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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是當前我國職業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思路,再提出了針對該課程的創新教學模式、結合多種方法進行對比,該創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的核心課程,它主要在于培養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。為了創建好教學環境,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、就業競爭力,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能力訓練體系。
其次深入企業與身在一線的畢業學生進行交流,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。
最后深入與行業企業進行入交流,向企業骨干技術人員請教,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能力,以學習情境設計為抓手,確定培養學生職業能力和素養的教學主線,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
為了優化教學,將遵照“深入相關企業調研→確定企業需求的職業崗位→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
通過深入企業進行調研,確定從事電力相關行業企業的中職畢業生,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
我們根據國家職業標準,結合我校專業人才培養目標,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,將課程培養目標設立為:第一,熟悉機電一體化系統的相關內容,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、自動控制系統應用,構建了基于工作過程系統化的《機電一體化設備組裝與調試》。
2.設計好課程
為了開發好本課程,我們積極與企業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能力、工作流程。
3.創新教學模式
傳統的教學模式,略顯過時,教學效果甚不理想,為了提高教學實效性,有必要對傳統教學模式進行創新,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,其環節主要有: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,模擬職業環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模式,為了讓學生的學習能與企業的生產實踐相適應,我們積極安排學生進企業實習，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,為他們將來繼續學習和工作打下良好的基礎。
4.2堅持以培養能力為主,發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揮學生的積極性,培養學生認真求實、細致踏實的科學態度,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,避免出現實驗課成為示范課、演示課的現象。
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節。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,注重每一知識點聯系實際應用,融“創新思維培養、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力量的支持,畢競企業生產經營活動、企業文化建設、企業崗位需求人才的職業能力等,在很大程度上將推動中職教育教改的發展。隨著時代的發展和企業的人才要求提高,提高中職學校機電專業人才培養質量,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“理論聯系實際”
電子產品的工業化進程不斷加快,產品加工制造技術不斷革新,除了極少數高校具備大型現代化流水作業生產線外,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節,尤其是對于發展迅速的電子行業，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造出更高的價值,也就是有所創造,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,穩壓電源也可以不再是一個穩壓電源;同樣對于單片機構成的小系統,更加容易對其進行更多的擴展。不論任何專業的學生,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。
1.概述
職業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。傳統的職業教育模式是專業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教育培養目標的要求。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院校專業教學中探索創新的一種教學模式,它強調充分發揮教師的主導作用,將理論學習和實際訓練緊密結合起來,注重培養學生的動手能力,全程構建素質和技能培養框架,豐富課堂教學和實踐教學環節,提高教學質量。理實一體化教學要求學校建立專業教室,配備相應的專業設備和計算機輔助教學設施,將有關專業設備和教學設備同置一室,將專業理論課和生產實習等實踐性教學環節安排在專業教室中進行教學。
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新能力的培養。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