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光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置在機(jī)電類課程教學(xué)中的應(yīng)用

摘要:基于工作過程的課程開發(fā)是當(dāng)前我國職業(yè)教育進(jìn)行課程改革的方向,光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)考核裝置為載體,并結(jié)合坐著的教學(xué)實(shí)踐。首先詳細(xì)介紹了基于工作過程的課程開發(fā)思路,再提出了針對該課程的創(chuàng)新教學(xué)模式、結(jié)合多種方法進(jìn)行對比,該創(chuàng)新方法能夠達(dá)到很好的教學(xué)效果。
《機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試》課程是中職學(xué)校機(jī)電類和電子類等專業(yè)的核心課程,它主要在于培養(yǎng)學(xué)生編寫程序的能力，調(diào)試、操作和維護(hù)設(shè)備等技能,以工廠自動(dòng)化生產(chǎn)線需求作為一個(gè)邏輯起點(diǎn),堅(jiān)持“產(chǎn)品的生產(chǎn)過程”的導(dǎo)向,將“典型工作任務(wù)分析"作為學(xué)習(xí)的依據(jù),將“真實(shí)的產(chǎn)品生產(chǎn)任務(wù)”作為學(xué)習(xí)載體。為了創(chuàng)建好教學(xué)環(huán)境,主要通過各種項(xiàng)目案例,借助不斷深化的校企合作平臺(tái),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(dǎo)、理論——實(shí)踐—一應(yīng)用”三者融為一體化的工學(xué)結(jié)合模式。
在課程設(shè)計(jì)過程中,首先教學(xué)單位要積極邀請企業(yè)生產(chǎn)一線技術(shù)人員,到校研討共同制定課程標(biāo)準(zhǔn),構(gòu)建滿足實(shí)際需求的職業(yè)能力訓(xùn)練體系。
其次深入企業(yè)與身在一線的畢業(yè)學(xué)生進(jìn)行交流,傾聽他們從事機(jī)電設(shè)備調(diào)試、運(yùn)行.維護(hù)的感想和對本課程設(shè)置的意見,結(jié)合他們的切身體會(huì),正確審視“機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試”這一課程建設(shè)體系,找出存在問題,并就構(gòu)建實(shí)訓(xùn)教學(xué)情境,提出修改意見。
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(shè)備生產(chǎn)制造與裝配、運(yùn)行維護(hù)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(xí)情境設(shè)計(jì)為抓手,確定培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力和素養(yǎng)的教學(xué)主線,構(gòu)建三位一體(應(yīng)用性理論知識(shí)講授、專項(xiàng)實(shí)訓(xùn)、頂崗實(shí)習(xí))的課改思路。
1.重構(gòu)課程體系
為了優(yōu)化教學(xué),將遵照“深入相關(guān)企業(yè)調(diào)研→確定企業(yè)需求的職業(yè)崗位→設(shè)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(xí)領(lǐng)域→科學(xué)制定本課程的教學(xué)、評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)→創(chuàng)設(shè)有效的學(xué)習(xí)情境”等流程,力求能夠重構(gòu)課程體系。
1.1調(diào)研與分析工作崗位
通過深入企業(yè)進(jìn)行調(diào)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(tǒng)進(jìn)行安檢。
1.2設(shè)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(biāo)
我們根據(jù)國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合我校專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo),強(qiáng)調(diào)將“PLC控制知識(shí)、電氣設(shè)備的運(yùn)行、維護(hù)”等典型工作任務(wù)有機(jī)結(jié)合,將課程培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)立為:第一,熟悉機(jī)電一體化系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容,主要包括其構(gòu)成、功能、保護(hù)方式;第二,掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)的技術(shù)要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),主要包括編程調(diào)試.操作、運(yùn)行,檢修、維護(hù)等。
1.4設(shè)計(jì)任務(wù)載體
課程內(nèi)容和目標(biāo)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(xí)認(rèn)知的規(guī)律、能力形成的特點(diǎn),共設(shè)計(jì)了以下6個(gè)學(xué)習(xí)情境:變頻器調(diào)速、十字路口交通燈控制的編程與調(diào)試.傳輸帶的安裝與調(diào)試、工件的分揀與調(diào)試,機(jī)械手的安裝與編程調(diào)試、自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用,構(gòu)建了基于工作過程系統(tǒng)化的《機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試》。
2.設(shè)計(jì)好課程
為了開發(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(tǒng)的教學(xué)模式,略顯過時(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(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新,宜整合教室與實(shí)訓(xùn)地點(diǎn)﹑分散與集中結(jié)合、工學(xué)結(jié)合。
3.1整合教室與實(shí)訓(xùn)地點(diǎn)
3.1整合教室與實(shí)訓(xùn)地點(diǎn)
在傳統(tǒng)的教學(xué)中,教室與實(shí)訓(xùn)地點(diǎn)普遍被分開,極大地弱化了教學(xué)效果,更影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。為此,我們進(jìn)行了大膽改革,充分調(diào)整好實(shí)訓(xùn)室的布置,在實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行教學(xué)和實(shí)踐實(shí)訓(xùn)，教學(xué)地點(diǎn)設(shè)在機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)室、PLC實(shí)訓(xùn)室等,讓學(xué)生能夠一邊學(xué)習(xí)理論知識(shí),一邊進(jìn)行實(shí)訓(xùn)操作,理論學(xué)習(xí)與實(shí)操有機(jī)結(jié)合，效果頗好。
3.2分散與集中結(jié)合,“教、學(xué)、做”─體教學(xué)
在傳統(tǒng)的教學(xué)中,教師在教室給學(xué)生講授理論知識(shí),學(xué)生認(rèn)真聽講學(xué)習(xí),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(xí)的中職生來說是非常遺憾的。為此《機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試》,共設(shè)置了6個(gè)真實(shí)的工作任務(wù),在教學(xué)中普遍采用“項(xiàng)目教學(xué)法”。同時(shí)在教學(xué)中,我們推行標(biāo)準(zhǔn)化教學(xué),其環(huán)節(jié)主要有:第一,明確工作任務(wù)要求和能力目標(biāo);第二,分析工作任務(wù)制定學(xué)習(xí)計(jì)劃;第三,學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)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)過程。
3.3工學(xué)結(jié)合
工學(xué)結(jié)合是中職學(xué)校的一種有效培養(yǎng)模式,為了讓學(xué)生的學(xué)習(xí)能與企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐相適應(yīng),我們積極安排學(xué)生進(jìn)企業(yè)實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)時(shí)間為兩周。通過對變頻器調(diào)速、傳送帶安裝與調(diào)速等實(shí)踐驗(yàn),如伏安特性的測試、基爾霍夫定律、疊加定理的驗(yàn)證、互感電路等實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)課,加深了對理論知識(shí)的掌握,為他們將來繼續(xù)學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)。
4.2堅(jiān)持以培養(yǎng)能力為主,發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,加強(qiáng)實(shí)踐操作訓(xùn)練在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中為了發(fā)揮學(xué)生的積極性,培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真求實(shí)、細(xì)致踏實(shí)的科學(xué)態(tài)度,我們克服困難,增加實(shí)驗(yàn)組數(shù),使每個(gè)學(xué)生都有動(dòng)手機(jī)會(huì)。在實(shí)驗(yàn)中,指導(dǎo)教師對部分實(shí)驗(yàn)只提出內(nèi)容和要求,由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)線路等,完成實(shí)驗(yàn)后分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果和編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這樣可以促進(jìn)學(xué)生的獨(dú)立思考能力,提高學(xué)生的動(dòng)手能力,可以提高實(shí)驗(yàn)課的實(shí)際效果,避免出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課成為示范課、演示課的現(xiàn)象。
4.嘗試多種教法
在教學(xué)過程中,根據(jù)《機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試》的教學(xué)內(nèi)容,以及學(xué)生的特點(diǎn),靈活采用“項(xiàng)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、樂于實(shí)踐”中,真正提高學(xué)習(xí)效果。
4.1 開展項(xiàng)目教學(xué)
項(xiàng)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(shù)中職學(xué)校采用,我們在《機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試》課程教學(xué)中也推行了這一教學(xué)方法。堅(jiān)持實(shí)際工作任務(wù)的教學(xué)目標(biāo),始終圍繞任務(wù)的解決,注重知識(shí)的應(yīng)用性,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力,倡導(dǎo)自主思考學(xué)習(xí)。在教學(xué)實(shí)踐后,學(xué)生普遍認(rèn)可這種教學(xué)方法，學(xué)習(xí)效果較好。
4.2引導(dǎo)文
機(jī)電專業(yè)學(xué)生的動(dòng)手操作能力雖好,但是理論基礎(chǔ)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(xùn)裝置.任務(wù)結(jié)果”等,提供學(xué)習(xí)實(shí)訓(xùn)的引導(dǎo)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(xí)的主動(dòng)性和積極性,增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)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(dāng)分組,各小組按“任務(wù)→計(jì)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)注的問題,也是教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。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(qiáng)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(shí)點(diǎn)聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用,融“創(chuàng)新思維培養(yǎng)、團(tuán)隊(duì)合作方式、實(shí)踐案例教學(xué)”于一體。
當(dāng)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)營活動(dòng)、企業(yè)文化建設(shè)、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(jī)電專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量,顯得尤為重要,而《機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試》作為該專業(yè)的一門核心課,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(xí)實(shí)訓(xùn)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(shù)高校具備大型現(xiàn)代化流水作業(yè)生產(chǎn)線外,大多數(shù)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“閉門造車,封閉自我”。在條件允許的情況下,要有計(jì)劃有組織地讓學(xué)生參觀現(xiàn)代化生產(chǎn)線,這往往比在課堂里枯燥地講述相關(guān)知識(shí)要生動(dòng)得多,也是實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié),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(xùn)后的產(chǎn)品,學(xué)生也只是把它當(dāng)作一個(gè)實(shí)習(xí),學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)了生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行情況,初步掌握了設(shè)備安檢的簡單技能,切實(shí)解決了實(shí)際問題。
固定的產(chǎn)品。我們的目標(biāo)不僅僅是一個(gè)模仿﹑操作,測試、裝配的過程,而是怎樣在這一過程中能創(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,通過進(jìn)行一些簡單的變換﹑組合等方法,收音機(jī)可以不僅僅就是一個(gè)收音機(jī),穩(wěn)壓電源也可以不再是一個(gè)穩(wěn)壓電源;同樣對于單片機(jī)構(gòu)成的小系統(tǒng),更加容易對其進(jìn)行更多的擴(kuò)展。不論任何專業(yè)的學(xué)生,只要開闊思路、大膽想象,都能夠在他們所學(xué)的領(lǐng)域中找到相應(yīng)的結(jié)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(xiàn)。
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)際問題的能力。傳統(tǒng)的職業(yè)教育模式是專業(yè)理論課和實(shí)訓(xùn)課分開進(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)生聽課不感興趣,上課昏昏欲睡,這樣直接造成的后果就是培養(yǎng)的學(xué)生動(dòng)手能力差,解決實(shí)際問題的能力差,課程教學(xué)難以達(dá)到職業(yè)教育培養(yǎng)目標(biāo)的要求。解決該問題的關(guān)鍵是適當(dāng)引入實(shí)訓(xùn)設(shè)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)院校專業(yè)教學(xué)中探索創(chuàng)新的一種教學(xué)模式,它強(qiáng)調(diào)充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用,將理論學(xué)習(xí)和實(shí)際訓(xùn)練緊密結(jié)合起來,注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力,全程構(gòu)建素質(zhì)和技能培養(yǎng)框架,豐富課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),提高教學(xué)質(zhì)量。理實(shí)一體化教學(xué)要求學(xué)校建立專業(yè)教室,配備相應(yīng)的專業(yè)設(shè)備和計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)設(shè)施,將有關(guān)專業(yè)設(shè)備和教學(xué)設(shè)備同置一室,將專業(yè)理論課和生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)安排在專業(yè)教室中進(jìn)行教學(xué)。
高職高專機(jī)電類課程教學(xué)大多需要實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的支撐。傳統(tǒng)的教學(xué)儀器設(shè)備主要為了滿足某門課程驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)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(yǎng)。光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置融合了機(jī)械,電氣,PLC,氣動(dòng),傳感等多種技術(shù),采用了開放式和模塊式結(jié)構(gòu),可滿足《電氣控制與PLC》、《機(jī)電一體化設(shè)備安裝與維護(hù)》等多門課程理論實(shí)踐一體化教學(xué)的需要。正是基于以上考慮,我校在省財(cái)政的支持下,面向機(jī)電一體化,數(shù)控技術(shù),電氣自動(dòng)化等專業(yè)課程教學(xué)的需要,引入了光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置和模塊化生產(chǎn)線等設(shè)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(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置的基本構(gòu)成
2.1光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置的總體結(jié)構(gòu)
光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置由型材導(dǎo)軌式實(shí)訓(xùn)臺(tái),典型機(jī)電一體化設(shè)備機(jī)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(shè)備實(shí)訓(xùn)模塊(包含上料機(jī)構(gòu),搬運(yùn)機(jī)械手,皮帶輸送線,物件分揀等)接線端子排,各種傳感器,警示燈和氣動(dòng)電磁閥等組成。整體結(jié)構(gòu)采用開放式和拆裝式設(shè)計(jì),學(xué)生可以組裝,接線,編程和調(diào)試由上料機(jī)構(gòu),搬運(yùn)機(jī)械手機(jī)構(gòu),皮帶輸送線和物料分揀組成的光機(jī)電一體化設(shè)備。裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖如圖主所示。
圖1光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置的總體皓構(gòu)