光機電一體化實(shí)訓裝置在機電類(lèi)課程教學(xué)中的應用

摘要:基于工作過(guò)程的課程開(kāi)發(fā)是當前我國職業(yè)教育進(jìn)行課程改革的方向,光機電一體化實(shí)訓考核裝置為載體,并結合坐著(zhù)的教學(xué)實(shí)踐。首先詳細介紹了基于工作過(guò)程的課程開(kāi)發(fā)思路,再提出了針對該課程的創(chuàng )新教學(xué)模式、結合多種方法進(jìn)行對比,該創(chuàng )新方法能夠達到很好的教學(xué)效果。
《機電一體化設備組裝與調試》課程是中職學(xué)校機電類(lèi)和電子類(lèi)等專(zhuān)業(yè)的核心課程,它主要在于培養學(xué)生編寫(xiě)程序的能力，調試、操作和維護設備等技能,以工廠(chǎng)自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)需求作為一個(gè)邏輯起點(diǎn),堅持“產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程”的導向,將“典型工作任務(wù)分析"作為學(xué)習的依據,將“真實(shí)的產(chǎn)品生產(chǎn)任務(wù)”作為學(xué)習載體。為了創(chuàng )建好教學(xué)環(huán)境,主要通過(guò)各種項目案例,借助不斷深化的校企合作平臺,逐步提升學(xué)生的職業(yè)、就業(yè)競爭力,力求形成了“學(xué)生為中心教師引導、理論——實(shí)踐—一應用”三者融為一體化的工學(xué)結合模式。
在課程設計過(guò)程中,首先教學(xué)單位要積極邀請企業(yè)生產(chǎn)一線(xiàn)技術(shù)人員,到校研討共同制定課程標準,構建滿(mǎn)足實(shí)際需求的職業(yè)能力訓練體系。
其次深入企業(yè)與身在一線(xiàn)的畢業(yè)學(xué)生進(jìn)行交流,傾聽(tīng)他們從事機電設備調試、運行.維護的感想和對本課程設置的意見(jiàn),結合他們的切身體會(huì ),正確審視“機電一體化設備組裝與調試”這一課程建設體系,找出存在問(wèn)題,并就構建實(shí)訓教學(xué)情境,提出修改意見(jiàn)。
最后深入與行業(yè)企業(yè)進(jìn)行入交流,向企業(yè)骨干技術(shù)人員請教,了解電氣設備生產(chǎn)制造與裝配、運行維護等崗位情況,及其崗位人員所需具備的職業(yè)能力,以學(xué)習情境設計為抓手,確定培養學(xué)生職業(yè)能力和素養的教學(xué)主線(xiàn),構建三位一體(應用性理論知識講授、專(zhuān)項實(shí)訓、頂崗實(shí)習)的課改思路。
1.重構課程體系
為了優(yōu)化教學(xué),將遵照“深入相關(guān)企業(yè)調研→確定企業(yè)需求的職業(yè)崗位→設定典型的工作任務(wù)→擬定相關(guān)的行動(dòng)領(lǐng)域→確立適合的學(xué)習領(lǐng)域→科學(xué)制定本課程的教學(xué)、評價(jià)標準→創(chuàng )設有效的學(xué)習情境”等流程,力求能夠重構課程體系。
1.1調研與分析工作崗位
通過(guò)深入企業(yè)進(jìn)行調研,確定從事電力相關(guān)行業(yè)企業(yè)的中職畢業(yè)生,對事故進(jìn)行分析與處理,以及從事電氣安裝,檢修工作時(shí),如何對二次系統進(jìn)行安檢。
1.2設立典型工作任務(wù)
為了確定典型工作任務(wù),組織教研組教師共同分析所有的工作任務(wù)。
1.3擬定教學(xué)目標
我們根據國家職業(yè)標準,結合我校專(zhuān)業(yè)人才培養目標,強調將“PLC控制知識、電氣設備的運行、維護”等典型工作任務(wù)有機結合,將課程培養目標設立為:第一,熟悉機電一體化系統的相關(guān)內容,主要包括其構成、功能、保護方式;第二,掌握機電一體化系統的技術(shù)要求和技術(shù)標準,主要包括編程調試.操作、運行,檢修、維護等。
1.4設計任務(wù)載體
課程內容和目標確定后,我們將“典型真實(shí)工作任務(wù)”為載體,依學(xué)生學(xué)習認知的規律、能力形成的特點(diǎn),共設計了以下6個(gè)學(xué)習情境:變頻器調速、十字路口交通燈控制的編程與調試.傳輸帶的安裝與調試、工件的分揀與調試,機械手的安裝與編程調試、自動(dòng)控制系統應用,構建了基于工作過(guò)程系統化的《機電一體化設備組裝與調試》。
2.設計好課程
為了開(kāi)發(fā)好本課程,我們積極與企業(yè)的骨干技術(shù)人員進(jìn)行研討,共析崗位需求,進(jìn)而確立相關(guān)崗位的職業(yè)能力、工作流程。
3.創(chuàng )新教學(xué)模式
傳統的教學(xué)模式,略顯過(guò)時(shí),教學(xué)效果甚不理想,為了提高教學(xué)實(shí)效性,有必要對傳統教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng )新,宜整合教室與實(shí)訓地點(diǎn)﹑分散與集中結合、工學(xué)結合。
3.1整合教室與實(shí)訓地點(diǎn)
3.1整合教室與實(shí)訓地點(diǎn)
在傳統的教學(xué)中,教室與實(shí)訓地點(diǎn)普遍被分開(kāi),極大地弱化了教學(xué)效果,更影響了學(xué)生的學(xué)習質(zhì)量。為此,我們進(jìn)行了大膽改革,充分調整好實(shí)訓室的布置,在實(shí)訓室進(jìn)行教學(xué)和實(shí)踐實(shí)訓，教學(xué)地點(diǎn)設在機電一體化實(shí)訓室、PLC實(shí)訓室等,讓學(xué)生能夠一邊學(xué)習理論知識,一邊進(jìn)行實(shí)訓操作,理論學(xué)習與實(shí)操有機結合，效果頗好。
3.2分散與集中結合,“教、學(xué)、做”─體教學(xué)
在傳統的教學(xué)中,教師在教室給學(xué)生講授理論知識,學(xué)生認真聽(tīng)講學(xué)習,但不能及時(shí)動(dòng)手操作,這對于偏重于動(dòng)手操作學(xué)習的中職生來(lái)說(shuō)是非常遺憾的。為此《機電一體化設備組裝與調試》,共設置了6個(gè)真實(shí)的工作任務(wù),在教學(xué)中普遍采用“項目教學(xué)法”。同時(shí)在教學(xué)中,我們推行標準化教學(xué),其環(huán)節主要有:第一,明確工作任務(wù)要求和能力目標;第二,分析工作任務(wù)制定學(xué)習計劃;第三,學(xué)習相關(guān)知識確定解決工作任務(wù)的方案;第四,模擬職業(yè)環(huán)境實(shí)施完成工作任務(wù);第五,檢查工作任務(wù)完成的質(zhì)量;第六,評價(jià)整個(gè)教學(xué)過(guò)程。
3.3工學(xué)結合
工學(xué)結合是中職學(xué)校的一種有效培養模式,為了讓學(xué)生的學(xué)習能與企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐相適應,我們積極安排學(xué)生進(jìn)企業(yè)實(shí)習，實(shí)習時(shí)間為兩周。通過(guò)對變頻器調速、傳送帶安裝與調速等實(shí)踐驗,如伏安特性的測試、基爾霍夫定律、疊加定理的驗證、互感電路等實(shí)驗。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗課,加深了對理論知識的掌握,為他們將來(lái)繼續學(xué)習和工作打下良好的基礎。
4.2堅持以培養能力為主,發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性,加強實(shí)踐操作訓練在實(shí)驗教學(xué)中為了發(fā)揮學(xué)生的積極性,培養學(xué)生認真求實(shí)、細致踏實(shí)的科學(xué)態(tài)度,我們克服困難,增加實(shí)驗組數,使每個(gè)學(xué)生都有動(dòng)手機會(huì )。在實(shí)驗中,指導教師對部分實(shí)驗只提出內容和要求,由學(xué)生自行設計實(shí)驗步驟、實(shí)驗線(xiàn)路等,完成實(shí)驗后分析實(shí)驗結果和編寫(xiě)實(shí)驗報告。這樣可以促進(jìn)學(xué)生的獨立思考能力,提高學(xué)生的動(dòng)手能力,可以提高實(shí)驗課的實(shí)際效果,避免出現實(shí)驗課成為示范課、演示課的現象。
4.嘗試多種教法
在教學(xué)過(guò)程中,根據《機電一體化設備組裝與調試》的教學(xué)內容,以及學(xué)生的特點(diǎn),靈活采用“項目教學(xué)﹑實(shí)踐操作、學(xué)生分組討論”等教學(xué)方法,讓學(xué)生在“積極思考、樂(lè )于實(shí)踐”中,真正提高學(xué)習效果。
4.1 開(kāi)展項目教學(xué)
項目教學(xué)法是德國職業(yè)教育的一種有效方法,也為我國多數中職學(xué)校采用,我們在《機電一體化設備組裝與調試》課程教學(xué)中也推行了這一教學(xué)方法。堅持實(shí)際工作任務(wù)的教學(xué)目標,始終圍繞任務(wù)的解決,注重知識的應用性,重點(diǎn)培養學(xué)生的實(shí)踐能力,倡導自主思考學(xué)習。在教學(xué)實(shí)踐后,學(xué)生普遍認可這種教學(xué)方法，學(xué)習效果較好。
4.2引導文
機電專(zhuān)業(yè)學(xué)生的動(dòng)手操作能力雖好,但是理論基礎仍較薄弱,為此,在教學(xué)中,我們充分利用好教學(xué)資源,采取多媒體展示“教學(xué)課件﹑實(shí)訓裝置.任務(wù)結果”等,提供學(xué)習實(shí)訓的引導文,讓學(xué)生自主查閱資料,在小組討論交流中,共同分析與解決問(wèn)題,提高綜合職業(yè)能力。
4.3 分組討論
為了提高學(xué)生學(xué)習的主動(dòng)性和積極性,增強團隊協(xié)作精神，切實(shí)提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力,在教學(xué)中,我們對學(xué)生進(jìn)行適當分組,各小組按“任務(wù)→計劃→實(shí)施→檢查→評價(jià)”的思路,共同完成工作任務(wù)。
4.4展示成果
學(xué)生的操作實(shí)踐效果如何呢?這是一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題,也是教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節。為了幫助同學(xué)清楚自己的操作能力和操作中需要注意和加強的地方,我們將已經(jīng)完成的實(shí)際案例(視頻),增加到教材、教學(xué)體系中,注重每一知識點(diǎn)聯(lián)系實(shí)際應用,融“創(chuàng )新思維培養、團隊合作方式、實(shí)踐案例教學(xué)”于一體。
當然在校企合作背景下,中職學(xué)校的課改有必要爭取企業(yè)力量的支持,畢競企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)、企業(yè)文化建設、企業(yè)崗位需求人才的職業(yè)能力等,在很大程度上將推動(dòng)中職教育教改的發(fā)展。隨著(zhù)時(shí)代的發(fā)展和企業(yè)的人才要求提高,提高中職學(xué)校機電專(zhuān)業(yè)人才培養質(zhì)量,顯得尤為重要,而《機電一體化設備組裝與調試》作為該專(zhuān)業(yè)的一門(mén)核心課,其改革也很重要,雖然我們已經(jīng)進(jìn)行了一定的探索實(shí)踐,但仍較淺薄,需要進(jìn)一步的努力。
5.加大實(shí)習實(shí)訓力度,讓學(xué)生真正做到“理論聯(lián)系實(shí)際”
電子產(chǎn)品的工業(yè)化進(jìn)程不斷加快,產(chǎn)品加工制造技術(shù)不斷革新,除了極少數高校具備大型現代化流水作業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)外,大多數學(xué)校在教學(xué)資源緊張的情況下,難以具備這樣的條件,但學(xué)生畢業(yè)后畢竟要走上相關(guān)的工作崗位,因此我們不能“閉門(mén)造車(chē),封閉自我”。在條件允許的情況下,要有計劃有組織地讓學(xué)生參觀(guān)現代化生產(chǎn)線(xiàn),這往往比在課堂里枯燥地講述相關(guān)知識要生動(dòng)得多,也是實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節,尤其是對于發(fā)展迅速的電子行業(yè)，更顯其重要性。
通常情況下,對于實(shí)訓后的產(chǎn)品,學(xué)生也只是把它當作一個(gè)實(shí)習,學(xué)生更好地認識了生產(chǎn)設備的運行情況,初步掌握了設備安檢的簡(jiǎn)單技能,切實(shí)解決了實(shí)際問(wèn)題。
固定的產(chǎn)品。我們的目標不僅僅是一個(gè)模仿﹑操作,測試、裝配的過(guò)程,而是怎樣在這一過(guò)程中能創(chuàng )造出更高的價(jià)值,也就是有所創(chuàng )造,這是一個(gè)值得我們重視的問(wèn)題。例如,采用分組的方法,讓學(xué)生大膽想象,所完成的這個(gè)產(chǎn)品還能夠干什么,我們可以舉出很多例子告訴學(xué)生,通過(guò)進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的變換﹑組合等方法,收音機可以不僅僅就是一個(gè)收音機,穩壓電源也可以不再是一個(gè)穩壓電源;同樣對于單片機構成的小系統,更加容易對其進(jìn)行更多的擴展。不論任何專(zhuān)業(yè)的學(xué)生,只要開(kāi)闊思路、大膽想象,都能夠在他們所學(xué)的領(lǐng)域中找到相應的結合點(diǎn),這樣的方式使學(xué)生能夠有更多收獲,更有助于學(xué)生自我價(jià)值的體現。
1.概述
職業(yè)教育的核心是提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力。傳統的職業(yè)教育模式是專(zhuān)業(yè)理論課和實(shí)訓課分開(kāi)進(jìn)行,共弊端是理論和實(shí)踐相分離,重理論而輕實(shí)踐,教師教學(xué)缺乏新意,上課枯燥乏味,學(xué)生聽(tīng)課不感興趣,上課昏昏欲睡,這樣直接造成的后果就是培養的學(xué)生動(dòng)手能力差,解決實(shí)際問(wèn)題的能力差,課程教學(xué)難以達到職業(yè)教育培養目標的要求。解決該問(wèn)題的關(guān)鍵是適當引入實(shí)訓設備,探索理實(shí)一體化教學(xué)模式。
理實(shí)一體化教學(xué)作為職業(yè)院校專(zhuān)業(yè)教學(xué)中探索創(chuàng )新的一種教學(xué)模式,它強調充分發(fā)揮教師的主導作用,將理論學(xué)習和實(shí)際訓練緊密結合起來(lái),注重培養學(xué)生的動(dòng)手能力,全程構建素質(zhì)和技能培養框架,豐富課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節,提高教學(xué)質(zhì)量。理實(shí)一體化教學(xué)要求學(xué)校建立專(zhuān)業(yè)教室,配備相應的專(zhuān)業(yè)設備和計算機輔助教學(xué)設施,將有關(guān)專(zhuān)業(yè)設備和教學(xué)設備同置一室,將專(zhuān)業(yè)理論課和生產(chǎn)實(shí)習等實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節安排在專(zhuān)業(yè)教室中進(jìn)行教學(xué)。
高職高專(zhuān)機電類(lèi)課程教學(xué)大多需要實(shí)驗實(shí)訓設備的支撐。傳統的教學(xué)儀器設備主要為了滿(mǎn)足某門(mén)課程驗證性實(shí)驗的需要,缺乏對學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng )新能力的培養。光機電一體化實(shí)訓裝置融合了機械,電氣,PLC,氣動(dòng),傳感等多種技術(shù),采用了開(kāi)放式和模塊式結構,可滿(mǎn)足《電氣控制與PLC》、《機電一體化設備安裝與維護》等多門(mén)課程理論實(shí)踐一體化教學(xué)的需要。正是基于以上考慮,我校在省財政的支持下,面向機電一體化,數控技術(shù),電氣自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)的需要,引入了光機電一體化實(shí)訓裝置和模塊化生產(chǎn)線(xiàn)等設備,并積極探索理實(shí)一體化教學(xué)模式,取得了初步成效,顯著(zhù)提高了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和社會(huì )競爭力。
2.光機電一體化實(shí)訓裝置的基本構成
2.1光機電一體化實(shí)訓裝置的總體結構
光機電一體化實(shí)訓裝置由型材導軌式實(shí)訓臺,典型機電一體化設備機械部件,PLC模塊,變頻器模塊,按鈕模塊,電源模塊,低壓電器模塊,模擬生產(chǎn)設備實(shí)訓模塊(包含上料機構,搬運機械手,皮帶輸送線(xiàn),物件分揀等)接線(xiàn)端子排,各種傳感器,警示燈和氣動(dòng)電磁閥等組成。整體結構采用開(kāi)放式和拆裝式設計,學(xué)生可以組裝,接線(xiàn),編程和調試由上料機構,搬運機械手機構,皮帶輸送線(xiàn)和物料分揀組成的光機電一體化設備。裝置的總體結構示意圖如圖主所示。
圖1光機電一體化實(shí)訓裝置的總體皓構