生對機電一體化課程的學習激情, 培養學生優化、歸納知識的方法。緒論課教學成功的話,機電一體化的教學就一定會成功。理順學習本課程的教學意義, 歸納各類教學內容的主要內容, 進而激發起學生對“副科”學習的自主性。因為“副科”教學知識過于繁雜, 而且需要記憶理解的定義、專業名詞多, 所以教師需要讓學生學會獨立思考, 并對知識學會優化、整合。比如機械知識課程中的第二章,在介紹常用金材時,用了僅僅四頁篇幅, 內容過于雜亂,學生掌握起來就有一定的難度。老師最好可以根據實際情況,編出最常用金材的分類表格, 去幫助學生掌握歸納技巧,培養動腦能力。
2.注重機電專業課程的實踐教學
(1)學生應在短期內將自己獲取的專業理論知識高效地應用到實際生活中,從而更加深刻地記住并理解那些理論知識。
(2)學生可以利用自己學到的理論知識上崗實習,獲得更高等級的專業操作技能,所以學生依賴理論知識去探討實際問題、尋找故障并積極思考出解決問題的最佳方案。
(3)教師在教學機電一體化課程時,應及時發現學生遇到的一系列專業理論難題,在課堂巡回指導時給予學生悉心的指導,幫助學生獨立思考解決疑問。
最需要強調的就是,在機電一體化教學模式里的巡回指導跟課程結束性指導都應該涉及到專業理論、理論知識與實踐相結合的教學。舉電力拖動課本中的第二章第6節來說,其主要內容就是三相異步電動機知識,可將教學內容安排成理論知識的簡單講解跟實習巡回指導,如下表1、表2所示:
在講解理論知識的同時,花費兩節課的時間傳授學生三相異步電動機中Y 連接跟連接的相電壓知識,并推導出這兩種連接方式里啟動電流的一系列聯系。在實際課程講解時,最好直接用連好的電路板進行現場演示,并利用電壓表、鉗表相應地測量出電壓值、電流值,從而加強學生自身的理解能力,讓學生可以直觀地對Y—降壓啟動控制線路知識進行掌握。
三、結束語
綜上所述,隨著工業化、市場經濟的發展,培養高素質的技能專業型人才是目前中職機電一體化課程的主要追求。所以應不斷地去研究機電一體化的教學內容、模式,進一步提升學生自身專業理論知識水平,另一方面,要加強實踐教學,使得學生在畢業之后,可以盡快適應工作需求,為社會做出一定的貢獻。
參考文獻:
一、實驗環節的安排要圍繞機電一體化各知識點,由單一到綜合,由易到難實訓項目要根據實訓室的具體條件進行設置,實踐教學計劃與大綱要明確各階段學生做什么、怎樣做、完成什么、達到什么標準等,據此制定具體量化的內容。安排若干與專業課程相對應的、典型的專題實驗項目,使學生對知識要領在機電一體化系統中的應用產生感性的認識,為系統綜合性設計和實驗奠定基礎。實訓項目按基本技能、專業技能、綜合應用模塊分類,其中綜合應用項目可獨立設置為實訓課程。
二、淘汰過時實驗內容,以適應新形勢現今開設的實驗中有許多已不適應技術的發展。對于機械專業的學生來講,電類基礎課應該以應用為主,現在其他高校早已淘汰了此種方式,采用的是將匯編語言直接輸入計算機,由計算機直接翻譯成機器碼自動運行。
計算機在翻譯的過程中如出現錯誤,會相應地提示用戶,用戶只需對匯編程序修改即可。這樣可大大提高實驗效率。學生可通過選做多個實驗來鞏固所學的知識,而不用在改錯的環節上浪費大量的時間。
關鍵詞:機電一體化;到課率;教學質量
中圖分類號:TH-39 文獻標識碼:A DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2016.09.102
1概述
隨著機械行業的發展,《機電一體化》課程正快速的成為大機械類專業的必修課程[1]。該課程將機械和電子兩個領域有機結合,通過學習使學生能掌握有關電子、信息、液壓和氣壓等多方面技術的基本理論知識,同時也培養學生對機電一體化相關設備進行操作、調試、維護和維修等實踐動手能力。《機電一體化》是一門實踐性和綜合性都很強的課程[2]-[3]。該課程過去側重于理論知識的講授,實踐環節偏少。但實踐教學是應用型大學教育人才培養不可缺少的重要環節,對培養學生的實踐、創新能力及增強就業競爭力有著極其重要的作用。考略我國三本教育起步不久,實踐教學還存在諸多問題,因此改革和完善實踐教學體系是我國三本院校面臨的重要問題之一[4]-[5]。本文就針對在實際教學過程中,該課程的教學特點和教學方法進行總結和探討。擬將本科專業機械制造及其自動化(以下簡稱機制專業)和專科專業機電一體化專業(以下簡稱機電專業)作為研究對象進行研究。本文將分別研究這兩個專業學生在學習機電一體化這門學科的理論課與實踐課過程中的特點,以及如何針對暴露出的問題進行改進。
2課堂教學與實踐教學學生表現情況的分析
一個有效教學的課堂其中一項很重要的指標就是學生的到課率,所謂大學到課率是指課堂教學時實際到課學生數與應到課學生數的比值,它不僅反映學生到課情況,還能綜合反映大學生學習的狀態,特別是學風,反映大學的教學狀況和教學管理的狀況[6]。根據我校機械制造及其自動化專業和機電一體化專業的學生在理論課和實踐課的到課率情況,做出圖1至圖4,圖中橫坐標表示上課周數,縱坐標表示上課學生數。圖1代表機制專業學生理論課教學每周每堂課平均上課人數;圖2代表機電專業學生理論課教學每周每堂課平均上課人數;圖3代表機制專業學生實踐課教學每周每堂課平均上課人數;圖4代表機電專業學生實踐課教學每周每堂課平均上課人數。從到課率的數據上分析,學生對于理論課的到課率不高,機制專業平均到課率為93.3%,機電專業平均到課率為88.63%,且兩個專業均很少出現到課率100%的情況,但每一次的實踐教學,兩個專業學生的到課率均為100%。根據對不同屆、不同專業的學生在機電一體化課程中理論與實踐課上課情況調查來看,學生在理論課上表現較為一般,本科班少數學生能堅持每節課認真聽課,大多數學生能聽講,但是并沒有表現出對這門課很大的興趣,且從作業、課堂提問等反饋環節來看,學生在理論課上學到的知識均比較淺顯,大多數學生能聽懂所講內容,但不能深入理解其含義,而只是停留在表面。而從實踐課上學生的反映來看,學生在實踐過程中都表現出了濃厚的興趣,很愿意動手操作,且會認真分析問題產生的原因以及如何解決問題。在實踐課上,教師與學生會有更多更直接的交流,教師可以直接對學生的實踐情況進行指導與總結。對照事物講解知識點時學生能更好的理解、更容易接受,教師還可以進行示范操作讓學生能熟知每一個零件以及每一步運動情況,因此實踐活動中學生的積極性更高,學生更愿意在實踐環節接受新知識。
3針對不同專業采用不同方法進行教學
首先必須做到針對不同專業修訂不同的教學內容,真正做到因材施教。機電一體化技術理論教學制定區分專科與本科的教學內容,區分機電一體化專業、機械制造及其自動化專業的教學內容。實踐課程教學內容的改革,做到“基本要求,需求選擇”的靈活教學模式,循序漸進,減少驗證性實驗,增加綜合性實驗、仿真實驗等,使實踐教學即“授之以魚,又授之以漁”。基礎性驗證實驗是實驗教學體系的基礎,是必修實驗,起著由技術基礎課向專業課過渡的橋梁作用。綜合性實驗能夠培養大學生運用知識的綜合能力,鼓勵大學生進行機電設備的組裝、設計和模擬,不僅可以驗證和鞏固所學的理論知識,也有利于培養其創新意識。其次,通過研究發現專科專業的學生思維可塑性更強,對實踐的操作環節表現出更大的興趣,并能在這一環節悉心聽取老師的意見并改進自己的不足之處。在每一環節的教學結束后,讓學生對自己完成的內容發表心得及看法,其他學生可以提出意見或建議,最后老師對學生知識的掌握程度、對實踐過程中的創新性、對學生解決問題的能力進行總結,這樣相互促進交流學習。在這整個過程中,老師起著非常重要的引導作用,要不斷鼓勵學生提出新的想法,并指引他們通過實驗環節驗證自己的想法,讓學生在動手操作過程中獲得最直接的進步,采用多激勵的方式進行教學。再次,可以將老師上課講授的課堂內容及課件進行公開,發放給每個學生,學生可以根據自己的建議對老師提出質疑,也可以在課堂上對講課內容進行評議。對實驗室建立靈活多樣的開放運行機制,這樣避免了學生應付了事,只注重實驗結果不注重實驗過程的低效課堂,培養學生個性思維發展和創新精神和學生“獨立探索、提出問題、分析和解決問題”的習慣,學生由“被動式”實驗也轉變為“主動探索式”實驗。開放實驗室的運行機制可以大大地提高實驗室的利用率,對調動學生學習的積極性和主動性、培養高素質的創新人才有十分重要的意義。對于《機電一體化》理論課程與實踐課程的教學改革應著重考慮并分析各專業學生的就業方向及崗位需求,透析該課程的本質,實現理論與專業知識的結合。同時也可以跟蹤調查,回訪我系畢業生的工作崗位需要與服務需要的技能,來修訂教學內容。
4提高教學質量方法
第一,適時調整教學內容,完善教學大綱,規范教學管理,滿足學院各專業對該門課程的要求,積極配合實驗課程的開設。第二,積極開展理論與實踐教學方法的研究,提高教師的教學與實踐水平。第三,優化機電一體化技術理論與實驗教學內容,探索有效理論與實驗教學方法。第四,加強師資隊伍建設,保證理論課程與實踐教學的質量,促進教師與學生專業化成長。第五,結合社會需求安排有實際意義的實踐教學環節,將理論教學與實踐教學充分結合,使不同專業的學生均能在不同程度上提升自己的能力,更能滿足社會崗位的要求。通過有針對性的教學,在理論教學環節注重對學生基本素質的培養,在實踐教學環節既要提高學生基本技能的掌握能力,又培養學生的創新能力。使培養出的學生更適應社會的發展,將來踏入工作崗位后快速地適應不同的環境。
參考文獻:
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機電一體化特有的早期運用,包含數控機床、相關數控技術。具體步驟為:把程序擬定在某一穿孔卡片之上,讀卡機可識別明晰的程序;再經由控制器來調控各時段內的機械動作。截至目前,機電一體架構內的技術拓展了固有的性能及構架、增添操控步驟、提升原有精度。在同一機床內,設定了多路徑的調控,彼此獨立加工。構建集成系統,可測定刀具潛在的破損狀態、微機集成制造、微機輔助下的設定工藝、微機輔助制造。配套制造系統含有FMS及CAD、相關的CAM。在汽車行業內,機電一體正被廣泛采納。除了制備配件,還可自動辨識多類的傳感器。依托接口電路來銜接著微機,自動調控并予以測定。增設定位體系,自動導航要依托電子地圖。便捷的操控裝置整合了防抱死、增設安全氣囊。這種配套系統,便利平日內的常規操控,提升安全性能。在家居領域、辦公場合領域,技術也在進展。例如:攝像機及掃描儀、變頻空調冰箱、電子測定體溫、電子測定血壓,便利日常生活。在煤炭領域內,它也正被運用。現有采煤機增設了電牽引,創設了全數字架構下的直流提升體系。其他配套設備,含有監控必備的掘進裝置、膠帶運送裝置、井內供電裝置。
2授課設置現有的弊病
高職培育人才,應能側重去培育最佳水準的應用人才,設定細化目標。適應技術進展,把技能培育擬定為主線。全面拓展知識,延展學生視野,提升總體素質。這樣培育出來的學生,要擁有最穩固的理論根基、擁有適應能力;知識面很寬廣,素質水準很高。在應用指引下,設定教學內涵、搭配教學體系。機電一體這樣的科目有著融匯性;它關聯多樣技術,促進長久態勢下的一體化進展。技術快速變更,設定出來的課程并不能吻合新近的趨向。首先,單片機授課中,側重解析MCS這一類別的構件。在現有運用中,單片機細分出來的類別偏多,很難完全涵蓋。對于PLC,側重探析本源的機理、常規編程流程。然而,現有運用超越了偏小型的這類裝置,傾向大中裝置,已經延展至DCS,授課還沒能涉及。其次,傳感器增添了固有的精度,顯示高層精度、表現出集成化。授課偏少涉及智能特性的多樣傳感器。關于機電探究,停留于偏舊的裝置上。再次,現有教學之中,割裂了機械部分、相關電氣部分,二者沒能整合,不利培育人才。新穎設備正被頻繁更替,增添技術內涵。但院校配有的設備還是偏落后,沒能符合趨勢。
3摸索化解思路
機電一體化涵蓋著多層知識,提出教學挑戰。針對現有弊病,探析最適宜的新式路徑,要考量如下的事項:現有技術水準、綜合實踐技能、基礎類的知識,三者應當整合,側重培育人才。針對區域特性,調研各類企業,解析現存情形下的就業狀態、掌握設備概況、增設就業崗位。面對多層架構內的崗位需要,有序增設課程,選取適宜的授課內涵。
3.1調配師資及設備
在條件準許時,購進先進設備。選購進來的成套設備,應當吻合這一時段的授課進展。院校要協同企業,采納新穎設備以便培育出最優的人才。對于院校教師,應能接納培訓。送入企業學習,積極協同開發。培育關鍵技能,解析最為新穎的動態進展。
3.2設定授課模塊
對于授課內容,要增添綜合性。隨著技術進展,認知的更新被提快。多科目應被整合在一起,以便融匯彼此。對于授課體系,應當適當調配,確認整體最優。細分授課模塊,著手分解它們。添加必備的分支模塊,充實原有課堂,添加授課之中的靈活特性。這樣做,增添了授課應有的普適性,又可運用資源,便于研發新穎的授課模塊,適應實踐進展。
3.3增設多彩環節
跟緊技術進展,隨時添加新穎的教材內涵,填補教材缺陷。構建實踐基地,校企協同以便創設實驗室、構建工作室。強化實驗流程,填補單一路徑下的理論調研。細分領域方向,創設針對性凸顯的日常授課,才能獲取優良成效。
4結語