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關鍵詞:高職院校:機電一體化;綜合實訓;項目教學法
高職院校的培養目標是生產、建設、管理和服務第一線需要的高素質技能型專門人才 這一培養目標決定了重視實踐教學是高職院校的一大特色.是實現高職人才培養目標的重要環節 實踐教學有利于培養學生的實際動手能力、實踐能力、創新能力、敬業精神和責任心;同時,也是學生完成專業知識向專業技能轉變、學生角色向員工角色轉變的重要過程.并可為學生將來的職業生涯發展奠定堅實的基礎。
隨著現代化工業生產的迅速發展.自動化控制技術的集成應用正起著越來越重要的作用。由氣動、液壓、傳感器、PLC、網絡及通訊等技術的相互滲透而形成的機電一體化技術.已成為當今工業科技的重要組成部分,它的應用范圍涉及工業、農業、交通、能源、國防等眾多領域。自動化程度極高的先進設備的廣泛應用.必然需要大量掌握機電一體化技術的技能型人才從事機電一體化設備的操作、維修、檢測和管理工作 為了適應區域經濟和高新技術產業發展的需要,滿足社會的需求.高職院校在機電一體化專業開設機電一體化綜合實訓.進行項目實訓課程教學探索.目的是培養學生的職業技能和職業素質.為進入企業頂崗實習做好準備.最大限度地增強對就業崗位的適應性。
1.實訓課程的目標
機電一體化專業綜合實訓課程是集氣壓技術、液壓技術、電機及電氣控制技術、自動檢測技術、PLC及其自動控制技術、網絡通訊技術于一體的專業技能綜合訓練課程 課程緊扣機電一體化技術的核心技術環節,即檢測、控制與執行三大技術環節展開.同時引入最新的網絡控制技術。訓練時應遵循以學生為中心、以培養學生實踐能力為中心和以培養學生素質為中心的原則.通過實訓.使學生既能掌握機電一體化專業理論知識.義能從事機電設備或自動化生產線操作、安裝、調試、維修、維護以及設計改造等方面的工作,并具有良好的職業素質。
2.實訓課程的內容與模式
圍繞實訓目標.綜合實訓的內容應根據本專業所對應的職業崗位群確定 機電一體化的綜合實訓可以選擇某一生產流程的模擬控制系統或典型的機電產品為實訓載體.通過對某生產流程或產品的模擬仿真控制.掌握生產崗位的控制操作技術 我校選用了自動化生產加工系統(Modular ProductionSyste111簡稱MPS).在實訓過程中以該系統為載體.以工作任務為中心,按照工作任務的相關性來組織課程 在教學內容組織上.基本理論以必需、夠用為度,以學生為主體.以培養能力、提高學生綜合素質為目標.并采用行之有效的項目培訓模式 所謂項目培訓模式.就是打破教材本身的框架.圍繞一個典型設備展開.將學習過程分解成若干個小任務.并結合實際操作.將所要求的知識點、能力點和職業素質融于培訓過程 訓練時,首先結合實際的裝置.了解該裝置所能完成的任務及工作流程。其次.分析該裝置的硬件組成.讓學生明白各部分硬件的組成元件.各自完成何種功能:再說明本設備所包含的技術和應掌握的知識點.然后通過實際操作,如拆裝、調試、故障診斷、維修及保養等,掌握機電設備的裝配、操作和維護該設備應具備的能力 再次.將所要掌握的知識點和技能歸類.并做一定的延伸,使部分能力較強的學生有所發展。
3.實訓課程的時間安排與實訓條件
機電一體化綜合實訓課程是在完成主要專業課程的理論學習和各主要技能專項實訓后.在學生進入企業實習或就業前,綜合運用本專業(崗位)的主要知識和技能,在校集中進行的綜合性、系統化訓練,實訓時間為四周 我校建立了機電一體化實訓基地,由師生參與自主研制的PI C實訓室、校企共同投入建設的氣動控制技術實驗室及自動化生產加工系統實訓室等組成.供開展實訓課程使用.并且實訓期間實訓室進行開放式管理。
4.實訓課程的考核方式
為突出學生的能力培養,對機電學生考核的標準為:(1)是否有創新,即能否運用所學的理淪知識分析、處理實際問題,能否就所給的條件提出合理的觀點和可行的處理方法;(2)識圖能力和動手能力;(3)是否能搜集資料,報告內容是否合理;(4)是否有團結協作精神:(5)寫作與表達能力;(6)計算機應用能力等。考核的形式:理論與技能考核相結合。考核成績的評定:理論測試成績占20%;實訓報告成績占25%:實踐環節占55% .其中拆裝操作占20% ,編程、調試與排除故障占25% .安全與環保意識考核占10%。
機電一體化綜合實訓的實施過程綜合實訓可促進教學與就業崗位的零距離對接 一般是針對崗位群.培養的學生應具備與就業崗位零距離對接所要求的綜合職業能力 以往的課程教學比較強調課程中知識點和單項技能的掌握.忽視知識與技能在實際工作中的綜合應用。
在企業面試中,學生對企業崗位能力的認知是學生能否面試成功的關鍵一環。因此,汽車制造類專業學生在上崗前進行的實訓項目對他們職業生涯能否成功邁出第一步就顯得尤為重要。實訓的目的是使學生提高實踐技能,培養職業素養和職業道德,而我們目前的實訓教學卻很難達到上崗前的培養目標。首先,現在的實訓課堂是三四個老師帶領四十幾個學生在實訓車間進行,其組織分組、學生管理、實訓教學全靠老師來實現。一名實訓教師往往管理十幾名學生,這樣,學生實訓經常是愛學習的學生聽講,不愛學習的學生懈怠,因此造成了只有幾個學生動手,大多數學生休息的現象。老師也經常是顧東顧不了西,成了“牧羊人”。其次,學生操作沒有目的,缺乏實訓目標,實訓時要么一起動手,要么不知從何下手。學生對實訓往往停留在表面,對實訓過程或實訓設備的注意力持續時間很短。再加之教師對學生缺乏必要的引導,就導致出現了典型的只會看熱鬧、不會看門道的現象。這樣,學生在實訓車間坐不住,時間長了就會感到枯燥乏味。第三,如果要全程仿制汽車制造生產現場,就需要投入大量的資金和場地,這是任何一所學校都承受不起的,所以很多學校只是利用幾輛汽車進行拆裝實訓。學生在這樣的環境下工作缺乏生產現場氛圍,難以進入實訓角色,因此就更不愿意動手練習了。
二、汽車制造類中職學校采用任務驅動式校內實訓的嘗試
為了避免上述問題的出現,我們在總結多年校內實訓經驗的基礎上,對沈陽市內的汽車制造廠和汽車維修廠進行調研,提出了任務驅動式汽車制造類校內實訓方法,并在最近的實訓教學中進行了實驗。首先,構建與職業崗位真實工作任務相一致的汽車制造類“基于崗位需求”的實訓項目。我們結合沈陽市汽車制造企業的實際情況,根據職業崗位工作的需求,構建了汽車制造與檢修專業“基于崗位需求的任務引領型”實訓項目。重新設計汽車制造專業校內實訓基地,引進一小段生產線,生產工位采用獨立式設計,在需要時可以連接在一起,這樣就保證了既能進行獨立操作也能進行連續操作。實訓項目的內容是前期調研時根據制造廠和維修廠的實際內容進行設計的,其有針對性地選取了在汽車制造過程中和修理中常見的部位。項目內容有汽車車門拆裝與修理、汽車空調拆裝與檢修、汽車前大燈拆裝與檢測、汽車座椅拆裝、汽車儀表板拆裝與檢修、汽車外包圍的拆裝和雨刮器等附件的拆裝。其次,以“有用、實用、夠用、有效、先進”十字方針為實訓宗旨。根據企業崗位能力分析,使學生在真實生產環境或模擬企業環境下按工藝流程的各個工序依次進行訓練,加強專業實訓教學,著力促進知識傳授與生產實踐的緊密聯系,以此來構建整體優化的課程體系,即“以崗位要求為主導,以實踐為主線”的汽車制造專業實訓課程體系。該實訓課程體系以工作任務為中心,引領知識、技能和態度,讓學生在完成工作任務的過程中學習相關理論知識,提高學生的綜合職業能力,實現了專業與職業一體。第三,實訓車間實行企業化管理,感受企業管理氛圍,養成職業習慣。實訓車間的企業化管理對學生職業能力的培養尤為重要。我們在實訓教學中融入了企業元素。如:領料、回料完全按照企業管理模式進行,這樣學生在學校就知道以后工作時要做什么,應該怎么做。領料時填寫領料單,返料時填寫回料單,這樣就保證了出入庫管理的數據化和環境化,在此基礎上,逐步實現實訓車間的數字化管理。這樣學生在學校就能感受到企業化氛圍,養成職業習慣,熟悉崗位要求。
三、結語
摘要:近幾年,據學校就業部門統計,機械設備裝配與自動控制專業的學生就業存在專業不對口、就業質量不高的現象。通過調查,筆者發現主要是因為機械裝配工、操作工技術要求高,學生在校所學無法滿足企業工作需求。這反映出學校課堂枯燥的理論教學、鉗工實訓沿用單一的基本功訓練,與技校走內涵發展、畢業生高質量就業的趨勢不相適應,因此進行實訓教學改革勢在必行。
關鍵詞 :教學改革裝配鉗工實訓
機械設備制造過程就是市場調研、設計、下料、制造毛坯、熱處理、機加工成零件、熱處理、裝配成機器設備、檢測合格、涂裝、售后安裝調試的過程。一臺機械設備,包含機械、液壓與氣動、電氣控制三部分零部件,三者有機結合,缺一不可。裝配鉗工實訓教學,應該圍繞學生高質量就業這一目標,培養學生具備一定的裝配圖讀圖知識,一定的機械裝配、液壓氣動系統、電氣設備系統的動手安裝調試能力。
一、成立教改與安全管理機構
由機械專業科長任組長,負責調查研究、結合本校實際提出鉗工實訓教學改革思路和構建實訓項目,負責項目實施過程的協調與改進。由相關專業教師任組員,負責項目實訓教學內容的制定與實施。由科長、任課指導教師和學生安全員組成安全管理機構,負責進行課前學生安全教育、日常教學的安全檢查與隱患整改,確保教學安全。
二、制定項目
以培養具備一定識圖能力及機械裝配、液壓氣動系統、電氣控制系統安裝調試能力的裝配工為目標,制定實訓教學項目如下。
項目一:平口鉗拆裝與零件測繪。主要內容為平口鉗的拆裝,平口鉗零件圖、裝配圖繪制,教學目的是讓學生熟悉平口鉗的結構與原理,掌握零件圖繪制、裝配圖讀圖知識。
項目二:平口鉗制作。主要內容為平口鉗的非標零件鉗加工,螺桿車削加工和平口鉗裝配,教學目的是讓學生掌握鉗工基本技能,普車基本技能和平口鉗的裝配技能。
項目三:CA6140主軸箱拆裝。主要內容為CA6140主軸箱傳動演示,CA6140主軸箱拆裝,教學目的是讓學生掌握皮帶傳動、齒輪傳動、鏈傳動的裝配,掌握主軸傳動精度的調整方法,掌握雙向摩擦離合器和制動器的調整方法,熟悉傳動系統圖的讀取方法。
項目四:液壓與氣動回路的組裝與調試。主要內容為液壓、氣動、電氣元件認識,液壓、氣動回路的組裝調試與電氣控制回路連接,教學目的是讓學生掌握液壓、氣動元件的結構原理與應用,認識常用電氣元件的應用與接線方法,掌握液壓氣動簡單回路的組裝與調試。
三、項目實施
1.平口鉗拆裝與零件測繪
機械制圖與CAD科任教師作為項目負責人,對班級進行分組,發放平口鉗和工量具,指導學生進行平口鉗的拆卸,布置鉗座、活動鉗口、方形螺母、螺桿、鉗口板五個非標零件的測繪任務。學生分組自行討論,制訂工作計劃表,確定工作步驟和程序,經教師審核通過后,分工合作。教師依據工作計劃表,對各組進度檢查督促,巡回指導學生正確使用工量具、查閱制圖資料,糾正繪圖錯誤。測繪作業完成,各組內部自評后,教師逐組進行檢查評價,圖樣歸檔保管。
2.平口鉗的制作
鉗工工藝學一體化教師作為項目負責人,對平口鉗制作任務進行細分,下達各階段的實訓任務,分別是鉗座制作、活動鉗口制作、鉗口板制作、方形螺母制作、螺桿制作、平口鉗裝配。
教師根據平口鉗制作所涉及的鉗工基礎知識和技能進行講授,要求講透劃線基準的選擇,量具的讀數原理和計數方法,鉗工工具的應用范圍和正確使用方法,鉆床、車床的安全操作規程等專業知識;演示劃線、鏨削、鋸削、銼削、攻絲等鉗工基本技能和車床、鉆床的操作規范,分階段布置作業和進行安全知識考核。
學生以組為單位,在多功能教室閱讀全套零件圖和裝配圖,復習查閱《鉗工工藝學》《裝配鉗工工藝學》,討論制定各零件加工工藝規程,填寫零件加工工藝卡片,提交指導教師審核。
按零件加工工藝卡片內容,學生領取工量具和毛坯,在鉗工車間進行鉗座、活動鉗口、方形螺母、鉗口板的加工,在普車車間進行螺桿的加工。
平口鉗裝配,依據裝配圖樣和裝配工藝卡片,領取標準件,采取修配方法進行裝配,直至符合裝配圖樣的技術要求。
學生作品的評價與優秀作品展示。首先各組分別對各自所制作的零件和平口鉗成品進行自我評價,互相對照完成初評。然后教師依照圖樣要求和自評結果,結合平時作業完成情況和操作的規范性進行綜合評價,選擇優秀作品在車間展柜展出。
3.CA6140主軸箱拆裝
鉗工工藝學一體化教師作為項目負責人,對CA6140主軸箱拆裝任務進行細分,制定各階段教學內容,分別是主軸傳動知識學習,拆卸工具選擇與主軸箱拆卸,裝配基礎知識學習,裝配工量具的選擇與主軸箱裝配,主軸箱的調整與主軸旋轉精度檢驗,實訓總結與答辯。
教師通過CA6140主軸箱傳動演示、實物與多媒體結合講授,讓學生感性認識皮帶傳動、齒輪傳動、鏈傳動,掌握傳動機構裝配基本知識和裝配基本要求。
學生以組為單位,編制CA6140主軸箱拆裝進度計劃,通過指導教師審核后,進行拆裝實訓,學習掌握以下裝配知識和技能:CA6140主軸箱拆裝所需的通用工量具和專用工量具的使用方法;螺紋連接、鍵連接、銷連接、過盈連接的裝配要求與方法;皮帶傳動、齒輪傳動、鏈傳動的裝配要求與方法;摩擦離合器、滾動軸承、軸組的裝配要求與方法。理論與實踐相結合,實操訓練有效促進了學生學習理論知識。
考核評價穿插在拆裝過程中進行,拆裝技能和工作頁填寫規范綜合評價,技能考核項目有:卸荷式帶輪的裝配和帶輪跳動量的檢查方法,鏈傳動裝配與鏈條下垂度的調整方法,主軸箱箱體孔距、孔系平行度、孔中心線同軸度誤差的檢驗,齒輪嚙合質量檢驗方法,摩擦離合器和制動器的松緊調整方法、主軸旋轉精度的檢驗與調整方法。
4.液壓與氣動回路的組裝與調試
液壓與氣動技術一體化教師作為項目負責人,制定實訓各階段任務和工作頁,下達任務到每位學生。實訓內容與步驟依次為液壓與氣壓傳動原理學習,液壓氣壓元件拆裝與結構原理,液壓氣壓傳動回路與仿真訓練,常用電氣元件的認識與接線訓練,電氣控制回路連接與PLC編程訓練,液壓氣壓傳動回路的組裝與調試。
教師依據《液壓與氣動技術》教材編寫液壓與氣壓傳動一體化講義,向學生講授液壓氣壓傳動原理和在機械設備中的應用,使學生明確液壓氣動的重要性,提高學習興趣。
學生明確液壓氣動實訓任務,按照認知漸進而強化的學習規律,分階段進行訓練。第一階段對液壓氣動的動力元件、控制元件、執行元件、輔助元件、液壓油分類認識,通過銘牌熟悉元件的符號、性能、應用范圍;第二階段通過元件拆裝訓練,學習元件內部結構原理,故障維修知識,進一步提高裝配動手能力;第三階段使用仿真軟件學習液壓氣動的換向回路、壓力控制回路、速度控制回路,然后在液壓氣動實驗臺進行回路組裝與調試,記錄學習回路的性能特性;第四階段常用電氣控制元件的分類認識,掌握元件符號、性能參數和應用,并進行接線訓練;第五階段通過PLC軟件學習,了解常用編程指令,掌握簡單控制回路的編程;第六階段在實驗臺上組裝自動控制的動作順序回路,行程控制的自動換向回路。
考核評價從安全知識考核,應知理論知識,元件拆裝、回路組裝與調試技能,日常行為規范四方面進行評價。
四、小結
【關鍵詞】專業人才培養;可行性分析
一、編制的依據
(一)指導思想
根據“教育部關于制定高職高專教育專業教學計劃的原則意見”和 “教育部關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見”(教高[2006]16號)文件精神,結合自動化生產設備行業的發展現狀、行業的人才需求情況及我院實驗實訓條件、教學團隊情況,以人才需求調研為依據,以我院自動化生產設備應用專業的骨干建設為基礎,開展本專業建設的研究與實踐,制定本專業人才培養方案。
(二)行業背景
通過走訪全省多家企事業和高職畢業生的基礎上,開展從業情況調查。結果顯示:隨著陜西制造業的發展,企業對自動化生產設備應用高素質技能型人才需求量大,尤其在國防科技、汽車、機床、自動生產線、包裝印刷、自動控制、電力設備制造等領域人才缺口高達58%。近年來,良好的政策環境、迅速發展的區域經濟和行業背景,為自動化生產設備應用專業的改革與發展提供了得天獨厚的條件,為培養大批自動化生產設備應用高技能高素質人才,對陜西及西北地區的發展和建設有著十分重要的現實意義。
二、人才培養方案可行性論證
(一)專業歷史
自動化生產設備應用專業始建于2007年,幾年來,自動化生產設備應用專業為國防科技工業和陜西地方經濟培養了百余名優秀人才,我院為了適應社會和經濟的發展的需要,努力把自動化生產設備應用專業辦好、辦強,在保證教育教學質量的前提下,逐步擴大招生規模,近三年畢業生一次性就業率一直保持在95%以上。
(二)教學團隊
通過建設,本專業現有教師28人,其中校內專任教師與校外兼任教師比例1:1;其中專業帶頭人1人,骨干教師5人,“雙師素質”教師10人、副教授和高級工程師12人,3位教師具有職業技能鑒定中、高級考評員資格。近三年,教師50余篇,獲得國家新型實用技術專利3項。
(三)實驗實訓條件
自動化生產設備應用專業擁有機電綜合創新實訓室、液壓實訓室、氣動與PLC實訓室、工業自動化實訓室、電液綜合實訓室等12個專業實驗實訓室。與中船重工西安東風儀表廠、陜西飛機工業(集團)有限公司、東方機械廠、漢江機床廠、上海英集斯自動化公司等多家企業建立了校企合作關系,在這些企業建立了穩定的校外實習基地,進行頂崗實習和工學交替。
1、可編程控制器技術實訓室。
服務課程:可用于《可編程控制器應用》、《控制系統安全與保證》、《工控組態技術》、《簡單機電一體化系統設計》等課程的實驗/實訓教學。
主要設備:具備滿足不少于40人學習,20個工位的可編程序控制器、編程軟件、數字量實驗模型、模擬量實驗模型、觸摸屏、手持式編程器、計算機、控制對象(PLC控制系統實驗臺或工控載體)、兆歐表、數字萬用表、壓線鉗、剝線鉗及電烙鐵等。
實訓項目:PLC硬件組態;電機正反轉控制程序的設計與調試;Y-控制程序的設計與調試;紅綠燈控制程序的設計與調試;運料小車控制程序的設計與調試;典型工控系統程序設計及工控組態等;以及維修電工取證相關的訓練項目。
2、液壓傳動技術實訓室。
服務課程:可用于《液壓/氣壓傳動技術與應用》、《液壓/氣壓系統安裝與調試》、《比例液壓/比例氣動技術與應用》、《液壓/氣動設備故障診斷》、《工程液壓技術應用》等課程的實驗/實訓教學。
主要設備:具備滿足不少于40人學習,5個工位的基礎液壓實驗臺、液壓泵站、控制元件、執行元件、輔助元件、液壓油、比例液壓實驗臺、比例壓力閥、比例流量閥、比例方向閥、多功能檢測箱(包括流量傳感器、轉速傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器等組件)、工程機械組件、用于拆裝的工業液壓元件、萬用表、常用的機械拆裝工具等。
實訓項目:液壓典型系統安裝與調試;比例液壓系統安裝與調試;液壓系統運行維護、故障檢測、診斷與排除;典型工程液壓系統安裝與調試等訓練項目。
3、氣動傳動技術實訓室。
服務課程:可用于《液壓/氣壓傳動技術與應用》、《液壓/氣壓系統安裝與調試》、《液壓/氣動設備故障診斷》等課程的實驗/實訓教學。
主要設備:具備滿足不少于40人學習,5個工位的基礎氣動實驗臺、空壓機站、氣動控制元件、執行元件、輔助元件、比例氣動實驗臺、比例壓力閥、壓力繼電器、帶內置測量系統的氣缸、比例閥操作模塊、開關、輸入輸出盒、帶數字量和模擬量輸入輸出模塊的PLC、編程軟件、計算機、萬用表;用于拆裝的工業氣動元件、常用的拆裝工具等。
實訓項目:氣動典型系統安裝與調試;電氣氣動系統安裝與調試;比例氣動系統安裝與調試;氣動系統運行維護、故障檢測、診斷與排除等訓練項目。
(四)人才培養模式
在專業建設上依托行業優勢,實施校企共建,與企業合作共同開發人才培養方案,企業技術骨干參與課程體系設計、課程內容改革、專業課程教學、實習指導等關鍵教學環節。在實踐教學環節上,在充分利用校內實訓基地的基礎上,與中船重工西安東風儀表廠、陜西飛機制造工業有限公司、西電集團、東方機械廠、上海英集斯自動化設備有限公司等企業開展合作,安排學生進行專業崗位技能訓練和頂崗實習,確保了畢業生的專業能力得到訓練和提高。經過幾年的教學實踐,自動化生產設備應用專業初步形成了“以職業崗位需求為培養目標,以職業能力培養為核心,以校企合作為手段”的工學結合人才培養模式。
(五)課程與教材
《機電類產品拆裝實訓》課程是我院機電設備維修與管理專業的一門重要的綜合實踐課程,課程開設在第三學期末,40學時。依據區域發展人才需求,我院機電設備維修與管理專業學生需要獲取維修鉗工(高級)職業資格證書,本門課程是維修鉗工(高級)人才培養中一門重要的實踐課程,對培養學生工程思維能力具有重要意義。工程思維的核心是運用知識技能解決實踐問題,是在工程設計、研究和實踐中形成的一種籌劃性的思維[1],其基本特征包括現實性、充分考慮時間因素、充分考慮績效因素[2],教學過程中對學生工程思維的培養是需要不斷關注的問題。本文從教學內容設計及教學方案實施兩方面闡述本課程教學過程中對學生工程思維能力的培養。
一、教學內容設計
學生的知識、技能、素質和思維能力的培養都需要圍繞具體的教學內容展開,因此圍繞維修鉗工的培養目標,本課程需要傳授的知識和技能主要包括機械裝配技術、零件測繪技術、機械修理技術,并將人文素質培養融入教學內容中。考慮工程思維的培養多以項目為載體,非知識傳授型。因此,課程內容設計將需要傳授的知識和技能融入到以普通機床拆裝為載體的項目中,按著普通車床機械結構及能量傳遞路線將項目分為:子項目1:主軸箱拆卸、測繪與維修;子項目2:掛輪箱拆卸、測繪與維修;子項目3:溜板箱拆卸、測繪與維修;子項目4:尾架及導軌拆卸、測繪與維修;子項目5:整機裝配、調試。根據確定的教學項目,教學采用理實一體教學模式,實現“教師為主導,學生為主體”―“學中做,做中學”的教學模式,具體的教學過程可分為:興趣導入―布置任務―分組實施―小組互評―收獲總結―撰寫報告六步。
二、教學方案實施
教學內容設計完成后,學生工程思維的培養需要在教學實施中實現。本文以子項目1:主軸箱拆卸、測繪與維修為例,按著教學模式確定的六步法說明具體教學實施中對學生工程思維的培養。
(一)興趣導入
以先修課程《普通機床零件加工》為基礎,用兩張學生實際機床操作照片導入教學,引導學生采用“找茬”的方式找出兩張照片中的不同,并將不同分為操作違規和技術、技能不合理兩方面,通過這種方式激發學生學習興趣,培養學生的職業素養。
(二)布置任務
以先修課程《機械設計基礎》為基礎,課程分為五個子項目,并引出第一個子項目。
(三)分組實施
結合學生特點及實際實訓條件進行分組教學,分組后具體的教學實施過程分為“拆”“畫”“修”“裝”四步。即首先指導學生依據拆裝工藝正確的拆卸主軸箱,接下來由組長按著學生實際能力分配具體零件測繪任務,然后由小組共同完成教師指定的典型零部件的維修工藝,最后按裝配工藝完成主軸箱安裝調試。將工程思維方式融入到教學實施中,以主軸箱中某一齒輪“畫”的教學為例說明具體教學過程,教學中將“畫”分為草繪、三維建模、出工程圖三個步驟,教學實施過程中草繪由學生獨立完成,獨立完成的草圖存在不同錯誤及不規范的問題,但不影響第二步因此暫不糾正。接下來由學生完成三維建模,學生完成建模后要求學生對調草圖,發現學生拿別人的草圖,大多數不能完成三維建模,這時候學生會明白制圖是工程語言,是用來工程交流用,繪圖必須符合國家標準,這時教師幫助學生依據齒輪的制造過程重新完成三維建模。最后,利用三維軟件出標準工程圖,這個過程需要為學生提供相關國家標準,例如齒輪制圖國標GB/T 4459.2-2003、產品幾何技術規范GB/T 1800.1-2009等,讓學生明白齒輪表達、幾何公差等的真正含義。
(四)小組互評
具體實施完成后,為了進一步提高教學效果,培養學生誠信、合作和職業素養,將互評分為組內互評和小組間互評兩部分。
(五)收獲總結
本部分由教師和學生共同完成,用工程術語總結通過本項目學習的主要內容。
(六)撰寫報告
撰寫實訓報告,實現鞏固提高。
教學時基本理論以必要夠用為度,減少數理論證,以掌握概念,突出工程應用、培養技能為教學重點。例如在講到電流的熱效應時,要引導學生先觀察身邊的各種電器,如白熾燈、電視機、電風扇,學生會直觀地感受到這些電器通電后會發熱,那么,作為教師就會因勢利導,總結出電流熱效應的理論,讓學生深刻的理解只要有電流流過導體,就會產生熱量這一自然現象,之后又趁熱打鐵馬上講解,任何一種自然現象,都有對人類有利的一面和不利的一面,對我們有利,我們就要利用它來為我們服務。例如,利用電流的熱效應做成了電飯鍋,為我們提供了方便,接著舉一反三,學生們個個都能舉出一個應用實例,這時學生踴躍回答,課堂氣氛活躍,順著思路講到,對我們不利的一面,如電動機在運行中發熱不僅消耗電能,而且會加速絕緣材料的老化,嚴重時會發生事故。因此,在電器設備中應采取防護措施,以避免由電流的熱效應所造成的危害,例如所有電器的外殼都要散熱孔,學生們又開動腦筋,每個人都積極發言。所以,電工的創新教學,教師不能照本宣科地“死教”,學生不能囫圇吞棗地“死學”。因此,在教學過程中,教師應打破常規,充分發揮學生的主動性、參與性,要以學生為中心,激發學生的求知欲和創造力,應考慮到技工學生基礎薄弱的現狀和學習要求,堅持讓電工學走進學生。
注重演示實驗的教學:演示實驗在教學中往往能很快的激發學生學習興趣,使學生積極地開動腦筋,在演示實驗中,就可以不拘于教材或教參的安排,由他們自己動手,比如可以讓學生選擇器材,設計實驗方法,在實驗中發現問題和尋找解決問題的方法等等。讓學生充分地動腦、動手、動口,發揮學生學習的主動性,從而激發學生學習的興趣,鼓勵學生大膽的猜想和獨立思考,并通過實驗否定錯誤的觀點或修正不完善的猜想,從而使學生產生解決問題的勇氣和信心。比如教學生線頭的連接時,先把準備好的線頭叫學生連接,學生可以按照自己的想法做,完成后教師再檢查,大多數的學生接線都不牢固,點評他們接線的缺點,演示正確的接法。這樣教師和同學一起的實驗讓他們記憶深刻,能牢固掌握本節課所上的內容。在講交流接觸器的結構時,要教學生拆裝時,可以先用壞的儀器給同學們拆裝,很多同學都能拆,但裝時就困難了,為什么呢,同學們都找不到原因。學生經過思考教師再說,學生再做這樣的實驗就不會犯錯了。在做拆裝實驗時,學生都沒有在意拆時儀器的位置,沒有做記號,所以在裝時位置不對,當然裝不上了,通過這一節的實驗還為以后電機的拆裝做好了教學準備。
上好學生的實訓課。電工是一門理論和實訓相結合的課程,上好實訓課是上好電工的關鍵,而且學生在實訓中看到自己的成果,將會加大他們學習的積極性。如何上好實訓課就看你怎樣分組和小組長的選定。在學期初著手成立學習合作小組,可以將班級學生分成若干小組,每組四至六人,可以是學習程度、興趣、個性、性別等的同質,也可以是異質。一般是異質,因為互補性強,更能體現發揮互相包容、互相幫助、互相合作的團隊精神。然后從每一小組中推選一名操作能力和理論水平都較高,有一定組織能力的同學擔任組長,起指導、監督、聯絡的作用。在上課時合理地安排座位,以組長為中心,組員在四周,這樣便于輔導。為互動提供條件,接著就實施了互動協作學習。教師在講實訓要求及內容時,小組長可以起到監督本組紀律,帶動本組認真聽講,實訓時才能完成實訓任務。電工實訓危險性極大,沒有很好的監督,容易造成觸電事故,小組長可以幫助教師很好管理本組同學,不要亂動。每一個小組的每位成員只要在團結,協作,監督當中認真做實驗,實訓成功的可能性就大了。實訓的成功率越大,學生學習興趣就越濃,教師的教學就能達到預期的效果。
一、《數控機床》課程中實施虛擬仿真教學的意義
1.課程特點必須實施虛擬仿真
《數控機床》課程涉及知識面較廣,它的教學內容包含有識圖能力、金屬材料、力學、機械傳動、公差、電氣控制、液壓控制、數控原理等專業知識,其專業性很強,離開了實踐環境,課程的教學達不到教學目標和教學效果,更談不上專業素養的培養。本課程完全實施實踐是不能滿足教學內容系統化和基礎理論夠用的需求,根據本課程的特殊性,課程的教學應在虛擬仿真的環境中實施,完成數控結構、調試及保養等核心教學內容的學習。
2.實踐需求必須實施虛擬仿真
很多職業學校的數控機床課程教學缺少實習場所,目前添置的數控維修裝置一般采用實驗臺,對本門課程的教學不能完全適用。
3.教學改革必須實施虛擬仿真
很多學校的數控機床實驗室建設跟不上數控機床市場發展的步伐,仿真系統要做到數控機床硬件為較前沿狀態,能展現數控前沿技術。
二、《數控機床》課程與虛擬仿真的對接策略
1.數控機床虛擬仿真的特點
數控機床虛擬仿真的優勢有投資小、直觀、安全、耐用無損耗,學生可以自由地操作演練,實現反復訓練及多種層次的實訓教學。直觀的數控仿真運行過程,采用三維動畫的方式能真實地反映數控機床各系統的工作原理,把抽象的、難以表達的原理內容變得生動、形象、逼真,教師可以控制原理的演示進程。
2.數控機床仿真制作的要求
(1)數控機床仿真必須實現三維結構設計
數控機床虛擬仿真軟件及課件必須能提供數控機床中各個組成部分零部件的三維實體造型,虛擬仿真中實現零件的360度的回旋查看,實現移動及縮放,充分反映各個零部件的真實結構,通過零部件的透明、隱藏和剖面屬性設置,使學生能深入清楚地觀察數控機床的內部結構,最終實施交互式教學。
(2)數控機床仿真必須實施虛擬拆裝
虛擬拆裝是理實一體化的直接體現,通過數控機床的虛擬零部件的拆裝,讓學生了解數控機床裝配的基本知識、工藝要求及拆裝順序,既可以實現Z向、Y向、X向伺服拆裝,也可以實現整機的機械拆裝。仿真拆卸中列出本實驗所需要用的設備、儀器、儀表、工具等,所有設備等均制作三維模型,并可跟真機一樣操作使用。根據仿真中提供設備、儀器、儀表、工具等的操作使用方法或使用說明書,學生可以方便地找到故障現象、故障設置點,總結出故障原因,設定故障排除過程。
(3)數控仿真中應包含保養與維護
按照數控機床保養的內容及規定,讓學生進行了仿真保養及日常維護的操作,實現理論與實訓一體化的教學目的。
(4)數控仿真應加強資源庫建設
通過豐富的多媒體素材、三維模型,交互操作的課例不斷充實,形成專業教學的資源庫;編制大量的試題,運用練習程序實現交互式練習,實現自學與訓練結合,實現自動評分與教學進度管理,最終實現學生的鑒定與考核。
仿真是一種教學手段,實施仿真后再實施真實的實踐體驗,既是對知識的體驗和再認識,也是對學生安全保護的一種方法。目前,學生安全問題放到一個很重要的位置上,實施仿真教學在多個環節上具有較明顯的優勢特征,我們有理由相信:數控機床虛擬仿真教學是教學手段中不可缺少的一環。
參考文獻:
[1]吳波,伊延吉.仿真軟件在數控教學中的應用淺析[J].科技信息,2010(19).
關鍵詞 項目教學法 學生主體地位 教師主導作用
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
項目教學法”主要由實施的教學項目、教師和學生的活動、模擬的工作情境和實施結果四大要素構成,是通過實施一個完整的項目而進行的教學活動,其目的是在課堂教學中把理論與實踐教學有機地結合起來,實現一體化教學,使學生的創造潛能充分發掘,培養學生解決實際問題的綜合能力。
1 項目教學法中學生的地位和作用
在古代,我國教育家孔子就認識到學生的主體性,曾說:“自行束修以上,吾未嘗無悔焉。”這個論述中,孔子的教育對象是學生要自己愿意求學。而項目教學法中,項目的實施是以學生為中心的,沒有學生的參與積極性,項目教學就難以開展,教學效果就達不到預期的效果。我們根據學生喜歡動手的特點,先讓學生在實訓室動手去拆裝汽車的零部件或總成,讓學生對汽車的零部件產生感性認識,并在動手的過程中產生疑問,并想法去解答。從而激發學生的求知欲,讓學生知道自身缺乏的知識,產生問題“還不能夠處理”的情境。這時,教師就可針對學生的存在問題給予解答,結合教材確定項目,調動起學生參與項目的積極性,讓學生成為學習的主體。項目教學法要求教師從實際出發,采取一系列恰當有效的方法:
1.1 教學項目的選擇
合理確定教學目標是根本,項目的選取是項目教學成功的關鍵。在教學項目設計中,教師如果不注意結合學生、環境及課程特點,容易引起以下教學問題:第一,若教師缺乏實踐及前沿知識,講課就會不透徹。第二,若教師只了解專業內容,不了解學生的認知過程,則課程的進程沉悶。第三,若教師只看到學生的缺陷,不去了解新時代學生的特點,則學生主動學習性較差,達不到課程教學目標。第四,若教師只知道學科體系,不知道按課程的能力目標重組教材,則不能滿足職業能力培養目標要求。第五,若教師不注意授課方法,課堂把控性較差,上課只介紹專業內容,只訓練專業能力,不訓練學習能力,則課程內容缺少“可持續發展”這一重要內容。
因此,教學項目的選擇,要滿足多方面的要求。既要體現專業課程教學目標的要求,又要結合學生的實際情況,根據他們的知識基礎,精選具有發展前景與實際應用價值的目標任務。還要依據學校實訓室的現有資源選擇實踐項目,因為如果選取的項目沒有相應的設備支撐,則不能滿足實操的要求,造成紙上談兵。因此,在項目的選擇上要使學生產生興趣,能真正學到一些知識與技能,成為滿足職業技能基本要求的人才。
我校綜合汽車運用與維修等專業課程設置的要求,又兼顧到職業需求和崗位的設置,將汽車模塊化任務分為汽車機修技術,汽車電子技術,汽車故障診斷技術,汽車車身修復技術,汽車美容與裝飾技術,汽車保養與維護技術六大塊,讓學生在“學”中“干”、在“干”中“學”,使學生的理論知識和實踐能力都得到相應的提高,教學效果也很明顯。
1.2 如何進行學生能力的培養
由于場地和設備的限制,通常項目教學法采用分組教學。小組成員應由學生自我組合為主,體現學生的主體地位,老師根據實際情況再做微調,盡量做到好中差生搭配平衡,防止出現個別組不參與,不動手的極端現象。一般每組3~5人,指定小組長負責領取工具,協調本組同學分工,在項目實施過程中培養學生協作和團隊精神。為明確任務,教師應將事先準備好的書面工作計劃發給每個小組,以便學生有步驟地進行工作。
1.3 考評方式的多樣化
教學評價也就是檢查項目成果,進行成績評定。我們采用了基于工作過程參與的實訓考核方式,在學生考核成績里面體現其全程實訓每一個環節的表現情況。對每一個教學項目,都有相應的考核表格,使學生明白項目考核的基本要求,如對發動機的拆裝實踐操作的測評,除對拆裝過程的每一個步驟是否正確,及對工量具的選取與使用是否合理進行打分外,還要跟蹤觀察學生在整個操作過程發揮的作用,通過小組成員的討論互評,對學生的綜合能力進行全面測評。如有的學生團隊協作精神很好,主動及時傳遞工具,有的學生動手能力很強,準確操作。這樣發現學生的長處,對學生實施有效的評價。教師在點評中要分析各組的優秀之處和不足地方,激發學生的競爭意識,引導學生向優秀的小組學習,改變不足,從而提高學生的綜合技能。
2 項目教學法中教師的作用
如果“把教學的過程當作知識授受的過程,教育者對受教育者進行單向的灌輸,受教育者只是對教師所教授的知識進行‘無錯誤的復述’,教學過程不僅只成為知性的獲得,而且還扼殺了生命的靈性和創造”。①這顯然不符合現代教育的要求,也不是項目教學法的本意。
我們要處理好發揮教師主導作用與學生主體性之間的矛盾:放棄教師的主導作用,學生無人引導,則使學生放任自流,老師失責,不能使學生有效學習;限制、壓抑學生的積極性,則不能體現學生的主體地位,教學質量的提高就不能實現。
學生積極性的調動是教學過程順利完成的關鍵。這就需要在項目教學法中結合啟發式教學。孔子精辟地論述了啟發式原則:“不憤不啟,不悱不發,舉一隅不以三隅反,則不復也。”②又曰:“可與言而不與之言,失人;不可言而與之言;失言。知者不失人,亦不失言。”③這要求教師在教學進程中,要準確把握學生的思維狀態,如果學生還處于只知其一不知其二的狀態,教師要耐心引導學生,不要在學生未經思考的情況下就把結果告知;當學生已處于告知一而能推知其余的狀態,教師就應該適時誘導,引發學生向更高的思維層次推進。而學生隨著理解的深入,會產生更多的疑問,并力求解答。教師也在學生的疑問中,要不斷更新深化自己的知識,才能滿足學生的求知欲望,達到教學相長的效果。如離合器的拆裝作業,在拆卸認識各部件時,讓各小組討論零件的作用,在使用過程中容易產生什么故障,對汽車行駛造成什么樣的影響,這樣一步一步引導,使學生在討論尋求答案的過程中掌握離合器的檢修方法,既完成了項目,又進一步拓展了知識。
3 總結
以學生為主體全程參與實訓過程的教學方式、考核方式的改革,老師在其中的引導,積極調動了學生學習的主動性,實訓環節學習熱情得到明顯提,實訓教學的效果得到較大的改善。
注釋
① 馮建軍.生命與教育[M].北京:教育科學出版社,2004.
通常情況下,學生的學習過程是先接收信息再吸收消化。而利用翻轉課堂教學,學生在課前就接收信息,教師不僅提供了視頻,還提供在線輔導;吸收消化是師生在課堂上通過互動完成的,教師能夠提前了解學生的學習疑惑,在課堂上給予有針對性的輔導,學生之間的交流更有助于促進知識的吸收和消化。這種教學模式不再讓學生單純地依賴教師傳授知識,教師也能更多地了解學生的問題并引導學生運用知識。
一、微視頻翻轉課堂在模具實訓課中的應用過程
現以模具裝配實訓為例,介紹微視頻翻轉課堂在模具實訓教學中的應用。
1.課前制作視頻
模具教研組的教師利用模具裝配軟件演示模具裝配的過程,然后用屏幕錄制軟件Camtasia studio進行錄制。同時,根據需要,實訓教師分組配合,拆裝不同結構的實物模具,并錄制整個過程。視頻錄制好后,教研組教師主要用“會聲會影”軟件對視頻進行編輯處理。然后視頻,讓學生課前在自我學習時觀看學習。
2.提煉教學任務
教師在教學視頻的時候,應根據教學內容和教學目標,設計相應的教學任務,可以回答問題的形式、以判斷的形式、以選擇的形式等呈現任務。把提煉設計的教學任務附加在視頻末尾,讓學生根據任務要求,在反復觀看視頻的過程中,完成相應的學習任務。如果在完成任務時學生有困難,或者在觀看視頻的過程中出現疑惑,學生可以通過視頻暫停功能暫停視頻播放,把疑惑記錄下來,以便在課堂上討論解決。在模具安裝與調試模塊教學中,微視頻錄制分為四個環節:第一個環節是錄制模具拆裝前的準備工作;第二個環節是錄制模具安裝過程;第三個環節是模具調試部分,在調試部分一定要突出限位開關的調試過程;第四個環節是沖壓產品。
3.課中學習討論修整
通過小組合作學習的形式,各組對其任務完成情況、疑惑記錄的情況進行討論和再研究學習。這時,教師可以提出相應的更深的問題和更高的要求,讓學生在小組之間探究學習。在小組討論環節中,先在班級里用S機抽簽或其他方式組建4~6人為一組的若干小組,每個小組推選一位責任心強、組織溝通能力突出的學生擔任組長。小組團隊的形式使學生的角色發生了根本性的變化,學生變成了整個學習過程的主體。通過教師巧妙設計的任務環節,充分調動小組成員的積極性,小組之間形成了相互的競爭關系,激發了學生的拼搏精神。
4.學習成果展示
學生通過討論再學習的過程,完善和修整了整個知識技能結構,基本完成了教師下達的任務內容,同時小組之間可以分享學習成果。在這個分享的平臺上,學生可以展示自己小組的任務成果,也可以分享自己的學習過程和創新之處。這個環節既提高了學生的學習興趣,也鍛煉了學生的溝通、表達和交流能力。在成果展示環節中,可以提煉出學生討論的結果,然后以海報的形式將學習內容展示出來。這種形式不僅可以直觀、簡單明了地展示所學知識和內容,而且鍛煉了學生的語言組織和歸納總結能力。
5.反饋評價
反饋評價是將課堂學習評價和職業綜合能力評價相結合,進行科學合理的評價,一般包括組內自評、組間互評、教師點評等。評價注重學生綜合職業能力的發展,促進學生養成良好的職業素養。評價結束后,教師可要求學生及時整理評價意見和建議,將評價的反饋信息整理在固定的筆記本上,以便及時鞏固、學習和查找。
二、創設微視頻翻轉課堂的優點
1.改善教學載體,糾正學生玩手機的陋習
隨著電子產品的普及,手機等電子產品成為學生最好的“伙伴”。無時無刻手機不離手,這種現象導致學生愈來愈排斥學習。對此,筆者探索了將現代化智能手機充分運用到模具實訓教學當中,以微視頻的形式把知識的傳授放在教室外,知識的吸收與掌握放在教室內。這樣既擴充了學生的學習時間和空間,又培養了學生積極利用現有的電子產品學習各種知識的能力和創新思維能力,同時,促使學生將玩手機游戲和網絡聊天的時間用于學習,延長學生的學習時間。
2.豐富教學內容,強化教學功能
傳統的模具拆裝與測繪實訓教學,由于受到實訓場地、設備、工位等因素的限制,教師一般采用掛圖、多媒體演示等形式講解,然后學生再進行操作練習,但有些必要的實訓內容無法進行,使教學效果大打折扣。通過仿真軟件、現場錄制等手段制作微視頻翻轉課堂,使學生置身于視覺環境的情景中,模具部件由靜態轉變為動態,讓學生能直觀地觀察其工作過程,直觀地體驗場景。提高學生的主觀能動性,學生能在課堂外隨時隨地觀看視頻,提高了學生對模具的熟悉度和認知度。這種完全不受空間、時間限制的學習方式使學生得到了充分的機會去學習和體驗,使整個過程一目了然。
3.創建交互性平臺,發揮學生的創新思維
在模具拆裝與測繪實訓教學中,教師一般先是進行綜合講解、演示拆裝,再要求學生自行拆裝和測繪。這種教學模式是靜態或簡單動態的單向教學,首先,不能調動和發揮學生的主動性,不利于學生創新能力的培養和學習積極性的提高。其次,模具拆裝與測繪實訓教學環節往往流于形式。在學生的模具基礎知識掌握得不扎實的情況下,要在有限的實訓時間內,要求學生完成拆裝、測繪等工作很困難。學生往往不能正確地選擇和使用工量具,而且數據的統計和分析能力差,繪制的零件圖上公差標注及表面結構標注不合理,裝配圖中錯誤較多,圖樣不夠規范。而采用微視頻翻轉教學基于互聯網提供的交流平臺,可以從單向教學過渡到學生利用智能手機等電子產品,課前學習教學內容,并能夠及時發現自己的疑問,適時地與同伴進行交流學習,也可將自己的疑問放在平臺上尋求幫助。同時,教師可以通過在線交流了解學生在觀看視頻及課下練習時所遇到的問題,將典型問題整理出來,然后為組織課堂活動和實施探究性教學做好準備。
4.微視頻翻轉教學促進教師職業能力綜合發展
在高速發展的互聯網時代,創新教育理念、提高教師的信息化教W水平是大勢所趨。將微視頻翻轉教學應用到模具實訓教學中,要求教師要懂得現代化教學的基本技術,必須有熟練的計算機應用能力,懂得課件制作、屏幕錄制、視頻拍攝等技術,對教師個人的業務素質提出了綜合要求。另外,教師還必須具有快捷的反應能力和準確的判斷力,能根據實訓任務,尋求和創設問題情境,引導學生實現教學目標。同時,根據現代技工教育體系的要求,積極營造、創設與模具工作崗位相關的教學情境,利用微視頻,盡量拍攝從業者的真實工作環境,以情境體驗式的教學模式讓學生漸漸形成職業意識,培養學生的職業道德,幫助學生樹立職業信念。
三、構建微視頻翻轉課堂應注意的問題
1.視頻短小精悍,吸引力強
微視頻制作要先設定一個特定的、針對性較強的問題,方便查找視頻。視頻的長度要控制在十幾分鐘以內,符合學生注意力比較集中的時間范圍,也符合學生身心發展特征。每一個通過網絡的視頻,要具有暫停、回放等多種功能,以便學生隨時控制視頻播放,利于學生的自主學習。
2.教學信息清晰明確
翻轉課堂的微視頻與傳統的教學錄像有所不同,要盡量減少教師的出鏡以及教室里的物品擺設等與教學內容無關的畫面,視頻中過多的無關畫面會分散學生的注意力。特別是在學生自主學習的情況下,翻轉課堂的微視頻應盡量能夠看到不斷書寫的符號和配合書寫進行講解的畫外音,這樣創設的畫面情景,讓人感到貼心。
3.巧設任務檢測
通常在制作視頻時,在每個視頻的末尾應根據相應的內容,設計數個小問題作為任務。學生觀看教學視頻之后,是否理解了學習的內容,可以通過完成問題任務及時進行檢測,并對自己的學習情況做出判斷。如果發現完成問題任務有困難時,可以回過頭來再看一遍視頻,仔細思考哪些方面還沒有理解。學生遇到的疑問要能夠及時地通過網絡微信、公眾號等平臺進行解決,幫助教師了解學生的學習狀況。微視頻教學的另外一個優點,就是便于學生在一段時間的學習之后進行復習和鞏固。
四、小結