工业机器人实训总结范文

时间:2023-03-20 15:20:59

导语:如何才能写好一篇工业机器人实训总结,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

工业机器人实训总结

篇1

关键词:工业机器人 实训室建设

工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。广泛采用工业机器人,不仅可以有效提高产品质量,而且对保障人身安全、改善劳动环境、减轻劳动强度、提高劳动生产率、节约材料消耗以及降低生产成本都有十分重要的意义。工业机器人的应用水平已经成为衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志。

工业机器人应用涉及到多门学科知识, 学生不仅要掌握理论知识, 还要具备工程技术应用能力。而实训环节对于学生巩固理论知识, 特别是培养其解决实际工程问题的能力、工程应用能力、创新能力至关重要。 高职院校应充分利用现有资源, 积极与企业开展校企合作,创建更加贴合实际工程应用的工业机器人实训室,为学生提供解决实际工程问题及提高创新能力的条件和机会。

一、工业机器人实训室布局

工业机器人实训室归属于本校自动化生产设备应用专业,为了让教学更加贴近真实的工作任务,自动化生产设备应用专业教学团队与合作企业华中数控工业机器人有限公司,共同制定专业人才培养目标、教学内容、教学要求,使教学内容与实际工作岗位任务相符,并以此为依据建设规划工业机器人实训室,经过双方的研究和探讨,该实训室被划分为多媒体教学、基础实验、维护维修、工程应用等四个功能区域。实训室布局如图1。

图1 实训室布局图

二、 工业机器人实训室硬件设施

为开展工业机器人应用项目的教学,并考虑到实际工业生产中最有代表性的机器人类型,实训室中工业机器人类型选用华中数控工业机器人有限公司生产的4台轻载式六自由度多关节机器人、4台桁架机器手,台湾益众科技有限公司的2足行走机器人、竞速机器人、乐高趣味组合机器人用于基础教学;选用华中数控提供的4台六轴机器人本体、4台桁架机械手本体、及配图控制器用于维护维修教学;选用华中数控提供的3台立式加工中心并配置1台6六自由度多关节机器人组成1个自动加工单元用于工程应用实验教学。同时,上述两家公司还配套教学所需的各种辅助设备,包括末端执行装置(如机械手、吸盘、专用夹具等),电气控制、传感设备等。

三、工业机器人实训室软件设施

除了硬件设施供学生提升实操能力、工程应用能力之外,还要注重软件设施的建设。实训室除操作系统以外,还安装了AutoCAD、UG、CATIA等三维软件,用于三维建模,为运动仿真提供数字模型。为了克服机器人数量不足,降低机器人及各种辅助设备的损耗,实训室还配套华中数控研制的模拟仿真软件,包括离线编程功能和仿真功能,用于构建虚拟机器人的工作环境,以及虚拟机器人工作过程的仿真。

四、工业机器人实训室实训项目设置

工业机器人技术实训项目是与华中数控工业机器人有限公司按照企业实际工作任务来进行设计、归纳、总结得到的,实行教学内容模块化。为了实现教学、演示等功能,在多媒体教学区中,还需配置多媒体及配套设备、电脑及配套设备、网络传输所需的服务器、 交换机及配图设备等。

(一)工业机器人基础培训模块

1.模块一:机器人操作 (16课时)

项目内容:1)工业机器人系统介绍;2)安全操作规范,紧急情况处置;3)使用示教器操作机器人,修改位置点;4)调用系统中的例行程序;5)程序备份和系统备份方法介绍,实践;6)机器人零位更新方法介绍,实践;7)手动模式下的机器人操作;8)益众机器人参数设置及操作实践。

2.模块二:机器人基础编程 (40课时)

项目内容:

1)手动模式下的机器人操作;2)工业机器人坐标系统;3)编程语言介绍及其基本指令;4)I/O 信号介绍及配置;5)机器人系统重启指令介绍;6)程序保存,系统备份;7)机器人系统配置及安装;8)校正方式介绍;9)操作实践。

(二)工业机器人维护维修培训模块

1.模块一:机器人维护维修 (80课时)

项目内容:1)机器人中各电气模块功能及原理介绍。包括电源系统,计算机系统,驱动系统,总线与I/O 系统,冷却系统,安全面板 和 SMB 板;2)机器人电气知识简介,电路图讲解;3)机器人中各电气模块维护保养注意事项;4)机器人安全面板、主机箱中的指示灯状态介绍;5)机器人故障代码介绍;6)机器人不同启动方式的原理及介绍;7)故障排除实践;8)机器人本体硬件结构介绍;9)日常机械维护保养知识介绍及实践;10)各轴电机、电缆更换步骤讲解及实践;11)机器人齿轮箱、平衡装置更换方法讲解与实践;12)机器人精校准方法介绍与实践。

(三)工业机器人工程应用培训模块

1.模块一:机器人离线编程系统的学习 (40课时)

项目内容:1)创建工作站;2)创建系统;3)创建几何体和机械装置;4)创建工具、工件坐标系、路径点、轨迹;5)利用创建的组件和数据进行离线编程和仿真;6)使用相关组件模拟现场动态效果;7)机器人的可选项的使用,包括外轴(转台、 导轨);输送链追踪;8)学习离线编程系统的实用功能。包括信号分析器;文件传输。

2.模块二:自动化加工单元的学习(32课时)

项目内容:1)学习系统技术资料、自动化加工单元的组成和工作原理;2)装配工艺设计;3)制定安装顺序和工作计划;4)加工单元工作程序编写及导入;5)加工单元的组装联调;6)加工单元稳定性调整;7)加工单元验收。

五、小结

通过校企合作的方式建设工业机器人实训室,使教学内容更加贴近实际工作岗位的内容, 降低企业二次培训的时间和费用,促进了学校和企业的无缝连接。同时,也促进教师教学工作、 科研工作的开展, 激发教师教学改革的热情,提升学生实操能力、工程应用能力、创新能力。

参考文献:

[1]赵凤申,李爱芹.高职院校工业机器人实训室建设初探[J].电气电子教学学报,2010,32(4):115~116.

[2]熊隽.工业机器人实训室的建设与研究[J].职业教育,2014,(8):95~96.

[3]杨广金.关于高职院校实训室建设的问题及对策研究[J].职业与教育,2009,(5):43~44.

[4]宋正强,杨辉玲.高职高专院校机器人创新实训室建设方案探讨[J].中国集体经济,2009,(34):172.

[5]管小清,王纪东.高等职业教育中工业机器人实训基地建设的实践与探索-以汽车制造专业为例[J].自动化博览,2013,(z2):230~234.

篇2

(台州职业技术学院 浙江 台州 318000)

摘要:在“工业机器人安装与调试”学习领域课程开发过程中,确定该课程应使学生具备工业机器人安装、工业机器人调试、工业机器人编程操控以及工业机器人检修维护等能力。深入企业调研,明确典型工作岗位,分析课程所对应的典型工作任务;从高职学生的基本情况出发,对典型工作任务进行提炼形成行动领域;按行动领域所承载的知识、能力的相互关系构建学习领域;按照每个学习情境对应一个完整的工作过程的原则构建学习情境;最后按照“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”六步法实施教学。在教学过程中尽可能为学生提供类似企业的真实工作环境、国家或行业标准、任务单和计划书等资料。

关键词 :高职;工业机器人安装与调试;课程开发;学习情境

中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2014)04-0086-05

工业机器人(Industrial Robots)简称IR,是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。工业机器人具有高效、可靠的优点,在自动化生产线中应用日益广泛,如在汽车工业中完成焊接、搬运、喷涂和装配等工作。此外,我国的民营企业也逐渐认识到了工业机器人的优势,对工业机器人的采用量逐年增加。但这些企业存在着装机量不高、人才流动性强和培训不到位等问题,因而对工业机器人应用维护人才需求较大和要求较高,高职院校有必要加强对这方面人才的培养力度。

课程开发原则和流程

(一)课程开发原则

作为台州职业技术学院机电一体化技术专业的核心课程,“工业机器人安装与调试”的开设原则是以企业实际需要为根本出发点,通过教师进入企业实地调研,总结典型工作任务,完成调研报告,最终确定工业机器人课程教学内容及范围。包括:工业机器人及柔性自动化生产线的安装,辨识电器原理图,根据需要编写程序和调试代码以及各种故障的诊断和维修。以项目化实训为主线,以学生亲历实践为导向,培养学生分析问题、解决问题的综合职业能力。通过课程的学习,让学生具备常规工业机器人及柔性自动化生产线安装调试和故障诊断与维修能力,适应未来社会对工业机器人领域人才的需求。

(二)课程开发流程

“工业机器人安装与调试”课程开发的整体流程包括:教师深入工业机器人研发或应用型企业调研,通过走访、参观、座谈、研讨等形式,了解与本课程相关人才的社会需求情况,相关行业对本课程开发的要求及企业的典型工作任务的信息,为确定课程定位,制定课程开发方案,培养适应社会发展需求的高素质技术技能型人才提供依据。从高职学生的实际情况出发,遵从学生认知规律,与企业实践专家一起对典型工作任务进行提炼形成行动领域。按行动领域所承载的知识、能力的相互关系构建学习领域,制定出课程方案和课程标准。并在实践专家指导下设计符合工作过程的学习情境。最后,按照六步法进行课程的实施和评价。整个课程开发流程如图1所示。

课程开发过程

(一)企业调研

交通运输装备制造业与特色装备制造业是台州市两大传统优势主导产业。台州地区现有汽车、摩托车及配件生产企业3 000多家,不乏吉利、吉奥、钱江等汽车行业知名龙头企业。我们利用假期先后走访了温岭市风云机器人有限公司、浙江安露清洗机有限公司、吉利集团、浙江吉奥汽车有限公司等企业。了解就业岗位的主要工作任务,企业对高职从事工业机器人及自动化生产线安装与调试工作毕业生的专业技能、社会能力和职业素养的具体要求,并与企业实践专家探讨工业机器人及自动化生产线安装与调试课程开设的有关情况。首先,我们拟定了调研方案,选定样本为企业经理、一线的维修工、车间和部门领导以及毕业生等,采取访谈和问卷调研相结合的方式。拟定调研方案之后,调研与工业机器人安装调试及维修有关岗位,包括岗位名称、级别、人数、岗位职责,然后了解所有这些岗位毕业生是如何在岗位之间调动的,以此获得毕业生岗位升迁的一般路线图。获得具体岗位之后,确定毕业生在这个岗位上从事的具体工作项目,在此基础上,再一次向企业和毕业生征询意见,重点了解对学生职业素质和社会能力培养的具体要求,了解毕业生对拟开设课程知识学习的具体建议。主要形成四项调研成果:该课程培养的学生典型就业岗位、课程培养目标,企业要求和岗位工作项目。

典型工作岗位分析 通过调查分析确定工业机器人及自动化生产线安装与调试典型工作岗位包括:工业机器人及柔性自动化生产线操作工、维修工、电气工程师、编程调试工程师、自动化生产线班组长、车间主任或项目经理。

课程培养目标 以就业为导向确定课程培养目标:学生以独立或小组合作的形式,通过教师指导或借助各种资料,制定工业机器人的安装和调试作业计划,在规定时间内完成上述计划、实施、检查并进行评价反馈。在实施计划的过程中,使用工具、设备和材料等要符合劳动安全和环境保护规定,对已完成的任务进行记录、存档和评价反馈。

企业要求 通过调研,归纳出企业对工业机器人及自动化生产线安调和维修人员的要求是:要具有良好的职业态度;具备各种常用工具和专用工具使用技能;具备一定的电工知识,熟识常见的电气线路图;能够掌握工业机器人行业前沿技术知识动态;对设备具有保养、操作、维护能力;对专用维修检测仪器的数据能够分析,能够运用数据流分析判断故障产生的原因,能够制定相应的维修计划并实施,能够向领导汇报情况;具有一定的写作能力与获取信息的能力;具有团结协作、组织协调能力和继续学习能力;了解工业机器人及自动化生产线整体和各模块的工作原理,了解各个模块间的通讯,能够具备根据任务的简单变化修改相应控制程序的能力。

岗位工作项目 企业调查显示,工业机器人安装和调试人员主要从事的工作包括新建生产线的安装和调试、定期维护和保养、综合故障诊断和维修、生产线功能的扩展和研发、生产线质量控制和检验等。

(二)典型工作任务描述

在企业实地走访调研基础上,提炼“工业机器人安装与调试”典型工作任务,如下页表1所示。

(三)岗位能力分析

通过岗位分析,“工业机器人安装与调试”课程应培养学生三方面的能力,即知识能力、社会能力和方法能力。

知识能力 了解工业机器人技术的基本概念和基本理论;了解工业机器人系统的组成及工作原理;学会商业谈判、合同签订并根据技术要求设计工作计划和行动方案的方法;学会与工业机器人有关的英语;学会根据工业机器人的机械结构,制定机械和电器元件的拆装顺序;掌握气动元件、传感器、电动元件、PLC装置在工业机器人中的作用并绘制相应的电路图;掌握工业机器人的模块化组装、调试、控制与维护的基本方法;掌握工业机器人的编程语言,编写较简单的调试程序;掌握工业机器人常见故障诊断和维护方法。

社会能力 养成积极思考问题、主动学习的习惯;培养良好的团队合作精神,乐于助人;培养良好的职业道德和规范、安全、环保、成本和质量意识;养成勇于克服困难的精神,具有较强的忍耐力;养成及时完成阶段性工作任务的习惯。

方法能力 能够根据任务需要查阅相关资料、制定工作计划的能力,解决实际问题的能力,独立学习新知识、新技术的能力,评估总结工作结果的能力;能够正确阅读工业机器人部件装配图、零件图和技术文件,进行机械部件装配;能够正确阅读工业机器人的电气原理图、电气安装图,完成电气装配;能够编写适用于不同工作任务的工业机器人调试程序;能够使用工业机器人安装与调试常用的机械工具,电子工具和相关仪器仪表;能够及时详细地记录工业机器人安装与调试过程的工作日记、总结工作经验以供日后使用;能够检测和处理工业机器人的各种常见故障,并作相应检查维修工作记录;能够在工作过程中使用相关专业英语进行简单的交流。

(四)学习情境设计

学习情境是在典型工作任务基础之上,由专任教师和企业专家共同开发设计用于教学的“情形”和“环境”,是对典型工作任务进行教学化处理的结果。德莱弗斯(S E Dreyfus)等人研究发现:“人的职业成长遵循从初学者到专家的逻辑发展规律,其发展过程分为初学者、高级初学者、有能力者、熟练者和专家五个阶段”。职业教育教学的根本任务是通过一定科学合理的方法把初学者带入更高级的阶段。因此,对于教学情境的选择和设计应充分考虑上述因素,以工作任务为导向,符合职业发展过程和学生认知规律,突出职业能力训练,使学生掌握工业机器人安装和调试的核心技能。通过前期企业调研,得到了企业工业机器人安装和调试的典型工作任务,对典型工作任务进行提炼后形成行动领域从而构建相应的学习领域。

台州职业技术学院机电一体化技术专业学生在学习“工业机器人安装和调试”课程之前已经具备一定的机械设计、液压和气动技术、PLC编程以及常见电机及其控制方法的基础,但是缺少对机器人的认知。故在设计学习情境时以积木式机器人为载体,先安排16课时让学生对原有知识进行温故知新,同时了解工业机器人的相关定义,了解企业自动化生产线改造的过程和方法,学习机器人安装和调试的基本原理、手段和方法,提高学生学习兴趣和探索新知识的热情。然后,从关节(直角坐标)两种典型的工业机器人入手(应用场合包括焊接、喷涂、搬运、立体仓库等),作为进阶情境,实现工业机器人基本的空间定位和目标识别功能,学会根据任务需要设计末端执行机构的方法。最后,以关节机器人为核心的柔性生产线作为高级学习情境,该情境又细分为七个子任务,即供料单元安装和调试、防护单元安装和调试、输送单元安装和调试、加工单元安装和调试、视觉单元安装和调试、生产线的整体联调以及故障诊断和维修维护。最终实现由一部工业机器人和其他部件构成的柔性制造系统能同时监管三台加工中心的加工任务,并实施自动上下料及相关的自动化模式。

PLC与机器人控制器、加工中心的嵌入控制实现独立总线控制,并运用触摸屏及相应模块实现显示、控制、操作于一体的应用。电气控制与机器人操作分布在不同的区域,实现控制与操作分开。完成必要的设备改造和基础设施修造工作。提供自动化的零件料仓和其他辅助机械手,直至加工中心区域实现无人车间。

基于工作过程的学习情境设计充分体现了从初学者到专家的逻辑发展规律,具体学习情境设计如图2所示。

课程教学实施

“工业机器人安装与调试”课程的实施遵循项目教学、任务驱动,理论教学和实践教学一体,以及做中学原则。以工作过程为导向,以培养学生的技能和综合职业素质为核心。每个学习情境都按照“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”六步法实施教学。在教学实施过程中,除了融入企业元素的学训一体化的工业机器人实践性教学基地,满足技能训练的要求外,还提供必要的资源,包括学生工作页、学习指南、课程参考书、厂家提供的安装和调试说明书和手册以及常见故障诊断维护方法、多媒体教学资料等。其中,学生工作页中融入任务单、资讯单、案例单、信息单、计划单、决策单、实施单、检查评价单和教学反馈单等栏目。以工业机器人机械结构的装调教学为例加以说明,其实施过程如表2所示。

在整个实施过程中,我们遇到并成功解决了三个问题:(1)设备数量难以满足教学需求的问题。由于工业机器人及其柔性生产线价格昂贵,因此,能够提供给学生实训的设备数量相当有限,这就需要解决僧多粥少的局面。通过合理安排实训项目,学生分组轮换等手段解决。如学生在进行工业机器人电气系统的安装和调试项目时,可将该项目分为电气元件的识别、电源模块的安装和调试、驱动模块的安装和调试、控制模块的安装和调试,将学生分组后在这四个子任务中轮换。另外,可通过购买其他类型的机器人辅助教学设备分担压力。(2)设备保修和教学实施的问题。在实施工业机器人及柔性生产线故障诊断和维修维护任务时,为了使学生深入理解掌握维护维修的方法,必须全面了解工业机器人及配套设备的结构,包括外部可见的和内部不可见部分,如内部传动机构、减速系统等构造。受工业机器人厂家的保养准则限制以及笨重的零部件给检测造成的潜在风险,对于内部结构往往以图片讲解为主,学生无法获得直观的体验。可从二手市场采购形同或相似型号的工业机器人给学生拆装,帮助其了解工业机器人的内部结构和维护相关知识。或者引入工业机器人模拟软件构建虚拟的工作环境辅助教学。(3)社会评价无法贯穿学期教学过程的问题。本课程不是传授单一技能,而是在学完了各相关专业课的基础上,用工业机器人安装与调试这个载体,将其进行综合。所以,评价体系应该围绕各相关专业知识和技能的综合运用水平,使学生明确感受到对一个系统的掌握和成就感。教学评价采取多种方式,包括自我评价、学生评价、教师评价和社会评价,同时设计了相应的评价表,以更好地反馈教学信息,指导教学质量不断改进。在以上四种评价中,当属社会评价比较难以实施,兼职教师授课的时间有限,无法自始至终贯穿整个学期的教学过程。我们通过远程视频联接的方法,让兼职教师参与指导学生的工作过程,参与学生成果的评价。学生亦可由视频系统向兼职教师提问,随时进行交流。

以工业关节机器人为核心的柔性生产线的安装和调试课程在高职院校中开设和实施为数不多,可借鉴的经验甚少。我们立足台州,服务地方经济,通过前期大量企业实地走访调研、与企业实践专家和课程开发专家一起制定了切实可行符合高职院校学生认知规律的课程标准,开发了基于工作过程、任务驱动的学习情境,并在课程实施过程中灵活调整,及时更新、补充、修改教学内容,实现课程的动态反馈,完成课程内容的闭环控制。通过课程学习,学生取得了多项实质性成果。

参考文献:

[1]赵志群.论职业教育工作过程导向的综合性课程开发[J].职教论坛,2004(6):4-7.

[2]肖兴宇.工作过程导向的《作业机械使用与维护》学习领域课程开发[J].职业技术教育,2009(17):13-15.

[3]姚和芳,首珩,周虹.基于工作过程数控技术专业学习领域课程方案开发与设计[M].北京:高等教育出版社,2008.

[4]易传佩.基于工作过程的学习领域课程体系的开发与实践——以“焊接技术及自动化”专业为例[J].企业家天地,2010(9):97-98.

[5]黄锐,张颖.从岗位导向到学习情境——基于学习领域的高职国际贸易实务专业课程开发与应用研究[J].长春理工大学学报,2012,7(7):167-169.

[6]阮友德,林丹.基于工作过程导向的PLC课程建设与实践[J].实验室研究与探索,2011,30(8):446-449.

[7]赵凤申,李爱芹.高职院校工业机器人课程建设研究[J].职业教育研究,2011(3):39-40.

篇3

[关键词]课程体系建设;职业(行业)标准;智能焊接技术

随着“中国制造2025”的持续深入推进,以轨道交通、工程机械为典型代表的焊接制造行业机器人焊接比重不断提升,进而对智能焊接专业人才需求大大增加,因此,探索如何培养高素质技术技能型智能焊接人才非常必要。目前,我国已形成涵盖大专、本科、研究生等多层次的焊接高等教育体系,如何确立高职智能焊接人才培养规格、课程体系结构,课程教学内容如何与职业(行业)标准相融合,使该类型的人才培养满足智能焊接制造的需求,支撑行业的转型升级,其意义重大[1]。本文以智能焊接技术专业为载体,探索了职业标准、行业标准与专业教学标准对接的路径,形成了职业(行业)标准对接专业课程体系建设的经验和方法。通过职业标准融入专业课程体系的重构和人才培养方案的修订,探索人才培养的新模式。同时通过对智能焊接专业技术岗位(群)工作任务及职业能力分析,科学确定专业人才培养目标和人才培养规格,创新职业院校课程标准和职业技能标准对接的课程建设理念,综合优化专业的课程设置和教学内容,实现学历教育与技能等级教育的深度融合。研究结果为其他专业(群)课程体系建设和课程及教材的开发提供借鉴。

一、建设目标

通过对专业岗位(群)典型工作任务及职业能力的分析,明确智能焊接技术专业必备的专业知识和核心技能,理清职业标准和行业标准融入课程内容的途径和方法,开展智能焊接技术专业对接职业(行业)标准的课程体系建设与实践,探索职业标准、行业标准与专业教学标准对接的路径,形成职业(行业)标准对接专业课程体系建设的经验和方法;同时以GB/150等国内标准和ISO15609、EN287、ISO9606、ASME等与焊接领域相关的国际标准等为突破口,重构课程体系基础技能模块,理清轨道交通、工程机械等焊接制造行业的智能焊接从业人员应具备的知识、能力和素质,逐步把机器人焊接相关标准GB/T19867.4、CWA1.5、ISO14732等融入机器人焊接高端模块,形成以岗位为主导、标准为主线的“一高两基”课程体系和核心课程建设思路。创新职业院校课程标准和职业技能标准对接的课程建设理念,总结课程体系建设的内在规律及建设方法、途径和实施策略,形成可复制、可推广的课程体系建设模式,为其他专业(群)课程体系建设与课程开发提供借鉴和参考。

二、建设思路

通过对包括轨道交通、工程机械在内的焊接制造行业的调研,解决专业定位问题;按照GB/T29824(工业机器人用户编程指令)、GB/T19867.4(激光焊接工艺规程)、CWA1.5(弧焊机器人从业人员资格认证规范)、ISO10218(机器人与机器人装置)、ISO14732(金属材料机械化和自动化焊接操作工技能评定)、ISO15609(国际焊接工艺规程及评定)、ISO9606(国际焊工资格认证标准)等国内外标准要求,解决典型工作岗位及其能力要求的问题。基于机器人弧焊操作员、机器人激光焊接操作员等新岗位的人才需求,按照手工焊接技术—焊接工艺技术—机器人焊接技术的技术升级路径,借鉴工作过程系统化课程开发理论,协同典型企业(中车集团、迪森〈常州〉锅炉有限公司等),重构“智能焊接高端技术技能课程模块(一高)、焊接操作基础技能课程模块、焊接工艺基础技能课程模块(两基)”的“一高两基”课程体系。具体为:根据《焊工国家职业技能标准》、TSGZ6002《特种设备焊接操作人员考核细则》、EN287(国际焊工资格考试)标准要求,把以持证项目为教学内容的技能类课程作为专业课程体系的基础结构(基础技能课程模块)[2],根据ISO15609等标准要求,将焊接工艺编制、产品质量检验和现场生产管理作为专业课程体系的工艺结构(焊接工艺基础技能课程模块),根据GB/T19867.4、CWA1.5、ISO14732标准要求,以机器人焊接操作、编程、工艺以及质量检验作为课程体系的高端结构(智能焊接高端技术技能课程模块)。校企共同制订课程标准,重组课程教学内容,重整课程项目,解决教学内容更新以对接产业升级对人才需求升级的问题。根据国内外标准和职业资格要求,将符合轨道交通、工程机械等焊接制造的焊工持证项目作为课程主体内容,以焊接方法为主线,由易到难排序教学内容,解决技能类课程建设问题;按照轨道交通、工程机械等焊接制造标准、工艺流程,设计培养学生工艺评定、工艺编制、质量检验和现场生产管理能力的教学项目,解决技术类课程开发问题。校企行合作,按照TSGZ6002、CWA1.5、ISO14732的要求,建设集特种设备焊工培训考核,机器人弧焊操作员培训考核,国际焊工培训考核以及技术服务于一体的智能焊接实训平台,产教深度融合,时刻保持教学内容与生产需求对接,解决专业教育与行业需求一致性问题。

三、建设路径与方法

1.对相关专业课程体系建设及焊接专业对接职业(行业)标准的课程体系建设等方面进行回顾和梳理,分析本研究所需的理论支撑以及在本研究中的具体运用[3],在此基础上明确本研究的研究内容、思路和方法。2.从智能焊接专业人才需求现状和专业(群)的人才培养现状分析,开展广泛的职业岗位调研,进行岗位(群)工作任务及职业能力分析,梳理本专业的职业岗位能力,明确智能焊接专业人才必备的专业知识和核心技能,将本专业的职业技能面向培养目标、培养规格等专业人才培养关键要素,结合区域经济发展对职业人才的具体岗位需求,进行综合梳理和科学定位,以高技术技能人才的育训并重新理念,将职业(行业)标准贯通,综合优化专业的课程设置和教学内容,实现学历教育与技能等级教育的深度融合。3.从智能焊接专业课程体系建设实际出发,理清职业标准和行业标准融入课程内容的路径和方法,探索职业标准和行业标准与专业教学标准对接的途径和实施策略,开展课程体系与教学内容建设。以《焊工国家职业技能标准》为基础,将ISO9606、EN287等国内外标准融入,培养手工焊接技能扎实的学生,并结合“1+X”技能等级标准、机器人焊接相关行业资格标准、国际标准进行专业课程体系建设、课程开发和教材建设,培养能进行机器人焊接操作、能进行机器人焊接编程、能制订机器人焊接工艺以及能进行机器人焊接质量检验的“四能”智能焊接人才,使人才培养更具有职业特征,更能做到与产业需求相一致。4.基于实证研究的结果,通过智能焊接技术专业对接职业(行业)标准的课程体系建设与实践,探索职业标准、行业标准与专业教学标准对接的路径,总结课程体系建设的内在规律及建设方法、途径和实施策略,形成可复制、可推广的经验,为其他专业(群)课程体系建设和实际应用提供借鉴。

四、建设成效

1.创新了职业标准融入课程体系的途径和方法,构建了“一高两基”专业课程体系。根据TSGZ6002、EN287标准要求,把以持证项目为教学内容的传统手工技能类课程作为专业课程体系的基础结构(基础技能课程模块),根据ISO15609等标准要求,以焊接工艺编制、产品质量检验和现场生产管理作为专业课程体系的工艺结构(焊接工艺基础技能课程模块),根据GB/T19867.4、CWA1.5、ISO14732标准要求,以机器人焊接操作、编程、工艺以及质量检验作为课程体系的高端结构(智能焊接高端技术技能课程模块),构建“一高两基”的专业课程体系,满足焊接制造岗位对从业者手工焊接能力、机器人焊接能力以及焊接工艺制订能力的需求。(见文末图2)2.创新了以标准为主线的课程开发模式,建设优质“项目化”课程和教材。以轨道交通、工程机械等焊接制造行业标准要求为主线,根据焊接方法的分类特征,按照持证项目技能等级,从简单的平焊到复杂的全位置焊,再到机器人编程及焊接递进,开发技能类课程;根据技术类岗位能力需求,以典型生产案例为载体,设计教学项目,并把能力要求分担到多门课程中,开发技术类课程,校企合作建设教学做一体化教材。3.创新职业标准和行业标准相结合的实训中心建设模式,打造“多位一体”实训平台。省产教深度融合智能焊接实训平台包含省人社厅认定的焊工高级技师统一鉴定机构、省市场监督管理局认定的特种设备焊工考试中心,与中国焊接协会共建的全国机器人焊接培训基地,与德国手工业协会共建的中德国际焊接技术培训考试中心。作为第三方培训与鉴定机构,为企业进行焊工培训及考核,同时利用平台资源集聚优势,更有利于校企合作,提高教学团队对标准的理解与应用,为教学内容的持续更新提供条件。

五、结语

智能焊接技术专业经过几年的改革探索与实践,形成了职业(行业)标准对接专业课程体系建设的经验和方法,探索了职业标准、行业标准与专业教学标准对接的路径。创新了职业标准融入课程体系的途径和方法,构建了“一高两基”专业课程体系,满足了焊接制造岗位对从业者手工焊接能力、机器人焊接能力以及焊接工艺编制能力的需求;创新了以标准为主线的课程开发模式,建设了一批优质“项目化”课程和教材;创新了职业标准和行业标准相结合的实训中心建设模式,打造了“多位一体”实训平台。同时通过对智能焊接专业技术岗位(群)工作任务及职业能力分析,科学确定专业人才培养目标和人才培养规格,创新了职业院校课程标准和职业技能标准对接的课程建设理念,总结了课程体系建设的内在规律及建设方法、途径和实施策略,形成了可复制、可应用、可推广的经验。同时教学中采用行动导向教学法与任务驱动教学法相结合组织教学,体现“以学生为主”“理实一体”“学中做、做中学”的理念,使学生获得与企业相似工作岗位要求相一致的职业能力,教学质量显著提升,培养的人才深受用人单位的好评。

参考文献:

[1]胡秋.基于一体化教学过程技工院校焊接专业课程体系建设的研究[J].现代职业教育,2020(6):128-129.

[2]姜泽东,史维琴,陈保国.特种设备制造标准融入焊接专业课程建设的探索与实践[J].科技信息,2013(15).

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一、创新能力培养工作中存在的问题

(一)思想认识上的偏差各行各业各个层次的岗位工作,都需要具备一定创新能力的人才。但是,一些人认为创新型人才培养是普通高等学校或者研究性大学的事情,与高职教育无关。正是这种认识导致了高职教育教学理念的偏离。相当多的高职院校在教学过程中重视的是知识、技能的灌输与传授,忽视对学生创新意识、创新能力的培养。在电子应用能力培养方面,教师往往过分注重课堂上的理论阐述,课后的实训环节也过于依赖实训设备和相关的教学手册,忽视学创新思维和实践能力训练,因此学生无法将学习到的理论知识与实际工作相互合,缺乏想象力和创造力。

(二)培养方案与教学模式的不足人才培养方案的设计,存在理论教学与实践教学相分离、重专业教育而轻人文教育、重单科设置而轻课程整合等问题,教学时间与资源存在内耗的现象。在电子类专业教学方面片面注重单科教学,忽视学科之间的相互联系。因此,学生“只见树木,不见森林”,无法应用知识来解决实际问题,更不用说创造性地应用。在教学模式上,存在重课内而轻课外,重校内而轻校外、重灌输而轻探究、重继承而轻创造等现象。受学校的一些设施和师资条件的限制,电子技术类课程的授课方式还是传统的“我教你学”的模式,应试教育的倾向比较突出。在课程建设上,存在重学校自身建设而轻行业企业参与、重形式而轻内容、重当前设计而轻持续改进等现象。因此,学校的一些实训设备利用率不高,有的只是充当招生砝码和宣传素材。在考核评价上,存在重学校评价而轻社会企业评价、重单一测试而轻综合测评、重结果而轻过程等现象。现行的普通高职教育已经大众化,学生往往成为流水线上的一个“产品”。学校只是要求学生毕业时都达到某些标准,却忽略学生的个体差异,不能充分重视学生的主体选择和个性表达。以上种种都不利于培养创新能力,甚至往往会扼杀学生的创造力。

(三)教学环境和条件的不足许多高职院校的教学设施尤其是实践教学设施设备明显不足。学生在学校无法得到保质保量的实践训练,毕业后进入工厂,往往还得经过专门的培训才能上手。“双师”素质的教学团队建设,在大多数高职院校都滞后于教学需要。学校教师进编制受职称和学历等制约,常常导致需要的企业人才无法引进,教师的进修培训又受到各种因素的限制。学生的创新实践不仅需要资金支持,还需要教师的正确引导。电子类创新实践活动,其耗材需要资金比较多,全由学生支付显然不现实。总之,由于各种因素的制约,学生电子技术创新实践活动难以开展,开展起来了也难以取得实效。

(四)创新文化培育不够,创新氛围不浓斯普朗格说:“教育的最终目的不是传授已有的东西,而是要把人的创造力量诱导出来”。高技能创新人才的培养离不开尊重创新、鼓励创新的环境氛围条件。然而不少高职院校对文化建设认识不足,不能营建一个良好的、宽松的、有利于创新的文化氛围。

二、创新能力培养模式的构建

随着对毕业生综合技术应用能力要求的提高,围绕学生创新知识学习、创新能力培养、创新素质提高的实践探索方兴未艾。如“订单式培养”、“基于岗位创新的课程开发”、“基于人才培养模式创新的高职教材建设”[1-3]等探索,在教育实践中都取得了一定的成果。但是许多研究成果在实践应用中,又简单地将知识、技能和素质依照传统科目教育模式加以模块化,不能真正使学生职业素养和专业技能同步提高。借鉴国内外的一些研究成果,结合我校机电工程系各专业的发展情况,我们认为,应当探索构建一种基于“校企合作,工学结合”的电子技术应用创新能力培养模式。第一,积极开展各种形式的调查研究,组织探讨高职院校学生创新能力培养方案及其路径。通过调查研究,了解社会人才需求,明确高职电子相关专业学生应该具备的电子技术应用创新能力,正确认识高职电子技术应用创新能力培养存在的问题和不足。第二,建立高职电子类学生创新能力培养平台。依托机电工程系电工电子与自动化实训基地,建立机器人创新实验实训室、电工电子类创新实验实训室,开发课程结合紧密、企业关联度高的实验实训项目。首先培养学生基本的动手实践能力,然后通过实验室开放项目、学生创新课题、毕业论文(设计)等形式,鼓励学生课余独立或联合开展各类科研活动,吸引学生积极探索新技术并能够付诸实践。同时,组建由教师、企业技术人员、学生构成的科研团队,根据企业需要开展科技攻关活动,帮助解决生产中的实际问题,真正做到“工学结合”,锻炼培养学生的实践能力和创新能力。第三,企业参与实训室建设,构建开放式实践教学体系。通过调查研究,了解企业对专业人才的技能要求,从而不断改进实训项目和考核方式。争取技术力量雄厚的设备供应企业参与实训室建设,在技术开发、实训室内部设施的布置、实训项目的开发、实训师资的培训等方面同企业进行深入的合作,形成较为密切的互惠互利关系。这样,企业由于了解学校的目标需求,可以开发出更符合学生能力培养需要的设施设备,有利于企业的发展;另一方面教师可有效利用企业的资源,提高自身的职业能力。第四,“以赛促学、以赛促改”,加强个性化创新人才培养。以国家级和省级技能竞赛为契机,利用实验实训平台,选拔培养优秀的有潜力的学生。通过参加大赛的准备和实训,不断发掘学生的潜力。在传授一定的相关技能后,引导和鼓励学生结合自身的优势进行自主创新。通过组织参加不同级别的大赛,不断总结提高,实现电子类专业学生知识技能和创新应用能力的全面发展,同时形成探索创新的校园氛围,推动学生开展探索创新活动。第五,建立健全有关管理制度和激励机制。开放实训室的设施设备管理、耗材管理、学生管理,都要建立相应的制度。学校给予一定的资金支持,使教师干得带劲,学生学得满意。

三、创新能力培养的实践及效果

根据上述思路,我校机电工程系建立了机器人创新实训室、电子创新实训室、EDA技术实训室,并且进行开放式实践教学,让有兴趣的学生能够有更多的机会进行实践操作。组织了专业教师到众友等知名企业学习,并根据学生实际,将实际需求反映给实训设备制造企业。编辑了相关实训教材,在EDA教学中得到应用。在管理制度方面,加大了对实践指导教师的激励,在课酬和耗材资金方面都给予了充分的支持。学校成立了机器人兴趣小组,大批成绩优异并有相关兴趣的学生参与其中。以应用电子专业学生为主的团队,在安徽省职业技能大赛中,获得了机器人应用项目三等奖;学生制作的双目式红外避障传感器,获得了评委的高度赞誉。装备了该传感器的“国防之星”机器人小巧精致,定位准确,巡行路径规划正确。在代表安徽省参加的全国职业技能大赛中,我校选手设计制作的机器人,采用多传感器融合定位,创意新颖,获得了机器人应用项目优胜奖。在榜样的带动作用下,很多学生理论课学习积极主动,实践课思维活跃,形成了良好的学习氛围。

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【关键词】实训基地;校企合作;工学结合;职业能力

高职院校培养具有一定理论基础、动手能力强、创业与创新精神的高技能高素质专门人才,实训基地的建设是关键,因此积极主动融入区域地方经济,创新实训基地建设思路,突出职业能力培养,提升人才培养质量是当前职业教育工作的主要内容之一。重庆科创职业学院依托电气自动化技术专业建设优势,进行广泛调研和详实分析,深入开展校企合作,取得了较好的建设成效。本文就该实训基地建设思路、方案等进行分析,旨在探索实践融日常教学与技能实践,具备教、练、培、鉴、赛等功能,实现校企资源共享、区域资源共享,充满企业文化工作氛围,积极发挥引导、辐射和示范作用的实训基地建设发展模式。

一、实训基地建设必要性分析

重庆科创职业学院电气自动化技术专业作为学校特色专业,不仅沉淀了较好专业基础,多年来紧紧依重庆市及周边区县(特别是永川)区域经济发展,为重庆市和周边区县地区的机械、汽车制造、电子通讯等产业培养了大量的高技能型高素质专门人才,而且与致申科技(重庆)、东聚公司、广数机器人(重庆)、新浦、广达、东风小康、力帆等重庆地区的汽车制造、电子电气等大中型企业建立了深层次的校企合作关系,为实训基地项目启动奠定了良好基础。项目启动前期,对实训基地建设的必要性进行了深入分析。

(一)产业发展的要求,产业发展对自动化技能人才的需求,需要建设功能完备的实训基地。近年来,重庆及周边地区的电子电气、汽车制造、模具数控技术等产业规模的不断扩大,行业和区域的经济发展为电气自动化技术专业建设和发展提供了良好的契机。随着企业自动化程度的不断提高,人才的需求也在不断扩大,职业能力的要求也越来越高。

(二)订单培养的要求,提升“订单式”高端技能人才培养质量,需要建设示范引领的实训基地。重庆科创职业学院与东聚电子电讯制品有限公司、东风小康公司、北汽公司、广达电脑、广数机器人等著名企业签订了联合办学协议,组建了“东聚班”、“伟易达班”、“德昌班”,“斯比泰班”将企业文化、规章制度、生产工艺、检验技术等纳入教学计划中,为确保培养符合企业需求的电气自动化技术专业高水平技能人才,确保学生成为拔尖技能人才,确保学生毕业后能迅速适应工作岗位要求,综合性实训基地建设非常重要。

(三)师资建设的要求,提升教师教科研水平和对外服务能力,需要建设理念新的实训基地。人才培养模式创新、教学改革、专业建设、课程建设、教材建设、多媒体教学资源库建设、职业技能培训服务、职业技能鉴定、科技项目开发等工作正在全面开展,要保证人才培养的可持续发展,深化校企合作,师资队伍的整体教学与科研能力,对外服务能力是关键,需要完善的教学、研发、技术服务平台,需要紧跟技术发展趋势,理念新的实训基地。

因此建设一个理念新、针对性强、满足现代电气自动化技能型人才培养需求、职场化氛围浓厚的自动化综合控制实训基地是非常必要的。

二、实训基地建设内容设计

实训基地以综合控制为目标,包含了自动化的核心控制技术,主要有先进的电气控制实训室、可编程序控制器实训室、电气传动实训室,因此整个实训基地主要由电气控制实训室、可编程序控制器实训室、电气传动实训室三个控制室和综合控制中心组成。

(一)电气控制实训室: 电气控制技术实训室配置了自行研发的可编程控制、变频、调速等电子线路控制模块,以及电梯控制系统、模拟仿真等功能模块。实训室以实物教学和多媒体教学相结合,根据不同等级、不同模块分别着重于不同的操作技能实训,引入计算机自动设置、排除故障等功能;适用于电气类、电梯类职业以及相关专业人员的实训和鉴定。

(二)可编程序控制器实训室:PLC是可编程序控制(Programmable Logical Controller)的简称。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统,它采用可编程序的存储器,用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令,并通过数字式或模拟式的输入、输出接口,控制各种类型的机械或生产过程。实验室配备高性能的西门子PLCS7-300和S7-200系统组成的教师机(3台)、学生机(30台),并通过服务器和24口网络路由器组成了完整网络型可编程控制器综合试验平台。同时配备了触摸屏、变频器、伺服电机等。

(三)电气传动实训室:对变配电系统进行操作控制,主要包括变电站的送电与停电操作、断路器就地及远方自动分合闸、倒闸操作等,可完成变配室值班电工技能培训,中、高级维修电工职业技能鉴定。通过监控系统及模拟屏可实时监控操作过程。

(四)综合控制中心:将三个分控制室的监控系统,通过先进网络技术、通信手段等接入控制中心的总监控系统,通过供配电模拟屏、生产线监控屏、生产工艺流程监控屏实现对每个控制室工作的实时监控。

通过自动化综合控制实训基地建设,可实现单独的供配电设计与操作、生产线安装与调试、工艺流程控制与运行调试,而且也可实现从电能配与变、过程控制、流程监控、工件(产品)装配、系统调试与运行维护等一体化功能,集中了电气控制、自动化控制的核心专业知识和技术,将有效提升学生综合专业能力,提升学生的就业竞争力。

三、实训基地建设成效总结

(一)基地投运后,实践教学质量提升。不仅已成为了电气自动化技术专业(群)的理实一体化专业课程教学的主要基地,同时是学生进行“自动化生产线安装与调试”、“维修电工”等职业技能培训的主要基地,是学生获取中、高级维修电工、UG、PLC等职业资格证书的鉴定基地,更是学生进行科技作品设计、开展大学生实践创新项目、毕业设计的重要场所,对学生的职业技能培养有着至关重要的作用。不仅每年可承接电气自动化专业(群)200多人次的技能实训,且可承担本校其它电类、汽车类专业近1000多人次的技能培训;学生就业竞争力显著提升,为行业和重庆区域经济建设培养了一批深受用人单位欢迎的高素质技能型应用人才。

(二)基地投运后,社会服务效果突出。由于系统装置的工业化、职场化氛围浓厚、生产线的真设备与真产品、过程控制的真系统与高仿真装置,完全符合电气、电子、机械、汽车等企业生产的实际情况,已成为企业职工职业技能的培训基地,与企业开展了横向课题合作等,提高了对外服务能力,进一步满足了东聚电子电讯制品有限公司、东风小康公司、北汽映象公司、广达电脑、广数机器人等现代化大型企业生产一线自动化人才的需求,促进了企业的可持续发展。

参考文献:

[1]《电气工程及自动化专业实验室建设与改革的研究与实践》[J].邵阳学院学报:社会科学版,2008(F12).

[2]周兰菊,顾青.高职实训基地建设模式的探索与研究[J].中国职业技术教育,20139(14)

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[关键词]实践能力 应用型本科 自动化专业

[中图分类号] G640 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)12-0163-02

一、应用型本科自动化专业人才培养定位

应用型本科教育主要是培养精通专门技术领域的专门技术人才,是以提高应用能力为宗旨的专业性通才教育。应用型本科人才的培养应表现在以下几方面:具有较强的实践动手能力、学习能力,较快的适应能力,较高的创新意识,较好的综合素质。它是建立在高层次的技能性、实用性、职业性的专才基础之上的通才教育。[1]

为此,应用型本科自动化专业在建设过程中需坚持以需求为导向,以能力为根本,做到理论与实践相结合,重在培养创新能力。实施时,必须积极开展产学研合作教育,拓展自动化行业背景,为地方经济发展服务。采用“本科学历+职业素质”的人才培养模式,重视培养学生的工程技术应用能力、技术创新能力和综合素质,培养适应地方经济社会发展需要的专业基础扎实、职业素养好、实践能力强、发展后劲足的高级应用型人才。[2]

二、实践能力培养

(一)实践课程建设

课程计划主要由理论课程、基础实践课程及理论实践一体化课程组成。其中,理论课程包括公共基础课、专业基础课、专业必修课及专业选修课,保证理论课教学的系统性和逻辑性,帮助学生构建完整的专业知识体系。实践课程重视培养学生的工程实践和创新能力,促进学生的职业生涯发展,包括培养学生基本实践能力的公共基础实践课程和技能训练类实践课程、培养学生专业实践能力的课程设计类实践课程、培养学生研究创新能力的以综合实践项目课程为主的理论实践一体化课程,以及培养学生创业与社会适应能力的毕业设计,以培养学生利用所学知识进行综合工程应用的能力和集成创新能力为目标。[3]

实践教学体系由课内实践环节、集中实践和综合素质培养三部分组成,开设课程实验和课程设计相结合,从认识、操作到创新活动逐层深入的实践教学特色。通过课程实验、上机等实践环节加深理论知识的理解;通过课程设计、实习、综合实训和毕业设计等环节让学生的实践能力循序渐进地产生质的飞跃。

应用型本科自动化专业应扎根地方产业发展需要,结合南京市产业结构的特点,设置了过程控制、电机与系统、仪器仪表及机器人等四个模块,学生根据自身特点、兴趣及就业方向选择相应的发展方向。根据这些模块组织课程群,增加每个模块的实践环节,使自动化专业人才培养更贴近地区发展需要。

(二)开展科技创新

学科竞赛活动可以激发大学生的兴趣和潜能,培养学生团队意识和创新能力。把不同的比赛组建成“学科竞赛群”,把学科竞赛作为系统工程对学生施加影响,而不是单独的、分立的比赛,把竞赛项目和培养体系紧密结合起来。

自动化专业学生参加全国大学生自动化系统应用竞赛、全国大学生单片机系统设计竞赛、三菱电机自动化大赛、大学生机器人大赛、飞思卡尔智能小车竞赛、ATMEL创新设计大赛、全国电子专业人才技能大赛、全国信息技术应用水平大赛等竞赛并获得优异成绩。

各种学科竞赛都由学院学科竞赛社团组织,根据自身兴趣自愿报名,组织挑选的原则,学院给竞赛社团分配创新实验室、指导教师等,竞赛社团中含有大二、大三、大四学生,形成梯队。院系组织教师结合历年竞赛题目进行专题讲座,集中指导,就单片机、PLC、DSP开发与应用,传感器原理和应用,开发工具软件的使用等内容进行专题讲解,制订了规范的培训大纲和具体的实施计划,并编写了相关培训辅导材料[4],既培养了学生,又锻炼了教师队伍。

在科技创新的活动中,学生不仅完成了比赛,师生之间也交流碰撞出新的设计方案、新的作品,为师生申报实用新型和发明专利创造了有利的条件。

通过科技创新活动,有效衔接了理论与实践,把控制理论、硬件设计及软件设计三位一体,将自动控制理论知识变成现实作品。科技创新活动不仅仅是专业知识的应用,而且是各种专业知识的碰撞和升华,在潜移默化中内化成学生的能力和素养,反过来也让学生提高了理论水平。几年来的实践表明,科技创新活动大大提高了毕业生的就业率、就业质量和薪资水平。

(三)项目驱动

专业教师都有相应的研究方向,如:PLC工业控制、电机控制、物联网技术、机器人控制、电力拖动自动控制系统及仪器仪表等,并建立相应的研究室和开放性实验室,既具独立性,相互之间又交叉合作。每个研究方向有各年级层次的学生团队,形成可持续的、系统性的人员结构,为科研项目的开展创造了良好的条件。

学生参与的课题分为院级、校级、横向课题及纵向课题。1.学校或学院为鼓励学生开展创新活动,下拨经费。学生自拟课题,评选后确定为校级课题、院级课题,这些一般都是难度不大,锻炼为主,促进参与的课题。如实验室能耗智能控制系统、节能扶梯控制系统、小型直流电机的测控系统等。在指定时间内完成课题并要求或进行专利申报,同时完成结题报告、答辩等环节。2.学生参与教师课题、纵向课题及企业合作的横向课题更具有针对性,难度也比较高。锻炼学生写计划书、设计方案、设计电路、设计软件、整体调试等。如电力系统的三相不平衡研究与平衡的实现,用到大量的电力系统、电力电子、DSP等技术,学生参与后,对电力自动化控制有了更深入的研究。再如,进行无刷直流电机控制器设计,学生对硬件设计中的抗干扰、软件设计中的双闭环控制及PID参数设置在调试的过程中有了更深入的理解。

项目驱动中师生角色定位很重要,这直接关系到项目的成功及进展。由于科研项目难度、深度原因,即使教师提出了指导性意见,学生不可能独立完成。学生自身的经验和科研思维还不成熟,但这些并不妨碍学生的参与和创新,关键是教师要做好引导和指导。教师不仅仅要对主方案的设计把关,在每一个分解项目中也必须严格把关,带领学生积极探索,进行多种方案可能性的分组实验,及时总结经验,把握项目进度。

(四)校企合作

自动化专业是宽口径的专业,必须与行业相结合,与地方经济建设相结合。校企合作过程中始终坚持以学生为本,提高学生实践能力、职业适应能力,加强自动化专业与企业的双向合作,相互支持、相互渗透、资源共享、优势互补,形成“共建场所、共建课程、共同培养、共同发展”的模式。

1.自动化专业与企业共建实验室和研发中心,与企业建立了长期实训基地。把研究成果产品化,而不是停留在实验室阶段,这离不开与企业的深度合作。实训基地的建设让学生全方位熟悉研发和生产的全过程。

2.自动化专业与企业共同制订培养计划,并参与培养过程。我们在与江苏万维艾斯网络智能公司合作过程中,针对人体康复机器人开设了相关课程,还邀请企业技术专家担任兼职教师,对学生授课,传授工程项目经验。

校企合作能充分利用企业资源、人才资源,使得学校的理论教学与实践教学有机融合在一起,实现校、企资源互补,企业为学校培养适合社会需求的学生,学校为企业培养优秀的劳动者。从这个角度看,校企合作对培养应用型本科院校的自动化专业学生有着十分重要的作用。

三、结束语

新建本科院校自动化专业创新型工程人才的培养是一项长期而艰巨的任务。本文在教学实践的基础上,提出了实践课程建设、开展科技创新、项目驱动、校企合作等几方面的措施,有效地推进教学改革,对应用型本科自动化专业学生的实践能力和创新能力的提高有较大的促进作用,从而使毕业生在就业等方面具备更强的竞争力,成为建设和谐社会的有用人才。

[ 注 释 ]

[1] 陈小虎,屈华昌,邵波.教学应用型本科院校的办学理念及其路径选择[J].中国大学教育,2005(2):58-60.

[2] 王家军,俞亚萍.自动化专业创新型人才培养计划制定的探讨[J].理工高教研究,2010(1):56-58.

篇7

Abstract: Although many higher vocational colleges open automobile manufacture and assembly technology courses, the lack of practical automobile assembly training condition has restrained the practical training of this specialty. So it is necessary to design and develop simulated automobile assembly line open to practical teaching. Any single university cannot copy the huge system project, so the existing equipment and those can be added are taken as the foundation to study the design of the simulated automobile assembly line. The emphasis is to show the section set, technical process and part of the feasible assembly operation work.

关键词: 实训教学;模拟;汽车总装线;设计

Key words: practical teaching;simulation;automobile assembly line;design

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)32-0254-03

基金项目:课题名称:基于实训教学的模拟汽车总装线研发,编

号:DZ2013A-05。

作者简介:张宪辉(1970-),男,辽宁庄河人,现任大连职业技术学院汽车工程学院副院长,副教授,高级技师,研究方向为汽车检测与维修技术。

0 引言

长期以来,绝大多数高职院校汽车制造与装配技术专业在实训教学项目的设计和开发等方面没有本质上的进展,依然参考汽车检测与维修技术专业,沿袭着总成拆装及系统检查和检测实训项目,没有体现出汽车制造装配专业的专业特色,无法满足学生在校内就能熟悉和了解汽车总装线的工段划分、工艺流程以及实际的项目操作等专业知识和技能的要求。因此,如何在学校能力所及的范围内,设计和开发面向实训教学的经济实用的模拟汽车总装线成为一项十分必要的课题。

1 汽车生产厂总装线基本情况分析

1.1 汽车总装线的主要设备 尽管各汽车生产厂的产品不同,但其总装线上采用的设备类型都基本相同,主要包括以下六个方面:①输送设备。该类设备是用于汽车总装配线各总成分装线以及大总成上线的输送,主要有摩擦滑橇输送链、轻型悬链、双板式带输送链、机动滚道柔性线输送链、物流吊运小车、磁导航车、积放链输送机等。②汽车装配线大总成上线设备。大总成上线设备是指发动机、前桥、后桥、驾驶室、车轮等总成在分装、组装后送至总装配线并在相应工位上线所采用的输送、吊装设备。③各种油液加注设备。主要包括燃油、油、冷却液、制动液、制冷剂等各种汽车装配线加注设备。④出厂检测设备。主要包括前束试验台、侧滑试验台、转向试验台、前照灯检测仪、制动试验台、车速表试验台、排气分析仪等设备。⑤专用汽车装配线设备。包括车号打号机、罗纹紧固设备、车轮装配专用设备、自动涂胶机、液压桥装小车等。⑥工业机器人。主要在汽车生产中的点焊、弧焊、铆接、涂胶、喷涂等工序中应用。

1.2 汽车总装线的布置形式 汽车总装线的布置对于装配的效率以及车间内的物流起着决定性的作用,不同的整车厂会根据实际情况合理布置总装线。通过调研汇总,目前主要有以下几种布局类型:①总装车间划分成“仪表板工段、前围工段、动力总成工段、车门工段”等四个工段。②长安福特马自达汽车厂将总装车间划分成“分装线、线束区、内饰区、报架区、总装区、检测线”等几个部分。③一汽轿车工厂将总装车间划分成“一次内饰装配线、底盘线、二次内饰线、整车完整性检查、整车检测线”等几个工段。④长城哈弗汽车总装线由“内饰线、底盘线、外饰线和检测线”组成。⑤蒙派克车型将生产线分为“内饰线、底盘线、综合线”三条主生产线和“发动机、后桥、车门及仪表板”四条分装线。

无论是哪种总装线布局类型,尽管它们划分的装配线名称不同、数量不同,但论其功能都大致相同,都分为分装线和主装线两大部分,其中分装线主要包括:发动机变速器(前桥)分装线、后桥分装线、仪表板分装线等;主装线主要包括:内饰线、底盘线、综合线、整车检测线等。分装线预先将各大总成组装完毕,分别运至总装线的相应工段,在总装线的各对应工段完成总成与车身的组装,在总装线还要完成整车组装后的性能检测。

2 基于实训教学的模拟汽车总装线的设计定位

通过对汽车生产厂总装线基本情况的分析可以看出,一条实际的汽车总装生产线主要由以下几方面元素构成:

①空间和面积充足的车间厂房。②总装生产线设备。③工段设计与布局。

由此可以看出,汽车总装生产线是一个庞大的系统工程,在职业院校有限的条件下完全复制和效仿汽车总装生产线是不切实际的。本文研究的核心不是要模拟汽车总装线的高自动化程度,也不是要全面覆盖实际汽车总装线的所有环节和操作项目,而是要通过合理的设计来体现各类汽车总装线的基本工段框架、典型的装配工艺流程、主要的装配线操作项目,实现装配线常用工具的使用训练。因此,结合目前高职院校的实际情况,本文将研究重点放在了“基于实训教学”和汽车总装线的“模拟”两个方面。研究将不涉及实际汽车总装线中的自动输送设备(包括机械手等)、昂贵的装配线专用设备和工业机器人等设备设施,也不考虑备品存储、物流运输、路试跑道、淋雨线等环节,而是利用学校已有的和有能力购置的设备设施,采用工位固定、人员相对运动的形式进行模拟汽车总装线设计,重点研究如下几个方面的内容:①进行模拟汽车总装线的基本布局设计。布局的设计应能在一定程度上适应不同车型装配工艺流程的变化要求。②工段设计。在模拟汽车总装线基本布局的基础之上,设计出能够与实际汽车总装线工段设置基本吻合的、可实施的工段排列组合。③进行模拟汽车总装线设备设施的配置研究及布置设计。

3 基于实训教学的模拟汽车总装线的具体设计

在上述分析基础之上,结合高职院校场地和实训设施的实际情况,本文分别从模拟汽车总装线的基本布局、装配线工段设计以及总装线设施配置及布置等三个方面进行了设计研究。

3.1 模拟汽车总装线的基本布局设计 通过对各类汽车装配线的调研、分析和总结,本文在进行模拟汽车总装线布局设计研究时,不仅对总装线进行了重点研究,也对与之配套的分装线进行了规划布置。在满足布局能适应多种汽车装配工艺流程变化要求的同时,兼顾考虑学校场地因素,最终形成了图1所示的基本布局图。

如图1所示,总装线由四个工段区组成,按直线排列,每个工段区以一个地藏式举升机为载体(采用地藏式举升机的目的是一方面可使车身轻松运送和放置在相应的工段区,并且方便每个工段实施装配操作时高度的调整;另一个方面能够最大限度节省车间的有效空间)。在总装线四个工段的侧方,对应建有四个分装区(数量可以根据实际需要调整),分装区用于汽车各总成的组装调试,之后输送到对应的总装工段,完成与车身的对接与组装。如此,形成了一个微缩版的模拟汽车总装线。该模拟总装线的各工段和分装区可以灵活调整,以适应不同车型的总装要求。

在空间场地允许的条件下,建议车间长度不小于50米,宽度不小于20米(其中总装线宽度为10米、通道宽度2米、分装区宽度8米),高度视采用的吊装运输设备的形式而定,一般不应低于5米。这样可以保证总装线的每个工段区有12.5米(长)×10米(宽)的作业空间,分装区拥有不小于12.5米(长)×8米(宽)的作业空间。如此,1000平方米的车间既不会给学校带来较大的负担,也基本能够满足模拟汽车总装线的实训需求。

3.2 装配线工段设计 基于实训教学的模拟汽车总装线可以参考具体汽车生产厂的总装线布置形式进行工段设计,也可以按照一般的通用性布置形式进行工段设计。以本校汽车装配专业为例,根据汽车装配实训室的整体布局,在总装线的工段设计上,如图2所示,以四个地藏式举升机为载体形成总装线的四个工段区,按装配顺序依次直线排列为:内饰工段、底盘工段、综合工段、检测工段。

在内饰工段可以设计线束安装、内饰板安装、仪表台安装、操纵台安装等实训操作项目;在底盘工段可以安排各种油管、前/后悬架、动力总成、油箱、排气管、车轮等部件总成的安装操作项目;在综合工段可以安排完成座椅、电瓶、备胎、后备箱附件、雨刷、介质加注、车门调整、线路管路插接等实训内容;在检测工段可以根据学校具备的检测设施开展诸如专用仪器诊断、四轮定位、四合一综合性能检测等一系列性能测试。

为配合总装线的各种作业项目,在总装线四个工段的侧方,依次对应建有五个分装区,分别是:内饰件分装区、动力总成分装区+底盘分装区(共同与底盘工段对应)、其它附件存放区、工具间。在此需要说明的是,动力总成分装区和底盘分装区的布置是相邻且相互贯通的,这样设计主要是因为目前乘用车多以前置前驱动为主,发动机和变速器总成组装完毕后需要装配到前桥总成上之后,再作为一个整体安装到车身,所以这两个分装区要共同对应总装线的底盘工段;其它附件存放区主要为总装线上的综合工段的装配项目提供物资供应,而工具间主要用于存放总装线各工段需要使用的工具,并重点为检测工段提供检测用的设备设施。

3.3 设备配置与布局 为能模拟实现汽车总装线的整体运行,满足必要的实训项目的实施,经过对实际汽车装配线所用设备类型及功用的深入研究,结合本校汽车装配实训室的实际条件,确定了模拟汽车总装线所用的基本设备,具体如下:①吊装及搬运工具。汽车总装线是一条庞大的传送线,输送设备是保证汽车总装线正常工作的最基本保障。由于受场地及资金所限,故采用人工吊装及搬运方式来完成汽车及部件的传送:在车身传输方面,我们采用了体积小巧、易于操作的小型移动龙门架吊车来实现车身的吊装(见图2),采用车身台车完成车身的运输,台车能够从举升机平台内侧通过,以保证车身可以被顺利输送到下一个工段。②升降工具。在总装线的每个工段,都装有一台地藏式举升机,以用于每个工段部件和总成装配时将车身升降至合适的高度位置;在总成传输方面,主要采用液压搬运车;在实施总成升降作业时,主要采用液压升降移动平台车、堆高叉车、发动机小吊、液压升降托架等设备。③装配工具。为实现模拟汽车装配线真实的操作,我们配置了装配线上普遍使用的气动工具、电动工具及机械式装配工具,并配套在模拟总装线各工段两侧的墙壁上安装了气源接口、拉伸式电源插排及照明用工作灯(见图3)。④加注工具。可以配置自动变速器油加注机、制动液加注机、转向油液加注机、空调制冷剂加注机等价格相对适中的加注设备来满足必要的实训操作项目的要求。⑤检测工具。如果学校条件允许,可以在检测工段的位置配置四轮定位仪和四合一检测线,这样基本能够满足对下线汽车性能检测的各种要求,如果没有条件,配置专用检测仪器及通用型检测仪器来进行整车检测工段的各种检测项目也是很有必要的。

4 结语

本文主要是结合本校的实际情况对面向实训教学的模拟汽车总装线的设计进行有益的探索,并不是一定之规,譬如,如果条件允许,可以将吊装运输工具改为天车(如图4所示),也可以对总装线的工段数量和顺序以及分装线的数量和功能进行重新设计划分。由于各院校实际条件的差异,本文所设计的方案必然会存在这样或那样的不足,谨以此方案作为“引玉”之石,能够从中有所启发就实现本文研究的意义了。

参考文献:

[1]唐晓军.汽车企业车间的安全管理[J].汽车工程师,2013(06).

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[关键词]电气自动化;实训;基地建设;校企合作

中图分类号:G325 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)14-0009-01

众所周知,制造业是人才需求大户,世界的制造中心在中国,中国的制造中心在广东。但劳工成本及其压力不断提高已成为大多数企业无法回避的现实挑战。新生代打工者群体逐渐显露出来的新特征,使得员工流动率居高不下,招聘难度加大。受此影响的企业也已从工作环境较差的低端制造企业,向工作环境较好的高端制造企业转型。近年来很多企业不断引进国外先进设备、先进技术,生产逐渐向智能化、自动化方向发展。因此,随着先进制造业水平的不断提高,对电气自动化技术专业人才的需求也会越来越高。事实上,在整个人才培养方案中,实训实习占据了重要的一环,而且对于人才的培养发挥着至关重要的作用

一、电气自动化实训课程现状分析

实训室综合训练设备大都是教学仪器研发公司基于单一课题或某一课程设置训练内容,教学设备或多或少存在的功利性缘故,很大程度上是围绕技能考核或技能鉴定的开展研发,而不是依据职业标准或接近工业真实环境开发。何况教学设备也不允许那么设计开发,学校学习训练不可能完全将各行各业的操作需求完全模拟满足。因此,从建立学生对未来职业的适应性来考虑,实训室现有条件尚不完全便于综合实训的教学开展和实施。扩展一些知识技能、训练项目、软件性仿真自然成为我们考虑的一个重要方向。

二、 实训课程设置中存在的问题

目前,许多高职院校都积极进行了生产性实训的探索和实践。但总体看来,对电气自动化专业生产性实训的认识还停留在摸索的层面上,没有形成系统的理论,也没有对生产性实训做出深层次的界定。比如在如何实现电气自动化专业校内生产性实训基地与实践教学的有机结合,如何实现高职院校与企业在校内生产性实训基地培养技能人才的有效合作等方面都还没有开展深入的研究。

2.1校内生产性实训基地缺乏一个系统的运行管理体系

校内生产性实训基地的建设目标是能使学生通过在该基地的实践,真正提高自己的实践能力。但目前高职院校实训基地建设尚没有形成成熟的校内生产性实训基地的运行管理体系,缺乏保障学生通过在校内实训基地的生产性实训达到实训效果的相关机制,缺乏校内生产性实训任务的相关标准和考核标准,校企合作、工学结合流于形式,没能充分发挥校内生产性实训基地的真正作用。

2.2校内生产性实训基地建设起点低,投入少,没能起主导作用

近年来,一些高职院校开展了建设电气自动化专业校内生产性实训基地的建设工作,但是基本都处于初始阶段,大部分高职院校的实践性教学环节还是采取以模拟实训为主的实训方式。学校在校内生产性实训基地建设上投入较少,同时合作的企业在较短的时间内也看不到相应的效益,因此合作积极性不高,导致校内生产性实训基地建设层次低,与高职院校所需要的校内生产性实训基地规模相差甚远。

2.3实训指导师资力量不足

高等职业院校的教师多数都是从学校到学校,没有多少实践经验,本身无较强的动手能力。加上学校专业教师相对缺少,专业教师教学任务较重,平时没有更多的时间参与到社会实践中去,这样一来,专业教师本身的专业技能的培养就不够。某些实习指导教师受自身实践能力、社会经验等条件的限制,还不能很好指导学生完成实验实训任务,致使实践教学深度不够,不能使学生全面地、系统地、高质量地完成专业技能训练。

三、加强电气自动化课程实训措施分析

3.1加强实践培训,提高指导老师技能

实践教师的能力直接影响着实践的效果,教师只有对指导的方法、实践的内容了如指掌,才能保证指导到位。为此,我们应需要组织实践教师进行培训,邀请专家开展讲座,提高指导教师的技能。除此之外,新、老教师之间还要互帮互学、取长补短,老教师传帮带,新教师积极虚心学习。通过培训和内部强化,逐步建设一支专业技能强,作风过硬的实践教师队伍。

3.2加大经费投入,提高实践教学工作量的比例

加大实践教学的比例,改变传统的实践教学依附理论教学的观念,创建有利于培养学生实践能力和创新能力的实践教学体系。作为从事教学多年的老师都懂得,一个老师既要指导学生实践,还要保障学生安全,可谓是责任重大。但在实际的工作中,教师并没有得到公平的待遇,导致教师进行实践教学的积极性并不高。要保证实践教学教师队伍的稳定,让老师安心工作,必须要有相应的物质制度措施,提高其工作积极性。

3.3大力推动校内模拟实训基地的建设

校内模拟性、生产性实训基地的建设是校企合作新模式。学校应在日常教学与实验实训场所中营造与行业企业生产环境、工作情景相近、具有浓郁企业文化的学习氛围。在潜移默化中培养学生的职业情感、职业意识、职业观念,塑造学生的职业态度、职业理想和职业精神。我校提供校内场地建设了工业机器人实训室,工控网络实训室、供配电技术实训室、组态工控局域网等。依据企业的布局和现有资源构建模拟车间和工厂,让学生体验真实的工作环境,接触真实的工作项目,根据岗位的需求和工作的内容来设计实训的流程,根据企业文化和操作规范,将学生操作职业素养融入到实训过程中,从而实现教学内容与职业需求零距离贴近,实践教学与职业岗位零距离对接。

3.4校企合作,实训教学项目化探索

以校企合作自编的项目化教材为基础,做到一书两用。学生校内实训期间在专业教师的指导下,学生形成学习小组,利用校内实训基地完成相关实训项目,并进而由教师总结延伸、引导学生进一步思考。学生在校外实训基地的实习期间,在兼职教师的指导下,各实习小组针对上述实训项目作进一步的深化学习,虽然是相同的项目,但是在真实环境中的学习更具有适应性和指导性。这样强化中有提高的实训教学,实习效果可以明显得到提升,实习期间的教学质量能得到有效保证。

四、结语

在综合实训装置的建设和规划过程中,在遵循实训基地架构统一设计思路的前提下,结合专业自身特色,联合企业共同设计,满足职业岗位的能力需求,以实现课程体系的预期目标。进一步完善工程实践教学模式、优化教学过程、完成配套教材等问题,还需要我们深入研究和探索。

参考文献

[1] 杨丰,李云.高职院校实践教学模式研究与探索[J].职业教育研究,2011(12)

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关键词:高校教师;实践动手能力;创新能力;实践教材

中图分类号:G645 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)11-0208-03

随着“十二五”规划的逐步推进,高校科技战线继续以科学发展观为指导,坚持“自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”的指导方针,抢抓机遇,深入发展。为进一步提升高校教学质量,让学生能够学有所得、学有所用,同时解决企业用人难、学生就业难的直接问题,提升高校教师的实践动手能力显得尤为重要。这不仅是“双师型”教师队伍建设发展的重要因素,也是人才培养质量提高的主要切入点。关于如何提升高校教师的实践动手能力,各地高校出台了一系列举措,如组织教师定期培训、增加实践教学的考核机制等,虽取得了一定的效果,但从整体角度上讲,还远不能满足我国实践教育缺失的发展需求。

一、我国教师实践动手能力教学现状

随着高校大规模的扩招,高校教师的教学任务日益繁重,授课压力加剧,再加上实践经验匮乏,多缺乏创新能力和钻研精神。当然大多数教师的教学水平提升较快,学历水平和国际化层次也有显著提升,理论教学稳步推进,有丰富的教学经验,在教育教学工作水平评估中,有出色表现;部分教师能够参与科研,有一定的科研能力,但多数科研成果仅停留在学术研究上,多以论文的形式体现,而实际应用较少,理论成果也大多难以解决直观的实际问题。由于高校考核机制、企业创新思维、政府行业导向等因素导致高校教师对自我的实践动手能力难以引起重视,主要原因分析如下:

第一,从教师组成结构上讲,许多高校都将学历、高水平论文、科研成果等作为师资引进的主要条件,关于实践动手能力方面考虑较少,实践能力强的人才由于书面展示的学术成果少而被拒之门外。目前各个高校引进师资时大多要求具有博士学位,教师学历层次得到明显提高,但大多数博士理论知识扎实却缺乏实践动手能力,没有在企业或研究所一线的实际工作经验,进校后直接接触教学任务,没有一个系统的实践能力培训的过程;当然也有一小部分来自企业的高级技术人才和管理人员,但该部分教师的比例较小,且该部分教师在进入高校后,时间和精力也逐步往教学工作上转移,在新技术、新工艺飞速发展的现今,不能及时接触市场前沿的最新成果,原有的实践能力已不能适应新的行业需求,进而无法为学生带来实际的实践动手能力的指导。

第二,在对教师的考核管理上,从“985工程”、“211工程”到地方本科院校,都对高校教师的实践能力提出了一定的要求,大部分高校也制定了相关的制度,但只是停留在一般的书面文件上,难以达到应有的效果。高校也多以承接项目的级别、获奖多少、作为聘用、晋升、分配的考核标准,而积极参与实践创新活动、与企业合作进行技术开发、成果推广和产业化等工作的教师,却得不到应有的评价和鼓励,激励机制的缺失,严重影响了教师的工作热情和创新实践的积极性,导致高校教师无心提升自身的实践能力。

第三,从教师的授课模式来看,高校教育已经进入人才培养多元化的时代,尽管各地高校都在加快深化教学改革,但传统的理论教学对现今的教学模式仍存在着根深蒂固的影响,重理论、轻实践,授课时只是单纯的传授理论知识或是照本宣科,忽视了对学生综合能力、实践动手能力和创新能力的培养。

第四,从教师的自我意识方面来说,部分教师的实践创新欲望不强,意识多停留在教学任务完成即可,发表学术论文多是为了职称评定、升职加薪,没有强烈的自主意识想要投入到创新实践的科学研究中去,投入的时间和精力自然远远不够。

第五,从教师的实践能力来讲,部分教师缺乏实践创新的能力,没有接触过或者长期脱离科研前沿和生产一线,不了解前沿技术,缺乏广阔的思维和创新实践的方向。等教师依靠论文评上高级职称后,往往由于面子问题不敢也不乐意为企业进行技术创新的工作,从而导致其实践创新能力缺乏。

二、提升高校教师实践教学能力

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》指出:“坚持能力为重。优化知识结构,丰富社会实践,强化能力培养。着力提高学生的学习能力、实践能力、创新能力,教育学生学会知识技能,学会动手动脑,学会生存生活,学会做人做事,促进学生主动适应社会,开创美好未来。”提高教育质量是未来十年我国高等教育改革和发展的核心任务。教育质量的关键要素是大学生的学习能力、实践能力和创新能力,而提高高校教师自身的实践动手能力是提高上述能力的关键环节。

1.打破传统教学观念,加强实践教学环节

传统教育模式的禁锢是转变教育理念、深化教育改革的巨大阻力。自20世纪90年代以来,教育就高高举起了改革的大旗,但是在“重理论,轻实践”这种传统教育模式的影响下,需要在长期不断的教学实践的摸索中加强认识,从而从内心接受这种从理论化教学向综合实践型教学的转变。当前一方面要改变高校的传统教育理念,加快提升高校教师的实践创新能力,在观念转变的基础上,还需要政府和学校的大力支持,使高校教师树立起强烈的实践意识。另一方面各地高校应着手建立高等教育分类体系,明确实践教育的内涵,以就业为导向,强化本校教师的创新实践能力。与此同时,各地高校还应不断开展实践教学环节,积极开展以教师实践能力为主要导向的研究和培训。

例如,笔者所在的电气工程及其自动化专业在制定2009年教学计划时,优化了大部分课程的理论环节,大幅度提升了实践环节(包括课程实验、各类实习、电子竞赛等科技活动)的比重。规定教师每年必须进到实验室针对授课内容亲身带教实验教学,通过实验教学,可以把实践与理论相结合;要求教师带队,组织毕业班学生到企业实习,通过现场的理论指导和与企业的技术管理人员的沟通,巩固和加强自身的实践能力。通过这一系列的举措,在学生的实践动手能力得到了普遍提高的同时,教师的实践教学能力也有了显著提升。近几年,学院先后在“挑战杯”大赛中获得奖励17项,2013年更是获得陕西省“挑战杯”大赛的特等奖;在全国大学生电子设计竞赛中本科组获奖12项,其中一等奖3项、二等奖4项、三等奖5项;在近年全国自动化协会组织的机器人大赛中获奖10项,其中一等奖1项、二等奖5项;在RoboCup机器人大赛中获得全国一等奖2项;在2012年全国大学生创新创业计划中,电气类学生获得了14项国家级和校级项目支持。这些成绩的获得与学院注重实践环节教学的工作密切相关。

2.教师队伍的组成发生结构化转变,重视多渠道引进教师

目前我国多数地方院校的教师都具有较强的理论基础,但却缺乏一定的实践动手能力。通过多种渠道引进教师也是解决上述问题的重要方法。我国兼职教师的比例很小,聘请校外企业高级技术管理人才进校做兼职教师,不仅解决了高校教师实践能力较低、建立校内实践场所的技术指导困难等问题;最重要的是,这些校外的兼职教师可以带来本行业最新的技术和发展前沿的信息,使得理论教学更好地结合实践,起到“传、帮、带”的作用,促进全校教师整体实践能力的提高。

西安工程大学电子信息学院从陕西省重机所、电子20所聘请高级工程师6名,参与教学并指导西安工程大学电子信息学院的认识生产实习实践,这些兼职教师不仅具有一定的理论知识,还具有丰富的实践项目经验,其在传授实践知识时更生动、更可行,真正提高了学生对实践的认识。另外,还拓展了学校与企业的横向合作渠道,提高了科研团队的实际动手能力。

3.加强校内外实习基地建设,促使校企合作系统化、规模化

建设实践教学基地是“政产学研用”高等教育发展方针的有效实现途径,是高校持续开展实践性教学的重要保障。当前,建立校外实习基地是困扰高校实践教学的主要难题,许多企业不愿接收在校学生入驻实习。对此,各地政府应当给予必要的支持,通过政府干预以及政策扶持来保证校外实习基地的建立。例如,采取减免税收的政策,鼓励企业接收大学生实习实践,协助高校建立校外实践基地;鼓励高校与企业签订实习协议,在实习中表现优异的学生可以在毕业后直接进入企业工作。这样不仅可以解决高校校外实习基地的稳固建立,还可以解决企业用人难、学生就业难的尴尬局面。多年来西安工程大学电子信息学院致力于提升学生和教师的实践能力,整合资源,在校内建设模拟实训教室,既能保证教师和学生的实践,又可以让教师在理论授课和实践创新中更加游刃有余。

(1)电子实习基地。占地约300m2,拥有SIM贴片、精密焊机、电路板腐蚀加工等设备,能够面向全校电类和近电类专业开展电子工程训练。

(2)电气工程实训基地。占地约250m2,拥有电气控制柜、PLC控制器、变频器和三相异步电机及触摸屏控制器等设备,能够面向电气类专业开展工业电气实践训练,完成控制接线图、控制程序和系统调试等近工程实践内容。

(3)机器人创新基地。占地约200m2,拥有足球机器人、跳舞机器人等设备,能够面向电气类专业开展机器人控制实践训练,为参加各种机器人比赛进行赛前模拟训练。

(4)课外科技制作基地。占地约100m2,拥有网络计算机、示波器、逻辑分析仪、信号发生器等实验工具,能够为电气类学生进行课外兴趣小组开展自由创新训练活动,配合学院科协完成各类科技竞赛活动。

根据创新人才培养模式的要求,以校内实习实训场地为基础,有计划、有选择地与相关企业单位和科研单位先后签订了实习实训合作培养协议,建立了稳定的合作关系,使学生的实践活动和生产实习有了可靠的保证。学院现与三峡水力发电厂、葛洲坝水力发电厂、西玛电机厂、许继电气、西安金源电气、陕西石头河水力发电厂等单位联合建设了10余个校外实习基地。

4.积极推进教师管理制度的改革,提高教师科研创新实践的积极性

高校教师的实践动手能力不仅决定了高校的教育质量,同时也是评定高校层次的重要指标。一方面高校对教师的考核不仅要考虑SCI高水平论文,同时要考虑教师科研成果对地方经济的贡献,新进的具有博士学位的教师首先需要在企业或工程技术中心进行工程实践训练。政府评选各类科技人才时要向服务地方的科技应用性教师做一定倾斜,甚至专门给出一定比例,避免目前针对高校人员多以论文、专利等基础研究成果评定个人对社会的贡献的现象;高校考核往往重视国家973、863、国家自然科学基金以及省市政府部门科技项目,对高校与企业的横向课题认可度不高,为此需要政府针对这类横向课题进行认定并给予其“名份”。另一方面需要建立合适的产学研利益分配机制,使从事科学研究的教师能够分享科技成果产业化带来的利润。

西安工程大学鼓励教师进入生产一线,电子信息学院多名教师被评为陕西省中小企业首席工程师。学院设置专项科研实践经费,让教师在科研创新实践中无资金周转的后顾之忧;建立教学改革的课题立项制度,鼓励教师承接政企事业单位的纵向课题,既可以提高教师的科研能力,又为社会带来了经济效益;增加专业技术职务评审条件,要求教师必须达到一定的科研实践能力,承接一定的实用型项目等;设立科研实践奖励制度,以创新性实践教学成果为基点,奖励实践教学团队和教师,对优秀实践课程、创新型实验课题给予大力的支持和奖励,对体现教师实践教学能力的学生实践成果,如各类学科竞赛、优秀社会实践、公开发表的论文专利等,在奖励学生的同时,也对相应的指导教师给予奖励。

5.鼓励教师结合最新技术和实际教学,撰写高校实践教学类教材

高校实践教材是高校教学的基本工具之一,是体现高校教学内容和教学方法的重要载体。开展专业实践教材撰写工作,不仅提高了教师的理论教学水平,有助于教师把握课程整体教学架构,还可以增强教师运用多元化教学方法及手段的水平。科学组织教材撰写队伍,合理吸纳青年教师参与编写工作,在培养青年教师的实践教学能力方面发挥了重要作用,促进了青年教师的快速成长。

(1)实践教材编写的理念。现有的高校教材多为传统的教学理念,理论知识分量过重,应用实践的内容较少,创新实践特点不突出,已经无法顺应时代潮流,切合当前的教育模式。编写实践教材是一项系统性工程,需要校方领导的大力支持和高度重视。实践教材应注重对学生专业技能的实践性培养。在当前“宽口径、通识性”的教育模式下,如果没有一本指导性强的实践教材,教与学双方都很难真正实现“按需教学,按需发展”的教学目的。

首先,应当统一实践教材编写人员对实践教学及其教材编写重要性的认识,组织教师讨论实践教学内容和课程体系建设,明确各学科的实践教学应当从何着手,编写实践教学大纲,从而为编写实践性教材打下坚实的基础。同时,校方也可以适当的在经费上予以资助,出台相关鼓励政策,调整教师科研比重,提高教师参与编写实践教材的主动性。

其次,实践教材的编写要体现出教师对教学内容的深入理解,必须基于服务课程教学的总目的。很多时候,实践教学都不是仅仅局限于一门课程,而是很多课程紧密联系,还有可能跨专业跨学科,因此,实践教材的编写不宜独立开展,而是要系统性、多元化的共同开发实践性系列教材,将相近专业和学科的课程统筹考虑,融会贯通。要根据教学目标,细化课程模块,每个模块都应具备理论掌握、实践技能、综合巩固、课后提高等具体要求,这样一来,从教师到学生都能把理论内容与实践创新结合起来。

最后,实践教材应当充分整合教师的科研成果。教学科研和服务社会是大学的职能,教师在承接了纵向课题和横向项目之后,要及时总结反馈项目的最新进展,在教材中整合教师的科研成果。对于教师来说,授课变得得心应手;对于学生来说,结合实例的理论知识在学习中也不是那么枯燥。

实践性教材的编写应具有以下特点:科学性、实用性、完整性、适应性、实践性、可行性。科学性是指实践教材是否符合教学大纲的要求,结构完整,内容有条理;实用性是指教材编写的目的应是面向应用型教学的培养;完整性是指教材应当全面反应本学科专业课程所涉及到的重点知识点和方法;适应性是指教材需要贴合学生自主学习的要求,引导学生发现问题进而解决问题;实践性是指教材要凸显理论与实践的有机结合,突出理论,强化学生的实践动手能力;可行性是指在实践项目方面,时间、目的、内容、准备方法、步骤以及预期效果方面是不是具备一定的可行性。随着实践教学的不断发展,实践教材还会具有一定的动态性,实践教材的编写还应建立合理的教材评价指标体系,通过线上线下的调查问卷形式,评价实践教材的满意度和缺陷在哪里,以不断改进和升华,紧跟时代,同步更新实践教材的最近知识点和技术方法。另外,实践教学类教材必须把握现状,紧密结合区域性经济发展,构建适合自己学校的实践教学课程体系,编写出切合本校实际、特色鲜明的实践教材,以满足教学和学生的需要,更好地为学生服务。只有这种高质量的有实践特色的教材,才能受到广大高校师生的欢迎。

(2)学院实践教材的编写成果。西安工程大学电子信息学院教师积极编写教材和专著,先后出版了《高电压技术》、《电力系统继电保护》、《输电线路在线监测与故障诊断》、《变电设备在线监测与故障诊断》、《智能变电站原理与应用》等10余部教材和专著。结合教改项目研究成果先后在《纺织高校基础科学学报》、《中国教育教学杂志》、《西安工程科技学报》、《中国电力教育》等杂志上发表了“电力系统分析课程的教学方法研究”、“‘电力系统继电保护’课程的教学探索”、“构建面向二十一世纪电类专业实践环节”、“‘电机学’课程教学改革探讨与实践”等教学论文,为创新课程体系、实践体系优化提供了有利条件和基础。

三、结语

总之,提高高校教师的实践动手能力,以服务市场为导向,建立一支具有丰富实践经验的专业师资队伍,是各地高校今后仍要继续坚持和发展的重点内容,只有这样才能培养出具有较强实践能力,能够顺应市场发展需要的应用型创新人才。实践教学师资队伍的培养是一个长期的过程,也是高校生存和发展的根本,教师实践教学能力的培养又离不开高校的教学方式和整体环境,二者相互促进才能相得益彰。

参考文献:

[1]李春燕.提高高校教师实践能力的对策研究[J].教育理论与实践,2011,(7):36-38.

[2]王永利.工科高校教师实践创新能力培养研究[J].教育与职业,2011,(4):55-57.

[3]王静霞.谈高职实践教材编写思路[J].中国科教创新导刊,2008,(5):30-31.

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关键词 CDIO模式;实训项目;机电一体化

中图分类号:G642.44 文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2015)22-0165-02

在即将迈出大学校门之际,部分学生心里存在一种焦虑:毕业是否就意味着失业?形成这种现象的原因有学生个人方面的原因和社会方面的原因,笔者认为主要包括:1)社会主义核心价值观还没有真正树立起来,缺乏明确的社会责任感;2)心理脆弱,攀比心强;3)实践能力差,缺少职业经历、就业竞争力;4)知识掌握不扎实,缺乏团结协作能力。

以上因素造成毕业生的能力素质与用人单位的要求存在较大差距,加大了毕业生就业的难度 [1]。针对存在的问题,沈阳工业大学机械工程学院积极开展卓越工程师教育培养计划的实施工作,目标是培养能够解决工程实际问题、创新能力强、适应经济社会发展需要的具有国际视野的高质量应用型工程技术人才。

1 教学体系中CDIO教学模式的有机融入

现有的机自专业课程设置中每门专业基础课和专业课都配有相应的实践环节,但缺少综合运用多学科知识的实践环节。学生通过金工实习、认识实习及生产实习等环节,虽然能从企业的现实生产环境中了解理论知识在实践中的应用,可是仍然无法亲身体验整个工程项目是怎样设计、搭建及生产运行的。

为了解决这个问题,认真学习和理解美国和瑞典的四所高校创立的CDIO(Conceive,构思;Design,设计;Implement,实现;Operate,运作)工程教育理念。CDIO强调工程实践教学的重要性,强调培养学生主动学习和动手实践的能力,以及分析问题和解决问题的能力,强调培养学生职业技能和道德,以及团队协作和交流[2-3]。这正是解决面临的教学问题的金钥匙。

将CDIO工程教育理念应用到实践教学环节中,立足本校的培养目标,整合机电方向多门核心专业课程知识,为机自专业大学三、四年级的学生增设机电传动与控制大型集中项目训练课程。该课程立足于机械原理、机械设计、液压与气压传动、机电传动与控制技术及测试技术等多门课程的理论知识,以工程设计任务的方式下达给学生,要求学生在设计过程中主动寻求解决问题的知识和方法,以实际工程设计方案的形式完成课题,并在实训工作室的成组设备上实现设计方案。

2 实训项目的实施策略

实训项目的工程基础 沈阳工业大学与亚德克(中国)有限公司联合建立了“卓越工程师”联合培养实习实训基地,实训项目就是基于该实习实训基地的模块式柔性自动生产线实训系统展开的。基本系统由六个站组成,每站各有一套PLC控制系统独立控制,在基本单元模块实训完成以后,又可以将相邻的两站、三站直至六站连在一起,学习复杂系统的控制、编程、装配和调试技术。学生在实训过程中要综合运用现代实际生产中较流行的、较先进的各种很实用的技术知识点,其中包括PLC控制编程技术、电气控制技术、气动应用技术、传感器技术、机器人应用技术等知识,充分发挥自己的创新思维,采用模块化的设计对设备进行扩展改造。

实训项目的实施途径 学生在认真阅读实训指导书的基础上,掌握实训工作台的机械结构、气动单元和电器单元的组成。根据设备自拟训练任务或者由教师下达设计任务,学生为完成设计任务需要做以下工作:

1)启动并观察装置的运动过程,绘制出装置的机构运动简图、气动控制原理图、系统的机械装配图;

2)根据装置的实际电器接线情况,绘制出电气控制原理图及I/O分配表;

3)列出工作台上所有电器元件、气动元件的明细表,注明型号等信息;

4)读出PLC的控制程序,并结合实际运动过程,熟练掌握电器元件、气动元件及机械机构的工作原理,熟练掌握运动控制程序;

5)根据训练任务搭建电气控制系统,编制装置的运动过程控制程序。

6)在自动生产线上调试控制程序,完成设计任务要求的设备运动。

实训项目实施过程的管理

1)每五名学生组成一个实训小组,实行组长负责制,由各小组组长协助指导教师共同完成实训设备的使用调度工作;

2)实训时间为期一周,进程安排如表1所示。

3 本实训项目的特色

以项目设计为导向的综合能力培养理念 课程体系中与课程对应的实验和课程设计只是对一门课程知识点的验证及总结,而本项目是借鉴国外CDIO培养模式,将机电方向所涵盖的多门专业基础课和专业课的知识点融于工程项目设计之中,这样培养出来的人才才能做到与企业工作岗位的零距离衔接。

培养学生基于项目、问题的主动学习方法 实训项目成为专业基础课和专业课学习的主线。由于实训项目的任务下达时间是在学校教学的第六学期,学生将围绕工程设计任务主动地在第六、七学期开设的各门课程中搜寻专业知识,极大地调动了学生学习的主动性,这也正是CDIO培养模式所提倡的[4]。

工程项目验收的考核方式 课程考核以工程项目验收的形式,根据学生讲解设计思路、设备运行演示、现场答辩及设计项目报告等环节,由多名指导教师给出最终成绩。评选出考核成绩高的小组为全体学生演示设计的成果,促进全体学生共同进步。

注重学生综合素质提升 实训课中每组学生都承担了工程性极强的设计任务,目的是突出培养学生的创新精神、实践能力、自学能力、综合能力、交流沟通与表达能力、团队合作精神和对大系统的适应与调控能力,只有友好合作、不怕挫折的团队才能交上满意的答卷。

4 结论

通过完成生产过程控制任务的设计及实现,对学生进行贴近生产现场的工程实训,使学生很好地掌握了机械设计、工业自动化控制系统设计的过程和方法,培养了工程设计能力,提高了学生学习的方向性和主动性,提高了参与研制开发高技术附加值产品的能力和从事工程技术或协调管理的技能。在整个教学过程中,指导教师充当知识的引领者、项目进行的督查者、实训生产线的管理者,实现了引导式实践教学。笔者希望教改经验对其他工程院校的机械类专业以及其他工程类专业的人才培养起到有价值的借鉴作用。■

参考文献

[1]马德全,王立民.当前大学生存在的主要问题、成因及对策[J].内蒙古民族大学学报,2008,14(5):117-118.

[2]齐建家,刘桂波,何文广,等.基于CDIO模式的机床电气控制与PLC课程项目化教学设计[J].中国科技信息,

2012(10):231-232.