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光機電一體化實訓裝置在機電類課程教學中的應用

摘要:基于工作過程的課程開發(fā)是當前我國職業(yè)教育進行課程改革的方向,光機電一體化實訓考核裝置為載體,并結合坐著的教學實踐。首先詳細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)新教學模式、結合多種方法進行對比,該創(chuàng)新方法能夠達到很好的教學效果。
《機電一體化設備組裝與調試》課程是中職學校機電類和電子類等專業(yè)的核心課程,它主要在于培養(yǎng)學生編寫程序的能力，調試、操作和維護設備等技能,以工廠自動化生產線需求作為一個邏輯起點,堅持“產品的生產過程”的導向,將“典型工作任務分析"作為學習的依據,將“真實的產品生產任務”作為學習載體。為了創(chuàng)建好教學環(huán)境,主要通過各種項目案例,借助不斷深化的校企合作平臺,逐步提升學生的職業(yè)、就業(yè)競爭力,力求形成了“學生為中心教師引導、理論——實踐—一應用”三者融為一體化的工學結合模式。
在課程設計過程中,首先教學單位要積極邀請企業(yè)生產一線技術人員,到校研討共同制定課程標準,構建滿足實際需求的職業(yè)能力訓練體系。
其次深入企業(yè)與身在一線的畢業(yè)學生進行交流,傾聽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,結合他們的切身體會,正確審視“機電一體化設備組裝與調試”這一課程建設體系,找出存在問題,并就構建實訓教學情境,提出修改意見。
最后深入與行業(yè)企業(yè)進行入交流,向企業(yè)骨干技術人員請教,了解電氣設備生產制造與裝配、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,以學習情境設計為抓手,確定培養(yǎng)學生職業(yè)能力和素養(yǎng)的教學主線,構建三位一體(應用性理論知識講授、專項實訓、頂崗實習)的課改思路。
1.重構課程體系
為了優(yōu)化教學,將遵照“深入相關企業(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→擬定相關的行動領域→確立適合的學習領域→科學制定本課程的教學、評價標準→創(chuàng)設有效的學習情境”等流程,力求能夠重構課程體系。
1.1調研與分析工作崗位
通過深入企業(yè)進行調研,確定從事電力相關行業(yè)企業(yè)的中職畢業(yè)生,對事故進行分析與處理,以及從事電氣安裝,檢修工作時,如何對二次系統(tǒng)進行安檢。
1.2設立典型工作任務
為了確定典型工作任務,組織教研組教師共同分析所有的工作任務。
1.3擬定教學目標
我們根據國家職業(yè)標準,結合我校專業(yè)人才培養(yǎng)目標,強調將“PLC控制知識、電氣設備的運行、維護”等典型工作任務有機結合,將課程培養(yǎng)目標設立為:第一,熟悉機電一體化系統(tǒng)的相關內容,主要包括其構成、功能、保護方式;第二,掌握機電一體化系統(tǒng)的技術要求和技術標準,主要包括編程調試.操作、運行,檢修、維護等。
1.4設計任務載體
課程內容和目標確定后,我們將“典型真實工作任務”為載體,依學生學習認知的規(guī)律、能力形成的特點,共設計了以下6個學習情境: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、自動控制系統(tǒng)應用,構建了基于工作過程系統(tǒng)化的《機電一體化設備組裝與調試》。
2.設計好課程
為了開發(fā)好本課程,我們積極與企業(yè)的骨干技術人員進行研討,共析崗位需求,進而確立相關崗位的職業(yè)能力、工作流程。
3.創(chuàng)新教學模式
傳統(tǒng)的教學模式,略顯過時,教學效果甚不理想,為了提高教學實效性,有必要對傳統(tǒng)教學模式進行創(chuàng)新,宜整合教室與實訓地點﹑分散與集中結合、工學結合。
3.1整合教室與實訓地點
3.1整合教室與實訓地點
在傳統(tǒng)的教學中,教室與實訓地點普遍被分開,極大地弱化了教學效果,更影響了學生的學習質量。為此,我們進行了大膽改革,充分調整好實訓室的布置,在實訓室進行教學和實踐實訓，教學地點設在機電一體化實訓室、PLC實訓室等,讓學生能夠一邊學習理論知識,一邊進行實訓操作,理論學習與實操有機結合，效果頗好。
3.2分散與集中結合,“教、學、做”─體教學
在傳統(tǒng)的教學中,教師在教室給學生講授理論知識,學生認真聽講學習,但不能及時動手操作,這對于偏重于動手操作學習的中職生來說是非常遺憾的。為此《機電一體化設備組裝與調試》,共設置了6個真實的工作任務,在教學中普遍采用“項目教學法”。同時在教學中,我們推行標準化教學,其環(huán)節(jié)主要有:第一,明確工作任務要求和能力目標;第二,分析工作任務制定學習計劃;第三,學習相關知識確定解決工作任務的方案;第四,模擬職業(yè)環(huán)境實施完成工作任務;第五,檢查工作任務完成的質量;第六,評價整個教學過程。
3.3工學結合
工學結合是中職學校的一種有效培養(yǎng)模式,為了讓學生的學習能與企業(yè)的生產實踐相適應,我們積極安排學生進企業(yè)實習，實習時間為兩周。通過對變頻器調速、傳送帶安裝與調速等實踐驗,如伏安特性的測試、基爾霍夫定律、疊加定理的驗證、互感電路等實驗。學生通過實驗課,加深了對理論知識的掌握,為他們將來繼續(xù)學習和工作打下良好的基礎。
4.2堅持以培養(yǎng)能力為主,發(fā)揮學生的主觀能動性,加強實踐操作訓練在實驗教學中為了發(fā)揮學生的積極性,培養(yǎng)學生認真求實、細致踏實的科學態(tài)度,我們克服困難,增加實驗組數,使每個學生都有動手機會。在實驗中,指導教師對部分實驗只提出內容和要求,由學生自行設計實驗步驟、實驗線路等,完成實驗后分析實驗結果和編寫實驗報告。這樣可以促進學生的獨立思考能力,提高學生的動手能力,可以提高實驗課的實際效果,避免出現(xiàn)實驗課成為示范課、演示課的現(xiàn)象。
4.嘗試多種教法
在教學過程中,根據《機電一體化設備組裝與調試》的教學內容,以及學生的特點,靈活采用“項目教學﹑實踐操作、學生分組討論”等教學方法,讓學生在“積極思考、樂于實踐”中,真正提高學習效果。
4.1 開展項目教學
項目教學法是德國職業(yè)教育的一種有效方法,也為我國多數中職學校采用,我們在《機電一體化設備組裝與調試》課程教學中也推行了這一教學方法。堅持實際工作任務的教學目標,始終圍繞任務的解決,注重知識的應用性,重點培養(yǎng)學生的實踐能力,倡導自主思考學習。在教學實踐后,學生普遍認可這種教學方法，學習效果較好。
4.2引導文
機電專業(yè)學生的動手操作能力雖好,但是理論基礎仍較薄弱,為此,在教學中,我們充分利用好教學資源,采取多媒體展示“教學課件﹑實訓裝置.任務結果”等,提供學習實訓的引導文,讓學生自主查閱資料,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
為了提高學生學習的主動性和積極性,增強團隊協(xié)作精神，切實提高學生的實踐動手能力,在教學中,我們對學生進行適當分組,各小組按“任務→計劃→實施→檢查→評價”的思路,共同完成工作任務。
4.4展示成果
學生的操作實踐效果如何呢?這是一個值得關注的問題,也是教學的一個重要環(huán)節(jié)。為了幫助同學清楚自己的操作能力和操作中需要注意和加強的地方,我們將已經完成的實際案例(視頻),增加到教材、教學體系中,注重每一知識點聯(lián)系實際應用,融“創(chuàng)新思維培養(yǎng)、團隊合作方式、實踐案例教學”于一體。
當然在校企合作背景下,中職學校的課改有必要爭取企業(yè)力量的支持,畢競企業(yè)生產經營活動、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中職教育教改的發(fā)展。隨著時代的發(fā)展和企業(yè)的人才要求提高,提高中職學校機電專業(yè)人才培養(yǎng)質量,顯得尤為重要,而《機電一體化設備組裝與調試》作為該專業(yè)的一門核心課,其改革也很重要,雖然我們已經進行了一定的探索實踐,但仍較淺薄,需要進一步的努力。
5.加大實習實訓力度,讓學生真正做到“理論聯(lián)系實際”
電子產品的工業(yè)化進程不斷加快,產品加工制造技術不斷革新,除了極少數高校具備大型現(xiàn)代化流水作業(yè)生產線外,大多數學校在教學資源緊張的情況下,難以具備這樣的條件,但學生畢業(yè)后畢竟要走上相關的工作崗位,因此我們不能“閉門造車,封閉自我”。在條件允許的情況下,要有計劃有組織地讓學生參觀現(xiàn)代化生產線,這往往比在課堂里枯燥地講述相關知識要生動得多,也是實踐教學的重要環(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,對于實訓后的產品,學生也只是把它當作一個實習,學生更好地認識了生產設備的運行情況,初步掌握了設備安檢的簡單技能,切實解決了實際問題。
固定的產品。我們的目標不僅僅是一個模仿﹑操作,測試、裝配的過程,而是怎樣在這一過程中能創(chuàng)造出更高的價值,也就是有所創(chuàng)造,這是一個值得我們重視的問題。例如,采用分組的方法,讓學生大膽想象,所完成的這個產品還能夠干什么,我們可以舉出很多例子告訴學生,通過進行一些簡單的變換﹑組合等方法,收音機可以不僅僅就是一個收音機,穩(wěn)壓電源也可以不再是一個穩(wěn)壓電源;同樣對于單片機構成的小系統(tǒng),更加容易對其進行更多的擴展。不論任何專業(yè)的學生,只要開闊思路、大膽想象,都能夠在他們所學的領域中找到相應的結合點,這樣的方式使學生能夠有更多收獲,更有助于學生自我價值的體現(xiàn)。
1.概述
職業(yè)教育的核心是提高學生的實踐動手能力和分析解決實際問題的能力。傳統(tǒng)的職業(yè)教育模式是專業(yè)理論課和實訓課分開進行,共弊端是理論和實踐相分離,重理論而輕實踐,教師教學缺乏新意,上課枯燥乏味,學生聽課不感興趣,上課昏昏欲睡,這樣直接造成的后果就是培養(yǎng)的學生動手能力差,解決實際問題的能力差,課程教學難以達到職業(yè)教育培養(yǎng)目標的要求。解決該問題的關鍵是適當引入實訓設備,探索理實一體化教學模式。
理實一體化教學作為職業(yè)院校專業(yè)教學中探索創(chuàng)新的一種教學模式,它強調充分發(fā)揮教師的主導作用,將理論學習和實際訓練緊密結合起來,注重培養(yǎng)學生的動手能力,全程構建素質和技能培養(yǎng)框架,豐富課堂教學和實踐教學環(huán)節(jié),提高教學質量。理實一體化教學要求學校建立專業(yè)教室,配備相應的專業(yè)設備和計算機輔助教學設施,將有關專業(yè)設備和教學設備同置一室,將專業(yè)理論課和生產實習等實踐性教學環(huán)節(jié)安排在專業(yè)教室中進行教學。
高職高專機電類課程教學大多需要實驗實訓設備的支撐。傳統(tǒng)的教學儀器設備主要為了滿足某門課程驗證性實驗的需要,缺乏對學生實踐動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。光機電一體化實訓裝置融合了機械,電氣,PLC,氣動,傳感等多種技術,采用了開放式和模塊式結構,可滿足《電氣控制與PLC》、《機電一體化設備安裝與維護》等多門課程理論實踐一體化教學的需要。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,電氣自動化等專業(yè)課程教學的需要,引入了光機電一體化實訓裝置和模塊化生產線等設備,并積極探索理實一體化教學模式,取得了初步成效,顯著提高了學生的實踐動手能力和社會競爭力。
2.光機電一體化實訓裝置的基本構成
2.1光機電一體化實訓裝置的總體結構
光機電一體化實訓裝置由型材導軌式實訓臺,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,模擬生產設備實訓模塊(包含上料機構,搬運機械手,皮帶輸送線,物件分揀等)接線端子排,各種傳感器,警示燈和氣動電磁閥等組成。整體結構采用開放式和拆裝式設計,學生可以組裝,接線,編程和調試由上料機構,搬運機械手機構,皮帶輸送線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光機電一體化實訓裝置的總體皓構