時(shí)間:2023-03-16 15:25:12
序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程,我們?yōu)槟扑]十篇機(jī)電專業(yè)課程論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來(lái)更深刻的閱讀感受。
2課程設(shè)計(jì)的實(shí)施方式
課程設(shè)計(jì)實(shí)施方案:設(shè)計(jì)報(bào)告書是對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的總結(jié)和提升,也是進(jìn)行工程交流的重要文獻(xiàn)資料,通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告書,培養(yǎng)學(xué)生撰寫工程技術(shù)文檔的能力。對(duì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書的撰寫,提出如下要求:1)嚴(yán)禁課程設(shè)計(jì)報(bào)告抄襲,基本工作獨(dú)立完成;2)根據(jù)任務(wù)書能提出合理的設(shè)計(jì)方案和機(jī)構(gòu)的工作原理;3)設(shè)計(jì)要符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),學(xué)會(huì)使用設(shè)計(jì)手冊(cè)、專業(yè)術(shù)語(yǔ)、專業(yè)名詞規(guī)范;4)設(shè)計(jì)圖圖紙規(guī)范,符合設(shè)計(jì)說(shuō)明書的要求,不照抄手冊(cè)和案例,設(shè)計(jì)參數(shù)與圖紙相一致;5)學(xué)會(huì)使用專業(yè)相關(guān)軟件,對(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)械機(jī)構(gòu)和控制部分進(jìn)行分析和仿真,是驗(yàn)證設(shè)計(jì)正確的有效手段之一;6)課程設(shè)計(jì)配備了一些實(shí)際的零部件可供學(xué)生設(shè)計(jì)使用,以及基本的控制電路,學(xué)生要具備一定的實(shí)踐操作能力,掌握器件的選擇與焊接,會(huì)進(jìn)行程序的編寫,掌握系統(tǒng)故障的檢測(cè)與維修能力。課程設(shè)計(jì)采用分組式進(jìn)行,每個(gè)小組3~5人,視工作量而定。課題難度較大可以分五人,原則上一般三人為一組。每個(gè)小組在規(guī)定的時(shí)間完成基本要求,每個(gè)學(xué)生都要參與該組課程設(shè)計(jì)答辯,通過(guò)問(wèn)題了解學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中所做的主要工作,檢查有無(wú)抄襲情況、有無(wú)坐享其成的學(xué)生,結(jié)合設(shè)計(jì)報(bào)告書的撰寫質(zhì)量和實(shí)際所做的產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)定。
3實(shí)施效果
通過(guò)在重慶大學(xué)機(jī)械電子工程專業(yè)的實(shí)踐,在機(jī)械電子工程專業(yè)中開設(shè)機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì),已基本摸索出培養(yǎng)機(jī)電復(fù)合型技術(shù)人才的規(guī)律。普通型題目實(shí)現(xiàn)機(jī)電融合、知識(shí)整合理論教學(xué)與工程實(shí)踐并重。由于在教學(xué)中缺乏機(jī)電知識(shí)綜合運(yùn)用能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練,學(xué)生在學(xué)習(xí)了機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造和電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)等基礎(chǔ)課程后,不能很好地將機(jī)、電的知識(shí)融會(huì)貫通,大多數(shù)學(xué)生也只是了解基本的機(jī)電設(shè)備的基本功能,在系統(tǒng)運(yùn)用中存在問(wèn)題,在機(jī)電一體化系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)方面存在不少困難。通過(guò)開設(shè)機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),通過(guò)理論設(shè)計(jì)與實(shí)際操作,比如數(shù)控工作臺(tái)進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì),從電機(jī)、聯(lián)軸器、絲杠、導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)到型號(hào)的選擇、控制單片機(jī)的設(shè)計(jì)與仿真,最終實(shí)現(xiàn)數(shù)控工作臺(tái)進(jìn)給系統(tǒng)的裝配與調(diào)試。機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生的理論知識(shí)與實(shí)踐緊密地連接起來(lái),提高了學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。創(chuàng)新型題目為學(xué)生參加機(jī)械創(chuàng)新競(jìng)賽做了鋪墊通過(guò)課程設(shè)計(jì),為機(jī)械學(xué)科學(xué)生參加如全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽做了鋪墊。在第六屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽(重慶賽區(qū))中,學(xué)生榮獲重慶賽區(qū)一等獎(jiǎng)一項(xiàng)、二等獎(jiǎng)一項(xiàng)。其中,“幻顯黑板”作品獲得國(guó)家專利。該作品包括了框架的設(shè)計(jì)、傳動(dòng)系統(tǒng)布置,控制系統(tǒng)采用單片機(jī)控制,執(zhí)行元件有步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)、電磁離合器、電磁制動(dòng)器、光電編碼器等器件。本次參賽作品充分運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù),機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)改革效果顯著。
傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)方法是在完成既定理論知識(shí)學(xué)習(xí)后,再輔以少量的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),并多以演示為主,學(xué)生直接參與的實(shí)踐活動(dòng)很少,這種教學(xué)方法已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)階段高等教育的要求。有的學(xué)校圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),以科技競(jìng)賽為引導(dǎo)構(gòu)建學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)體系,通過(guò)學(xué)生的科技創(chuàng)新活進(jìn)一步強(qiáng)化課堂教學(xué)內(nèi)容,將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)融為一體,這種教學(xué)方法雖然為學(xué)生提供了動(dòng)手操作的機(jī)會(huì),但是仍然不能很好地激發(fā)大多數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。很多學(xué)生為了獲得好成績(jī),通過(guò)網(wǎng)絡(luò)購(gòu)買或代工方式購(gòu)入半成品,進(jìn)行簡(jiǎn)單的修改和調(diào)試,而沒(méi)有真正地去參與設(shè)計(jì)與制作,更無(wú)法消化吸收所學(xué)內(nèi)容,創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力得不到很好鍛煉。
1.2教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生個(gè)人興趣脫節(jié)
機(jī)械電子專業(yè)是機(jī)械與電子專業(yè)的交叉學(xué)科,需要學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)械和電子課程的同時(shí),能夠?qū)煞N類型的知識(shí)融會(huì)貫通。對(duì)于機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生,面對(duì)比較深?yuàn)W的電子與電氣知識(shí),很難有自覺(jué)深入學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力。在教學(xué)中,即使采用了多媒體教學(xué)、實(shí)物演示與動(dòng)手操作等教學(xué)模式,大多數(shù)學(xué)生也只是被動(dòng)機(jī)械地完成學(xué)習(xí)任務(wù),仍然不能有效地提高學(xué)生的技能和創(chuàng)新能力。大學(xué)生思維十分活躍,只要教學(xué)內(nèi)容符合他們的需求,引起他們的興趣,就能激發(fā)他們學(xué)習(xí)的動(dòng)力和創(chuàng)造力。但是,目前很多高等院校機(jī)電類課程的教學(xué)內(nèi)容偏多偏難,從單片機(jī)的組成結(jié)構(gòu)、可編程邏輯控制器再到電機(jī)傳動(dòng)控制,在教學(xué)過(guò)程中都想面面俱到把所有知識(shí)點(diǎn)教給學(xué)生,學(xué)生無(wú)法在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)主動(dòng)地消化大量的知識(shí),很容易失去學(xué)習(xí)興趣。
2Arduino開源硬件的特點(diǎn)
Arduino是一款便捷靈活、方便上手的開源電子原型平臺(tái),包含硬件(各種型號(hào)的Arduino板)和軟件(Arduino開發(fā)環(huán)境),適合人群非常廣泛。Arduino硬件開源表現(xiàn)為用戶可以根據(jù)需要下載電路圖,自己購(gòu)買所需獨(dú)立部件,制作相應(yīng)的電路??梢岳肁rduino作為控制板,用開關(guān)、傳感器或其他控制器等作為其輸入,也可使用數(shù)碼管、電機(jī)、液晶顯示等作為其輸出裝置,從而形成完整的系統(tǒng)。以往的實(shí)踐教學(xué)多以51單片機(jī)為對(duì)象,功能單一,擴(kuò)展性差,開展實(shí)驗(yàn)有限。Arduino與傳統(tǒng)單片機(jī)相比有如下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)[3,4]:(1)學(xué)習(xí)Arduino單片機(jī)可以完全不需要了解其內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)和寄存器設(shè)置,僅僅知道它的端口作用即可;可以不懂硬件知識(shí),只要會(huì)簡(jiǎn)單的C語(yǔ)言,就可用Arduino單片機(jī)編寫程序。(2)Arduino軟件語(yǔ)言僅僅需掌握少數(shù)幾個(gè)指令,而且指令的可讀性較強(qiáng),稍微懂一點(diǎn)C語(yǔ)言即可,輕松上手,快速應(yīng)用。(3)Arduino的理念就是開源,軟硬件完全開放,技術(shù)上不做任何保留。針對(duì)周邊I/O設(shè)備的Arduino編程,很多常用的I/O設(shè)備都已經(jīng)帶有庫(kù)文件或者樣例程序,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行簡(jiǎn)單的修改,即可編寫出比較復(fù)雜的程序,完成功能多樣化的作品。(4)Arduino由于開源,也就意味著從Arduino相關(guān)網(wǎng)站、博客,論壇里得到大量的共享資源,在共享資訊的輔助下,通過(guò)資源整合,能夠加快創(chuàng)作作品的速度及效率。(5)相對(duì)其他開發(fā)板,Arduino及周邊產(chǎn)品相對(duì)質(zhì)廉價(jià)優(yōu),學(xué)習(xí)或創(chuàng)作成本低,重要一點(diǎn)是:燒錄代碼不需要燒錄器,直接用USB線就可以完成下載。Arduino實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺(tái)易學(xué)易用,降低了微電子學(xué)習(xí)的門檻,沒(méi)有程序開發(fā)和電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生也可以很快掌握,這非常適用于目前機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的教學(xué)與學(xué)習(xí)。
3Arduino在機(jī)電專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革中的應(yīng)用模式
通過(guò)以上對(duì)Arduino的特色優(yōu)勢(shì)分析,在機(jī)電專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)中引入Arduino開源平臺(tái)輔助教學(xué)具備較強(qiáng)的可行性,可以彌補(bǔ)實(shí)踐教學(xué)中創(chuàng)新力度不夠的問(wèn)題。以下分別探討教學(xué)內(nèi)容制定、機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)室建立、科技創(chuàng)新活動(dòng)體系和實(shí)踐評(píng)價(jià)體系。
3.1為學(xué)生量身打造教學(xué)內(nèi)容
3.1.1演示環(huán)節(jié)
在專業(yè)課程的教學(xué)中,引入Arduino使得課程更貼近實(shí)際應(yīng)用。如在機(jī)電傳動(dòng)控制與智能機(jī)器人的課堂教學(xué)中,可設(shè)置模擬值、PWM調(diào)光、舵機(jī)、步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)演示科目,在演示過(guò)程中將依次向?qū)W生講解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電路實(shí)現(xiàn)、控制程序的編制方法,以及接口服務(wù)器的原理,增強(qiáng)面對(duì)面授課的生動(dòng)性、趣味性。
3.1.2動(dòng)手操作環(huán)節(jié)
通過(guò)教師對(duì)實(shí)踐平臺(tái)的講解和實(shí)驗(yàn)演示,在實(shí)踐環(huán)節(jié)中將自己所掌握的機(jī)械與電路知識(shí)實(shí)踐化。Arduino平臺(tái)安裝簡(jiǎn)單可以反復(fù)使用,像積木可以隨意組合任意搭配,學(xué)生可以根據(jù)自己的想法任意設(shè)置電路,編寫簡(jiǎn)單的程序控制整個(gè)電路運(yùn)行過(guò)程。學(xué)生通過(guò)動(dòng)手操作對(duì)機(jī)械和電路方面知識(shí)得到最大限度的運(yùn)用,同時(shí)動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力得到了提升。實(shí)踐過(guò)程中,將每個(gè)班級(jí)分成若干項(xiàng)目小組,每組三到五人,選取一人為組長(zhǎng)。預(yù)先設(shè)定難易程度不同的題目,供小組自由選擇,充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力。如機(jī)電傳動(dòng)控制課程,可預(yù)先設(shè)定單軸、XY兩軸、XYZ三軸工作臺(tái)、3D打印機(jī)和六自由度機(jī)械臂等多個(gè)題目,各組可根據(jù)自身能力與興趣選擇,每個(gè)步驟都制定詳細(xì)的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法要求和能力培養(yǎng)要求。
3.2建立基于Arduino開發(fā)平臺(tái)的機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)室
教學(xué)活動(dòng)中以“技術(shù)—應(yīng)用—實(shí)踐”為主線,在強(qiáng)化課堂教學(xué)的同時(shí),面向本科生建立由“課堂教學(xué)—學(xué)科交叉—?jiǎng)邮謱?shí)踐—工程應(yīng)用—?jiǎng)?chuàng)新研究”的機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)室,從組裝、調(diào)試到應(yīng)用整個(gè)過(guò)程全部由學(xué)生親自完成,提升學(xué)生對(duì)于機(jī)械電子的全方位學(xué)習(xí)能力。實(shí)驗(yàn)室由若干實(shí)驗(yàn)臺(tái)構(gòu)成,每個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)要配備Arduino實(shí)驗(yàn)開發(fā)板、面包板、面包板連接線和所需的電子元器件,并配有電源接線端子。學(xué)生可以在面包板上直接連接線路,不需要進(jìn)行焊接,所以電子元器件和連接線都可以循環(huán)利用,配備常用的電子測(cè)量工具和示波器。
3.3構(gòu)建以科技競(jìng)賽為引導(dǎo)的學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)體系
圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),合理定位,以科技競(jìng)賽為引導(dǎo)構(gòu)建學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)體系,通過(guò)學(xué)生的科技創(chuàng)新活動(dòng)得到進(jìn)一步的強(qiáng)化和綜合應(yīng)用。圍繞Arduino開發(fā)平臺(tái)設(shè)置多個(gè)競(jìng)賽門類,如機(jī)械臂、3D打印機(jī)、傳感器應(yīng)用和智能家居等。為了處理好科技創(chuàng)新活動(dòng)的普及與競(jìng)賽選手的選拔關(guān)系,在科技創(chuàng)新活動(dòng)體系的建設(shè)中,首先確立了競(jìng)賽體系的層次性構(gòu)建,把科技競(jìng)賽分為學(xué)院級(jí)和國(guó)家級(jí)兩個(gè)層次。學(xué)院級(jí)競(jìng)賽主要是為了在學(xué)生中普及科技創(chuàng)新活動(dòng),使更多的學(xué)生參與其中;同時(shí)也為選拔優(yōu)秀選手參加國(guó)家級(jí)競(jìng)賽提供后備人才。國(guó)家級(jí)競(jìng)賽主要是為了進(jìn)一步培養(yǎng)優(yōu)秀學(xué)生,培養(yǎng)創(chuàng)新型的拔尖人才;也是為了提高專業(yè)和學(xué)校的知名度,進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的榮譽(yù)感和成就感。
3.4建立機(jī)電專業(yè)課程實(shí)踐教學(xué)綜合評(píng)價(jià)體系
目前許多高校對(duì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)、實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)、工程訓(xùn)練中心建設(shè)等已經(jīng)日益重視,然而,對(duì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)質(zhì)量的考核、評(píng)價(jià)以及對(duì)實(shí)踐性教學(xué)改革創(chuàng)新和基礎(chǔ)建設(shè)還缺乏具有指導(dǎo)作用的評(píng)價(jià)體系[5]。機(jī)電專業(yè)涉及機(jī)械與電子兩個(gè)門類的科目,評(píng)價(jià)實(shí)踐教學(xué)效果很難采用統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。因此,構(gòu)建一套適應(yīng)高等學(xué)校發(fā)展和實(shí)踐性教學(xué)自身特點(diǎn)的實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)體系,不僅有利于促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性,有利于教師把握教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn),還有利于推動(dòng)實(shí)踐教學(xué)改革。為評(píng)價(jià)機(jī)械課程、電子課程交叉教學(xué)與競(jìng)賽實(shí)踐活動(dòng)相結(jié)合教學(xué)法的有效性,將實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)控與評(píng)估重心前移,參考Arduino機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)室開設(shè)的實(shí)踐題目,從實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃制定入手,以實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容確定課堂教學(xué)重點(diǎn),跟蹤教學(xué)過(guò)程的各個(gè)具體環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量控制。課程實(shí)踐教學(xué)綜合評(píng)價(jià)體系以各科目實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)為評(píng)價(jià)對(duì)象,采用學(xué)生自我評(píng)價(jià)、授課教師評(píng)價(jià)和教務(wù)科評(píng)價(jià)相結(jié)合的評(píng)價(jià)運(yùn)行機(jī)制。第一步學(xué)生自我評(píng)價(jià)。從各班級(jí)中隨機(jī)抽調(diào)若干名學(xué)生,對(duì)本科目實(shí)踐教學(xué)情況進(jìn)行在線匿名問(wèn)卷測(cè)評(píng),問(wèn)卷測(cè)評(píng)結(jié)果作為授課教師評(píng)價(jià)和教務(wù)科評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。第二步授課教師評(píng)價(jià)。授課教師在學(xué)期末對(duì)課堂教學(xué)效果、互動(dòng)效果以及學(xué)生實(shí)踐作品進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和總結(jié),并將實(shí)踐結(jié)果作為期末考試成績(jī)的一部分。同時(shí)分析學(xué)生知識(shí)與技能掌握的程度,并對(duì)機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)題目?jī)?nèi)容進(jìn)行調(diào)整,提交總結(jié)報(bào)告。第三步院教務(wù)科評(píng)價(jià)。院教務(wù)科每學(xué)期末組織對(duì)本院所有專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)準(zhǔn)備情況、實(shí)施情況和教學(xué)效果等分別進(jìn)行評(píng)價(jià),找出薄弱環(huán)節(jié),分析影響實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的問(wèn)題癥結(jié),提出相應(yīng)整改措施,同時(shí)形成評(píng)價(jià)總結(jié)報(bào)告和評(píng)價(jià)結(jié)果,并報(bào)學(xué)校管理部門。第四步匯總整改。院實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)組匯總學(xué)生自我評(píng)價(jià)、授課教師評(píng)價(jià)和教務(wù)科評(píng)價(jià)結(jié)論和意見(jiàn),制定整改計(jì)劃,調(diào)整Arduino實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,完善管理制度和保證措施,逐步解決影響課程實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵問(wèn)題。
二、以往單片機(jī)課程采用多媒體理論教學(xué)加單片機(jī)實(shí)訓(xùn)的形式
這次單片機(jī)課程改革最主要的目的是增加學(xué)生上課時(shí)的操作項(xiàng)目,力求達(dá)到每節(jié)課學(xué)生都有事可做。過(guò)去在多媒體教室上課最主要的問(wèn)題就是課堂講授部分到實(shí)訓(xùn)的時(shí)候很多內(nèi)容還得重新講一遍,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,學(xué)生動(dòng)手能力得不到充分鍛煉,學(xué)習(xí)過(guò)程非常被動(dòng)。其主要矛盾可以歸結(jié)為C語(yǔ)言的程序編寫與多媒體教學(xué)之間的矛盾。單片機(jī)課改的具體做法是將授課地點(diǎn)改為機(jī)房,包括實(shí)訓(xùn)器材也都拿到機(jī)房,在課程安排上,先從C語(yǔ)言上機(jī)實(shí)訓(xùn)開始學(xué)習(xí)C語(yǔ)言基礎(chǔ),本著以C語(yǔ)言夠用為原則試著編寫一些單片機(jī)程序下載到單片機(jī)集成電路板當(dāng)中完成單片機(jī)實(shí)訓(xùn),實(shí)現(xiàn)教學(xué)做一體式教學(xué)??偟膩?lái)說(shuō),以C語(yǔ)言為載體的這種教學(xué)模式效果要好于以硬件為載體的教學(xué)模式,并且從教學(xué)條件角度,這樣做更容易實(shí)現(xiàn)教學(xué)做一體式教學(xué)。單片機(jī)課程改革前后最明顯的區(qū)別就是學(xué)生自主設(shè)計(jì)能力增強(qiáng)了,動(dòng)手能力、分析能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力都得以鍛煉。
三、電機(jī)與PLC控制是本專業(yè)的一門強(qiáng)電類課程。
本課程改革的重點(diǎn)是在理論部分增加操作項(xiàng)目,并且加入PLC實(shí)訓(xùn)部分。以往電機(jī)與PLC控制課程采用的是多媒體理論教學(xué)加電機(jī)實(shí)訓(xùn)的形式,電機(jī)理論部分和PLC控制部分在多媒體教室進(jìn)行,電機(jī)實(shí)訓(xùn)部分在實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行。改革之后上課地點(diǎn)選在機(jī)房和實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行,機(jī)房增加一款電氣設(shè)計(jì)軟件和一款PLC編程軟件及其仿真軟件。由于強(qiáng)電課程不是本專業(yè)的主干課程,在實(shí)訓(xùn)設(shè)備配備上還比較欠缺,主要表現(xiàn)在PLC實(shí)訓(xùn)方面缺少相關(guān)設(shè)備。多媒體教室上電氣原理圖的課程學(xué)生得不到動(dòng)手操作的機(jī)會(huì),學(xué)習(xí)效果不理想。其主要矛盾可以歸結(jié)為學(xué)生手繪圖困難與原理圖分析之間的矛盾,梯形圖程序?qū)W習(xí)與多媒體教學(xué)之間的矛盾。在機(jī)房利用已學(xué)過(guò)的AutoCAD軟件平臺(tái)教學(xué)生使用SuperWorks軟件載入低壓電器符號(hào)及繪制電氣控制原理圖,然后到實(shí)訓(xùn)室對(duì)熟悉的控制環(huán)節(jié)進(jìn)行電機(jī)實(shí)訓(xùn)演練,進(jìn)一步加深對(duì)控制原理的理解;PLC部分在機(jī)房使用STEP7軟件和S7-200仿真軟件進(jìn)行梯形圖的程序編寫及仿真實(shí)訓(xùn)。這樣一來(lái),學(xué)生們通過(guò)自己動(dòng)手利用軟件熟悉器件的符號(hào)、型號(hào)及工作原理,掌握電氣控制原理圖的繪制及控制方法和控制環(huán)節(jié),進(jìn)一步開發(fā)了學(xué)生們自主學(xué)習(xí)理論知識(shí)的潛力和創(chuàng)造力,再通過(guò)實(shí)物接線實(shí)操,進(jìn)一步鞏固和驗(yàn)證了之前的學(xué)習(xí)成果。利用軟件輔助教學(xué)要好于多媒體教學(xué)的效果,通過(guò)仿真軟件做實(shí)訓(xùn)彌補(bǔ)了設(shè)備不足的缺陷。對(duì)于本專業(yè)的弱電類課程也可以采用相關(guān)軟件進(jìn)行輔助教學(xué)。例如用Protel99SE軟件可以輔助電子技術(shù)類課程的進(jìn)行。
《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》是一門面向機(jī)械設(shè)計(jì)制造類專業(yè)所開設(shè)的專業(yè)綜合特色課程,是集機(jī)械、電子等基礎(chǔ)課程知識(shí)為一體的綜合性專業(yè)課程,課程在學(xué)生所學(xué)專業(yè)課的基礎(chǔ)上,從機(jī)械電子結(jié)合的角度介紹機(jī)電一體化的主要研究?jī)?nèi)容及應(yīng)用領(lǐng)域,并結(jié)合機(jī)電一體化典型設(shè)備,講述相關(guān)系統(tǒng)產(chǎn)品的組成原理及工作過(guò)程,闡明機(jī)電一體化技術(shù)原理。課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性特征,因此,要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中既重視和掌握基本概念、基本原理和基本方法,又重視相關(guān)理論的應(yīng)用,加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)和運(yùn)用[1-2]。針對(duì)該課程以上特點(diǎn),如何開展課程的考核成為課程教學(xué)改革的關(guān)鍵,本文在綜合分析課程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,論述了現(xiàn)有考核方式的特點(diǎn),分析探討了不同考核方式優(yōu)缺點(diǎn),提出課程考核方式改革的思路,為高校機(jī)械設(shè)計(jì)制造類專業(yè)《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革提供一定參考。
1.《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程特點(diǎn)
《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程作為機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)的新興交叉學(xué)科,在機(jī)制專業(yè)課程體系中占據(jù)重要地位,融合了機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)等多種學(xué)科,將機(jī)械技術(shù)、檢測(cè)傳感技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、信息處理技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)等多種技術(shù)融于一體,體現(xiàn)了“以機(jī)為主、以電為用、機(jī)電有機(jī)結(jié)合”的原則,具有綜合性和應(yīng)用性強(qiáng)的突出特點(diǎn),課程對(duì)培養(yǎng)學(xué)生機(jī)電一體化設(shè)計(jì)能力具有重要作用。
課程在學(xué)生所學(xué)專業(yè)課的基礎(chǔ)上,從機(jī)械電子結(jié)合的角度介紹機(jī)電一體化的主要研究?jī)?nèi)容及應(yīng)用領(lǐng)域,結(jié)合機(jī)電一體化典型設(shè)備,講述相關(guān)系統(tǒng)產(chǎn)品的組成原理及工作過(guò)程,使學(xué)生了解機(jī)電一體化的組成及發(fā)展方向,掌握典型機(jī)電一體化系統(tǒng)及產(chǎn)品的基本工作原理,了解有關(guān)機(jī)電一體化儀器、設(shè)備的應(yīng)用。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí),以期達(dá)到課程教學(xué)目標(biāo),即通過(guò)相關(guān)學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握,促進(jìn)學(xué)生系統(tǒng)了解機(jī)電技術(shù)學(xué)科知識(shí),掌握機(jī)電一體化產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法,提高學(xué)生“機(jī)電有機(jī)結(jié)合”的實(shí)際應(yīng)用能力[3-4]。
2.當(dāng)前主要的考核方式及其特點(diǎn)
2.1試卷考試。
試卷考試主要通過(guò)期末考試評(píng)估學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握情況,主要有開卷考試、閉卷考試及半開卷考試等形式。試卷考試一定程度上反映了學(xué)生對(duì)于機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)水平,但是,學(xué)生突擊背復(fù)習(xí)題應(yīng)付考試現(xiàn)象較為普遍,而且結(jié)合《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》實(shí)踐性、應(yīng)用性強(qiáng)的課程特點(diǎn),單純采用試卷考試很難實(shí)現(xiàn)課程“提升學(xué)生機(jī)電有機(jī)結(jié)合的實(shí)際應(yīng)用能力”的教學(xué)目標(biāo),而且課程考試一般在結(jié)課后一次性完成,無(wú)法完全反映學(xué)生對(duì)于課程的整體學(xué)習(xí)效果,缺乏對(duì)于課程的過(guò)程管理。
2.2平時(shí)成績(jī)與試卷考試相結(jié)合。
針對(duì)試卷考試存在的過(guò)程監(jiān)控不足等弊端,許多院校在考核過(guò)程中引入平時(shí)成績(jī)考核環(huán)節(jié),平時(shí)成績(jī)主要由期中考試測(cè)驗(yàn)、出勤、平時(shí)作業(yè)等組成,一般權(quán)重在20―40%。課程總評(píng)成績(jī)最終由平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)兩部分組成,期末成績(jī)?yōu)樵嚲沓煽?jī)。該種方式對(duì)課程的過(guò)程管理進(jìn)行了監(jiān)控,提高了學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的積極性,有助于學(xué)生在課堂上認(rèn)真學(xué)習(xí)、積極思考,課下認(rèn)真完成作業(yè),但是該種考核方式對(duì)于課程考核權(quán)重及平時(shí)考核項(xiàng)目的設(shè)置要求較高,教師需對(duì)平時(shí)作業(yè)的布置、創(chuàng)新類實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)置等平時(shí)考核環(huán)節(jié)進(jìn)行較好的把握。
2.3結(jié)課論文。
結(jié)課論文通過(guò)學(xué)生在課程結(jié)束后提交結(jié)課論文的方式完成課程考核,結(jié)課論文考核方式有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和初步的科研能力,有助于培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻(xiàn)的能力,對(duì)于課程論文,一般要求選題結(jié)合機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容,原則上一人一題。
結(jié)課論文考核方式一定程度上調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,但是在實(shí)施過(guò)程中,針對(duì)《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》實(shí)踐性、應(yīng)用性強(qiáng)的課程特點(diǎn),要求學(xué)生在結(jié)課后期較短時(shí)間內(nèi)完成質(zhì)量較高的課程結(jié)課論文難度較大,易出現(xiàn)論文分析膚淺、運(yùn)用課程理論知識(shí)點(diǎn)不足等問(wèn)題。
2.4基于CDIO的“機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)”考核方式[5]。
基于傳統(tǒng)考核方式存在的問(wèn)題,相關(guān)人員提出CDIO考核方式,該方式以項(xiàng)目設(shè)計(jì)為導(dǎo)向,強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)評(píng)估方法和學(xué)習(xí)成果相結(jié)合??己四J讲扇 ?+3+1+2”考核方式。具體做法是:在考核前一個(gè)月左右給學(xué)生布置一批應(yīng)用性比較強(qiáng)的機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的課題,學(xué)生在這段時(shí)間內(nèi)有針對(duì)性地查閱有關(guān)資料,編制程序框架,調(diào)試程序并進(jìn)行仿真,在考前一周,進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的上機(jī)調(diào)試能力,適當(dāng)縮小命題范圍,減小難易程度,突出重點(diǎn),命題采用分類隨機(jī)抽簽的方法,學(xué)生在上機(jī)考核過(guò)程中,規(guī)定時(shí)間,一人一機(jī),分組進(jìn)行,教師重點(diǎn)考核其對(duì)課程內(nèi)容的掌握及實(shí)踐技能,并進(jìn)行答辯。答辯時(shí),教師針對(duì)考題進(jìn)行提問(wèn),考核成績(jī)最終由平時(shí)、上機(jī)技能、答辯情況及調(diào)試結(jié)果綜合評(píng)定,從而考核學(xué)生對(duì)課題的準(zhǔn)備情況、理解程度及實(shí)踐技能。對(duì)于動(dòng)手能力較強(qiáng)的學(xué)生,鼓勵(lì)成立興趣小組,開展科技創(chuàng)新活動(dòng),明確職責(zé),利用實(shí)驗(yàn)室的開放,對(duì)自己的課題設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)實(shí)物模型,通過(guò)當(dāng)場(chǎng)演示,講解分析,教師注重過(guò)程考核,根據(jù)學(xué)生的分工、設(shè)計(jì)、演示情況和答辯情況綜合打分,得出本門課程成績(jī)。這種考核方式的優(yōu)點(diǎn)是引導(dǎo)學(xué)生平時(shí)注重學(xué)習(xí),有的放矢,積極主動(dòng)地配合教師的日常教學(xué)活動(dòng),上課互動(dòng)性好,能有效地激發(fā)學(xué)生上課學(xué)習(xí)的積極性,提高學(xué)習(xí)效率。
2.5采用職業(yè)技術(shù)資格考試來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)考試[6]。
職業(yè)資格證書是反映勞動(dòng)者具備某種職業(yè)所需要的專門知識(shí)和技能的證明,與學(xué)歷文憑不同,職業(yè)資格證書更多地反映了特定職業(yè)的實(shí)際工作標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,以及勞動(dòng)者從事這種職業(yè)所達(dá)到的實(shí)際能力水平。它是勞動(dòng)者求職、任職、開業(yè)的資格憑證,是用人單位招聘、錄用勞動(dòng)者的主要依據(jù),也是境外就業(yè)、對(duì)外勞務(wù)合作人員辦理技能水平公證的有效證件。
職業(yè)技術(shù)資格證書涉及知識(shí)、技能、能力和素質(zhì)等多個(gè)角度,并側(cè)重于技能、能力和素質(zhì)的提高。因此,在利用其取代傳統(tǒng)考試的同時(shí),需對(duì)照人才培養(yǎng)目標(biāo)和課程教學(xué)目標(biāo)的要求,從認(rèn)知、操作技能與能力和職業(yè)素質(zhì)等方面,全面系統(tǒng)地考察其可行性,并將其作為選擇和確定結(jié)業(yè)考試內(nèi)容的依據(jù)。目前,可參照“數(shù)控中級(jí)工”、“維修電工”等工種中的一類或多類項(xiàng)目進(jìn)行考慮,學(xué)生通過(guò)取得相應(yīng)職業(yè)資格證書后申請(qǐng)課程免考的方式進(jìn)行。
3.課程考核方式改革思路
基于《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程實(shí)踐性、應(yīng)用性強(qiáng)的課程特點(diǎn),結(jié)合機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo),考核過(guò)程中,可在充分論證的基礎(chǔ)上,將簡(jiǎn)單的一次性考試考核向多種形式并重的方式轉(zhuǎn)變,將理論考核向理論與實(shí)踐相結(jié)合方向轉(zhuǎn)變,將組織方式由學(xué)校組織向社會(huì)認(rèn)可的職業(yè)資格考試方式轉(zhuǎn)變,具體思路如下:
3.1豐富考試考核形式,強(qiáng)化其合理性。
為了提高考試考核的公平性與合理性,考試考核的形式不能僅僅局限于傳統(tǒng)方式[7]??己诉^(guò)程中,合理引入平時(shí)成績(jī)考核,將現(xiàn)有的一次性考試考核轉(zhuǎn)變?yōu)槎啻慰己?,通過(guò)綜合課堂表現(xiàn)成績(jī)、隨堂測(cè)驗(yàn)成績(jī)、平時(shí)作業(yè)成績(jī)、實(shí)習(xí)成績(jī)等多方面的指標(biāo)決定最終的綜合考核成績(jī),在此基礎(chǔ)上,確立合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,優(yōu)化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),合理分配考核指標(biāo)權(quán)重,以期合理、公正地反映學(xué)生對(duì)于課程的學(xué)習(xí)效果。
3.2完善考核內(nèi)容,強(qiáng)化考核過(guò)程管理。
為了使課程考核能夠真實(shí)反映學(xué)生學(xué)校效果,課程組需在進(jìn)一步分析課程教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上,完善課程考核內(nèi)容,形成理論考核與實(shí)踐考核試題庫(kù),并結(jié)合機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展方向,及時(shí)更新完善考核內(nèi)容,根據(jù)實(shí)際及時(shí)修正考試內(nèi)容,提高考核內(nèi)容更新效率。在平時(shí)考核環(huán)節(jié),需進(jìn)一步加強(qiáng)過(guò)程管理,完善平時(shí)考核方式方法,提高其可操作性。
3.3拓展考核組織方式,多渠道實(shí)現(xiàn)課程考核。
在考核組織方式上,突出國(guó)家職業(yè)資格鑒定考試,引入職業(yè)資格證書制度[8],通過(guò)課程學(xué)習(xí),在合理分析人才培養(yǎng)目標(biāo)及課程教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上,確立適于課程考核要求的職業(yè)資格類別,建立與國(guó)家職業(yè)資格鑒定考試考核接軌的以職業(yè)綜合能力(職業(yè)技能)和職業(yè)素質(zhì)考核為主線、知識(shí)能力素質(zhì)全面全程考核的考試考核體系,實(shí)現(xiàn)課程的多方式考核,使學(xué)生在實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)的同時(shí),達(dá)到國(guó)家職業(yè)資格考核要求,從而提高學(xué)生創(chuàng)新能力與應(yīng)用能力。
4.結(jié)語(yǔ)
本文在綜合分析《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,論述了現(xiàn)有考核方式的特點(diǎn),提出了課程考核方式改革的思路,然而課程考核改革是一個(gè)長(zhǎng)期過(guò)程,要改變先前的考核模式,必須引導(dǎo)學(xué)生注重平時(shí)學(xué)習(xí)和技能訓(xùn)練,同時(shí)要求教師加強(qiáng)課程教學(xué)改革的研究,這對(duì)教師、對(duì)學(xué)生都將是一種挑戰(zhàn)。因此,要想切實(shí)做好《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程考核方式改革,務(wù)必制定好長(zhǎng)期策略,注重積累,保障落實(shí),只有這樣,才能建立科學(xué)、規(guī)范、合理的考核機(jī)制。
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一、高等數(shù)學(xué)課程在高職機(jī)電一體化專業(yè)的重要作用
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用,機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展,成為一門綜合計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)和機(jī)械技術(shù)等交叉的系統(tǒng)技術(shù),該專業(yè)要求學(xué)生能利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并能進(jìn)行簡(jiǎn)單的機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì),重點(diǎn)培養(yǎng)的是高級(jí)應(yīng)用型技術(shù)人才。高等數(shù)學(xué)是機(jī)電專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)課,科學(xué)合理的機(jī)電數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容,對(duì)學(xué)生專業(yè)課程學(xué)習(xí)、可持續(xù)發(fā)展以及職業(yè)素養(yǎng)培育具有基礎(chǔ)和支撐作用:
二、高職機(jī)電專業(yè)高等數(shù)學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀
1、教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)脫節(jié)。高等數(shù)學(xué)課程的自身特點(diǎn)是邏輯的嚴(yán)密和抽象性,很多同學(xué)認(rèn)為高等數(shù)學(xué)理論性太強(qiáng),比較枯燥,不好學(xué)懂,因此學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高。而之所以出現(xiàn)這種現(xiàn)象,是因?yàn)椋焊叩葦?shù)學(xué)與專業(yè)課程的結(jié)合不夠緊密,很多院校較多地注重在數(shù)學(xué)領(lǐng)域研究數(shù)學(xué),并沒(méi)有在機(jī)械工程領(lǐng)域研究數(shù)學(xué),這就造成了高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)與機(jī)械類專業(yè)課程學(xué)習(xí)的脫節(jié),缺少實(shí)用性。其次,高職類院校在課時(shí)不足的情況下對(duì)高等數(shù)學(xué)的課時(shí)進(jìn)行縮減,這就造成了學(xué)時(shí)少和內(nèi)容多的矛盾,很多老師為了完成教學(xué)任務(wù)只能在課上多講,造成沒(méi)有時(shí)間和學(xué)生互動(dòng),學(xué)生的困惑得無(wú)法及時(shí)解決,從而使學(xué)生產(chǎn)生畏懼和厭學(xué)心理,嚴(yán)重影響了教學(xué)效果。
2、考核方式單一。很多高職院校目前采用的仍然是傳統(tǒng)的單一理論考試,仍然是重視考核結(jié)果、忽視考核過(guò)程、重視考核理論、忽視考核能力的。因此,我們?cè)诳己诉^(guò)程中要注重考核過(guò)重,擯棄傳統(tǒng)的單一理論形式,采取期末考核和考核過(guò)程并重的形式,不僅要考察學(xué)生理論知識(shí)的掌握,還要考察學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。
三、高職機(jī)電專業(yè)高等數(shù)學(xué)的改革途徑
1、教學(xué)內(nèi)容的改革。在內(nèi)容選取時(shí)我們注重加強(qiáng)專業(yè)針對(duì)性,探討數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)教學(xué)內(nèi)容的深度銜接,實(shí)行教學(xué)內(nèi)容模塊化,層次化,做到因材施教,將數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的思想方法融入到課程教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力。
根據(jù)機(jī)電一體化專業(yè)課程需求,我們遵循“以應(yīng)用為目的,以必須夠用為度”的選取原則,將傳統(tǒng)的高等數(shù)學(xué)課程的內(nèi)容進(jìn)行合理的切割,并加以優(yōu)化和整合,將本門課程設(shè)計(jì)為三個(gè)模塊:首先是基礎(chǔ)模塊,我們以機(jī)電一體化專業(yè)課程涉及到的數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容,把各知識(shí)點(diǎn)與相關(guān)的專業(yè)課程內(nèi)容結(jié)合起來(lái)轉(zhuǎn)化為課程的教學(xué)項(xiàng)目,突出數(shù)學(xué)知識(shí)與專業(yè)內(nèi)容的聯(lián)系,每一項(xiàng)目均以相關(guān)的專業(yè)實(shí)際問(wèn)題引入;其次是應(yīng)用模塊,我們認(rèn)為每一項(xiàng)目要有該知識(shí)點(diǎn)在相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用的學(xué)習(xí)案例,讓學(xué)生在應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決專業(yè)問(wèn)題的實(shí)踐活動(dòng)中掌握知識(shí),增強(qiáng)數(shù)學(xué)內(nèi)容與專業(yè)實(shí)踐的相關(guān)性,提高學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際能力。再次是拓展模塊,即引入數(shù)學(xué)建模和數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),以機(jī)電一體化相關(guān)案例和數(shù)學(xué)模型的實(shí)例為引領(lǐng),將數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)合理地連接、過(guò)渡到專業(yè)上,為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)打好堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。
2、教學(xué)模式的改革。在教學(xué)模式方面我們可以適當(dāng)?shù)夭捎梅D(zhuǎn)課堂教學(xué)模式,“翻轉(zhuǎn)課堂式教學(xué)模式”是指學(xué)生在課下完成知識(shí)的學(xué)習(xí),而課堂變成了老師學(xué)生之間和學(xué)生與學(xué)生之間互動(dòng)的場(chǎng)所,包括答疑解惑、知識(shí)的運(yùn)用等,從而達(dá)到更好的教育效果。主要將教學(xué)分為課前、課中、課后三個(gè)階段,在授課之前,檠生提供相關(guān)內(nèi)容的微課視頻、課件和素材資源等,并利用手機(jī)教學(xué)軟件“云班課”、QQ群、等手段布置學(xué)習(xí)任務(wù),學(xué)生根據(jù)相關(guān)任務(wù),結(jié)合自己的實(shí)際情況,通過(guò)微課視頻先自行學(xué)習(xí),并記錄自己在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的難點(diǎn)和疑問(wèn)。在課堂中,通過(guò)互動(dòng)來(lái)完成教學(xué)和學(xué)習(xí),由學(xué)生互相分享學(xué)習(xí)效果,討論、解決學(xué)習(xí)過(guò)程中的問(wèn)題,再由教師進(jìn)行重難點(diǎn)的分析講解。通過(guò)這個(gè)過(guò)程,學(xué)生逐步提高了自主學(xué)習(xí)能力,構(gòu)建了適合自己的知識(shí)體系,同時(shí)也使課堂教學(xué)具有了很強(qiáng)的針對(duì)性,學(xué)生增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的目的性,極大地提高了教學(xué)效果。課后,我們還可以利用手機(jī)教學(xué)軟件云班課的云服務(wù)功能可以記錄跟蹤每個(gè)學(xué)生的每次學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng),同時(shí)可以對(duì)學(xué)生的總體學(xué)習(xí)進(jìn)度和每章節(jié)的學(xué)習(xí)進(jìn)度進(jìn)行評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)。學(xué)生的筆記、練習(xí)、測(cè)試、活動(dòng)等情況可作為平時(shí)學(xué)習(xí)的考核依據(jù)。
“機(jī)電專業(yè)應(yīng)用數(shù)學(xué)”是機(jī)電工程專業(yè)一門必修課程,其先修課程是初等數(shù)學(xué),后續(xù)課程為:機(jī)械零件數(shù)控加工、機(jī)電設(shè)備維修技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、工程力學(xué)、數(shù)控編程及操作等專業(yè)課程。這些專業(yè)課程根據(jù)崗位不同,主要分研發(fā)崗位課程、生產(chǎn)崗位課程,學(xué)習(xí)期間學(xué)生還要參加各類技能比賽、考取技能證書,畢業(yè)前要進(jìn)行頂崗實(shí)習(xí)、撰寫畢業(yè)論文或畢業(yè)設(shè)計(jì)。學(xué)生通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)基本知識(shí)的學(xué)習(xí),不僅可以提高其邏輯思維能力、判斷能力,還可以為專業(yè)課程的學(xué)習(xí)提供數(shù)學(xué)支持,為專業(yè)問(wèn)題的解決提供思想方法,所以本課程定位是:為專業(yè)課程的學(xué)習(xí)服務(wù),為工作崗位的需求服務(wù),為學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展服務(wù)。
二、機(jī)電類專業(yè)畢業(yè)生崗位及能力分析
機(jī)電類專業(yè)畢業(yè)的常見(jiàn)就業(yè)崗位是:機(jī)械(模具)設(shè)計(jì)、制造、安裝、檢測(cè)、維護(hù)及調(diào)試,技術(shù)改造,產(chǎn)品開發(fā)與營(yíng)銷等。
機(jī)電類專業(yè)畢業(yè)生需要具備的與數(shù)學(xué)有關(guān)的崗位能力有:能夠正確選擇加工工具與設(shè)備(機(jī)),能夠靈活操作數(shù)控機(jī)床進(jìn)行零件加工(機(jī)),能夠正確選擇、組裝、檢修設(shè)備的元器件(電),能夠?qū)Ξa(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn),能夠?qū)υO(shè)備狀態(tài)進(jìn)行正確判斷(綜合),企業(yè)決策與管理能力(綜合)。
機(jī)電類專業(yè)課程中與數(shù)學(xué)相關(guān)的能力有:刀具角度、零件尺寸的計(jì)算能力、數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)的參數(shù)計(jì)算能力,會(huì)計(jì)算機(jī)床電流向量,會(huì)對(duì)零件各類數(shù)據(jù)進(jìn)行分析等。
三、設(shè)計(jì)思路
“機(jī)電專業(yè)應(yīng)用數(shù)學(xué)”課程設(shè)計(jì),就是通過(guò)以上分析,提煉出機(jī)電類專業(yè)學(xué)生需要具備的數(shù)學(xué)能力,以及支撐這類數(shù)學(xué)能力所需的數(shù)學(xué)知識(shí),將機(jī)電專業(yè)應(yīng)用數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容按項(xiàng)目進(jìn)行劃分。采用以實(shí)際問(wèn)題解決為導(dǎo)向的項(xiàng)目教學(xué)法,輔以案例、任務(wù)驅(qū)動(dòng)和問(wèn)題導(dǎo)向教學(xué)法,教學(xué)環(huán)節(jié)采用項(xiàng)目式情境引入――數(shù)學(xué)新知學(xué)習(xí)――項(xiàng)目解決導(dǎo)出。整個(gè)教學(xué)遵從數(shù)學(xué)課程的基礎(chǔ)性、針對(duì)性、現(xiàn)代化、互動(dòng)性和層次性原則。
四、教學(xué)目標(biāo)
(一)通識(shí)能力目標(biāo)
1.具有概念互譯能力,能夠?qū)C(jī)電類概念與數(shù)學(xué)概念對(duì)接;2.具有問(wèn)題轉(zhuǎn)化能力,會(huì)將機(jī)電類問(wèn)題轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)問(wèn)題;3.具有運(yùn)算能力,能計(jì)算出數(shù)學(xué)模型的解;4.具有回歸能力,會(huì)將數(shù)學(xué)解回歸成實(shí)際問(wèn)題的解決辦法;5.具有遷移能力,會(huì)將一個(gè)實(shí)際問(wèn)題的解決方案遷移成其它問(wèn)題的解決方案。
(二)專項(xiàng)能力目標(biāo)
會(huì)利用各類方程對(duì)凸輪、齒輪、連桿等機(jī)械構(gòu)件運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行描述、分析與計(jì)算,會(huì)利用微積分對(duì)電路、電機(jī)的電流、電壓等的變化進(jìn)行定量分析與計(jì)算,會(huì)利用微積分計(jì)算工程機(jī)械中受彎構(gòu)件的剛度、強(qiáng)度,會(huì)利用微積分對(duì)機(jī)械元件進(jìn)行設(shè)計(jì)和性能校核,會(huì)用解析幾何知識(shí)對(duì)數(shù)控編程中的基點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)進(jìn)行選取與計(jì)算,會(huì)利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)知識(shí)對(duì)加工零件的質(zhì)量、誤差做數(shù)據(jù)分析。
(三)知識(shí)能力目標(biāo)
掌握函數(shù)、三角函數(shù)、參數(shù)方程、極坐標(biāo)基本知識(shí),充分理解極限、連續(xù)、導(dǎo)數(shù)、微分、積分概念,熟練進(jìn)行極限、導(dǎo)數(shù)、微積分基本運(yùn)算,理解常微分方程的概念及求解方法,掌握空間直角坐標(biāo)系、向量、空間平面、直線、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)基本知識(shí)。
(四)素質(zhì)教育目標(biāo)
通過(guò)本課程學(xué)習(xí),樹立學(xué)生吃苦耐勞的實(shí)干精神,形成敢于創(chuàng)新的職業(yè)習(xí)慣,養(yǎng)成細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng),具有較強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。
五、教學(xué)內(nèi)容
整個(gè)教學(xué)內(nèi)容以數(shù)學(xué)知識(shí)體系為主線,以崗位與專業(yè)課程需求的教學(xué)項(xiàng)目為引領(lǐng),構(gòu)建項(xiàng)目化教學(xué)內(nèi)容?!皺C(jī)電專業(yè)應(yīng)用數(shù)學(xué)”分為四個(gè)教學(xué)項(xiàng)目,分別是:項(xiàng)目一:機(jī)械構(gòu)件運(yùn)動(dòng)軌跡的描述、測(cè)量與計(jì)算。項(xiàng)目二:機(jī)電工程中受彎構(gòu)件的變形計(jì)算,機(jī)械元件的設(shè)計(jì)計(jì)算、性能校核和優(yōu)化設(shè)計(jì)。項(xiàng)目三:機(jī)械零件的繪制、測(cè)量及加工計(jì)算。項(xiàng)目四:零件測(cè)量精度分析。
四個(gè)教學(xué)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)四個(gè)教學(xué)模塊,分別是:初等數(shù)學(xué)(函數(shù)、參數(shù)方程、極坐標(biāo))、微積分學(xué)(極限與連續(xù)、導(dǎo)數(shù)與微分、不定積分、定積分及其應(yīng)用、常微分方程)、空間解析幾何和空間角度的計(jì)算、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)(隨機(jī)事件及概率計(jì)算、隨機(jī)變量、隨機(jī)變量的數(shù)字特征)。
六、情景設(shè)計(jì)
在項(xiàng)目四(零件測(cè)量精度分析)中采用的情境是:要對(duì)一批零件的加工精度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,通常首先對(duì)每個(gè)零件的尺寸進(jìn)行測(cè)量并記錄,然后將尺寸劃分成數(shù)個(gè)等長(zhǎng)度的區(qū)間段,統(tǒng)計(jì)各個(gè)區(qū)間段內(nèi)的零件數(shù)目,最后在平面直角坐標(biāo)系里,以每個(gè)區(qū)間的中點(diǎn)為橫坐標(biāo),以該區(qū)間內(nèi)的零件數(shù)占總零件數(shù)的百分比為縱坐標(biāo),畫出若干個(gè)離散點(diǎn),將這些離散點(diǎn)用光滑曲線連起來(lái),就得到了零件尺寸的正態(tài)分布圖。由此情境進(jìn)入概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)知識(shí)的學(xué)習(xí)。
七、首末次課設(shè)計(jì)
(一)第一次課設(shè)計(jì)
環(huán)節(jié)一:暢所欲言
學(xué)生自由發(fā)言,介紹對(duì)機(jī)電類專業(yè)的認(rèn)識(shí)、對(duì)本門課程的認(rèn)識(shí)、希望從本課程的學(xué)習(xí)中獲得什么等。
環(huán)節(jié)二:項(xiàng)目展示
展示機(jī)電專業(yè)中需要的數(shù)學(xué)知識(shí),明確學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的目的。
環(huán)節(jié)三:課程要求
教師介紹本課程的特點(diǎn)、學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)要求,考核標(biāo)準(zhǔn)。
環(huán)節(jié)四:分組交流學(xué)生分組交流自己的學(xué)習(xí)計(jì)劃和目標(biāo)。
(二)最后一次課設(shè)計(jì)
環(huán)節(jié)一:談?wù)勈斋@
每個(gè)學(xué)生談?wù)劚菊n程的學(xué)習(xí)收獲,老師補(bǔ)充,進(jìn)行課程總結(jié)。
環(huán)節(jié)二:秀秀實(shí)力,分組進(jìn)行
1.計(jì)算交流電路中電阻元件從電源吸收的平均功率
2.用微分方程知識(shí)分析機(jī)械運(yùn)動(dòng)中的阻尼現(xiàn)象及特點(diǎn)。
環(huán)節(jié)三:評(píng)評(píng)成果
各小組之間開展互評(píng)打分,教師參與評(píng)價(jià)并進(jìn)行評(píng)分。
八、考核方式
1.學(xué)習(xí)態(tài)度考核:10%。學(xué)習(xí)態(tài)度包括課前預(yù)習(xí)、課堂紀(jì)律、課堂參與度、作業(yè)完成情況;
2.完成項(xiàng)目情況考核:30%。包括完成項(xiàng)目過(guò)程中表現(xiàn)出的數(shù)學(xué)互譯能力、模型構(gòu)建能力、計(jì)算能力、創(chuàng)新能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力。
3.期末考試考核:60%。期末進(jìn)行閉卷考試,考查一學(xué)期所學(xué)基本數(shù)學(xué)知識(shí)及運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。
九、設(shè)計(jì)效果
加強(qiáng)“雙師型”師資建設(shè)是職業(yè)學(xué)校加強(qiáng)職業(yè)技能教學(xué),提高職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵,是新形勢(shì)下職業(yè)教育關(guān)注的熱點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題。機(jī)電專業(yè)在中等職業(yè)學(xué)校中始終是重點(diǎn)專業(yè),如何成為一名優(yōu)秀的“雙師型”教師是每一位中職學(xué)校機(jī)電專業(yè)教師應(yīng)該思考的問(wèn)題。筆者從事機(jī)電教學(xué)多年,僅就“雙師型”教師的培養(yǎng)問(wèn)題談一下自己的體會(huì)。
一、進(jìn)一步提高對(duì)“雙師型”教師的認(rèn)識(shí)
“雙師型”教師特指職業(yè)教育中既具有專業(yè)理論知識(shí)又具有熟練專業(yè)技能,既能從事一線教學(xué)又能指導(dǎo)實(shí)踐的復(fù)合型人才。這種教師能夠根據(jù)生產(chǎn)所需,發(fā)揮自身理論、技能的雙重優(yōu)勢(shì),使學(xué)生活學(xué)活用,滿足當(dāng)今社會(huì)和行業(yè)對(duì)人才的需求。我們作為重點(diǎn)專業(yè)的教師,應(yīng)該了解本專業(yè)的就業(yè)方向,精通專業(yè)理論和技能,根據(jù)社會(huì)生產(chǎn)實(shí)際需要適時(shí)確定專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),使教學(xué)改革和課程設(shè)置更有實(shí)效性,真正做到有的放矢。
二、機(jī)電專業(yè)“雙師型”教師能力要求
我們培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生將來(lái)要在一線的生產(chǎn)崗位工作,因此,他們不僅要有扎實(shí)的理論知識(shí)和勤于動(dòng)腦的習(xí)慣,還要有突出的實(shí)際操作能力,成為下車間就能進(jìn)行實(shí)際操作并能夠指導(dǎo)生產(chǎn)的技術(shù)工人。缺少這些能力,在社會(huì)中就不具備競(jìng)爭(zhēng)能力。而作為指導(dǎo)學(xué)生實(shí)習(xí)的“雙師型”教師,也應(yīng)該具備以下幾方面的能力:
1.教育教學(xué)能力
(1)能深入鉆研教材,擁有精深的機(jī)電專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí);(2)能勝任兩門及以上專業(yè)課程的理論教學(xué);(3)能負(fù)責(zé)編制所任課程的教學(xué)大綱,也能參與編制相關(guān)課程的教學(xué)大綱;(4)能運(yùn)用多媒體技術(shù)上好觀摩課,教學(xué)效果突出,并能做好新教師的“傳、幫、帶”工作;(5)能夠勝任與專業(yè)相關(guān)的實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)實(shí)習(xí)的組織與輔導(dǎo)工作;(6)具有優(yōu)秀的班級(jí)教育管理能力;(7)具有進(jìn)行教育教學(xué)反思的能力。
2.教科研能力
(1)能擔(dān)任專業(yè)課程開發(fā)工作,并參與校本教材的編寫;(2)努力探索中職教育教學(xué)規(guī)律,能進(jìn)行創(chuàng)新教育教學(xué)改革并參與研討;(3)積極申報(bào)省一級(jí)的課題,能撰寫出高質(zhì)量的學(xué)術(shù)論文,并能將科研成果運(yùn)用到日常教學(xué)中去。
3.生產(chǎn)實(shí)踐能力
(1)具有一些機(jī)械產(chǎn)品和電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)能力,能用CAD繪圖并能指導(dǎo)學(xué)生參加各級(jí)職業(yè)技能大賽;(2)具有中級(jí)技工及以上的生產(chǎn)實(shí)踐知識(shí)和技能,并具有工程職業(yè)資格證書或相應(yīng)職業(yè)技能等級(jí)證書;(3)有在廠礦工作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),具有指導(dǎo)機(jī)電專業(yè)實(shí)訓(xùn)及實(shí)習(xí)工作的能力,并具有創(chuàng)新精神。
三、機(jī)電專業(yè)雙師型教師應(yīng)加強(qiáng)實(shí)踐操作技能
中職機(jī)電類專業(yè),由于其專業(yè)特點(diǎn),更要求專業(yè)課教師具有更高層次的實(shí)踐性知識(shí),其核心就是本專業(yè)實(shí)際工作的實(shí)踐能力和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。目前筆者學(xué)校中職教師提高自身專業(yè)實(shí)踐能力的措施主要有假期掛職鍛煉、參與精品課程建設(shè)與開發(fā)、專業(yè)帶頭人赴國(guó)內(nèi)外學(xué)習(xí)研修、參加職教理論及教學(xué)方法培訓(xùn)、參加技能培訓(xùn)和職業(yè)資格考試、參與學(xué)校建設(shè)和實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)工作、開展社會(huì)實(shí)踐和調(diào)查等。機(jī)電生產(chǎn)實(shí)踐工作比如實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)教學(xué)等工作量大,有些工種如焊工、車工等工作環(huán)境差,帶學(xué)生費(fèi)心費(fèi)力,這就需要我們專業(yè)實(shí)習(xí)教師提高對(duì)“雙師型”教師的認(rèn)識(shí),不計(jì)報(bào)酬,無(wú)私奉獻(xiàn)。
機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)是一個(gè)傳統(tǒng)的機(jī)電類專業(yè),為做到學(xué)校與社會(huì)職業(yè)崗位能力需求相結(jié)合、師生與實(shí)踐勞動(dòng)者相結(jié)合,努力使專業(yè)實(shí)踐教學(xué)具有良好的技能適應(yīng)性,形成以技術(shù)應(yīng)用與綜合實(shí)踐為特色的實(shí)踐教學(xué)體系。
(一)高職院校電一體化課程改革模式存在的現(xiàn)狀
機(jī)電一體化專業(yè)建設(shè)與課程體系的現(xiàn)狀是:專業(yè)定位模糊;“雙師型”教師隊(duì)伍力量薄弱;教學(xué)實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)條件落后,實(shí)踐訓(xùn)練水平有待提高;適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展需要的課程體系有待構(gòu)建;體現(xiàn)當(dāng)代工業(yè)發(fā)展水平的專業(yè)教材有待突破。
1.專業(yè)定位模糊
由教學(xué)計(jì)劃可看出,目前高職院校機(jī)電一體化專業(yè)基本上按“既懂機(jī)又會(huì)電”來(lái)定位,但實(shí)際上機(jī)械與電子本身各自為兩大學(xué)科,內(nèi)容十分豐富,涉及面非常廣,讓一名高職高專生在短短的三年時(shí)間里系統(tǒng)地掌握兩大學(xué)科的理論知識(shí)和技能,是不現(xiàn)實(shí)的,也沒(méi)有這個(gè)必要。
2.“雙師型”教師隊(duì)伍力量薄弱
由于種種原因,目前高職機(jī)電一體化專業(yè)“雙師型”教師比例仍很低,專業(yè)理論教師不能指導(dǎo)實(shí)訓(xùn)教學(xué),實(shí)訓(xùn)教師基礎(chǔ)理論薄弱,不能講授專業(yè)理論課的現(xiàn)象還較普遍,必須采取加強(qiáng)培訓(xùn)或從企業(yè)聘任兼職教師等途徑加以解決。
3.教學(xué)實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)條件落后
各高職院校雖具備一些專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課的實(shí)驗(yàn)條件,但基本上都是以驗(yàn)證性、演示性為主,很少具有本專業(yè)的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),缺乏融合機(jī)與電為一體的大型綜合性實(shí)驗(yàn)或綜合性課程,影響了專業(yè)技能和工程實(shí)踐能力的提高。教學(xué)實(shí)訓(xùn)設(shè)施也大大落后于當(dāng)今企業(yè),實(shí)踐訓(xùn)練水平不高,應(yīng)采用與企業(yè)合作等方式盡快提升層次。
4.適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展的課程體系有待構(gòu)建
現(xiàn)行的機(jī)電一體化專業(yè)課程體系,明顯偏重于機(jī)械方面,這與當(dāng)前該專業(yè)所處于的“機(jī)、電、計(jì)算機(jī)”三大塊內(nèi)容三足鼎立的實(shí)際格局很不適應(yīng)。因此,在課程體系構(gòu)建時(shí)應(yīng)突出電氣控制、計(jì)算機(jī)應(yīng)用的地位。
5.體現(xiàn)當(dāng)代工業(yè)發(fā)展水平的專業(yè)教材有待突破
目前高職院校所采用的機(jī)電一體化專業(yè)教材大多沒(méi)有充分體現(xiàn)出現(xiàn)代機(jī)電行業(yè)的發(fā)展水平,內(nèi)容陳舊、落后,且各門課程之間相互獨(dú)立,相關(guān)知識(shí)未能有機(jī)地滲透和融合在一起,也未能充分考慮與中職教材的很好銜接。
(二)高職院校電一體化課程改革模式存在的深層次因素
高職院校電一體化課程改革模式存在的深層次因素有下述幾個(gè)方面:
1.高層管理者辦學(xué)意識(shí)不到位或沒(méi)有精力顧及。
2.盲目跟進(jìn)、沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的改革措施及評(píng)價(jià)體系。
3.缺乏教學(xué)改革的大氣候。
(三)目前高職院校電一體化課程改革模式的對(duì)策
首先要明確與之配套的鼓勵(lì)教師個(gè)人或教學(xué)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行教改的細(xì)化的、科學(xué)的評(píng)價(jià)體系,以保護(hù)、推進(jìn)、鞏固改革的成果,營(yíng)造健康向上的學(xué)術(shù)環(huán)境,并可執(zhí)行到位。謂之大環(huán)境。
聘請(qǐng)省內(nèi)外名望較高的師資、學(xué)者,篩選或整合適應(yīng)于地方區(qū)域經(jīng)濟(jì)高職院校機(jī)電一體化課程改革的教材及與之配套的三綱(教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)大綱、考試大綱)、實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書,營(yíng)造教改的軟實(shí)力。謂之借力發(fā)力。
著重培養(yǎng)一批忠誠(chéng)于職教事業(yè)的一體化教學(xué)名師或?qū)I(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)。在專業(yè)教師中,遴選一批德才兼?zhèn)?、有?chuàng)新精神的中青年教師,分批次進(jìn)入“國(guó)家骨干教師”“雙師型”培訓(xùn)班培訓(xùn)或?qū)I(yè)教師進(jìn)企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)。列入培訓(xùn)計(jì)劃實(shí)施前提:就是要擔(dān)當(dāng)在教改實(shí)踐教學(xué)中的試點(diǎn)作用,而不是培訓(xùn)完畢束之高閣;每年必須規(guī)定在所進(jìn)修的領(lǐng)域發(fā)表一定數(shù)量的論文或申報(bào)完成一定的科研成果,讓教師的教學(xué)變被動(dòng)為主動(dòng),推動(dòng)整個(gè)職教改革的良性發(fā)展。謂之可持續(xù)發(fā)展。
在課程體系設(shè)置中,按下述思路構(gòu)建:
將培養(yǎng)目標(biāo)分解到每一教學(xué)模塊單元,確定每一教學(xué)模塊單元所承擔(dān)的功能,應(yīng)培養(yǎng)的知識(shí)和能力,相應(yīng)的配套實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),每一教學(xué)模塊單元主干課程的內(nèi)容組成,每一課程要傳授的知識(shí)、能力以及考核學(xué)生的方法。
對(duì)各個(gè)教學(xué)模塊之間相互重復(fù)與交叉的知識(shí),應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化組合,加以綜合化改造,強(qiáng)調(diào)知識(shí)間的相互聯(lián)系和銜接,堅(jiān)決取消重復(fù)的教學(xué)內(nèi)容。綜合化課程要突出綜合應(yīng)用知識(shí)能力的培養(yǎng)。
理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相互滲透,理論知識(shí)與實(shí)踐技能考核相互結(jié)合,可采用“講練式”現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)和“啟發(fā)式”等主動(dòng)型教學(xué)方法。整個(gè)課程設(shè)置不講求理論知識(shí)的系統(tǒng)性和完整性,而強(qiáng)調(diào)針對(duì)性和應(yīng)用性。
基于高職院校電一體化課程改革模式存在的現(xiàn)狀,應(yīng)設(shè)立若干個(gè)專門化方向,重構(gòu)專業(yè)課程體系,實(shí)踐教學(xué)課時(shí)的設(shè)置要把握“保量”與“適時(shí)”兩個(gè)原則。
總結(jié)
高職教育機(jī)電專業(yè)教學(xué)中必須堅(jiān)持“面向現(xiàn)代,面向世界,面向未來(lái)”的發(fā)展方針,從實(shí)際出發(fā),確定教學(xué)改革思路、培養(yǎng)目標(biāo),深入改革課程體系、教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容,使專業(yè)人才培養(yǎng)與未來(lái)社會(huì)發(fā)展需要相適應(yīng)。在對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)方面要做到:1.培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力、實(shí)際動(dòng)手能力、工程設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力,學(xué)生能根據(jù)一般的設(shè)計(jì)要求和動(dòng)作流程完成整個(gè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。2.提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。3.在實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)中增強(qiáng)了他們的團(tuán)隊(duì)合作精神。從一個(gè)目的、兩個(gè)原則的教改思想出發(fā),抓好課程理論、實(shí)踐、考核的每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),不僅充分發(fā)揮了學(xué)生的開拓創(chuàng)新精神,而且充分調(diào)動(dòng)教師教學(xué)和教改的積極性,在教與學(xué)兩個(gè)積極性的推動(dòng)下,教學(xué)質(zhì)量得以大幅度提高,使高校為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)培養(yǎng)出更多優(yōu)秀的人才。
高職院校機(jī)電一體化課程改革不僅僅是專業(yè)建設(shè)的片面改進(jìn),而是多元化、高層次的綜合體制推進(jìn),各種因素要相輔相成。只有這樣,教改的成果才能在各個(gè)專業(yè)課程改革中(下轉(zhuǎn)第110頁(yè))
(上接第103頁(yè))具有可持續(xù)發(fā)展的生命力。
0 引言
“機(jī)電一體化”一詞的英文名詞是“Mechatronics”,它是取Mechanics(機(jī)械學(xué))的前半部分和Electronics(電子學(xué))的后半部分拼合而成的。由于機(jī)電一體化技術(shù)是其他高新技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ),其發(fā)展依賴于其他相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,因此很多高校都開展了機(jī)電一體化這門課程的課堂教學(xué)。機(jī)電一體化是一門綜合性實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,涉及知識(shí)面廣、容量大,這門課的教與學(xué)都不容易。
傳統(tǒng)的教學(xué)方法都是按照機(jī)電一體化系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)構(gòu)成,將機(jī)電一體化系統(tǒng)分為若干個(gè)功能結(jié)構(gòu)模塊,逐一進(jìn)行講解,例如分別講解機(jī)械本體功能模塊,傳感檢測(cè)功能模塊,中央控制功能模塊等等,這樣的教學(xué)方法易于學(xué)生理解,但是在無(wú)形中割裂了機(jī)電一體化系統(tǒng)各個(gè)功能模塊之間的有機(jī)聯(lián)系,為此必須結(jié)合機(jī)電一體化這門學(xué)科本身的特點(diǎn),對(duì)其教學(xué)方法和教學(xué)策略進(jìn)行改革與嘗試,以期從中能夠找到有效的復(fù)合機(jī)電一體化課程特點(diǎn)的教學(xué)方法與教學(xué)策略。
1 我國(guó)當(dāng)前機(jī)電一體化類課程教學(xué)現(xiàn)狀及其原因分析
結(jié)合我國(guó)目前高等教育的現(xiàn)狀,造成當(dāng)前機(jī)電一體化類課程理論講不透、實(shí)驗(yàn)做不好、學(xué)得不扎實(shí)的原因主要有以下幾個(gè)方面:
1.1 師生思想上都不夠重視
從目前的高等院校的教學(xué)現(xiàn)狀來(lái)看,重視理論教學(xué)輕視實(shí)踐教學(xué)一直是我國(guó)高等院校理工科教學(xué)的傳統(tǒng)方法,在這樣的教學(xué)模式下,尤其是像機(jī)電一體化這樣的課程,理論課本來(lái)就比較晦澀難懂,加之實(shí)踐實(shí)訓(xùn)比較少,學(xué)生學(xué)到最后完全沒(méi)有系統(tǒng)的概念和知識(shí)體系,對(duì)于機(jī)電一體化的理解只是停留在表面層次,因此必須要逐步加強(qiáng)實(shí)踐實(shí)訓(xùn)。從體制上來(lái)說(shuō),師生自身對(duì)該課程的重視程度不夠也是十分重要的原因,教師認(rèn)為對(duì)于機(jī)電一體化課程教學(xué)任務(wù)重,往往疲于應(yīng)付授課;而學(xué)生對(duì)于機(jī)電一體化課程知識(shí)的理解比較吃力,往往興趣不大,加之實(shí)踐實(shí)驗(yàn)時(shí)間較少,最后將實(shí)踐實(shí)訓(xùn)流于形式,因此,師生在思想上不夠重視是目前高等院校機(jī)電一體化課程教學(xué)的一個(gè)基本現(xiàn)狀。
1.2 機(jī)電專業(yè)實(shí)踐教學(xué)課程的設(shè)計(jì)不合理
機(jī)電類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的課程內(nèi)容包括很多技術(shù)內(nèi)容,目前,絕大多數(shù)高等院校的機(jī)電專業(yè)課程體系受傳統(tǒng)教育思想的影響,課程的內(nèi)容過(guò)多過(guò)深?yuàn)W,理論課時(shí)數(shù)太大,實(shí)踐技能教學(xué)課時(shí)不足,而且內(nèi)容陳舊。還有些學(xué)校脫離實(shí)際情況過(guò)高地制定了課程標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致教學(xué)與實(shí)踐相背離?,F(xiàn)在學(xué)校里學(xué)習(xí)的知識(shí)和社會(huì)上用到的知識(shí)相差很遠(yuǎn),很多學(xué)生學(xué)習(xí)了很多知識(shí),可到了社會(huì)上去無(wú)從下手。相關(guān)機(jī)電行業(yè)和企業(yè)很少參與機(jī)電類專業(yè)實(shí)踐課程的制定,這也是導(dǎo)致高等院校機(jī)電專業(yè)的實(shí)踐課程體系設(shè)置不合理的原因。
1.3 實(shí)踐教學(xué)條件不完善
由于機(jī)電一體化類課程所開設(shè)的實(shí)驗(yàn),往往實(shí)驗(yàn)設(shè)備體積比較龐大,集成度較高,價(jià)格昂貴,因此很多院校對(duì)于機(jī)電一體化課程實(shí)驗(yàn)所配置的實(shí)驗(yàn)設(shè)備都是很簡(jiǎn)單的,目前很多高等院校也在進(jìn)行教學(xué)改革,增大實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程量,但是相應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)課程內(nèi)容仍然或多或少的存留著傳統(tǒng)教學(xué)模式的影子,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐條件差,硬件實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊,很多實(shí)驗(yàn)臺(tái)或者實(shí)驗(yàn)設(shè)備都是演示性實(shí)驗(yàn),整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程都是老師在做實(shí)驗(yàn),學(xué)生只負(fù)責(zé)看,即使動(dòng)手也是按照老師調(diào)試好的實(shí)驗(yàn)按照老師實(shí)驗(yàn)的順序重復(fù)一遍,實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果比較差,這使得整個(gè)實(shí)驗(yàn)就流于形式化。
(2)缺乏綜合性的創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)臺(tái)供學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐,目前機(jī)電一體化類的課程實(shí)驗(yàn)都只是簡(jiǎn)單的重復(fù)性的實(shí)驗(yàn),缺乏激勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新動(dòng)手能力的綜合性實(shí)驗(yàn),這使得機(jī)電一體化類的實(shí)驗(yàn)無(wú)法激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力,無(wú)法提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力。
(3)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐評(píng)價(jià)機(jī)制不夠健全,很多實(shí)驗(yàn)實(shí)踐流于形式,這導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)重視程度不夠,多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告依靠抄襲完成,老師對(duì)學(xué)生沒(méi)有印象,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)僅僅憑實(shí)驗(yàn)報(bào)告打分,實(shí)驗(yàn)實(shí)踐評(píng)價(jià)機(jī)制的缺失使得機(jī)電一體化類的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐失去了價(jià)值。
2 機(jī)電一體化類課程的教學(xué)改革策略探討
2.1 充實(shí)機(jī)電一體化類課程的專業(yè)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和完善教學(xué)手段
在對(duì)機(jī)電一體化課程專業(yè)實(shí)踐課程進(jìn)行教學(xué)改革的時(shí)候,我們提倡應(yīng)當(dāng)根據(jù)各個(gè)院校各個(gè)專業(yè)自身的專業(yè)特色進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)改革,添加符合專業(yè)特色的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,不斷完善實(shí)踐教學(xué)條件和教學(xué)手段,盡量弱化傳統(tǒng)實(shí)踐模式中的演示性的或驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),加大動(dòng)手實(shí)踐實(shí)驗(yàn)及綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,并和理論課程對(duì)應(yīng)起來(lái),使得學(xué)生在掌握理論知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)實(shí)踐實(shí)驗(yàn),這樣更容易掌握機(jī)電專業(yè)知識(shí)和技能。
2.2 重視機(jī)電一體化類課程的專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的考核
任何課程都需設(shè)置考核環(huán)節(jié),同樣的,機(jī)電一體化課程實(shí)踐教學(xué)也需要考核,考核環(huán)節(jié)也是學(xué)生最為敏感的環(huán)節(jié)之一。傳統(tǒng)的機(jī)電專業(yè)實(shí)踐課程考核的方式是出勤考查、實(shí)驗(yàn)報(bào)考考查以及最后實(shí)驗(yàn)考查成績(jī)相結(jié)合的方式,這種考查考核方式不能夠考查出學(xué)生的完全實(shí)踐能力,只能夠從實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成情況給學(xué)生考核打分,因此傳統(tǒng)的考核方式并不合理,就需要對(duì)傳統(tǒng)的考核方式進(jìn)行改革。
結(jié)合機(jī)電一體化課程實(shí)踐教學(xué)的特點(diǎn),對(duì)于機(jī)電一體化實(shí)踐課程的考核不應(yīng)該有一個(gè)統(tǒng)一的模式和標(biāo)準(zhǔn),而是應(yīng)該結(jié)合實(shí)踐教學(xué)的方式和手段靈活的設(shè)定考核方式,采取定量結(jié)合定性的方法進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)考核。簡(jiǎn)單的演示性或者驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),應(yīng)當(dāng)減小考核的比重,而對(duì)于綜合實(shí)驗(yàn)及動(dòng)手考查較為全面的實(shí)驗(yàn),考核比重就應(yīng)當(dāng)加大;另一方面,還可以靈活的采取口試筆試、現(xiàn)場(chǎng)提問(wèn)、課程設(shè)計(jì)、綜合課程實(shí)驗(yàn)等多種形式進(jìn)行考核,重點(diǎn)不是考查學(xué)生的知識(shí)理解程度,而是應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)考核學(xué)生對(duì)于實(shí)踐技能的掌握和應(yīng)用能力。
2.3 加大機(jī)電專業(yè)校內(nèi)外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的力度
對(duì)于機(jī)電一體化這樣的實(shí)踐要求較高的課程,實(shí)踐實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)就顯得十分有必要了。實(shí)踐實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)力度直接關(guān)系到機(jī)電一體化課程實(shí)踐教學(xué)的效果與成果,而學(xué)生實(shí)踐能力的掌握也取決于實(shí)踐實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè),以及實(shí)踐實(shí)訓(xùn)基地實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置和安排。各院校要想真正提高機(jī)電一體化專業(yè)實(shí)踐課程教學(xué)的效果,就必須加大對(duì)實(shí)踐實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)力度。另一方面,機(jī)電專業(yè)校內(nèi)外實(shí)習(xí)實(shí)踐項(xiàng)目的開設(shè)依賴于實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地,而目前多數(shù)機(jī)電專業(yè)課程依賴于金工實(shí)習(xí)的相關(guān)設(shè)備,因此對(duì)于機(jī)電一體化類課程的專業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)踐,必須要加強(qiáng)具有機(jī)電一體化特色的專業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)踐基地及其相關(guān)設(shè)備的投資建設(shè)力度,為機(jī)電一體化類課程及其專業(yè)的學(xué)生提供足夠豐富的實(shí)習(xí)實(shí)踐動(dòng)手機(jī)會(huì),以真正提高機(jī)電一體化類課程的專業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)踐能力水平。
3 結(jié)語(yǔ)
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,教育的方法和手段應(yīng)適應(yīng)這一發(fā)展的需要,傳統(tǒng)的純理論教學(xué)已不能適應(yīng)新的教育目標(biāo),加強(qiáng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的教育已勢(shì)在必行。本論文所探討的機(jī)電一體化類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法及其教學(xué)改革策略的應(yīng)用研究,是結(jié)合當(dāng)前國(guó)內(nèi)高等院校機(jī)電一體化類課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)置及其實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀而提出來(lái)的,能夠有效地提高機(jī)電一體化類課程的教學(xué)效果,對(duì)于這一類的理論知識(shí)多且深、動(dòng)手實(shí)踐能力要求高的課程而言,必須要不斷加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)的份量,而本論文也是重點(diǎn)探討如何開展實(shí)踐動(dòng)手能力的訓(xùn)練,對(duì)于進(jìn)一步提高機(jī)電一體化類課程的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)效果無(wú)論是在理論方面還是在實(shí)踐方面都具有較好的借鑒和指導(dǎo)意義。
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中圖分類號(hào):G712文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1006-5962(2013)02-0027-02
高職機(jī)電一體化專業(yè)課程設(shè)置的培養(yǎng)目標(biāo)是:面向工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),電氣控制系統(tǒng)制造公司、機(jī)電設(shè)備制造公司、機(jī)電設(shè)備、電氣設(shè)備、工控設(shè)備制造公司或公司、科技開發(fā)公司,培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需要,全面發(fā)展,適應(yīng)本專業(yè)相對(duì)應(yīng)職業(yè)崗位的高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才,主要崗位群定位是自動(dòng)化設(shè)備安裝員、自動(dòng)化設(shè)備調(diào)試員、中高級(jí)維修電工等,本專業(yè)有五個(gè)主干學(xué)科:電氣工程、電子工程、機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、控制科學(xué)與工程,都是為了崗位需要設(shè)置的專業(yè)知識(shí)。其中《自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》作為一門核心專業(yè)課在第四學(xué)期進(jìn)行了貫穿和綜合。
1自動(dòng)化生產(chǎn)線的課程設(shè)置
機(jī)電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)能力有:識(shí)圖繪圖能力、機(jī)電安裝調(diào)試維修能力、電控系統(tǒng)調(diào)試檢修能力、自動(dòng)線調(diào)試維護(hù)能力、機(jī)電設(shè)備管理能力及機(jī)電產(chǎn)品營(yíng)銷能力等。《自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》前序課程有PLC技術(shù)、傳感器技術(shù)、電機(jī)與控制,后序課程有機(jī)床維修等。在我們所要實(shí)現(xiàn)的教學(xué)目標(biāo)中知識(shí)目標(biāo)涉及到:機(jī)械手工作原理、握機(jī)械手控制原理、機(jī)械手氣動(dòng)原理、熟悉安全操作規(guī)程;能力目標(biāo)有:對(duì)已安裝的機(jī)械手機(jī)械部件進(jìn)行測(cè)量;對(duì)機(jī)械手的氣路進(jìn)行基本調(diào)試;根據(jù)故障現(xiàn)象判斷故障部位;檢查分析、找到故障點(diǎn)并分析解決故障;遵守安全操作規(guī)程;素質(zhì)目標(biāo)有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)穆殬I(yè)態(tài)度、規(guī)范的操作習(xí)慣、創(chuàng)新精神、團(tuán)結(jié)協(xié)作精神、自主學(xué)習(xí)精神及溝通能力。
此核心課程以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)開展課程教學(xué),提升學(xué)生的職業(yè)能力,以具體自動(dòng)化生產(chǎn)線為載體,融合認(rèn)知、安裝、調(diào)試和檢測(cè)等內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、做、評(píng)一體化教學(xué),突出課程的職業(yè)性、實(shí)踐性和開放性。以學(xué)生為主體,采取多樣化教學(xué)方法。以自動(dòng)化設(shè)備改造為工作過(guò)程,涉及電路圖分析、電氣圖設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)、設(shè)備組裝、設(shè)備運(yùn)行調(diào)試、設(shè)備檢測(cè)、設(shè)備維護(hù)等行動(dòng)領(lǐng)域,設(shè)置六個(gè)學(xué)習(xí)情境:零配件拆裝、傳感器檢測(cè)、氣路檢測(cè)、異步電機(jī)檢測(cè)、步進(jìn)電機(jī)檢測(cè)、整體檢測(cè)調(diào)試,分成20個(gè)任務(wù)。
項(xiàng)目一:供料站的安裝,有機(jī)械拆裝、氣路拆裝、電器拆裝三個(gè)任務(wù);項(xiàng)目二:加工站的安裝,設(shè)計(jì)任務(wù)有加工站組裝、光電傳感器檢測(cè)、限位傳感器檢測(cè)三個(gè)任務(wù);項(xiàng)目三:裝配站的安裝,設(shè)計(jì)任務(wù)有裝配站組裝、電磁閥檢測(cè)、氣缸檢測(cè)三個(gè)任務(wù);項(xiàng)目四 :分揀站的安裝,設(shè)計(jì)任務(wù)有分揀站組裝、傳送帶的檢測(cè)、異步電機(jī)的檢測(cè)、變頻器的檢測(cè)四個(gè)任務(wù);項(xiàng)目五:輸送站的安裝,設(shè)計(jì)任務(wù)有輸送站組裝、光纖傳感器檢測(cè)、機(jī)械手檢測(cè)、步進(jìn)電機(jī)的檢測(cè)、溜板檢測(cè)四個(gè)任務(wù);項(xiàng)目六:整體運(yùn)行調(diào)試,有PLC控制網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、程序編寫、綜合調(diào)試三個(gè)任務(wù)。
2自動(dòng)化生產(chǎn)線的教學(xué)方法與評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)
2.1教學(xué)方法。
(1)講授法:講解項(xiàng)目任務(wù),傳授項(xiàng)目任務(wù)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn),針對(duì)學(xué)生實(shí)施過(guò)程中出現(xiàn)的不足進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的說(shuō)明。
(2)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法:在符合生產(chǎn)要求的工作環(huán)境中進(jìn)行操作技能和維修應(yīng)用能力實(shí)踐,提高職業(yè)氛圍,在工作過(guò)程中提升學(xué)生的職業(yè)道德、職業(yè)素養(yǎng)和崗位適應(yīng)能力。
(3)任務(wù)驅(qū)動(dòng)法:將教學(xué)過(guò)程融入項(xiàng)目任務(wù)中,讓學(xué)生自主討論分析實(shí)施,學(xué)生在工作過(guò)程中得到知識(shí)。
(4)小組討論法:學(xué)生每六~八人為一個(gè)小組,小組討論分析,討論解決,分工協(xié)作完成項(xiàng)目任務(wù)。
六步教學(xué)實(shí)施:明確任務(wù)、討論分析、制定方案、檢測(cè)故障、檢驗(yàn)效果、總結(jié)分析。老師交代目標(biāo),注意觀察和記錄小組對(duì)現(xiàn)象分析情況,解答學(xué)生提出的問(wèn)題,對(duì)跟主題分析偏離太遠(yuǎn)的小組予以引導(dǎo),讓學(xué)生自行摸索,在后期對(duì)學(xué)生可能會(huì)引起事故或損壞設(shè)備和工具的異常操作給予糾正,最后老師組織小組進(jìn)行故障排除工作匯報(bào),互評(píng),并對(duì)每組進(jìn)行考核評(píng)價(jià),再引導(dǎo)學(xué)生自行總結(jié)。
2.2評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)。
課程采用過(guò)程考核與期終考核相結(jié)合、企業(yè)考核與校內(nèi)項(xiàng)目考核相結(jié)合、教師考核與學(xué)生考核相結(jié)合的多元化考核方式,利于理論聯(lián)系實(shí)際,有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)新和思考,更督促他們到實(shí)際中去發(fā)現(xiàn)和改進(jìn),去尋找合適自己的項(xiàng)目和課題。
課程考核為:校內(nèi)項(xiàng)目,企業(yè),綜合實(shí)訓(xùn)三大類。當(dāng)堂課的考核有:教師考核、小組互評(píng)、小組自評(píng);教師考核內(nèi)容為五項(xiàng):任務(wù)分析情況,實(shí)施方案制定,任務(wù)完成質(zhì)量、分工協(xié)作精神、故障檢測(cè)手段、安全操作規(guī)范、小組總結(jié)。
和很多專業(yè)課一樣,多種教學(xué)方法和全面的評(píng)價(jià)方案,有效保證了教學(xué)效果。
3相關(guān)課教學(xué)
3.1電機(jī)與電氣控制的教學(xué)。
本課程以發(fā)電機(jī)為主題,以工作任務(wù)為導(dǎo)向,以工廠實(shí)用型電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試與維護(hù)情景教學(xué)為主線貫穿全課程,用實(shí)物進(jìn)行直觀性教學(xué),使學(xué)生感性認(rèn)識(shí)強(qiáng),理性認(rèn)識(shí)夠。
典型的教學(xué)任務(wù)有三相異步電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)、三相異步電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)動(dòng)控制、三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制、三相異步電動(dòng)機(jī)延時(shí)啟動(dòng)控制(或三相異步電動(dòng)機(jī)Y-降壓?jiǎn)?dòng))、機(jī)械手控制等。
課程特色是學(xué)生充分利用所學(xué)知識(shí)、網(wǎng)絡(luò)資源、閑瑕時(shí)間作為期三個(gè)月的“繼電控制課程設(shè)計(jì)”。任務(wù)書要求能夠根據(jù)功能要求選擇個(gè)元器件的類型及其型號(hào);了解個(gè)元器件的工作原理和使用方法;把各元器件連接起來(lái)實(shí)現(xiàn)本課程設(shè)計(jì)的要求。設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求:兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)都存在重載啟動(dòng)的可能,任何一級(jí)傳送帶停止工作時(shí),其他傳送帶都必須停止工作,控制線路有必要的保護(hù)環(huán)節(jié),有故障報(bào)警裝置。課程設(shè)計(jì)書要有課題介紹、題目、摘要、總體方案設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)目的、控制要求、設(shè)計(jì)要求、 硬件選型、主電路原理圖的設(shè)計(jì)、 控制電路原理圖的設(shè)計(jì)、重載保護(hù)電路設(shè)計(jì)、欠壓保護(hù)電路設(shè)計(jì)、總結(jié)。
3.2PLC教學(xué)。
PLC是可編程序邏輯控制器(Programmable Logic Controller)的簡(jiǎn)稱,早期是一種開關(guān)邏輯控制裝置,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展,其控制核心采用微處理器,功能有了極大擴(kuò)展,除了最廣泛的取代傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制的開關(guān)量邏輯控制外,還有過(guò)程控制,數(shù)據(jù)處理,通信聯(lián)網(wǎng)與顯示打印,PLC接口采用光電隔離,實(shí)現(xiàn)了PLC的內(nèi)部電路與外部電路的電氣隔離,減小了電磁干擾。
PLC有5種編程語(yǔ)言:
(1)順序功能圖(SFC)。
順序功能圖常用來(lái)編制順序控制類程序,包含步、動(dòng)作、轉(zhuǎn)換三個(gè)要素。順序功能編程法是將一個(gè)復(fù)雜的控制過(guò)程分解為小的工作狀態(tài),這些狀態(tài)按順序連接組合成整體的控制程序。
(2)梯形圖(LD)。
梯形圖沿襲了繼電器控制電路的形式,是在常用的繼電器、接觸器邏輯控制基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化了符號(hào)演變而來(lái)的,形象、直觀、實(shí)用,電氣技術(shù)人員容易接受,要求用帶CRT屏幕顯示的圖形編程器才能輸入圖形符號(hào),是目前用得最多的一種PLC編程語(yǔ)言。
(3)功能塊圖(FBD)。
功能圖編程語(yǔ)言是用邏輯功能符號(hào)組成的功能塊來(lái)表達(dá)命令的圖形語(yǔ)言,與數(shù)字電路中的邏輯圖一樣,極易表現(xiàn)條件與結(jié)果之間的邏輯功能。
(4)指令表(IL)。
采用經(jīng)濟(jì)便攜的編程器將程序輸入到可編程控制器就用指令表,使用的指令語(yǔ)句類似微機(jī)中的匯編語(yǔ)言。指令表程序較難閱讀,其中的邏輯關(guān)系很難一眼看出,所以在設(shè)計(jì)時(shí)一般使用梯形圖語(yǔ)言。如果使用手持式編程器,必須將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令表后再寫入PLC,在用戶程序存儲(chǔ)器中,指令按步序號(hào)順序排列。
(5)結(jié)構(gòu)文本(ST)是文字語(yǔ)言。
編程語(yǔ)言的學(xué)習(xí)是PLC教學(xué)的一項(xiàng)重要內(nèi)容,中間加以不同的應(yīng)用實(shí)例:順序控制電路、常閉觸點(diǎn)輸入信號(hào)的處理,使用多個(gè)定時(shí)器接力定時(shí)的時(shí)序控制電路、三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路、鉆床刀架運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),LED數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì),還經(jīng)常根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖。
增加的學(xué)習(xí)情境還常有如下任務(wù):洗手間的沖水清洗控制、進(jìn)庫(kù)物品的統(tǒng)計(jì)、競(jìng)賽搶答器裝置設(shè)計(jì)、彩燈或噴泉PLC控制;尋找數(shù)組最大值并求和運(yùn)算、電熱水爐溫度控制等。
3.3單片機(jī)。
單片微型計(jì)算機(jī)就是將CPU、RAM、ROM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和多種接口都集成到一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。用于示波器、報(bào)警系統(tǒng)、移動(dòng)電話、彩電等日常方面,在智能儀器儀表、工業(yè)控制、家用電器、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域、醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域、工商,金融,科研、教育,國(guó)防航空航天等領(lǐng)域也都有廣泛應(yīng)用。
數(shù)據(jù)大都在單片機(jī)內(nèi)部傳送,運(yùn)行速度快,抗干擾能力強(qiáng),可靠性高,微型單片化集成了如看門狗、AD/DA等更多的其它資源。教學(xué)內(nèi)容以80C51為核心講授單片機(jī)的的引腳、存儲(chǔ)器組織結(jié)構(gòu)、典型語(yǔ)句,以實(shí)例應(yīng)用為線索:?jiǎn)螣羰芸亻W爍、P1口外接8只LED發(fā)光二極管模擬彩燈、單片機(jī)做加、減、乘、除運(yùn)算等項(xiàng)目。各子任務(wù)都作硬件電路及工作原理分析、主程序流程圖設(shè)計(jì)、源程序的編輯、編譯、下載、單片機(jī)的I/O接口分配及連接。
教學(xué)采用ISP-4單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開發(fā)板,可以完成大量的單片機(jī)學(xué)習(xí)、開發(fā)實(shí)驗(yàn),對(duì)學(xué)習(xí)單片機(jī)有極大的幫助。該板采用在線可編程的AT89S51單片機(jī),有程序下載功能,可將編輯、編譯、調(diào)試好的單片機(jī)代碼下載到AT89S51單片機(jī)中。
3.4變頻器技術(shù)及應(yīng)用。
變頻技術(shù)讓學(xué)生熟練掌握各種電力電子器件的工作原理、主要參數(shù)、驅(qū)動(dòng)電路與保護(hù)技術(shù);掌握交-直-交變頻器、交-交變頻器、諧振型變頻的工作原理和應(yīng)用范圍;掌握脈寬調(diào)制控制、矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制等先進(jìn)技術(shù);了解變頻器與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)組成變頻調(diào)速系統(tǒng)、變頻器與雙饋電機(jī)組成調(diào)速系統(tǒng)、變頻器與同步電動(dòng)機(jī)組成變頻調(diào)速系統(tǒng),掌握電力電子電機(jī)系統(tǒng)的組成、工作原理、控制方法、運(yùn)行特性等,是強(qiáng)電應(yīng)用和現(xiàn)代技術(shù)推廣的有力體現(xiàn)。
3.5傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)。
傳感器技術(shù)代替人的感觀,在各種環(huán)境下應(yīng)用,檢測(cè)技術(shù)是一套有效的反應(yīng)體系,包括信息的獲得、測(cè)量方法、信號(hào)的變換、處理和顯示、誤差的分析以及干擾的抑制、可靠性問(wèn)題等。因此掌握常用傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)、性能,并能正確選用,了解傳感器的基本概念和自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的組成,對(duì)常用檢測(cè)系統(tǒng)有相應(yīng)的分析與維護(hù)能力。對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中主要工藝參數(shù)的測(cè)量能提出合理的檢測(cè)方案,能正確選用傳感器及測(cè)量轉(zhuǎn)換電路組成實(shí)用檢測(cè)系統(tǒng)的初步能力。
教學(xué)過(guò)程進(jìn)行小論文制作,讓學(xué)生提高計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平,使學(xué)生從文字處理水平提高到辦公處理水平。對(duì)分節(jié)、目錄、文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)作嚴(yán)格要求。題目如數(shù)字顯示電子稱、基于霍爾傳感器的轉(zhuǎn)速表、單片機(jī)電子秤研究、光纖測(cè)溫儀、煙霧報(bào)警器、小車尋跡設(shè)計(jì)、電熨斗自動(dòng)恒溫系統(tǒng)、電渦流探傷、電感測(cè)厚儀等。
4畢業(yè)論文指導(dǎo)分析
畢業(yè)論文專業(yè)聯(lián)系實(shí)際,通常小型自動(dòng)化系統(tǒng)以單片機(jī)為主,大型自動(dòng)化生產(chǎn)線以PLC為主,系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)力離不開電機(jī),觀察離不開傳感器,調(diào)速可用變頻器,綜合所學(xué),學(xué)生的論文涉及廣泛,有效教學(xué)可對(duì)應(yīng)從如下方面?zhèn)戎刂笇?dǎo)。
4.1立意選題。
根據(jù)實(shí)際和研究方向做好側(cè)重和體現(xiàn),如“觸摸屏控制的堿液配置系統(tǒng)”和“兩種液體混合裝置的PLC控制系統(tǒng)”的系統(tǒng)性和方向性,“車庫(kù)自動(dòng)門的PLC自動(dòng)控制”和“測(cè)速雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)”的檢測(cè)指標(biāo)要求等。
4.2材料整合。
在任務(wù)要求明確的基礎(chǔ)上,首先確定相關(guān)技術(shù)指標(biāo),對(duì)應(yīng)查找并列出論文結(jié)構(gòu),一份畢業(yè)論文至少含有三到五門課的內(nèi)容,對(duì)應(yīng)于研究方向進(jìn)行相應(yīng)編排和取舍。
4.3技術(shù)處理。
所搜集圖片的背景往往有水印,要去掉,圖片按要求進(jìn)行不同方向的剪切。圖表里的文字應(yīng)是五號(hào)或小五,注意表格標(biāo)題要單獨(dú)標(biāo)出等等格式要求。流程圖、梯形圖的設(shè)計(jì)與表現(xiàn)。
多種教學(xué)方法和理論聯(lián)系實(shí)際教出具有學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的學(xué)生,系統(tǒng)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用創(chuàng)造練就出具有競(jìng)爭(zhēng)力的學(xué)生,專業(yè)課的有效教學(xué)和畢業(yè)論文的順利設(shè)計(jì)將顯示本專業(yè)沉甸甸的含金量。
參考文獻(xiàn)
[1]呂景全.《自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》,中國(guó)鐵道出版社,2010年7月
[2]馬玉春.《電機(jī)與電氣控制》,北京交通大學(xué)出版社,2011年1月