机电一体化专业基础知识范文

时间:2024-03-21 17:41:40

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机电一体化专业基础知识

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【关键词】高等职业教育;一体化教学;教学模式改革

一、引言

《国家中长期教育改革和发展规划纲要》十四条:大力发展职业教育。发展职业教育是推动经济发展、促进就业、改善民生等问题的重要途径。以服务为宗旨,以就业为导向,推进教育教学改革。实行工学结合、校企合作、顶岗实习的人才培养模式。总理在的两会上再次提出要大力发展职业技能教育,培养学生的职业技能和就业技能。随着职业院校课程改革的不断深入,逐渐摆脱原有的以传授知识为主的教学模式,重视实践教学环节已经成为共识。职业教学改革要实现目标与结果的统一,重视提升学生的技术素养,真正实现理论教学和实践教学的有机结合的一体化教学。

二、一体化教学开展的必要性

一体化教学是指以能力本位为理论指导,将理论教学与实践操作技能训练有机的结合起来的一种教学行为模式,多采用项目导向激发学生的学习兴趣,通过讲授与操作的一体化实施,教室、实验室和实习场所一体化配置,专业知识、操作技能与职业技能考核一体化训练。

高职教育面对的学生大部分是基础比较薄弱或者是反感死板教学方法的学生,专业技能教学要以学生的学习为中心,也要充分考虑学生逻辑思维能力较差、理论学习的主动性不够高、但形象思维能力较强等自身特点,这部分学生更适合“做中学”,所以需要改变传统的“填鸭式”教学方式。实践证明一体化教学法是一种适合高职教育的教学方法,它借助于多种教学设备和实习场地,整合教学资源,优化课程内容,把理论教学和实践教学融为一体,最终达到加深记忆和强化训练的目的。一体化教学突出职业技能训练为主导,以职业技能训练要求为中心,确定理论教学内容和要求,设置教学环节和进度,理论教学完全服务于职业技能训练。学生在学习理论的同时,边学边练,手脑并用。

三、一体化教学如何在教学中开展实践

一体化教学是促进学生理论联系实际,切实提高学生动手能力的一种有效教学模式,一体化教学是一项系统工程,需要各方面的配套措施。

1.打造“双师型”教师队伍

要建立一体化教学教师队伍,就要改变唯学历的观念,大量引进“能工巧匠”,加强打造和培养一批“双师型”教师,使其教育教学能力和工作经验兼备。学院应该鼓励基础课教师参加专业实践活动,学一些专业课知识;同时专业课教师要进行生产实践锻炼,利用业余时间到工厂、企业实际操作,提高动手能力;而实训课程指导教师加强理论学习,通过听课、讲课、备课等提高自己的理论水平。通过各类培训与实践,努力让所有教师都成为德才兼备的“双师型”教师,保障教学一体化的实现。

2.配置一w化的教学场地

彻底打破传统“一块黑板,一盒粉笔“的教学设置,把教室搬到实验室和实训基地,实现教师边讲,学生边做。一体化教室备有各类专业资料书籍,包括各类标准文件、参数手册、安装维修使用手册等,教学过程中随时指导学生查阅使用,以此提高学生独立学习的能力。将设备仪器、电脑等直接搬入教室,教学过程中随时使用,方便学生随时动手操作的同时,大大提高学生学习兴趣,活跃课堂气氛。

3.实施一体化的教学计划

没有一个科学有效的一体化教学计划,就达不到一体化教学目标。为此应做到以下几点:1.缩短纯理论讲授时间。一体化教学后,一些纯理论的内容可在实践中讲述,主要靠学生在实践操作中加以学习验证。2.增加单元项目的授课时间。实施一体化教学后,由于实操需要较长时间,另外还要穿插讲解理论,传统的教学设置很难在规定时间内完成教学任务,因此每个教学环节最好为4~8学时。3.不再设立单独的考试。按照教学过程对学生进行考评,形成过程性考核机制。

4.完善一体化的教学考核过程

在教学过程中要以实物为基础,充分利用现有教学设备、投影仪、模型进行现场教学。要在讲中练、练中讲,注重实践与理论的结合。同时采用灵活多样的教学方式,建议采用小组教学的模式,小组间相互竞赛,互相帮助,也锻炼了学生相互合作,协同作业的能力。一体化教学推荐过程性考核的方法,将理论考核融合在实操考核中,最好在每一个单元项目教学结束后进行。教师也可以在学生学习完有关规定课程,到达一定的操作技能后,组织鼓励他们考取相应工种的等级资格证以及参加各类院级、市级、省级职业技能竞赛,取得相应成绩后,为该生评出一个优异的成绩。

四、总结

实施一体化教学多年来,教学工作开展得比较顺利,学生不再枯燥的学习理论知识,理实结合让学生更有兴趣的学习,形成了教学、教研的良好氛围。同时还有几个问题要注意:1.要完善教学标准体系,一体化教学配套教材需要与时俱进、不断更新,最好结合专业特色和办学条件,编写适合学院和地方特色的教材;2.丰富教学手段,多使用现代化多媒体等各种教学设施,可采用课程小组讨论的方式进行教学;3.高等职业教育应该加强产教融合,办好“校中企”“企中校”,使学生在课程内更好的接触技能训练,推进专业教学紧贴技术进步和生产实际,有效开展实践性教学。

【参考文献】

[1]尹耕钦,于坤俺.基于专业技能抽查的高职机电专业课程改革[J].黄冈职业技术学院学报,2013,(2)

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关键词:职业学校;电工电子;机电一体化专业

中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2013)03-02

根据社会发展的需要,我校于几年前把全校专业整合成机电、物流、信息三大专业群,其中,机电专业群包括数控、模具、机电一体化三大专业方向。机电一体化专业人才已被国家列为21世纪最急需的十大专业人才之一,是就业领域广,就业前景非常好的专业,该专业主要培养能进行机电一体化技术应用,并具有初步设计开发能力的中级技术人才。学生经过三年的学习,能够掌握机、电、计算机等方面的基础知识和必备技能。

机电一体化专业开设众多专业课程,《电工电子》课程是其中一门专业基础课程。由于机电一体化专业设置的时间不长,很多学校对中职《电工电子》课程在该专业中定位不准,教学模式不符合专业实际,造成教学效果不好,不能为其他课程更好地服务。笔者拟针对如何在机电一体化专业中开展《电工电子》课程教学提出一些自己的见解。

《电工电子》课程在机电一体化专业中的定位

长期以来,机电一体化专业在《电工电子》教学方面的培养目标定位为培养学生全面掌握电工、电子线路的基础知识,掌握电子设备、电子产品的常用元器件及材料的基本知识,具有操作和使用常用电子仪器、仪表的能力,具有阅读电子整机线路的初步能力,具有电子设备、电子产品装配、调试、检测、销售与维修的技能,因此,机电一体化专业教学往往注重理论教学,把传授系统的理论知识作为课程教学的出发点。虽然以理论为主的考核方式有利于学生系统掌握知识点并完善知识结构,可为将来从事研究工作打下基础,但结合职业学校学生的实际情况就会发现,这种教学存在很大的问题。首先,职业学校学生的基础知识普遍较差,自主学习能力不强,因此大部分学生面对枯燥无味的理论教学会提不起兴趣,学习该课程会呈现越学越难的现象,最终甚至可能导致部分学生放弃该课程。其次,职业学校学生毕业后大部分会被分配在生产第一线,不是搞研发、做设计,而是操作机器、控制生产或者排查故障等一些实操性强的工作,这种教学模式会导致学生在学校里学到的知识相当一部分用不上,而能用上的技能又不具备的状况。

《电工电子》课程是集电工、电子知识和其他科学理论与实践于一体的课程,它除了在机电专业中设置以外,在电工电子、电子技术、汽车维修等专业同样开设。在机电一体化专业中,《电工电子》课程应是一门实践性强的专业技术基础课程,在专业课程设置中应起着承前启后的重要作用,具有基础性、应用性和实用性的特征,而且,它在机电一体化专业中的定位要有别于其他专业。在机电一体化专业课程设置中,这门课程旨在使学生掌握电工、电子技术的基本理论、知识和技能,了解电工、电子技术在机电一体化行业中的应用与发展概况,能够运用所学的知识解决实际生产的问题,在维修电工、电子电路分析与简单设计等方面有一定的实践能力,同时,为其他专业课程的学习、生产实习和就业上岗打下扎实的理论和实践基础。

如何开展《电工电子》课程的教学

教学内容设置应有别于电子技术应用、汽车维修等专业 电子技术应用等专业要求学生必须掌握较扎实的电工电子理论知识,因为只有这样才能接着学习其他课程,否则就会造成知识脱节。在这些专业里,《电工电子》课程设置的课时会多得多,开设的相关科目也会很多。但是,在机电一体化专业里,《电工电子》课程只是一门专业基础课程,让学生掌握一些最基本的电工电子常识,能为其他课程服务就够了,完全没有必要追求太多的复杂理论知识。无论是电工基础,还是电子技术基础,都是概念、理论内容多,内容难学,范畴也太广,如果按照传统的课程结构教学,肯定会造成学生理论知识学得不深,实践知识缺乏的局面。《电工电子》课程在机电一体化专业里最多开设一学年,每周4课时,因此,电工电子内容必须少而精,讲授一些与其他课程有关联的知识点,能为其他课程服务就足够了。如电工方面可以设置电路的基本概念和基本定律、直流电路、正弦交流电路、三相交流电路、变压器等内容。电子技术方面可以设置常用半导体元器件、整流和稳压电路、各种放大电路、数字电路基本知识、组合逻辑电路和时序逻辑电路等内容。梳理好教学大纲,定好教学内容,这样才能达到良好的教学效果。

淡化理论知识,注重实践效果 职业教育的最终培养目标,是要求学生具有实践能力——解决实际问题的综合能力,要求学生掌握技能去完成某种工作活动。实践性教学是理论联系实际、提高操作技能的重要手段,是培养应用型人才不可缺少的一环,加强实践性教学也是形成中职教学特色的重要举措。比如在讲授“晶闸管”一课时,笔者先组织学生安装一个“可调光的台灯电路”。安装成功后,学生对电路产生了非常大的兴趣,很想了解电路调光的原理,这时笔者引导他们认识到调光最重要的元件是晶闸管,那么,他们自然对晶闸管知识充满了兴趣。再如,在学习串联型直流稳压电源电路时,首先以学生常见的直流电源引入,比如用各类电池、充电器和学生实验台上的直流电源给学生感性的认识,接下来以变压、整流、滤波、稳压四个环节为直流电源组成部分,学生使用示波器进行测量、比较,让学生自己明白以上四个部分的作用。接着通过各种充电器的输出电流和电压的不同引入器件的选择,从稳压环节引入串联型直流电源,采用分立元件让学生分组进行实际电路的焊接和测量,最后从稳压效果、焊接质量、个别问题提问等环节对学生进行考核。这样,通过注重实践、淡化理论,学生不但掌握了技能,也通过实践掌握了理论知识。

尝试多种教学手段 教学手段不应该只停留在课堂上讲理论或实验室里做实验,还应探讨用更多的教学手段来提高教学效果。(1)采用多媒体教学手段。现在很多学校教室都配备了多媒体平台,开展多媒体教学已不是难事。利用多媒体教学有助于解决学时少、内容多的矛盾。用传统方法教学,因经常要在黑板上作图、推导公式,费时较多,教师普遍反映该门课程课时紧张,为赶课时,不得不简化或放弃许多对教学有益的作图。采用多媒体来辅助教学,可省去教师大量板书的时间,增加教学信息量,有助于解决学时少、内容多的矛盾,同时,有助于将抽象的内容直观化。电工电子课程理论性强、内容抽象,在传统教学方式中往往只能在理论上进行论述、推导、验证和说明,并借助一些公式来阐明问题,很难给学生较直观的印象。另外,有些实验也因为设备的限制不能开展。而多媒体课件中可插入视频、动画,将电路的实际工作情况展现给学生,融视听技术于一体,把抽象的问题变得更为直观、更易理解和掌握。(2)与实际生产相结合。职业学校的学生要成为现代化建设生产第一线需要的技能型人才,就不能闭门读书,而必须走向社会,投身社会实践,接触专业生产,在实践中与普通劳动者相结合,了解社会,了解生产实际。因此,在条件允许的情况下可以多让学生接触实际生产,以让他们感受到所学知识的重要性。要以产促教,鼓励学生深入生产实际,把教学活动与实践生产紧密结合起来。

科学技术的日新月异,社会的需求变化很快,使得中职的教育内容、教学方法都必须及时更新,与时俱进,否则将会与时代脱节。我们在教育过程中要不断钻研新内容,摸索新思路,以更好地适应社会发展需要。

参考文献:

[1]鲍加农.机电一体化及专业课程设置[J].中国现代教育装备,2004(1):11-14.

[2]盛德芳.浅谈职业学校机电一体化[J].成才之路,2007(9):69-70.

[3]路百秀,崔锋杰,王民江.教学做合一 构建中职专业课教学模式[J].中国现代教育装备,2010(8):109-111.

[4]赵杰华.职业学校专业课课堂教学方法探讨[J].科教文汇,2010(9下):71,136.

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[6]朱洁.新时代下电工电子专业教学构思及其教学改革探究[J].新课程,2010(11):309-310.

[7]孙昕.关于职业学校电子电工专业人才培养的若干思考[J].考试周刊,2011(20):176-177.

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论文关键词:就业方向 社会需求 实训教学 手段

专业建设是高职院校教学工作主动、灵活地适应社会需求的关键环节,是学校建设和发展的根本所在,自20世纪90年代以来,随着计算机等电子技术在制造业的广泛应用,推动了机电一体化技术的进步和机电一体化产品的不断开发,如今,机电一体化产业以其特有的技术带动性、融合性和广泛适用性,逐渐成为高新技术产业中的主导产业,成为新世纪经济发展的重要支柱之一。在此影响下,各高职院校纷纷开设机电一体化专业,以满足社会对该专业人才的需求。但目前该专业的课程设置是专业定位模糊,“双师型”教师队伍力量薄弱;教学实验、实训条件落后,实践训练水平有待提高;适应新技术发展需要的课程体系有待构建:体现当代工业发展水平的专业教材有待突破。鉴于此,机电一体化专业建设与课程体系的再构建,是当前亟待解决的问题。

一、机电一体化专业的学科领域

机电一体化技术是一门跨学科的综合性科学,是由近年来蓬勃发展的微电子技术、计算机科学、机械工程和电力电子技术互相渗透而成的一门新兴学科,是在信息论、控制论和系统论基础上建立起来的应用技术,支撑“机电一体化”这门学科的有:1)机械学,2)控制论,3)电子学,4)计算机科学。

二、机电一体化专业课程设置存在的问题:

(1)现有课程设置不能很好的突出高职以技能为本位的高等职业教育课程观,理论课比重过大,实习、试验、实训环节不完善。

(2)现有课程设置没有充分围绕学生的就业方向和社会需求来设置,不能跟周围大环境的具体需求密切结合,没有很好的突出高职以就业为导向的高等职业教育课程观。

(3)现在所采用的机电一体化专业教材很多没有充分体现出现代机电行业的发展水平,内容陈旧、落后,且各门课程之间相互独立,相关知识未能有机地渗透和融合在一起,也未能充分考虑与中职教材的很好衔接。

(4)有些课程的设置出现了严重的前后脱节以及学时安排不合理的情况。

(5)教学实验、实习、实训条件落后,实践训练水平有待提高。

(6)教学方法、手段不灵活,不能根据课程的性质灵活选用。

(7)缺乏一些反映机电一体化先进技术课程。

三、课程设置的改革思路:

课程设置改革的思路、方向、主线:社会需求——就业——培养目标——培养方案——课程体系——课程设置——教学方法与模式一教学评价——结果(毕业生)——符合社会需求,根据这一思路进行课程设置时,应遵循下述原则:

1)应确立高职课程体系改革的目标是培养生产、建设、管理、服务第一线需要的高等技术应用型人才.是一种能直接上岗的技术型人才,因此,在课程设置时要把握文化基础知识以“必需、够用”为度,专业知识强调针对性和实用性,要充分考虑与地方经济紧密结合。

2)课程设置应从学生就业方面考虑,并结合本地区企业的需求。因为地区、行业的发展水平不一,企业之间所拥有的装备和所应用的技术在技术含量和应用水平上就会有一定的差异,因此这也就决定着因服务面向目标的不同从而使各高职高专院校机电一体化专业在课程内容上存在着一定的差异。

3)由于机电一体化专业是由多个学科复合的专业,因而专业技术课程内容必须是一种综合结构。在设置专业课程时应以毕业生应具备的技术应用能力为主线重组课程内容,冲破原有课程(甚至学科)体系,删除陈旧的与专业培养目标相距过远的课程内容,增添新知识,围绕学生的就业方向,设置4——5门核心课程,一方面在理论教学的学时安排上加以强调,另一方面要与实验、实训相配合,使学生通过核心课程的设置,更进一步了解本专业的培养目标和就业方向,从而形成具有行业特色的高职高专综合课程。

4)在考虑课程设置时要遵循联合国教科文组织第十八届大会上通过的《关于职业技术教育的建议》:该建议指出“为就业做准备的职业技术教育,应当为卓有成效地、愉快满意地工作打下基础。为此,应当做到:(1)使受教育者获得在某一领域内从事几种工作所需要的广泛知识和基本技能,使之在选择职业时不致受到本人受教育的限制,甚至在一生中可以从一个活动领域转向另一个活动领域;(2)为受教育者从事的第一个工作提供充分的专业上的准备.并提出有效的在职培训;(3)使个人具备在其职业生涯各阶段都可以继续学习所需要的能力、知识和态度。”由此可见,培养适应广泛就业需要的复合型、综合型“通才”是世界职业教育改革发展的潮流。

5)要考虑到课程的设置一方面要与学生的就业相结合,另一方面也要激发学生的学习兴趣,因此在课程设置时应充分考虑学生的学习兴趣,使学生在该专业的主干平台课程学完后,可以结合自己的就业方向来选择适合自己的专业核心课程。

6)采用项目化教学,结合周边企业的需求,针对企业所需的人才,对学生进行相关课程的重点介绍,并进行相应的实习、实验、实训,使教学和企业的需要紧密结合,为企业培养所需的人才,同时也解决了学生的就业问题。

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【关键词】机电一体化技术;教学模式;改革

目前,制造业的自动化水平越来越高,其中包括的机电一体化技术占有十分重要的地位。就机电一体化技术而言,其包括了计算机信息技术以及传感检测技术等多项技术。在目前高校机电一体化技术的实际教学中,普遍存在某些方面的问题,包括未注重理论与实践的结合以及理论知识缺乏实用性等。对此,有必要对现行的机电一体化技术教学模式进行改革,提高教学的针对性与实效性,更好地培养学生实践操作能力,输出更多、更优质的机电一体化技术应用型人才。

一、课程理论教学的改革

(1)对教学内容进行合理取舍。目前,高等院校的机电一体化技术教学过程中,学生学习的积极性不高,并且对有关基础课程缺乏有效的掌握,进而导致该课程的学习成绩不理想。因此,教师首先应根据学生的具体情况合理地选择教学内容,要求教学内容数量适当。例如在机械传动技术教学过程中,因为学生不具备系统建模所需的积分变换方面的数学知识,并且学生工作主要从事的工作为机械操作方面,所以可以忽略机械传动系统的数学建模,将机械传动系统的特性和常见机械传动的故障分析处理方法作为讲解的重点。其次,教师应确保选择的课程内容能让大多数学生所接受,从而兼顾成绩较好的学生以及成绩较差的学生。

(2)对先进教学手段进行利用,提升教学效果。机电一体化技术课程教学,可采用多媒体教学,向学生展示学生未曾见过的数控机床、机器人以及加工中心等,并且使其了解这些自动化设备和生产线的内部构造,从而明确机电一体化技术的工作原理。多媒体具有直观性、形象性的特点,可将自动化设备以图片、动画、文字以及视频等形式展现给学生,激发学生学习的兴趣,提升教学的实际效果。

(3)注重知识与能力的结合,促进学生能力的提升。在机电一体化课程教学中,教师不仅要进行基础知识的讲解,也要讲解各知识体系之间的关联,以及知识体系的应用与机电一体化系统的分析等,从而使学生能够运用所学知识解决问题。并且,理论水平的提高与能力水平的提高两者之间应当同步进行。

(4)理论教学结合实践教学,避免两者脱离。首先,采用启发式教学模式,在教师的引导下使学生掌握好理论,在理论的主导下,结合实际进行基本知识原理的深入讲解,在课程教学过程中充分体现理论知识传授的实用性以及针对性。例如在传感检测技术讲解过程中,联系工业机器人和数控机床这两种机电一体化系统的典型而进行。通常,这两种系统采用的传感器教材中均没有相关介绍,因此不需要进行无关传感器的深入讲解。其次,提倡行动导向教学法的运用,使学生能够更好地运用知识,凭借实验、实习以及参观等各种教学实践的开展,帮助学生掌握理论付诸实践的方法。最后,教学过程中开展一定的实践教学活动,例如引入电子电气技术、PLC技术、传动技术以及传感器技术等于一体的机电一体化综合教学培训系统。学生通过该系统一方面进行章节知识的学习与实践,另一方面可得到机电一体化系统的综合训练。对学生的实践意识、实践能力、创新意识以及创新能力进行培养与提高,促使学生可在实践中找出问题,并使问题得到有效解决。

二、课程实践教学的改革简析

实践教学关系到学生技术应用能力的形成,该环节同样十分重要,是机电一体化技术教学中不可忽视的教学内容。在实践教学过程中,教师应根据学校提供的实践教学环境,始终以机电一体化专业的教学大纲为中心,进行与本专业培养目标密切相关的综合性实验课的开设,从而使预期的目标得以达成。例如,进行实践教学体系的建立,该体系注重学生机电一体化设备维修能力的培养,也就是基本技能训练专项技能训练综合技术应用能力训练。主要在学校完成学生基本技能的训练以及专项技能的训练,并且以专项技能训练为重点,主要包括数控实训以及金工实习等。与此同时,学生需要接受钳工、电工以及机加工等基本技能的训练和铣、线切割的编程与操作、数控车等职业基本素质的训练。除此之外,在学校与企业的合作下进行学生综合技术应用能力的训练。

三、结语

总之,随着自动化制造的发展,企业对机电一体化专业学生的要求也更高。对此,高等院校需要注重机电一体化技术专业应用型人才的培养,提高其专业能力与素质,才能使学生在人才竞争中占据优势。本文对机电一体化技术教学改革进行研究,指出该课程教学应注重理论与实践的有机结合,对教学内容进行合理调整,提高实践教学的针对性。在实际教学过程中,设置与机电一体化实际应用相关的教学项目,促进学生综合技术应用能力的提高,使学生对机电一体化技术具有更好的掌握与应用,并在今后的工作岗位上能够满足工作的需要。

参考文献:

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关键词:高职 机电一体化 分层次 专业开发

在机电一体化专业学生中存在一种普遍现象:学生学习任务重,专业技能掌握肤浅,相对于机械和电类专业学生来说,没有明显的竞争优势。长此下去必将造成机电一体化专业的社会认可度降低,开发机电一体化专业,设置合理的教学模式迫在眉睫。

一、高职机专业的的现状分析

高等教育的扩招造成高职教育的生源质量逐年下降,呈现学生学习能力不强的特点,除去学生的顶岗实习时间,学生的在校学习时间只有两年半,因此高职学生学习比较困难。但是由于机电一体化具的综合性特征,往往此专业的学生相对于其他的专业的学生在同样的教学时间内要学习更多的专业课程,更加造成了学生学习的困难性。

另外高职学生的学习能力还呈现较大的差异性,同样的课程学生领悟程度也不尽相同,造成教学效果不佳。专业设置上,目前高职院校机电一体化专业基本上按“既懂机又会电”来定位,但实际上机械与电子本身各自为两大学科,内容十分丰富,涉及面非常广,让一名高职高专生在短短的两年半时间里系统地掌握两大学科的理论知识和技能,是不现实的,也没有这个必要。理想化定位,往往造成“机不太懂、电也不太通”的尴尬局面,失去了该专业应有的特色,达不到培养目标。由于许多专业,如数控技术应用、机械制造及自动化等一般也加入了电子和计算机等方面的课程,致使专业之间没有多大差异,甚至于学生到毕业也没有搞懂机电一体化专业到底以什么为主。

机电一体化专业定位不准及专业培养目标的含糊不清,影响了职业岗位的针对性和专业建设的适应性及课程模式的开发。课程设置主要是机械专业的部分课程与电类专业部分课程的简单叠加,且明显偏向于机械方面,彼此之间相互独立,学生不能恰到好处地运用所学的知识综合处理问题,学生处于“孤岛”的地位,不能较好地发挥学生的创新能力,没有体现机电一体化的本质特征。

机电一体化技术是使机械实现柔性化和智能化的应用技术,实现知识完美结合,充分发挥各自长处,实现互补,使学生具有综合运用的能力。另外机电一体化专业课程教材大多没有充分体现出现代机电行业的发展水平,内容陈旧、落后,且各门课程之间相互独立,相关知识未能有机地渗透和融合在一起。

二、设置机电专业分层次教学主要措施

1、专业方向分层次设置

为明确机电一体化专业定位,按照高职教育依托区域行业发展的办学方针,服务地方经济的宗旨,设置专业方向。根据区域工业发展状况,结合社会机电行业的岗位需求量,例如,按照自动生产线安装,调试与维修、数控维修与诊断、电梯安装、维修与维护三个专业发展方向编制班级。新生入学进行专业教育时即可介绍不同专门方向的课程设置大致情况和与之适应的就业岗位.以便学生明确学习的目的性、针对性和主动性。同时专业方向自愿选择,让学生及早明确对应工作岗位的性质和状况,能够提高学生的专业对口率,避免了教育资源的浪费。

2、理实教学权重比分层次设置

高职教育有别于中职教育,通过高职教育学生除了掌握熟练的实践技能之外,还需要学习一定理论知识,使学生能够上岗有特色、转岗有可能,晋升有潜力,学习有基础。但是随着高职生源质量的逐年下降,理论教学的效果不尽人意,如果一味追求实践教学,又雷同于中职教育,没有发挥高职教育的“高等“属性。通过调研,进入高职院的学生主要有两大类学生:

一类是高考失利,希望通过高职教育晋升到本科教育的学生以及学习潜力较大的学生;

一类是以学习职业技能为主要目标的学生以及学习潜力较弱的学生。因此教学任务理实权重应该合理设置,对于前类学生,考虑学生升学以及学习潜力大等情况,理论教学的比重可以大一些,对于后类学生,实践教学的比重可以大一些。

3、课程体系分层次设置

传统的机电一体化专业涵盖的领域广泛,造成课程设置多,学生的学习针对性不强,通过专业方向和教学班级的层次化设置,教学培养目标明确,知识应用水平具体,因此比较容易设置课程体系。高职课程体系设置应从职业教育的特点着手,按职业岗位群应掌握的知识和能力来进行。要以知识应用为主线,以能力培养为核心,打破原有的学科课程体系,充分考虑与中职的衔接,文化基础知识以“必需、够用”为度,专业知识则根据职业岗位群有针对性地设置专门化教学模块,建立一个宽广、针对性和实用性都很强的知识平台。自动线生产线安装,调试与维修方向可以设置PLC、现场总线、电动机、液压与气动、机械拆装等核心专业课程;数控维修与诊断可以设置数控、PLC、电气、加工工艺等核心课程;电梯安装、维修与维护可以设置PLC、单片机、机械传动、电动机等核心课程。高职教育主要服务地方企业,课程设置需要协同企业人员,培养的学生才能满足企业要求。据统计机电一体化专业高职学生进入企业后从事营销的比例较高,设置人际交往和营销课程也是必要的。

4、教学内容和目标分层次设置

随着教学方法的改革,以教师为主体的教学模式逐渐被以学生为主体的教学模式所代替,采用任务驱动方式、设置任务小组。基于此种教学模式,教学内容和教学目标分为不同层次,实现教学的进一步层次化。通过专业方向和教学班级的层次化设置消除了学生的主要差异性,但同一班级学生之间还会呈现一定的差异,教学过程中设置工作任务小组,每个小组的任务内容按照学生的层次分级。通过分层次教学模式的设置,基本实现了学生个体的专项能力的层次化训练,克服了高职教育对象参差不齐的客观因素,对不同特点、不同职业取向的学生采用分层递进的方式因材施教。

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Abstract: By introducing virtual prototype technology into practice of mechatronics CDIO teaching, the paper investigates its idea, structure, and evaluating method, which is meaningful for modern engineering teaching methodology of mechatronics course.

关键词: 机电一体化;虚拟样机;CDIO

Key words: mechatronics;virtual prototype;CDIO

中图分类号:G42文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)02-0216-02

0引言

2001年,由美国麻省理工学院、瑞典查尔姆斯技术学院、瑞典林克平大学、瑞典皇家技术学院等4所大学合作开发了一个新的工程教育模式,称为CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate)模式。CDIO大纲以构思、设计、实现、运作为主线,综合地考虑了专业基础知识、个人和职业的技能及团队协作与沟通的人际技能,及在整个企业、社会环境下进行CDIO的过程。近年来,东北石油大学机电工程系将CDIO模式引入到实践与工程应用性较强的“机电一体化”课程建设中,以提高课程教学质量和教学效果,本文就其实践教学过程中的一些认识作以探讨。

1现状分析

“机电一体化”是机械设计制造及其自动化专业的一门专业课程,它在培养学生的机电系统设计能力和创新能力所需的知识、能力和素质结构中,占有十分重要的地位。课程的任务是使学生以系统的角度理解和掌握机电一体化技术,包括机械、检测、控制、计算机软硬件等方面的基本理论、基本知识和基本技能,学会典型机电一体化系统的分析和综合方法,具备进行现代机电系统设计的初步能力。随着机械和电子工业发展到新的阶段,现代机械必然是由计算机控制的系统,理论性与实践性联系密切、工程实用性强是该课程最大的特点。近年来的教学实践表明:原有的课程结构、教学内容、教学方法、教学手段、教学实践等,已不能适应“宽口径、重实践、应用型”的现代工程教育发展潮流。究其原因,主要有以下几个方面。

1.1 课程内容繁杂。机电一体化技术是机械技术、检测传感技术、自动控制技术、伺服驱动技术、信息处理技术、系统总体技术等多种技术的融合。以系统的角度理解和掌握机电一体化系统的工作原理及其应用是教学的中心内容,这对教师和学生都提出了非常高的要求。但是针对具体系统进行分析和研究时,常会出现“一叶障目”,以偏概全之感,并无总体把握的能力和认识。

1.2 概念抽象,理论繁琐,并且插图多、公式多、叙述内容多,教师不易抓住教学重点,学生学起来也常感到力不从心,对某些理论问题似是而非、模糊不清、严重时会导致学不下去。

1.3 教材存在局限性。目前现有的教材虽然版本繁多,但各有局限,在多达几十种版本的有关教材中,内容的编排大致相似,框架相同。在选材上为了照顾到内容的完整性,主次不分明,重点不突出,尤其是典型机电一体化系统章节,往往虎头蛇尾,没有受到足够的重视,不能起到综合和系统总结的作用。

1.4 理论与实践环节脱节情况严重,实验内容少且针对性不强,学生不能感受到实践的趣味性、知识性和实验成功后的成就感,更不要说培养学生的创新意识。

针对上述这些情况,如何帮助学生以系统的观点深入理解知识、掌握知识,如何培养与增强学生动手操作能力,如何让学生学以致用,始终保持较高的学习兴趣和创新意识,是课程教学的难点所在。

2基于虚拟样机技术的CDIO教学理念

目前全国有近百所高校开展了CDIO项目的实践和探索工作,汕头大学、成都信息工程学院等院校已经取得了显著的成绩。调研发现,实施CDIO战略是一项庞大的系统工程,需要很大资金投入和人员投入。根据自身实际情况,我们确立首先以虚拟样机技术为载体,按照CDIO战略对“机电一体化”课程的教学进行了探索和实践。

虚拟样机技术是近年来普遍应用的一种全新的机械设计方法,它作为一项计算机辅助工程技术于上个世纪80年代随着计算机技术的发展而出现,在90年代特别是进入21世纪以后得到了迅速发展和广泛应用。CDIO标准明确指出采用产品和系统生命周期的开发及使用这一工程教育方法论,它强调它作为知识和能力培养的载体及环境,即知识和能力之间的关联,而不是具体内容。从这一角度出发,虚拟样机技术可以为开展CDIO战略提供适合的载体及环境。具体表现在如下几个方面:

2.1 面向产品全生命周期的设计、仿真、分析是虚拟样机技术的核心,这在某种程度上与CDIO战略产品和系统生命周期的开发及使用标准不谋而合。

2.2 CDIO强调“做中学”教学模式,“做”具有广泛的含义,既可以是在实验室亲自制作模型、样机,也可以通过数字化工具在设计和仿真层面全面展开。

2.3 在市场竞争日益激烈的今天,为了达到时间、质量、成本、服务、环境等多方面要求,必须以最短的时间、最好的质量和最低的价格推出产品。采用虚拟样机技术既可以减少模型样机的试制,降低投入成本,又可以帮助学生在短时间内掌握产品开发的全部过程。

2.4 虚拟样机技术支持并行设计,便于设计团队之间的沟通和交流,这也正是CDIO战略重点强调的一种基本能力。

3机电一体化课程的CDIO架构

CDIO强调学生的工程能力不是单纯的理论知识或直观的技能,而是两者的有机融合,这对学生的创新能力、学习能力、对新技术的敏感能力都提出了更高要求。机电一体化技术的先修课程除了力学、模电数电等基础课程外,还包括机械设计、微机与接口技术、控制工程等专业基础课程,同期学习课程有单片机、可编程控制、机电传动系统等。该课程有着鲜明的技术基础和工程背景,因学时有限,包含的内容较多,所以在教学中把握一个基本原则:了解机电一体化技术的发展动态,掌握其核心思想和技术,运用现代工程设计方法中的虚拟样机技术,完成机电一体系统的创新设计与仿真分析。基于CDIO的思想,我们对“机电一体化技术”课程教学分成三个部分:课堂讲授、小组项目、自选实验。

课堂讲授。以教师主讲形式进行,以传授基础知识。授课时采用模块化方式对教学内容进行了重新编排,侧重于通过实例分析加深对重要知识点的理解。主要内容包括:①概论模块:主要讲解机电一体化技术的内涵、体系结构、特点、发展趋势、典型系统(本田机器人、大狗、数控加工中心)分析,学时数为4学时。②系统部件模块:主要讲解执行装置的工作原理、驱动方法、对比分析与选用原则;机械传动部件的种类、特点、对比分析与选用原则;检测装置工作原理、特点、对比分析与选用原则,学时数为6学时。③系统集成模块:主要讲解单片机、PLC、接口电路结构及特点,通过典型实例分析理解系统集成的内涵与相关技术,学时数为4学时。④系统控制模块:主要讲解机电一体化系统的设计方法与步骤、系统数学模型、现代控制方法简介、典型反馈控制和状态控制系统分析与设计,学时数为4学时。⑤虚拟样机技术概论模块:主要讲解虚拟样机的概念、原理、方法。通过典型实例领会基于虚拟样机技术的机电一体化系统的设计思想和方法,学时数为4学时。小组项目以3-5人为单位自发形成设计小组。该阶段需要完成下述内容。①项目调研:查阅资料,拟定项目范畴和设计内容。②项目申报:功能、原理、创新性、可行性论证。③项目开展:制定研究计划,分配设计任务,选择设计工具和仿真工具,开展项目设计。④项目汇报:提交项目日志、设计报告。在此期间,教师采取跟踪方式对学生进行辅导,每个阶段项目小组都要作公开汇报,并且需要回答指导老师和其它项目小组提出的问题,及时改进,完善设计。小组项目部分不占用教学学时,教师和学生利用课余时间开展该项内容。自选实验阶段,项目小组根据设计需要,可以提出自选实验项目,用以加强对机电一体化系统典型部件和单元的理解与认识。该部分工作由实验教师配合完成,学时数为10学时。

4课程考核与评价

学生的工程能力等素质很难通过传统的教学测试方法进行考核与评价。在CDIO模式下,课程的考核与评价不再是一个孤立的行为。在“机电一体化技术”课程中,我们根据课程教学的三个部分―课堂讲授、小组项目、自选实验分别进行测试,然后与学生讨论考核与评价体系,综合学生的意见,再适当修正,尽可能做到灵活多样。课程教授的理论部分采用传统的试卷测试形式,小组项目部分根据学生的自我评价、公开汇报、虚拟样机完成的质量等情况进行综合评价,自选实验部分根据学生完成实验过程中体现出的创新性、实验内容的连续性和执行完成情况等做出判断。

按照上述规划,近几年在我校机自专业进行了CDIO实践教学活动。学生表现出极高的热情,围绕机器人、数控机床等设计主题共提交了众多项目报告和虚拟样机产品,许多项目小组还额外提供了自己开发的仿真控制程序。在参与同学中展开了问卷调查发现,多数同学认为课程项目对于帮助理解机电一体化系统非常有用。在问到课程项目是否有必要继续在下一年级开展时,绝大多数同学认为应该继续开展。总体来看学生对该项活动抱有足够的信心,提出了很多具体意见,如提前在低年级开展设计工具类项目,这样可以在后续项目中有更多时间完成系统的仿真、分析、实验验证等深层次的设计内容,提高设计质量。

5结束语

机电一体化技术课程博大精深,具有内容多、原理深奥的特点。根据国际工程教育CDIO理念进行教学实践,既能使学生巩固所学基本知识,抓住主次,又能锻炼学生的观察能力、设计能力、分析问题的能力、书面表达能力和交流能力,使学生的积极主动性得到最大程度的发挥。本文将CDIO模式引入到“机电一体化”的课程建设中,从教学理念、课程架构、课程考核与评价等方面展开探讨,为“机电一体化”课程的教学提供了新的思路,这些对于提高教学质量和效果,培养学生的实践与创新能力具有积极意义。

参考文献:

[1]查建中.工程教育改革战略“CDIO”与产学合作和国际化[J].中国大学教学,2008,5.

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1 高职机电专业人才培养中存在的问题

我国的机械制造业快速发展,对机电专业的人才需求数量也在逐渐的递增,尤其是具有高素质、高技能的专业人才,而目前高职院校培养出来的学生与社会的要求还存在一定的距离,原因之一为高职院校机电专业培养模式还存在不足。

①专业定位不准确。高职院校的学生一般基础知识相对比较差,同时其在校期间接受的教育的时间一般为3年,而高职院校在给机电专业定位的时候将其按照“机械+电器”的要求进行定位,这样造成学生很难在短时间内学习到丰富的相关知识,结果造成他们缺失了特色专业优势。②教学内容落后、手段单一。虽然高职院校一直在强调实践教学,重视学生的实践能力的培养,但是具体到教学过程中,教师由于受到其传统思想以及其它因素的限制,教师还是过多的采取课堂化理论教学模式,结果导致了理论教学与实践教学相脱离,而且其教学的内容主要集中在对书本传统知识的讲解,忽视了机电技术的发展与创新性。③机电实践训练设备不完善。高职院校虽然在教学手段以及教学理念等方面进行了较大力度的改革,高职院校也在积极地探索校企合作模式,但是由于受到资金、场地的限制,高职院校在培养学生实践技能的硬件设施上投入的力度还不够。

2 高职机电一体化专业人才培养改革措施

针对高职院校在人才培养中存在的问题,宁夏工商职业技术学院机电专业人才改革措施主要从高职院校教学改革入手,通过更新教学理念、整合机电课程设置、提高师资力量等培养机电一体化的专业人才。

2.1 明确人才培养目标。在进行机电一体化专业人才培养改革前,高职院校首先需要明确机电一体化的含义以及培养一体化专业人才的意义,根据宁夏工商职业技术学院对其当地的企业进行的调研发现:企业对机电专业学生的需求量在逐年上升,但是机电专业学生在企业中的工作能力却表现得不理想,分析其原因就是因为学生具有的机电专业能力结构比较的单一,因此培养机电一体化专业人才是当地企业发展的要求;其次机电一体化专业应培养综合素质高、业务能力强、具有不断追求新知识、实事求是、独立思考、勇于创新、踏实苦干的精神的专业人才。

2.2 利用校企合作改革课程体系和教学内容。首先依据“多能并重,学做一体,校企融通”的校企合作、工学结合的人才培养模式要求,在分析调研企业岗位需求和梳理典型工作任务的基础上,把企业生产要求与行业企业标准以及国家职业技能鉴定标准结合起来确定课程学习领域;其次以提高“综合职业能力”为目标建立学习领域课程模式。每门课程不是传授单纯的专业知识,而是让学生在尽量真实的职业情境中学习“如何工作”,即以工作过程为导向,依据机电行业领域的职业能力和相关工作任务要求,以学生为主体完成理论与实践一体化的综合学习任务。

2.3 构建完善的教学质量保障体系。人才的培养要依托具体的教学活动,完善的教学质量保障体系是培养专业一体化人才的基础,因此高职院校要通过制定相应的制度、构建系统的教学质量评估机构以及改变传统的考核标准等提高对机电专业人才能力的培养。首先高职院校要根据机电一体化人才培养目标的相关要求,制定相关的教学质量监督体系制度规范;其次要改变传统单一的考核标准,建立多元化、多形式的考核标准,高职院校要成立以学校、企业、教师、家长等多主体组成的考核机制,对学生的考核不再以期末考试成绩为唯一标准,而是根据学生在平时学习以及在企业实习表现等形成校内和校外双向评价体系。

2.4 建设“教、学、做”一体化的校内外实训基地。实践教学是整个机电专业教学活动的重点,它是学生掌握一体化技能的关键,因此高职院校要投入相应的资金建设“教、学、做”一体化的校内外实训基地,首先高职院校要积极吸引具有一定经济实力的企业进入学校建设“校中厂”为学生提供真实的工作环境;其次高职院校也要积极购置与机电岗位条件相符的硬件实训教学设施,参照机电企业的工作环境,为学生创建“教、学、做”一体化教室,按照企业的生产规章制度要求学生的训练等。

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一、教学内容的选取

(一)教学内容的整合

工程力学所牵涉的内容繁多,包括力的基本知识、物体的受力分析,力系的合成与平衡,杆件的内力分析以及强度、刚度、稳定性的分析。如果不对这些内容进行概括和归纳,就会给学生一盘散沙的感觉,不利于学习和掌握。所以,要对内容进行归纳,加以整合。整合后的教学内容,分为静力学、材料力学两个模块。力的基本知识、物体的受力分析、力系的合成与平衡归入静力学模块;杆件的内力分析以及强度、刚度、稳定性的分析则归入材料力学模块。

(二)教学的侧重点

教学内容的选取以必需、够用为度[2],突出专业特点。工程力学这门课涉及多个工程领域,如土建、能源、机械等,对于不同的专业,工程力学这门课程内容的侧重点应有所不同。对于机电一体化技术专业的学生,毕业后的工作主要是机电设备生产现场操作以及机电设备的维修管理。鉴于岗位的需求,教学的侧重点和其他专业有所不同,比如:它不必像建筑专业那样要掌握超静定结构的内力分析,但要掌握好静力学中力的基本知识,物体的受力分析,力系的合成与平衡,材料力学中杆件的内力分析以及强度、刚度、稳定性的分析等知识,尤其应把重点放在连接件及扭转件的强度校核。

二、教学方法的改革

“教学有法,但无定法”。教学方法无所谓优劣,只有合适与否,能否让教学目标得以实现是评判教学方法合适与否的唯一标准。由于教学对象为高职高专类机电一体化技术专业的学生,因而首先应激发其学习兴趣,并在教学内容的选取上突出专业特点,还要注重对学生思维的启发,使学生掌握一定的学习方法。

(一)讲授过程结合生活,激发学生学习兴趣

工程力学和大多数理科课程一样,有大量的公理、定理以及定义需要记忆,所以往往在讲授过程中学生就容易感觉枯燥无味。在力学教学中要多用生活中实际的例子,使得本来枯燥的定理、公式变得容易理解。比如:讲到力矩的时候,可以举扳手拧螺帽的例子来说明,力矩的大小与力的大小以及力臂的长短有关,进而提出问题“怎样用扳手才更省力”,讨论力的方向与作用点对力矩的影响。通过举例,使得学生感觉力学知识并不是离人们的生活很远,而是与生活密切相关,这样让学生明白了学习的重要性,也提高了学习的兴趣。

(二)突出专业特点

工程力学学科几乎涉及所有工程领域,大多数工科专业都将其作为专业基础课,机电一体化技术专业的工程力学要突出其专业特点,这就要求教师在教学过程中多举相关例子。比如:机电一体化的学生大多数要考取车工中(高)级操作工证书,那么在讲“圆轴扭转强度和刚度计算”时,可取工程中常见的车床主轴为例。这样,一方面为后续证书的考取打下基础,另一方面让学生感觉到学习工程力学并不是纸上谈兵,而是对其专业有很大帮助。

(三)注重对学生思维的启发,使学生掌握一定的学习方法

在思维活动中,思维方法具有十分重要的作用。它构成了思维主体和思维对象发生联系的中介和桥梁。没有科学的思维方法,人们的思维活动就不能顺利进行并取得成效。对于工程力学这门课的学习,如果掌握了正确的思维方法,就会达到事半功倍的效果。例如:利用比较思维法,讲解力的三要素和力偶的三要素。将力的三要素“大小、方向、作用点”和力偶的三要素“力偶矩的大小、力偶的转向、力偶的作用面”进行对比,这样更利于学生掌握这些知识。另外,掌握一定的学习方法也是很重要的,工程力学是一门理论性很强的课程,学生在学习的时候如果一味地套用公式、定理,往往就会走向一个极端,因而需要把学习与实际结合起来,这时就需要教师正确的引导和启发。比如画弯矩图的时候,有些学生的弯矩图总画在受拉的一侧,必须让学生把弯矩图与结构的挠曲线结合起来考虑,这样想着结构的变形情况画内力图,出错的可能性就大大降低了。

三、采用丰富的教学手段

工程力学课程的教学工作量大,任务重。如单纯采用传统教学手段,即教师用粉笔在黑板上板书,并讲述相关知识。教师书写板书会占用宝贵的课堂时间,教学内容枯燥呆板,学生接受知识的效率会大打折扣,这和创建“有效课堂”的理念相违背。所以,单纯采用传统的教学模式已不再适应课程的教学。若单纯采用多媒体教学,对于工程力学这门逻辑推理性很强的课程,也不完全合适。这是因为,多媒体教学虽然具有信息量大,表现力强的优点,但对逻辑推理过程的演绎则显得力不从心。而传统教学方式擅长逻辑推理过程,更加适合学生的思维过程。[3][4]因此,应该针对不同的教学内容选取合适的教学手段。例如,在讲“物体的受力分析与受力图”时,就适合用传统教学手段,因为物体的受力分析是一个逻辑思维过程,需要教师指导学生对物体的受力情况进行观察、思考和分析,从而得到结论。若用多媒体教学,观察、思考和分析这一过程就很难完全展现。又如:在讲解“空间力系的合成与平衡”时,在黑板这个平面上很难形象地描绘三维空间,这时就可以通过多媒体课件形象地展示出立体空间,使立体空间变得直观,更容易使学生建立起立体空间的概念,有助于学生对空间力系等方面内容的掌握。可见,利用多媒体教学可以将抽象的问题形象地演示出来,这一点是传统教学手段无法达到的。对于教学手段的应用不能一概而论,而要灵活选取,从而达到提高教学质量的目的。

四、进行适当的考试改革

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摘要:电机与拖动基础课程是机电一体化专业中的一门重要的专业基础课程。本文依据技校学生的实际情况,对本课程的教学重点进行了归纳,以便更好地将知识传授给学生。

关键词 :教学重点电机与拖动技工院校应用

电机与拖动基础课程是机电一体化专业中的主要科目,在本专业中起到衔接性作用。本门课程内容对技工院校机电一体化学生将来就业也能起到关键性作用,为此,在技校生组织学习本课程时,多安排课时突现本课程的重要性,建议安排80~100课时。这在技工院校技校生三年学习中,课时比重相对是比较大的。但是,针对本门课程需要讲授的内容而言,80~100课时又显得很不足。为此,需要对本课程的重点进行筛理,选择重要知识传授给学生。

一、确定教学重点的依据

最近几年来以及将来很长时间内,机电一体化的学生就业方向主要是国有企业和非国有企业。机电一体化专业毕业的学生应聘国有企业,就业岗位大部分是一线操作或者维护岗位。这些岗位主要要求学生掌握典型设备、元器件等基础知识。由于非国有企业在公司规模、机械设备和公司技术水平等方面都和国有企业具有比较大的差距,在非国有企业就业的学生,往往有更宽的岗位锻炼机会,比如可以选择一线工人,也能选择技术性岗位。针对这种情况,笔者谈谈如何在技工院校内选择电机与拖动基础课程的教学重点。

二、电机与拖动基础课程授课重点的选择

1.掌握各种类型电动机设备的应用理论

对于技校生而言,掌握应用理论,提高个人的实践操作能力是最重要的。很少有技校生毕业后去进行专业科研工作,所以他们只要掌握专业所涉及的应用理论就行了,而不必花费太多时间向学生讲授纯理论型知识。电气设备是本课程中基础设备,理论性强,学生学习困难比较大。对于这些内容,有关这些设备是如何制造出来的,即涉及研发方面的知识可以少讲,甚至不讲。而重点选择的教学内容应该是这些电气设备的工作原理以及应用中参数选择方面的知识。

2.熟悉电动机工作原理与机械特征

选入本课程教学重点的内容,包括电动机如何启动、如何调整速度、如何选择负载方式等内容是本教材中的重中之重,其他应用都涉及这些方面的内容。为此,在讲授这门课程时,这方面的教学内容安排课时占的比例应该最大。也就是说,电动机工作原理与机械特征应该作为授课的重中之重,加以详细讲授。

3.重视实践环节

机电一体化专业是理工类学科,为此,本专业一般都安排实践环节。电机与拖动基础课程中的实践课程大部分还是理论性比较强。重视实践环节,学生在实践中学习理论知识,能够帮助学生更好地理解和掌握理论性知识,使学生能够对理论知识产生更直观的认识和理解。因此,电机与拖动基础课程教学中应该将实践环节列为课程教学重点。

4.鼓励学生参与课题实践

我国许多中小型企业由于底子薄,人才比较缺乏,特别是缺少企业改造升级所需的技术骨干性人才,为此,采用与高校合作是可行的途径。这是因为高校科研力量雄厚,校企合作成本比较低。而且电动机与拖动是企业生产中的重要生产设备,授课老师可以让一些即将毕业、进入顶岗实习的学生参与到课题研究中。这可使即将就业的学生真正实现从学生向技术人才蜕变发挥着重要的作用。以输送设施教学内容作为例子,在学习过程中,为了讲清理论,一般将输送设施运行中的能耗与损耗忽略掉,而在课题设计中,由于课题成果要直接应用于生产实践,课题设计要考虑生产实际环境,在课题设计中,学生关于设计以及设备生产运行等理论知识要形成一个全新的认识,理论知识要考虑实际运行。这是一个质的变化,可为学生将来就业奠定坚实的基础。

5.挖掘自主阅读部分重点内容

电机与拖动基础课程中许多章节内有自主阅读内容,这些内容属于非考核部分。但是,在这些自主阅读内容中,例如电力拖动系统中的电动机选择与驱动、控制微电机部分,在生产实践中直接影响生产线的运行效率以及整体的安全性。特别是电动机的选择更是影响生产线设计的关键性指标。所以,这一部分的内容也应该充分挖掘出来,纳入到本课程中的重点授课内容中。

三、小结

根据技工院校技校生的从业情况,进行有侧重地选择教学重点内容组织教学是非常必要的。总的来说,课堂教学的主要目的就是使学生获得应用性知识,如掌握各种类型电动机设备的应用理论,熟悉电动机工作原理与机械特征。同时,要重视实践环节以及让学生更多地参与到课题实践中,让学生积累经验,使他们将来能够更快速地融入工作中。

参考文献:

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[关键词]高职高专 机电一体化技术 教学 应用型科研 应变能力

[作者简介]王超(1976- ),男,四川南充人,成都电子机械高等专科学校机电工程系,讲师,硕士,研究方向为机电一体化技术、高等教育。(四川 成都 611730)

[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2012)26-0189-02

一、应用型科研对高职高专机电一体化技术专业教学的促进作用

1.应用型科研能促进教师提高专业素质和教学质量。工科类高职高专机电一体化技术专业教师的专业素质是提高专业教学质量的根本保证。工科类高职高专机电一体化技术专业的教师进行科研能够更新教师的专业知识结构,通过科研可以使机电一体化技术专业教师对现代科技发展的趋势、前沿技术情况有全面的认识,特别是对于知识更新速度很快的机电一体化专业来讲,教师可以通过科研掌握最新的理论研究成果,对专业进行准确把握,指导学生学习最新专业知识。同时,通过应用型科学研究有利于提升工科类高职高专机电一体化技术专业的教师的学术水平,它能使专业教师站在更高的层次,全方位去思考和多角度展望机电一体化技术专业人才的需求趋势,进一步去探索如何培养具有专业前沿知识智力结构的人才;应用型科研的实施过程是一个艰苦的智力活动,通过应用型科研的实施可以进一步培养教师求实创新、努力奋进的专业开拓精神,又可对其逻辑思维和表达能力起到专业培训作用。在教学方面,通过科研也可以使教师在教学中调整自己的教育思想、充实专业教学内容和改进教学方法,最终达到提高教学质量,提高学生的岗位竞争能力,满足社会需求的教学目的。

2.应用型科研与教学的有机融合可以更好地调动学生的学习积极性。目前,我国高职高专院校基本上是按照公共基础课、专业基础课、专业课、独立的实践环节几个部分进行课程体系设置。在教学中主要是根据教材,按教材章节进行知识的陈述,因此很多学生觉得课程枯燥,对上课毫无兴趣。再加上设置的实践教学大多数是按照实验说明书做,学生没有主观能动性发挥环节,故学生觉得无兴趣,实验积极性不高,不少学生甚至不愿动手。教师进行科研后,可以把科研的全过程用PPT、视频介绍给学生,可以促进教师丰富其教学内容,使上课内容与工程应用相结合,教师上课不再是照本宣科,也不是按填鸭式把教材内容灌输给学生,因此可以极大地提高学生的学习兴趣,提高学生的学习积极主动性。特别是教师进行科研的同时,让学生参与科学研究,引导学生根据科研要求,一步一步地按计划积极主动地去解决科研中的问题,这样可以提高学生的科研能力与科研管理能力,学生的学习主动性会进一步提高。

3.科学研究融入教学可以提高高素质应用型人才培养的质量。高职高专教学不单纯是进行基础知识的传授,更应注重培养学生解决工程实际应用问题的能力,使学生到工作岗位后从事实际应用型项目的的工作,提高直接参与现代企业的生产等相关活动。提高其岗位竞争能力。学生参与科研可以学习科研中老师所具有的敬业、创新意识、独立探索的自觉性等精神,可以使学生终身受益。在高职高专课程设置中有众多的实验和实训单元,而这些实验和实训都是应用型科研的基础,只有把应用型科研与教学有效地结合,才能大大提高学生对传统实验和实训的学习热情,更好地掌握机电一体化专业基础技能,培养学生自主发现问题、解决问题以及增强在机电一体化领域的知识拓展,达到开阔思维,提升自身综合素质的目的。

二、以应用型科研促进高职高专机电一体化技术专业教学的途径

1.将科研成果充实到教学环节中。对于机电一体化专业来讲,由于专业的特点是机械和电气两个部分,而这两部分又各有特点:机械和电气随着社会的发展需求和技术的革新在不断更新知识,但是专业特点又要这两方面的有机结合,因此,在教学中根据教材,按教材章节进行知识的陈述,填鸭式把教材内容灌输给学生的教学模式已经不能满足现代高职高专教育的要求。教学实践证明:在现代高职高专教学中,教师应不断地把自己所从事的应用型科研及其科研成果融入学校的实践教学环节,提高学生的学习积极性。

2.参与企业科研,促进教学。高职高专学校具备为地方经济服务的专业技术知识,因此高职高专学校应在注重教学的同时,组织建立科研团队,加强学校与企业的合作。教师通过科研与企业进行合作,一方面可以服务地方经济;另一方面,可以获得更多的应用型项目,为学生参与科研创造条件,获得经费支持。同时通过校企合作,可以聘请企业的技术专家作为学校的兼职老师指导学生的实训环节和毕业设计,同时老师和学生通过一同参与地方企业应用型科研提升与社会接轨的实践活动,从而提高教学与实际生产的密切联系。参与企业的项目对高职高专的机电专业的同学来讲可以开阔学生的视野,激发学习热情,从而提高学生的综合素质。

3.加强与从事应用研究型校友的联系,不定期邀请其作报告。高职高专学校从事应用型的技术研究,并将其应用于教学,校友资源是不可或缺的一大激励因素。通过广泛联系从事应用技术研究校友,让他们以自己的亲身经历,从进学校的学习开始一直到取得应用技术研究的成果,通过他们的成长历程,与在校的同学进行沟通,可以切实激励同学的学习热情和培养应用型科学研究的浓厚兴趣。校友这个有力的资源可以促进应用型科研在同学们心中的地位,特别是一些自己创业成功,现在又在从事一些专利产品研发的知名校友更是应用型科研开展的强大支持,也是在读学生所追求的一种目标,进而可以促进应用型科研的发展。

4.建立有效的科研管理机制和绩效评估、激励机制。高职高专学校在制定学校科研规划和进行科研项目立项时,应把科研为教学服务明确作为科研的发展方向和目的,同时突出科研与现代企业的实际情况相吻合。所从事的科研应能把相关专业的一、二、三年级的学生纳入,使各年级的学生都能参与到项目中。特别是对机电一体化专业应涉及机械、电气、自动控制、检测系统等,真正做到全员参加、全专业参加。应建立相应的激励机制,把科研及其成果融入教学程度作为衡量教师工作效绩的重要内容。加大力度宣传那些在科研方面成果显著、学术水平较高、科研及其成果融入教学力度较大的教师,让他们起到先锋模范作用,从而促进教学改革,提高人才培养质量。

5.建立科研教学高素质团队,确保产学研能长效运行。为确保教学与科研能长效运行,科研成果能最大限度融入教学,笔者认为应开展科研团队建设。团队带头人和骨干成员应积极主持或主研省部级科研项目,并力求使研究成果在国内处于领先水平,获取国家专利,积极在国家级核心期刊上发表专业科研论文。此外,科研团队其他成员在生产应用方面找课题、下工夫,达到研究课题从生产中来,研究成果到生产中去的目标,把全专业、全年级的教学融入科研,积极将成果转入到专业教学的各个环节,使科研真正服务于教学,达到培养高素质应用型人才的目的。同时,团队分工合作,齐心协力,各司其职就能保证产学研长效运行,服务于教学。这样才能把科研长期高效融入教学,达到提高人才培养质量的目的。

实践证明,对于高职高专机电一体化这类应用性很强的专业来讲,要在教学中提高科研能力,在科研基础上提高教学水平,只有把科研与教学有机地结合起来,才能最终达到提高人才培养质量的目标。

[参考文献]