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通过分析学院数控技术实训课程存在的主要问题,提出了开放式教学模式应用的教学手段。经过整学年开放式实训教学模式的试运行,证明了开放式数控技术实训教学模式的可行性,并提出实训教学模式几点思考。
关键词:
数控技术;实训;教学模式
0引言
数控技术是现代制造业生产的基础,能方便实现自动化、柔性化、集成化,同时也是提高制造业中产品质量和劳动效率的重要技术之一。数控技术实训是现代职业技术院校实训教学课程安排的重要环节,为保证数控技术实训的教学质量和实训效果,确保毕业人才的培养质量,学院现代制造业实训中心(以下简称“中心”)将数控技术实训课程改革作为教学的重中之重,那么就要努力寻找一条更适合中心当前发展形势的教学模式,必须要深化教学改革,打破传统的教学模式,在具体教学过程中,遵循理论指导实训,手脑并用,科研成果与实训内容相结合的启发式教学。
1学院数控技术实训课程存在的主要问题
1.1普通实训课安排周期短
学生普通金工实训课一般都安排在基础专业课之后,数控实训课一般都要安排在专业课和金工实训课之后进行。这样学生先在基础理论上有所认识,有所掌握,进行金工实训时就有很强的针对性,避免实训过程中的盲目性。目前中心安排的普通实训课周数远不及数控技术实训课程安排的多,没能突显普通实训课锻炼基本功的用途。
1.2数控技术实训课实训内容不丰富
数控技术是工科类专业必修课,也是一门实训性很强的技术基础课,通过实验、实训的方式增加感性认识,提高学生的动手能力和创新能力,达到预期的教学效果。
1.3实训难培养学生的创新精神
数控技术涉及到机械、电子、计算机、信息控制等多学科交叉型科学技术,是一门综合性的专业技术。随着计算机技术的高速发展,数控技术的更新速度也很快,而数控技术的掌握又需很强的实训性,这就给实训内容带来很大的困难,先进的、前沿的,深入的教学内容没有办法实现,大大制约了数控技术实训课程的发展。
2数控实训采取开放式教学手段
2.1多媒体与网络技术
目前中心也在积极探讨制作重点突出文字精练的多媒体课件,课件的制作要小巧、方便、简捷,例如数控机床的自动换刀、自动装夹、对刀操作等内容,应用flas代替繁琐的文字叙述,也可以设计制作交互式课件,方便学生在实训中实现人机交互,形象生动模拟机床的加工状态,学生深深体会到机床在加工过程中受自主控制的感觉。
2.2软件仿真技术
数控加工的仿真技术现在已经很成熟,在学生的实验课中都已多次涉及,在踏入实训中心进行真机床数控技术实训训练之前,还是很有必要进行仿真技术的应用学习。
2.3实际操作训练
学院一直以来都是很重视工科实际操作训练的环节,数控技术实训最终还要靠实际机床操作来完成。对于数控专业的学生我们有实际的教学计划安排实训,对于跨专业选修和社会化培训学员,我们在实际操作训练中采取事先应用我们的网络资源构建实习的虚拟机床做好加工前的所有准备。
3开放式数控实训教学模式的实施过程和结果
开放式数控技术实训课程的试运行选择了机械工程学院数控专业学生,让学生选择数控实训的内容正好与岗位需要相关,在实训的过程中锻炼学生能力来满足工作岗位的基本要求,这样既完成了教学任务,又很好的结合实际需要,不但能有目的的学习,而且还具有很强的针对性。实训时间安排比较人性化,学生提前来预约好实训时间,实训内容以及选择实习指导老师等相关事宜,利用校园互联网中心网页上相关内容,学生先做好实习前的准备功课,最后按预约时间内在指定数控机床上完成自己的加工任务。
4发展数控技术实训教学的几点思考
4.1强化管理,统筹学院教务处、各系部和中心各职能部门发挥各自的作用
数控实习实施的具体计划由各系各专业教研室负责,这样可能就需要一个有效的沟通协调的过程,必须梳理好各院系各专业教研室与中心的关系,整合资源,强化管理,把教学计划的制定者和执行者有机结合起来,积极发挥各职能部门的建设作用,让数控专业理论更扎实,促使实训质量不断提高。
4.2“因企制宜",加大引企共建实训中心的力度
学院引进技术服务型企业进驻,共建学院校内实训基地,充分利用企业的资金、设备、资质、技术指导力量以及相对稳定的产品,利用真实的零件加工和加工环境来提高学生技能,培养学生严谨认真的工作态度和崇尚技术的理念。
4.3大力推行产品式数控实习教学新举措
实训中心就是以提高技能,提高工程实训能力为宗旨的教学单位,所属教学设备都是实际生产型。提高这些设备的利用率,最大限度发挥这些设备的价值,就是要做到培养出更多高技能人才,创造出最多的劳动产品。让两者结合在一起就是让消耗型的数控实习变成生产型的产品加工,这样能解决数控实习成本高纯消耗的问题,又从一线零件加工中学到很多工程实训方面的知识,可能还能创造出一定的经济价值。
4.4投身科研,在项目中提高学生的实训能力
现在工程中心利用独特的资源优势大力提高科研能力,推行科研强化师资战略。让学生参与进各个科研课题中,从研究的角度引导学生独立思考,进行专业知识的融合,也可以动手参与加工,理解专业知识在科研中的重要性,从实训出发检验了老师和学生的知识与技能,交流互补,相互学习,这就是科研项目培养学生实训能力最大的益处。
参考文献:
[1]刘京秋.金工实习的管理模式研究[J].科学教育,2008,14(6):1-3.
[2]方喜峰,张胜文.数控技术应用实训方案探讨[J].实验室研究与探,2005,24(6).
[3]魏保立.数控技术课应用课程教学改革与实训[J].郑州铁路职业技术学院学报,2006,15(4).
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-7938(2016)03-0061-02
引言
数控技术是现代制造业生产的基础,能方便实现自动化、柔性化、集成化,同时也是提高制造业中产品质量和劳动效率的重要技术之一。数控技术实训是现代职业技术院校实训教学课程安排的重要环节,为保证数控技术实训的教学质量和实训效果,确保毕业人才的培养质量,学院现代制造业实训中心(以下简称“中心”)将数控技术实训课程改革作为教学的重中之重,那么就要努力寻找一条更适合中心当前发展形势的教学模式,必须要深化教学改革,打破传统的教学模式,在具体教学过程中,遵循理论指导实训,手脑并用,科研成果与实训内容相结合的启发式教学。
1学院数控技术实训课程存在的主要问题
1.1普通实训课安排周期短
学生普通金工实训课一般都安排在基础专业课之后,数控实训课一般都要安排在专业课和金工实训课之后进行。这样学生先在基础理论上有所认识,有所掌握,进行金工实训时就有很强的针对性,避免实训过程中的盲目性。目前中心安排的普通实训课周数远不及数控技术实训课程安排的多,没能突显普通实训课锻炼基本功的用途。
1.2数控技术实训课实训内容不丰富
数控技术是工科类专业必修课,也是一门实训性很强的技术基础课,通过实验、实训的方式增加感性认识,提高学生的动手能力和创新能力,达到预期的教学效果。
1.3实训难培养学生的创新精神
数控技术涉及到机械、电子、计算机、信息控制等多学科交叉型科学技术,是一门综合性的专业技术。随着计算机技术的高速发展,数控技术的更新速度也很快,而数控技术的掌握又需很强的实训性,这就给实训内容带来很大的困难,先进的、前沿的,深入的教学内容没有办法实现,大大制约了数控技术实训课程的发展。
2数控实训采取开放式教学手段
2.1多媒体与网络技术
目前中心也在积极探讨制作重点突出文字精练的多媒体课件,课件的制作要小巧、方便、简捷,例如数控机床的自动换刀、自动装夹、对刀操作等内容,应用flas代替繁琐的文字叙述,也可以设计制作交互式课件,方便学生在实训中实现人机交互,形象生动模拟机床的加工状态,学生深深体会到机床在加工过程中受自主控制的感觉。
2.2软件仿真技术
数控加工的仿真技术现在已经很成熟,在学生的实验课中都已多次涉及,在踏入实训中心进行真机床数控技术实训训练之前,还是很有必要进行仿真技术的应用学习。
2.3实际操作训练
学院一直以来都是很重视工科实际操作训练的环节,数控技术实训最终还要靠实际机床操作来完成。对于数控专业的学生我们有实际的教学计划安排实训,对于跨专业选修和社会化培训学员,我们在实际操作训练中采取事先应用我们的网络资源构建实习的虚拟机床做好加工前的所有准备。
3开放式数控实训教学模式的实施过程和结果
开放式数控技术实训课程的试运行选择了机械工程学院数控专业学生,让学生选择数控实训的内容正好与岗位需要相关,在实训的过程中锻炼学生能力来满足工作岗位的基本要求,这样既完成了教学任务,又很好的结合实际需要,不但能有目的的学习,而且还具有很强的针对性。实训时间安排比较人性化,学生提前来预约好实训时间,实训内容以及选择实习指导老师等相关事宜,利用校园互联网中心网页上相关内容,学生先做好实习前的准备功课,最后按预约时间内在指定数控机床上完成自己的加工任务。
4发展数控技术实训教学的几点思考
4.1强化管理,统筹学院教务处、各系部和中心各职能部门发挥各自的作用
数控实习实施的具体计划由各系各专业教研室负责,这样可能就需要一个有效的沟通协调的过程,必须梳理好各院系各专业教研室与中心的关系,整合资源,强化管理,把教学计划的制定者和执行者有机结合起来,积极发挥各职能部门的建设作用,让数控专业理论更扎实,促使实训质量不断提高。
4.2“因企制宜",加大引企共建实训中心的力度
学院引进技术服务型企业进驻,共建学院校内实训基地,充分利用企业的资金、设备、资质、技术指导力量以及相对稳定的产品,利用真实的零件加工和加工环境来提高学生技能,培养学生严谨认真的工作态度和崇尚技术的理念。
4.3大力推行产品式数控实习教学新举措
实训中心就是以提高技能,提高工程实训能力为宗旨的教学单位,所属教学设备都是实际生产型。提高这些设备的利用率,最大限度发挥这些设备的价值,就是要做到培养出更多高技能人才,创造出最多的劳动产品。让两者结合在一起就是让消耗型的数控实习变成生产型的产品加工,这样能解决数控实习成本高纯消耗的问题,又从一线零件加工中学到很多工程实训方面的知识,可能还能创造出一定的经济价值。
4.4投身科研,在项目中提高学生的实训能力
现在工程中心利用独特的资源优势大力提高科研能力,推行科研强化师资战略。让学生参与进各个科研课题中,从研究的角度引导学生独立思考,进行专业知识的融合,也可以动手参与加工,理解专业知识在科研中的重要性,从实训出发检验了老师和学生的知识与技能,交流互补,相互学习,这就是科研项目培养学生实训能力最大的益处。
参考文献:
[1]刘京秋.金工实习的管理模式研究[J].科学教育,2008,14(6):1-3.
[2]方喜峰,张胜文.数控技术应用实训方案探讨[J].实验室研究与探,2005,24(6).
[3]魏保立.数控技术课应用课程教学改革与实训[J].郑州铁路职业技术学院学报,2006,15(4).
中图分类号:G642 文献标识码:A
Discussion on CNC Technology Professional Project-based Teaching Model
WANG Can, QIN Xuedong, XU Bensheng
(Department of Mechanical Engineering, Guilin University of Aerospace Technology, Guilin, Guangxi 541004)
Abstract Aiming at the deficiency of traditional teaching methods , the project type teaching mode has introduced into NC technology specialty's teaching. NC technology specialty's teaching content and characteristic has analysed, and the principles and points of project teaching has expounded.Teaching established close contact with project, Students' creativity and integrated ability is trained. AS a new teaching concept, the practice has shown that the project type teaching mode's application can help the teaching and reformation.
Key words NC; project teaching; project type teaching mode
目前,大多工科高等院校都开设有数控技术专业,其培养目标大多是针对从事一线数控加工的工人,机械产品的设计、制造人员, 或者是从事车间生产技术管理的人员。这些人员都要求能在生产现场进行相应的设计、制造、工艺、 管理工作。这就要求教师在数控技术专业的教学中注重学生实践动手能力创新思维能力的培养,然而,在传统的数控技术专业的教学中,教师主要采用集中授课的方式进行理论知识的传授,学生被动地接受知识,从而使学生缺乏自主获取知识信息的主动性、探求知识的积极性以及解决问题的能力。以致当前许多高校开设的数控技术专业的毕业生上岗后,有相当一部分数控技术专业学生就业后不能胜任工作岗位,这表明传统的教学方法已无法适应制造企业对数控人才的需求,也不能顺应数控技能人才的发展,因而对传统教学方法的改革势在必行。
根据我国国情,国内有关教育专家和学者在德国课程教学实践成效的基础上,提出了项目教学模式。该教学模式以学生的自主性、探索性学习为基础,以培养学生综合能力为目标,采用类似科学研究的方法,师生通过共同实施一个完整的“项目”而进行教学活动,是促进学生主动积极发展的一种新型教学方法。项目教学模式体现了职教和应用型本科教育的特色,是我国职教和应用型本科教育教改的发展方向。
针对传统教学方法的不足,本文将项目教学模式引入到数控技术专业的教学过程中,具体对数控技术专业的项目式教学模式进行详细探讨。
1 数控技术专业教学内容及特点
数控技术专业教学包括理论和实践两部分内容。理论内容主要有机械制图、机械设计基础等基础课程,专业方面主要有数控编程、数控机床编程与操作、机床加工工艺等课程的教学。与教学内容对应,数控技术专业的课程体系包括通用平台课和专业平台课。从课程所属模块方面看,通用平台课与基本素质、能力模块相对应,专业平台课主要针对学生基础岗位能力的培养,包括手工编程、普通车削和普通铣削等技能。专业方向课主要培养学生的核心岗位能力和拓展岗位能力,包括数控车削加工、数控铣削加工、车间管理等技能。数控技术专业中基础岗位能力、核心岗位能力和拓展岗位能力和相关教学课程如图1所示。
图1 数控技术专业岗位能力培养与教学内容
然而,目前数控技术专业的相关课程基本上是单独开设的,各课程内容知识相对独立。在专业实践技能方面,很多院校侧重于培养学生对数控机床的简单操作技能,而对数控加工工艺规程的编制,如工艺路线安排、刀具选择、切削用量的设置等专业技术能力的训练不够。实际上,考虑到数控技术专业的特点、现有教学条件,可以将相关的理论与实践技能结合在一起,通过完成项目的方式来对学生进行综合、全面的培养。
随着科学技术的提高,制造业中提高产品质量、提高劳动生产率是必然趋势。数控技术作为一种重要手段已开始广泛普及于各大中小企业。因此数控技术专业的培养目标不仅在德智体美全面发展,还在于在专业上具有较强的动手能力,能将数控技术的基本理论知识用于数控加工、编程以及对数控设备的维护管理上。
2 数控技术专业项目教学模式
2.1 项目教学模式
项目教学法是由美国著名儿童教育家、伊利诺易大学教授凯兹博士和加拿大儿童教育家、阿尔伯特大学教授查德博士共同推创的一种以学生为本的活动教学法。项目教学法打破了学科化的知识体系,从职业岗位工作任务分析出发,通过选取生产实践中具有典型意义的若干“项目”作为载体或者借用生产实践中的“项目”概念,根据项目的基本特征和形式,为达到教学目标的要求而设计出若干个与教学要求相一致的“教学项目”,并把课程教学内容融合在这些项目中。在具体的教学过程中,项目教学法以学生为主体、教师为辅(教师主要扮演咨询专家、仲裁者角色),学生通过自主完成这些项目中规定的每一项工作任务,在有目标的行动化学习中积累实践知识、获取理论知识。
教学模式是教学方法的上位概念,是风格独特的教学样式,一般指在多样化的教学活动中形成的相对稳定的、独具风格的基本教学理论框架,它能掌控整个教学活动的有序进行,使其具有可执行性,也能突出教学目标。在项目教学模式下,学生以完成工作化的学习任务为基础,其学习过程是以行动为主的自我构建过程。
2.2 项目教学设计
在项目的教学过程中,教师的教学侧重点将有所变化,不再是简单地将知识传授给学生,学生被动地接受,而是要让学生在项目的完成过程中,自主获取相关知识,并运用到项目实践中,即学生是教学中认知的主体,知识的主动构建者,因此在进行项目教学的设计中,不能忽略以下两个原则:
(1)学生是项目教学的主体。在项目教学的过程中,学生针对问题主动建构相关知识,在自己已有知识、经验的基础上,自主地选择、处理、加工信息从而来获取相应的知识和能力。因此,在采用项目教学的过程中,要充分调动学生的学习主动性,开发学生的创新精神,让学生在自主的学习过程中不断自我学习和归纳总结。(2)建立有效的学习效果评价机制。由于在项目教学法中,教学的进行是以一个个任务的完成来开展的,每个任务涉及的知识点比较散而且有限,因此,需在项目完成后在各组成员间进行讨论总结,将知识系统化。同时,对学习的评价,不再采用传统的期末卷面考试评定,而是通过学生对项目的完成过程情况进行综合评价,既要考核团结协作,也要考核知识的获取与运用过程。
根据项目教学法的意义和内涵,在项目教学法的实施有以下三个要点:(1)教学项目的合理选取。教师选择项目时,既要注意难度适中,还要体现教学内容,同时还需来源于现实生活,这样才能既调动学生学习和解决问题的积极性,又能突出教学知识点,完成教学目标。(2)项目教学情境的创设。教师要充分有效利用学校现有的教学条件与资源(如实习工厂、计算机仿真软件等)创建接近真实的项目实施环境。(3)注意团队协作精神的培养。实际项目往往不能够只靠一个成员来完成,在实施项目教学时,要注意团队协作能力的培养。让各成员充分交流,在清楚表达自己想法的同时还要能够虚心听取他人的意见、共同解决各种困难,从而充分发挥整个团队的思维与智慧,实现全体学生共同协作意义的建构。
2.3 项目教学模式的实施
根据项目教学法的教学思路以及考虑到项目教学的设计原则和要点,结合笔者具体的教学,数控技术专业项目教学模式的具体实施步骤如下:
(1)选取项目。笔者整合了机械设计基础、数控加工与编程等课程内容,选取、编排了若干教学项目,如“垃圾焚烧炉炉排的设计与制作”,在项目具体的实施过程中,不同学生进行设计和制作所得最终装置有所区别,而不同装置对应的组成部分大体相同,均包括传动机构和推料机构,具体组成零件有传动轴、连杆、推料爪等。炉排的设计、制作内容与专业课程知识间的联系如图2所示。
图2 炉排的设计、制作内容与专业课程知识间的联系
以上项目与人们实际生活关系紧密,涉及的专业课程知识较多,综合性强,具有一定的难度。但由于实现功能、各组成零件并不复杂,在现有设备和条件下学生完全可以制作出来,将其引入具体的数控技术专业教学,容易引起学生兴趣,同时还具有明显的实际意义。在实际选择项目时,也可以选择一些综合性较低的项目,如针对数控加工与编程技能的培养,可以选取一些典型轴类、平面类零件加工,综合性强的如手机外壳、复杂锻模等作为学生的学习项目。
(2)学生分组。确定合适项目后,要对学生进行分组,小组采用协作学习的方式以更好地调动学生的主动性,由组长负责全面统筹安排。分组后各小组成员根据项目要求对项目进行方案分析设计,此时,各小组要多查阅国内外文献,并深入学校实习工厂,使设计的方案更贴切实际。确定方案后,制定时间、任务分配表,将项目根据设计方案分解成多个子任务分配给各成员来完成,最后汇总达到完成整个项目的目的。
(3)项目实施,即各小组根据项目要求对项目完成过程的具体实施。各小组成员拿到任务后要经常碰头,对自己的任务完成情况及遇到的问题进行通报讨论,有必要时对设计方案进行调整,以保证项目的按时完成。同时,指导老师要尽可能利用学校现有的资源创设与学习内容相应的教学情境,使学生在尽可能真实的情境中学习、解决问题。如在进行数控加工之前,可以通过实训室现有虚拟仿真加工软件进行模拟加工,这样可以在具体加工前发现工序安排和具体数控程序中的错误。另外,学生在完成任务过程中,不能忽略教师的指导作用,教师需提供及时咨询和帮助。
(4)评价总结。项目教学以项目为核心,围绕着项目的完成、知识的构建而展开,教学的评价也应以项目的完成过程情况来评定。主要评价方面包括教师评价、学习小组评价和自评三部分。同时,各小组要对项目的完成情况进行分析总结,并形成总结报告进行提交,各小组还需集中向指导老师汇报各自项目设计制造过程,并相互讨论各自方案的优劣,指导老师进行最后的评议总结,并对知识点进行归纳。
(5)教学反馈。通过学生反馈,查找项目式教学实施过程中的不足并加以修正,有助于更好地实施项目教学,同时还有利于教师教学技能的提高。
3 结论
本文将基于项目的教学模式引入到数控技术专业的教学过程中。在教学中将学习与项目挂钩,通过具体的项目来培养学生获取和处理信息的能力、独立分析和解决问题的能力以及与团队协作的能力等。笔者已经将项目式教学方法运用于数控技术专业课程的教学中,并在全国大学生创新设计与制作大赛广西赛区中多次获奖。实践教学表明,采用项目教学模式能够将理论和实践进行有机结合,有助于培养学生的创新精神和提高学生的实践能力、工程意识,这是传统的教学方法所达不到的效果。作为一种全新的教学观念,项目教学模式的应用可以帮助教师实施整体教学,推动教研教改及课程设置的改革。
基金项目: 2012年度广西高等教育教改工程项目《能力本位视角下数控技术专业项目式教学的研究与实践》(编号:2012JG281);桂林航天工业学院教改项目《CAD/CAM技术应用项目式教学改革》(编号:2011JA06)
参考文献
[1] 冷淑君.关于项目教学法的探索与实践[J].江西教育科研,2007(7).
一、数控技术专业“理实一体化”教学模式的优势
理实一体化是一种新型的技工院校教学模式,应用已经非常普遍,从实际效果上来看,对提升教学效率非常有效。本文研究的就是数控技术专业“理实一体化”教学模式方面的一些要点。1.提升学生兴趣从院校的角度来看,生源下降的现象会导致技工院校的教学成果大打折扣。这种变化表现在学生的成绩、生活、行为等各个方面,这也意味着未来技工院校的毕业生可能会面临着严重的就业问题。与此同时,学校的教学也面临严峻挑战,因为许多问题不仅是出现在学生身上,毕竟学生本身也是想要获得进步的,只是基础比较薄弱,所以在教学中很多难点无法解决,逐渐失去了学习的信心,形成一种恶性循环。理实一体化其实就是用更加简单的方式帮助学生理解要点,所以能够让学生恢复对学习的信心和兴趣。2.符合地方需求各地经济发展的特点不同,因此对人才的需求也不同,例如江浙地区制造业比较发达,所以对技能人才的需求非常迫切,如今企业要求技能人才要有责任感、技能水平高、团队协作意识强等,而新兴产业则需要具有创新精神的人才。所以技工院校需要培养出适合当地经济发展的人才,但以往的教学方式并没有考虑到这一点,理实一体化模式则是让学生对当地的经济发展更加了解,在能力的提升上更有针对性,所以更符合地方需求。3.教学内容灵活在一体化教学中理论知识和实践是相互结合的,也就是我们所说的“做中学”模式,教师可以摆脱以往课堂教学的限制,根据实践目标整合教学资源,根据合作企业对员工的需求,调整教学内容以及教学目标,并且便于随时做出改变。4.促进全面发展传统教学主要是对知识的讲解和灌输,教师会忽略学生职业素养和创新能力的培养,学生对知识的应用能力不强,这种局面会导致学生即便成绩上已经达标,在实际工作中却依旧没有实质上的作为,并不符合企业的需求。而一体化教学则是让学生有机会参与到真正的企业实践中,让学生真正学会职业技能以及团队协作模式。
二、数控技术专业“理实一体化”教学模式的实施
1.建设师资队伍师资队伍是提升教学效果的基础,技工院校要重视人才的引进,让教师队伍的个人能力获得提升,基于一体化教学的需求,应该组织教师深入企业,并给予教师更多参加培训的机会,有机会可以选送优秀教师参加省级、国家级以及国外的培训,让教师在理论和实践两方面获得提升,以便以自身的技能水平为学生提供高质量的教学。2.提供实训条件技工院校要重视创造良好的实训条件,一体化教学需要为学生提供几个真正的车间、加工中心以及其他的实训室,这些硬件上的建设都应该参考国家标准,其中设备设施则应以当地企业的一线标准进行配置,为学生提供良好的实践条件,使其对知识的掌握和应用水平都得到全面提升,同时未来走上岗位后也可以更好地发挥才能。3.建设配套教材技工院校应该在教材上进行调整,各地的经济发展不同,企业的发展情况也不同,学生在实际中遇到的很多问题并不是传统教材可以满足的,因此,学校应该收入更有针对性的教材内容,可以按照用人单位、学生的知识水平以及就业需求等各方面需求为基础进行编制。
三、小结
理实一体化这种新型的教学模式在各地技工院校已经大范围开始实践,对于高职培养高素质的技能型人才,起到了极大的推动作用,而在实践中还有很多细节需要注意。
参考文献:
[1]王东.项目教学法在理实一体化教学模式中的应用[J].辽宁高职学报,2011(12).
数控技术专业培养人才的重点是使得学生拥有具备从事数控设备的操作、编程、调试、检测、运行,维修和维护等的能力,而这些又必须体现在教学模式上。
1 教学模式改革的定义
教学的目的是为了使学生获得实际有用的知识和能力,使其更好更快地适应社会生活,学生是教学的重点,而教学模式则是建立在教学基础上一种教学结构框架和活动程序,它以一定的教学思想或教学理论作为指导,具有一定的有序性和可操作性,并且能够从宏观上把握教学活动整体以及各要素之间内部的关系和功能。教学模式改革则是改变传统的“讲解――接受”或者“示范――模仿”的传统教学模式,用“以能力为本”的考核方式代替“试卷”的考核方法,以此来达到“学生自主学习,老师引导学习的目的”。
2 中职数控技术应用专业教育模式改革的必要性
2.1 教学目标使然
这是中职教学“以能力为本”的教学目标在教学模式上的体现。随着社会的发展,企业对人才的职业素质要求越来越高,要使得学生能够适应社会和企业发展的需要,就必须对传统的教学模式进行改革。对于强调学生的职业性与实践性的中职院而言,教学模式改革更是迫在眉睫。中职数控技术应用专业可以通过实施“项目+任务”的教学来达到“学生自主学习,老师引导学习”的要求。“项目+任务”教学的首要前提是对教材进行改革,教材必须按照项目、任务的方式进行编写,其次为调动学生学习的积极性,营造主动学习的氛围,就必须改变以往学生被动接受的学习方式,创造条件让同学参与到信息收集、计划制定、成果评价等实践中。最后,在师资方面,授课老师要能全面的掌握数控即使应用专业的理论知识和实际操作,能够发现问题并指导、帮助学生解决问题。
2.2 培养目标使然
这是中职学生以专业岗位需求为导向的培养目标在教学模式上的体现。要想学生在进入社会后能够更好的转变角色投入工作,就必须注重对学生的基本职业素质和职业能力的培养,对此,可以对教学模式进行改革,让学生在真实的职业环境中顶岗实习,进行实际的操作锻炼,让学生与企业之间能够达到零接触,这样就能为学生就业提供有利的条件。
3 中职数控技术应用专业改革的方法
3.1 实施“项目+任务”教学
教学应当以学生为中心而不是以老师为中心,因此,新教学模式的建立一定要适合中职学生,而“项目+任务”的教学模式则是不二的选择,结合学生、专业以及企业要求的特点,将课程分解成独立的“项目”,再把项目分解成多个“任务”,在老师的带领和指导下,学生们围绕着一个共同的任务进行学习、探索和创新。当然,在设计的过程中老师必须充分考虑到所设计的项目是否符合学生的发展需要以及其包含的教学知识。在项目设计完成后,老师还必须对该项目进行讲解分析,调动同学们的积极性以及参与的热情并且做好分组实施的指导工作,在学生任务开始后,老师需要对学生起到引导和鼓励作用,把每一个学生都带入到这种氛围中来。这种“项目+任务”的教学模式不但能够提升学生的专业知识、专业技能以及专业素养,也使得同学们在实践中懂得互相协作从而培养相互间的感情。
3.2 改革考核方法
考核是教学中一个相当重要的环节,因此,建立一个有可操作性的多元化评价体系在中职数控技术应用专业改革中也占据着剧组轻重的地位。中职数控技术应用专业对学生的实践动手能力要求相当高,传统的“试卷”考核方法不能对学生的学习能力以及掌握的记述进行全面客观的评价。对于中职数控技术应用专业的考核,应当把理论与技能结合起来,个人集训与集体集训结合起来,把实训过程的表现与实训的结果结合起来,针对该专业对动手实践能力要求相对较高的特点,又以技能考核为主。而且在具体的课程方面,学生若是能够拿到数控工艺员证书或者数控操作中级工证书,可以不参加本课程的理论考试,这样,就不会是的具备有动手实践能力的学生的才能得不到展示。总之,对于学生的考核绝不能以单一的理论考试作为根据,而应当综合测量和评价学生的学习行为、学习过程以及学习成就,建立一个多元化的评价系统,这样才能为学生学习决策提供有力的信息和依据,也为教师教学设计和教学模式的改革注入新的活力。
4 总结
随着社会和企业的不断发展,要使中职数控技术应用专业的学生更好的适应社会发展的需要,离不开对教学模式的改革,而这,还需要我们不断的探索与创新。
参考文献:
根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》提出要更新人才培养观念,树立多样化人才观念,尊重个人选择,鼓励个性发展,不拘一格培养人才。我校加速推进教学模式的创新,以达到零距离就业的人才培养目标。以企业典型产品为载体,构建教学包项目课程体系。以教学模式改革为动力,构建“引产入教”新的教学模式。经过几年的改革与实践,深层次进行校企合作,数控技术应用专业“引产入教”的教学模式取得了显著成果。
引产入教:在教学中引进企业的典型产品,以典型产品为项目载体,实施项目教学。结合实训教学进行“引产入教”,以达到产学相长,既使相关专业师生的技能水平和素养得到提高,又能把以往的实训教学作品转化为企业市场需求的商品,既能参与到企业的技术研发,又能投入到新产品开发工作中。并使学生技能水平和职业素养方面与企业岗位、企业文化的要求进行零对接。
一、构建引产入教课程体系
为把学生培养成基础知识牢、实践技能强、岗位适应快、创新意识高、综合素质好的高素质技能型人才,以“精操作、能编程、知工艺、会维修”为目标,构建基于企业典型产品为载体的教学包项目课程体系。
图基于企业典型产品为载体的教学包项目课程体系示意图
素质课程:按照中等职业教育的人才培养规格和企业对人才的素质要求,以科目课程形式开设,由基本素质课程和素质拓展课程两部分组成,主要培养学生的人文素质和通用能力。基本素质课程由德育课、计算机应用技术、数学基础、应用英语、语文、体育与健康课组成,拓展素质课程由礼仪修养、心理健康、职业指导与创业教育课组成。
项目课程:与企业共同设计与开发,根据专业面向的四大主要岗位能力要求和参照数控中级操作员职业资格标准,以“精操作、能编程、知工艺、会维修”为目标,设置四个渐进式的专业能力目标。围绕专业能力目标确定专业基础能力、专业能力、专业核心能力三个教学包和一个专业拓展能力教学包。
专业基础能力教学包:专业基础能力教学包由零件的手动工具加工、普通车削加工技术、普通铣削加工技术课程组成。通过选取由简单到较复杂,由单一到综合的机械零件的加工项目,从图纸分析到普通刀具、夹具的选用、普通机械加工工艺的制定以及普通机床的操作训练,使学生掌握机械制图、机械制造工艺、机床夹具、刀具、机械设计、公差与测量等相关知识,培养学生机械加工工艺实施能力,为学生专业能力的学习打下基础。
专业能力教学包:专业能力教学包由数控车削加工技术、数控铣削加工技术和加工中心加工技术课程组成,是在学生具备普通机械加工工艺实施能力的基础上,通过设置零件的数控加工项目,进一步训练学生的中等复杂程度零件图纸的分析能力,同时训练学生数控加工工艺设计、数控刀具夹具选用、数控机床手工编程及操作的能力,使学生达到数控机床中级工操作水平,为培养学生的专业核心能力奠定基础。
专业核心能力教学包:专业核心能力教学包由产品的数控编程加工与装配课程和数控加工工艺课程组成。专业核心能力是在前两个专业能力的基础上,通过综合项目的训练,进一步提高学生对较复杂零件图及装配图的分析能力,能完成典型综合件的加工、CAD/CAM软件应用、模拟加工等相关知识,提升数控工艺的实施能力,使知识、技能、素质综合化,达到本专业人才培养目标的要求。
专业拓展能力教学包:专业拓展能力教学包由数控机床维修技术和车间管理课程组成,学生任选其一。拓展课程为拓展学生相关岗位能力而开设,主要内容为电工与电子技术、电机与电气控制、PLC、数控机床维修与检测、车间管理等,使学生的综合能力进一步加强。
二、构建引产入教的师资队伍
通过外出学习、培训、科研或教改项目、企业挂职或参与项目开发等多种形式进行师资队伍的梯队建设,通过引进高水准的兼职教师,提升教师队伍的整体水平。
三、构建引产入教的实训基地
按“引产入教”的人才培养模式,与企业深度合作,建数控系统实训室、数控加工仿真实训室(含数控车仿真实训室、数控铣仿真实训室)、数控铣床实训室、加工中心实训室、普车实训室、钳工实训室、机械加工实训室。以真实岗位、真实任务、真实场景把校内实训基地建设成融教学、培训、技术服务、社会服务和技能鉴定“五位一体”的经营性、生产性实训基地,以“企业化运营管理模式”实现基地自我“造血”功能,满足教学包项目课程和职业技能培养教学需要。实训基地企业保证提供充足的学生实习岗位,让学生上学如上班,上课如上岗,实现教学与生产的高度融合。使生产性实训占校内实训的50%以上,为学生职业能力培养提供可靠保障。
四、构建引产入教的教学模式
专业能力教学包、专业核心能力教学包、专业拓展能力教学包以项目为切入点,结合典型产品进行项目教学。
教学中,教师按项目组成小组,共同完成项目教学任务。每个项目教学前,教师将项目指导书和任务书交给学生,提出学习目标,明确学习内容,学生在教师指导下制定项目工作计划,确定工作步骤和程序,实施加工,使学生在做中学、教师在做中教,融“教、学、做”为一体。这种教学模式,突出学生的主体地位,理论与实践有机融合,充分调动学生学习的主动性,使学生由被动学习变为主动学习,由主动学习变为主动创新,利于学生各种能力的培养。
中图分类号:G42 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)11(c)-0242-03
培养综合职业能力就是增强学生的就业、创业能力,是深化职业教育改革的必然选择。综合职业能力包括四种核心能力:社会适应能力、认知能力、专门技术能力、工作发展能力,因此,数控技术专业课程教学改革与创新,就是要建立有利于培养学生综合职业能力结构的课程教学模式,综合职业能力导向课程的实施通过融“教、学、做”为一体,注重强化学生能力的培养。
1课程设计的理念与思路
以数控技术专业培养目标为课程开发建设的依据,教学计划体现以职业岗位(群)为中心,根据相应的职业岗位职责和职业能力,制定课程的教学目标,确定工作任务,以工作过程系统化为导向,构建理论教学、仿真教学和实践教学三者于一体的教学体系。形成以工作过程为导向的职业能力,知识与技能高度融合的训练体系。采用三个岗位(即:数控车削、数控铣削、加工中心加工)、四个模块(即:数控加工单工种基础实训、数控加工车铣复合实训、数控加工多工种综合实训、复杂曲面零件数控加工实训)的实训模式,将产学研合作单位的产品加工引入到实训过程中,用岗位职业能力的要求及工艺创新能力作为考核标准,实现高技能型人才数控机床操作技能的培养。该课程是以职业能力培养为核心,来构建教学体系的。课程的设计理念与思路基于以下几个方面。
1.1实现理论教学与实践教学的一体化高度融合
理论教学与实践教学的整合并不是简单的教学合并,而是从职业岗位知识体系上的融合,具体根据各个职业岗位知识模块教学的需要,设计实践与理论融合的方式,以及融合的比例。如,在讲授数控加工刀具时,直接在实训室进行,学生通过理论讲解并现场使用,马上就理解了原来难以理解的理论知识。
1.2教学的层次性
教学内容安排上具有层次性。遵循由易到难、由简单到复杂、由单项工种实践到多工种综合实践这一规律。充分考虑学生的认知规律,以达到良好的教学效果。如,安排数控加工的实训内容时,先是基本的车削、铣削零件加工操作,再是既需要有车削又需要铣削的零件加工操作,然后是车削、铣削、加工中心等多工种综合实训,最后是复杂曲面加工的综合实训,通过阶梯式循序渐进的技能训练方式,学生很快能适应企业的岗位工作要求。
1.3教学形式的多样性
在教学的形式上,采取了案例教学,小组项目式教学,工作过程系统化教学、学生带着问题式教学等多种形式。充分发挥学生的主动性和创造性,使他们能主动并积极参与到教学中,变被动为主动。
1.4以“一体化”教学模式开展训练,利于学生的综合职业能力培养
教师与学生通过边教、边学、边做来完成教学过程,让学生在生产环境中进行综合性的技术训练,在生产实践过程中发现问题、思考问题、分析问题、解决问题,充分调动学生的积极性与主动性,培养学生的综合职业能力。
2教学设计
2.1教学内容的针对性与适用性
2.1.1教学内容的针对性教学内容选择典型车削、铣削以及加工中心零件切削为典型工作任务主体,以满足岗位职业能力的要求,对教学内容排序以完成典型工作过程为依据,串接各工作任务,因此,开发的课程是理论实践一体化的结构。学生按由易到难的过程完成车、铣、加工中心的各工作任务,通过综合实训串联起各工作任务,培养学生较强的职业能力。2.1.2适用性以典型零件为课程教学中的主要工作任务,进行典型零件的如工艺分析、工艺方案设计及制定、程序编制、加工仿真、零件加工检验这一完整的工作过程,使学生具有数控加工综合职业能力,因此,教学内容的适用性广。
2.2教学内容的组织与安排
2.2.1教学内容的组织以企业对数控工作岗位要求的工作流程为导向,以选自各个产学研合作单位的典型车削、铣削及加工中心切削零件为加工任务,对这些典型零件做工艺分析、工艺方案设计、数控程序编制、零件加工仿真、零件工艺实施、加工检验-合格产品的全过程组织教学,遵循先简后易、依次递进的原则组织教学内容,最后进入企业实际零件的加工。2.2.2教学安排分车削、铣削、加工中心三个工种进行训练,老师利用多媒体教室、仿真实训室、数字化制造实训中心等教学设施对学生进行集中讲授、示做、训练,把学生分成项目小组按照工作任务单的要求,分组讨论零件的加工工艺方案,进行零件加工程序编制,再进行加工仿真校验,零件工艺实施及加工检测。
3组织实施
3.1教学方法与手段
3.1.1教学模式的设计与创新(1)“双证书”制度教学。本课程的教学内容的安排,除了依据数控技术专业的相关课程标准以外,还把数控机床操作相关职业岗位技能鉴定标准规定的理论知识和技能列入教学内容。教学团队中的主讲教师大多具有“双师”资质,且多数主讲教师为“国家数控技能鉴定考评员”。为积极开展“双证书”教学和职业技能鉴定工作,提供了有力的保证。近年来,推行“双证书”制度教学,相关专业的毕业生获得“双证书”的人数达到90%以上,取得了较好的教学效果。(2)任务驱动项目导向教学。实践表明,任务驱动项目导向,是高等职业教育提高教学效果的理想教学模式。该课程的各位主讲教师,对课程标准和相关职业岗位技能鉴定的要求了然于心,因此,能把数控机床与编程相关理论知识和实践技能根据课程标准结合岗位技能鉴定的要求,合理地确定相关教学驱动任务,及任务驱动下的各个具体的实施项目,摆脱了传统以学科来组织教学内容的教条模式,学生对每堂课的学习目标更加明确,学习积极性也高,教学效果得到了学生的好评。(3)一体化教学。教学团队把应知应会的数控编程理论和实践操作技能的教学和训练的内容融合在一起安排,打破传统的教室、实验室、实训车间的界限,突破传统教学时间、空间的限制,教学生边干边学,让学生在学中做,做中学。不但提高了学生的学习兴趣,而且提高了教学效果,也提高了教学资源的利用率。(4)教学训练模式与企业接轨。企业为了求得人才的最大利用效率,要求毕业生就业就能上岗,做到学校的教学与企业工作零距离。在综合训练阶段,不但教学、训练内容与职业岗位接轨,而且采用与企业同步的轮班工作制,不但解决了人均操作时间的矛盾,而且让学生提前进入工作角色,体验工作环境,激发了学生的上进心和责任感。为学生将来与就业岗位零距离适应提供了保证。这种教学模式也得到了企业和社会的认可。3.1.2多种教学方法的运用教学团队根据高职教育的特点和我校资源现状,探索出了许多行之有效的教学方法,如,讲练结合教学、师生互动教学、案例教学、工作过程系统化等现场教学。(1)讲练结合教学。将“教、学、练”融为一体,适于需要较强逻辑思维、而在传统教学中较难进行的课程内容。教师在讲清基本概念、基本理论与方法后,就布置学生进行实践训练。如,在讲解“数控编程指令”时,老师介绍了一类编程指令后,就给出相应图纸,由学生编制数控加工程序,然后仿真模拟检验编制得是否正确。这种即学即练的教学方式,提高了学习效率,增强学生学习的兴趣。(2)师生互动教学。教师授课中,善于提出问题,学生可进行讨论或争论,提出解决方案,教师适时引导,使学生从中领会教师思路,学会分析解决问题的能力。这种方法体现了以学生为主体的教育理念。如,在讲解“刀具补偿”时,教师可让学生思考使刀位点沿工件轮廓正确运动的方式有哪两种,并分别展开讨论,从而说明“刀具补偿”的作用。(3)案例教学。数控机床加工的零件是千差万别的,我们通过介绍典型零件的加工方法,使学生能做到举一反三,重点培养学生解决问题的能力。如,介绍“数控车床G71指令加工”时,我们通过一个典型的加工案例,使学生能对同类零件加工的触类旁通。(4)现场教学。数控机床的某些概念比较抽象,如,讲解“数控机床坐标系、对刀、换刀”等,“数控实训中心”就是教学地点。这样有利于把抽象概念具体化,降低学习难度。3.1.3现代教学技术手段的应用通过开发网络课件、开放数控实训中心、布置实践作业,技能考证、数控技能大赛等形式和手段,激发学生学习兴趣,充分调动学生自主学习的积极性。(1)数字化车间DNC虚拟仿真教学。仿真软件能提供虚拟的数控加工设备及环境,学生可在仿真软件提供的数控加工环境中练习编程、机床的基本操作、仿真加工、加工检测等技能,学生在离线编程仿真检验后的程序,通过DNC无线通信系统直接传送至各自将要操作的机床,节约了机床程序录入时间及资源,激发了学生的学习兴趣。同时,通过编程、仿真验证、加工各个环节的训练,还能培养学生的严谨的工作习惯。(2)充分利用现代信息技术教学。教学中善于利用多媒体教学。教学团队建立了教学资源库,大量的录像、CAI课件、图片等教学资料的展示,可以清晰、直观地将不便于表达的教学内容形象生动地展示给学生学习。充分利用网络平台,将多媒体课件、主讲教师的全程授课录像、习题、考卷、参考文献等资源至校园网课程网站上,供学生使用。通过网络互动平台学生还能够在线学习、辅导、自测、参加讨论。为学生营造成了一个开放的全方位立体学习环境。通过综合利用各种信息化手段,取得了良好的教学效果。(3)双向视频演示教学。在传授操作技能时离不开操作示范教学环节。传统示范操作教学时教师示范学生围观,这样会有部分同学没办法看到教师示范的各个方位的情况,为提高教学质量,采用双向视频教学手段用于实践教学。专用的视频教室进行操作示范教学时,通过视频采集,把教师示范操作的各个角度的情况投影到大屏幕,使学生不需要围观,就可以清晰地看到教师操作的整个过程,从而取得了很好的教学效果。授课形式的多样性使学生有思考、主动参与、积极实践与创新的环境。从单一的黑板授课,到多媒体课件(CAI)与现场教学相结合的授课形式,对授课形式始终不断地更新,使学生真正成为教学活动中的主体。
3.2特色与创新
(1)坚持“以多媒体技术为主要手段、以数控制造技术职业岗位为导向、以职业资格证书为重要形式,以理论和实践一体化、工作过程系统化为教学方式”为核心、理论教学与实践教学交替的教学模式,保证学生具备扎实的专业基础知识和坚实的操作技能。(2)依托现有实训基地,建设产学研一体的实训基地,在生产中验证教学、在生产中提炼科研课题,走出一条教学、科研与实践结合、相得益彰的特色之路。(3)完善一体化考核体系,推行“双证”教育,组织学生参加各等级职业技能鉴定考试,取得职业资格证书,体现职业院校学生的技能型、应用性特色,增强学生竞争力;该专业已有多名学生取得“数控技师”职业资格。(4)随着科学技术不断地发展,社会对数控加工的要求也在不停的改变之中。自从学院引入四轴、五轴加工中心后,课程的教学内容要逐渐更新,以适应科学技术与社会的发展。(5)周期性调研企业对岗位的需求。通过周期性的调研企业对数控加工技术的岗位需求,及时增减与调整教学内容。完善与更新课程教学内容,建立符合一流高职教育水平和培养目标要求的教学文件和课程评价体系,构建创新人才培养的教学机制。采用课堂教学和实际操作相结合的方法,充分运用现代化教学手段,使学生的理论和实践能力得到很大程度的提高,采用工作过程系统化项目教学法,激发学生学习的兴趣,使他们具有解决生产实际问题的能力。
4结语
基于数控铣工、数控车工、数控加工中心职业岗位具体工作任务设计课程内容,建立了数控铣床、数控车床、加工中心编程仿真与加工操作教学环境,创新实施“教、学、做一体”的立体化教学资源库,为教师提供共享性教学支持服务资源,满足学习者趣味性自主学习需要。数控技术专业综合职业能力导向创新课程教学模式,通过工学交替来实施,融“教、学、做”为一体,明确课程目标、优化课程内容的选择与组织、完善了课程评价体系。
参考文献
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中职学生的文化水平低,有些学生虽然上过了初中,但是自己的知识水平连小学毕业都达不到。在这种情况下,中职传统的以知识传授为重点的教学理念,以及以教学为主体的教学模式已经难以适应目前的中职教学形势。比如在一些理论知识的教授中,由于学生的知识储备不够,他们根本就听不懂老师讲的内容。为了更好地进行中职教育,并实现中职人才培养目标的实现,数控专业开展了课程体系以及教学内容的改革,在课程体系方面,减少了理论知识的份额,增加了培养学生实践动手能力的培养,在就业为导向的指导下,培养具有专业技能的中职学生。改变传统的以教师为中心,以书本为中心,以课堂为中心,以知识传授为主要任务的教学观,树立学生主体、能力本位、综合素质教育思想。在具体教学中与课程的应用性、实践性、职业性相吻合。
我们学校数控技术应用专业在项目化教学是在四门课进行改革,第一学年,改革两门课,车工工艺与技能训练、数控车操作与编程。第二学年,改革两门课,铣工工艺与技能训练、数控铣操作与编程。
伴随着我国职业教学的发展,我国关于职业教育的研究在不断地深入,中职教师们也认识到,作为职业教育,应当以职业能力的培养为重点,以就业为导向,在日常的中职教学中,按照就业的要求,多传授有用的知识,讲究知识的实用性,对于理论知识传授够用就可以了,重点要培养学生的职业操作能力,让学生在动手实践的过程中就掌握职业工作岗位上的各种操作。
“项目法教学模式”是以学生的职业能力培养为重点的,通过理论和实训教学的结合,来将课堂教学,实训教学以及生产实习来组建成一个一体化的教学模式。这种模式根据我国的职业技术等级标准为目标,将标准中应该掌握的职业技能都作为教学的目标,考虑到工作的实际需要,按照现代化的生产中,职业技术人员应当具备的水平,来制定课程和教学。
下面以数控专业的《数控车削编程与操作》为例,来说明项目化教学模式的具体实施。
1 明确培养目标
加工工艺,编程,加工操作是这门课程的三部分主要内容。这门课程的教学目的是通过对这门课程的学习,学生能够对零件图做出工艺分析,并自主设计出科学合理的加工方法,运用指令编制加工程序,最终用车床加工出合格的零件。这门课程在培养学生这些动手能力的同时,还培养了学生发现问题,分析问题,并解决问题的能力。
2 设计教学模块和项目
在确定了培养目标之后,就需要在单项上进行分析,并确定教学项目,教学模块,职业学校的教学设计思路必须要遵循学生的知识和技能的学习规律,不要急于求成,要按照从简单到复杂的顺序,通过对每一个模块,模块下分列很多的项目,学生对这些项目进行针对性的学习,并掌握相关的理论和职业技能。具体的模块和项目参见下表:
在以前的教材中,编者在进行编写的时候,通常是按照传统的编写顺序,基本原理,指令,应用等等分成很多个独立的章节,这样的编写结构确实是比较严谨,但是在日常的应用中,如果教师按照这样的顺序来教书的话,学生会感觉到学习教材的枯燥无味,在学习完所有这些概念之后,难以给学生留下深刻的印象,教学的效果就大打折扣。
项目教学采用对策:打破原来以教学的知识点为基础的教材顺序,改为以课题或者模块为单元,并以项目为主线,通过不同的项目,将理论和实践的教学,与项目结合在一起。通过对工程项目相关的工艺的教学,引导学生进行实践活动,不仅能够加深学生学习的兴趣,还提升了学生理论和实践相互结合的能力。
如编写圆柱外三角螺纹加工这个项目的内容见下表:
教案的主要特点是一个零件的加工过程为主线,并将一系列的活动按照程序进行有机地结合,不仅有理论知识的学习还包括了专门的职业技能训练,体现了理论和实践相互结合,课堂教学与实践教学相互结合的特点。
3 项目教学的实施
首先,项目法教学模式,在实施的时候,可以实行课堂,实训,生产实习等三个方面交叉进行的教学,追求的是教学,观察,学习,动手四合一,这与我国著名的教育家陶行知先生所主张的”教,学,做合一“有着相同的地方。
其次,项目教学模式需要广泛地选择一些民主式的教学方法,比如,情景式,讨论式以及互动式等等。以上这些教学方法的共性是,学生成为了教学活动的主体,增加了学生学习的积极性,提升了学生在学习过程中的思考意识。在教学内容上,要尽量降低难度,并对知识点进行优化整合,突出教学的针对性和实效性。在必须,够用,实用的原则上,将理论和实践相互结合,更突出职业技能的培养。在教学的组织形式上,要实现理论学习,职业技能培训,职业道德培养融为一体。
项目教学的开展,对教师提出了更高的要求,不仅要求教师必须掌握丰富的专业理论知识,还要掌握熟练的职业操作技能,以及职业经验,当然还需要能够在实训课堂中,具有一定的组织才能。实训过程中指导教师的提示要“吝啬”一些,鼓励要“大方”一些,尽量启发学生提出自己的加工方法和思路,一旦学生提出了想法,要详细点评,好在哪里,不足之处又在哪里都要讲解清楚,老师还要善于通过列举所有废品情况(尺寸稳定性、尺寸超差、坏刀、表面质量安全事故)集体讨论废品形成的原因,强调工艺优化,防止类似错误再次发生,并在学生心中树立“不合格就是废品,保证出优良品”的加工理念。
最后,在项目教学模式的考核方法中,与传统的考核方法不同,要在每一个项目结束之后,由教师对这一段时间内所学习的内容进行考核,考核的内容不只是笔试,还包括日常的表现,实践能力等等。在通过该项目的考核之后,就可以进行下一个项目,这样一个项目一个项目地考核,能够让学生的水平稳步地提升。
等到学生完成了专业的全部项目考核之后,就完成了本专业的学习,并掌握了本专业所有的理论知识以及职业技能,胜任以后在企业的岗位,并成为职业院校为社会输送的合格技能型人才。
4 结束语
项目教学法是师生通过共同实施一个完整的、具有实际生产、应用价值的产品即工程项目而进行的教学活动。它既是课程的组织形式,也是开展引导学生学习的方法;它是“以项目为主线、教师为主导、学生为主体”的一个人人参与的创造性的实践活动,它注重的不是最终的结果,而是完成项目的过程;它强调的是教师的“导”而不只是“授”,学生主动“探究”,运用新的知识、技能,解决过去从未遇到过的实际问题而不是过去被动地接受教师的“灌输”。
通过项目教学,充分发挥了学生的主体性作用,调动了学生学习的积极性,学习热情高涨,取得良好的教学效果。
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高等教育作为一种使学生通过系统学习获得与实际工作相应的职业道德和职业技能的教育,应该以培养应用型本科人才和具备一定的专业技能为主要目的。长期以来,高校的教学大都采用“教师示范、学生操作、教师指导”的方式进行教学,教师是整个教学中的主体,引导学生进行理论及实践教学,帮助学生解决在学习过程中遇到的各种问题,学生很少或从不自己主动思考解决方案,独立分析与解决问题的能力较弱。翻转课堂教学模式提倡学生自主学习,以学生为主体,完成整个教学过程,教学效果更好!
当然,要想成功的将此方法应用在数控教学过程中,要求老师必须要对课程改革有坚定的信念,努力提高自身的素质,并做好角色的转换,把主动权交给学生。否则,教学效果也是得不到保障的。
1 构建《数控技术与编程》课程的翻转课堂教学模式
1.1 翻转课堂
目前,翻转课堂是一种新型的、先进的教学模式。此教学模式要求学生在正式上课之前,根据老师提前提供给学生的教学相关资料进行学习,对于简单易懂的部分,在课堂上,老师不再讲解或简单带过,使学生的大部分精力都放在与同学或老师之间的交流与解决疑难问题上。老师在课堂上协助学生完成整个学习过程。因此,学生才是课堂的主体,一切都是以学生为中心,为学生服务,因材施教,因人施教。老师仅需要为学生提供学习资源,组织课堂活动即可。其他的都靠学生自主完成。当然,这实际上对老师自身素质的要求是更高的,老师不再是简单的机械的讲解书本上的内容,而是站在更高的立足点来把握每一堂课。
1.2 翻转课堂的主要载体
翻转课堂的主要载体就是微课。组成
“微课”的核心内容是课堂教学视频,也包括与教学内容相关的教学设计、教学素材、教学反馈,教师点评等辅的教学资源。它们以一定的关系共同组织了一个主题式的单元应用“小环境”。“微课”具备较短的教学时间、较少的教学内容、较突出的主题、方便的“情景化”资源、创作的趣味性、传播的多样性、较强的针对性、及时的反馈等特点。能够促进师生互动,激发学生学习的趣味性和主动性,提高其自主学习的能力。
1.3 如何构建《数控技术与编程》课程的教学模式
构建新的教学模式的目的是通过提高学生的学习能力,使其在有限的四年时间里更好的武装自己,以求毕业后能成为一个合格的技能型人才。由于互联网的存在,信息的共享,学生完全可以通过它学习到很多想学习的东西,因此对于一些简单的知识点,老师的讲解就不那么重要了。
教师可以在课前就将本节课所要讲解的内容告诉给学生,然后给学生布置相应的任务,让学生知道自己该先学些什么,怎么去学;在课堂上,教师首先观察学生对任务的完成情况,并以此为基础对学生在学习过程中出现的问题进行指导,特别在实践操作方面,提高学生动手能力;本节内容讲解结束后,对于学生对任务的完成情况,教师要在本节课的最后阶段进行点评,使其对教学内容的理解更加透彻,并适当做一些延伸,给学生足够的思考空间,布置好需要学生课后回去学习的新内容,安排好小组任务。
2 教学设计
基于前面所构建的翻转课堂的教学模式设计整个教学过程。自我校向应用型本科转变开始,已经和多个企业形成了联合办学,其中应以与吉林省通用机械有限责任公司进行的合作最为密切。因此,本论文以这个校企合作实验班的数控课程为例进行展开,该班级共有学生31名,结合我校的实验实训条件,共将学生分为11组。在教学过程中,教师应尽量兼顾各个小组学生的学习情况和沟通交流的能力,以确保课堂能正常有序的进行。
2.1 讲课之前
正式上课前,教师根据本节课的教学内容指定相应的项目,并提供相应的教学资源。所有的教学项目都是本校老师和企业老师共同协商后确定的,目的就是使学生在学习的过程中尽可能的接近企业的用人标准。在设定每一小节课程的教学目标时,为学生提供与本节教学目标相关的微视频1~2个,每个微视频十分钟左右,只讲解1个知识点。要求学生在课前自己观看视频,并进行相应的实训操作。
2.2 讲课时
(1)学生根据老师的项目要求,完成零件的加工。在规定的时间内,小组内的每名同学都应该根据课前观看的视频,完成整个零件的数控加工过程。在此过程中,教师一定尽量兼顾每一个小组的每一名同学,了解学生对知识点的掌握程度和他们的操作水平,对操作不熟练的同学,要求下一次上课前必须根据相应的仿真加工软件进行练习,直到能熟练操作为止。
(2)交流、探索。加工完成之后,学生之间可以先进行交流和探索,相互展示加工出的产品。分析在加工过程中刀具、机床、参数设定等工艺过程对零件加工精度的影响,去其糟粕,取其精华。当然,教师也不是无事可做,教师应该重点解决学生无法弄懂或理解的不够透彻的知识点,并进行相应的指导,时间允许时可以给学生扩展一些新的知识点,引导学生继续探索,提高学生独立分析与解决问题的能力。(3)评价、反馈。
首先,学生针对自己加工出的作品进行自我评价,评价在加工过程中出现了什么问题,如何解决的;怎么确保产品的加工精度;如何控制加工时间等。然后,各小组间进行互评,互相指出对方的优缺点,从中汲取加工经验。最后,教师对学生的整个学习过程进行评价,在这个过程中,教师还可以对自己的教学过程进行反思,去伪存真,进一步优化自己的教学方法。
2.3 讲完之后
这种新的教学模式,有很多是需要学生课后进行准备和学习的,因此学生不会在没有课的时候觉得无事可做,会在做好老师布置的任务当中,体会到更多的学习乐趣。课后,学生可以根据本节课的学习情况,以及在操作过程中遇到的问题进行总结,完成相应的学习报告,并预习老师布置的下一节课要研究的新项目。对于动手能力不强的同学,可以在课后多查看相关的视频资料,特别是与加工相关的视频,也可以应用相应的软件进行仿真加工,以达到提高实际动手操作能力的目的。
3 结语
(一)CDIO概述
CDIO是国际创新型的教学模式,是构想(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)、运作(Operate)四个英文单词的缩写,是由麻省理工学院同瑞典三所顶尖的工业大学共同倡导,集多国工程教育精英耗资数百万美元所建立的一整套工程教学理念与实施体系,这种模式注重培养学生掌握扎实的基础理论和专业知识,在此基础上通过贯穿于整个人才培养过程的团队设计与创新实践环节的训练,培养既有过硬的专业技能,又有良好的职业职业道德的国际化工程师。自2004年国际化CDIO国际合作组织成立以来,目前国际上已有几十所国际大学加入其中,作为该组织中唯一的中国成员,汕头大学工学院与2006年加入该组织,成为中国高等教育CDIO的改革先锋。
CDIO是“做中学”与“基于项目的教育和学习”原则的集中体现,它以工程项目包括产品、生产流程和系统从研发到运行的生命周期为载体,让学生以主动实践、课程之间有机联系得方式学习工程。
该理论成果一面世,就受到各国教育界的重视,中国也不例外。在CDIO的教学理念下,对测控技术与仪器专业的教学模式进行理论与实践的研究,无论从理论上还是实践上均具有重大的意义。这种理念不仅适应了现代工业社会对人才的培养要求,同时将CDIO应用到《数控技术》教学,是理论应用上的一个创新。
(二)传统的教学模式存在的问题
《数控技术》课程,是一门机电综合类课程,内容包括:数控编程,数控系统,伺服系统,机械结构等内容,具有实践性强,内容与实践结合较紧密等特点,一般的教学中,教师均将重点放在数控系统、数控原理及伺服原理部分的讲解,学生很少尝试进行数控安装、调试、伺服系统的驱动、调试等方面的内容,对于数控系统应用型的拓展更是没有涉及。没有这些实践环节,学生对基本概念的理解均是片面的,概念性的且缺乏层次的。在这种教学模式下,学生一般是采用记忆的方式来掌握原理性的内容。学生普遍反映学过的学习的课程与课程之间是脱节的,没有系统性。学过的内容不知应用到什么地方。理论与实际的脱节严重。学习效果较差。
二、CDIO的标准
CDIO的理念提出了系统的能力培养、全面的实施指导、完整的实施过程和严格的检验的12条标准,其中7项体现了CDIO区别于其他的教育改革计划的基本特点,最为关键标准为:标准1:CDIO的关联原则以产品和系统的生命周期的开发及使用作为知识与能力培养的载体及环境,强调知识与能力培养之间的关联,而不是具体内容。标准2:CDIO的教学大纲制定于需求分析:CDIO作为方法论,强调教学大纲的设计与培养目标的确定应与长夜对学生素质和能力的要求逐项挂钩。标准3:CDIO集成化课程设置建立和发展课程之间的关联,使专业目标得到多门课程的共同支持。标准5:设计--制作 实践 课程设置一般包括两个或更多的“设计-制作”实践项目,包括基础层次和高级层次项目。标准7:集成化教学过程:通过集成化教学过程,使学生获得专业知识,同时培养个人自身能力、团队合作能力及建造产品与系统能力。标准9:加强教师的CDIO的能力:专门采取措施促使教师加强自身能力、团队合作能力、建造产品与系统能力。标准11:CDIO能力评价:对学生个体在CDIO教学方法中获得的成效进行评估验收。
三、CDIO教学理念在《数控技术》教学实践中的实施
通过对CDIO理念实质内涵及7个标准的分析,结合我校的《数控技术》课程教学的特色及优势,实施如下改革:标准1的实现:CDIO教学模式要求在学生培养的过程中必须结合某些具体工程项目,使学生获得实习和实践,以期培养较强的理论联系实际的能力,进而能解决一般的工程项目全生命周期产生的许多问题,换言之“做中学”当然要通过具体的工程项目才能进行,因此我们确立知识与能力培养的载体及环境为-《数控技术》实验课平台的研究与开发。内容包括:数控插补原理的实现、伺服与步进电机系统的应用、数控系统的连接与软件安装、软件的二次开发,数控原理的实现等内容。标准3的实现:在CDIO的教学理念中,教学的模式是按照工程项目全生命周期的要求来组织教、学、做,这势必要求教学中需突出课程之间的关联性,围绕专业目标进行系统设计,从而避免不必要的重复,重点使得学生掌握各门课程知识之间的联系,并用于解决综合问题。要实现这样的目标,其关键是打破教师之间和课程之间的壁垒,要围绕CDIO工程项目的实施进行教学计划设计和课程的关联工作。对教师的传统做法是一种挑战。为此,我们在综合平台的设计与研发过程中,涉及了传感器、微机原理、电机驱动、PLC技术等方面的内容,可实施的项目:传感器在数控中的应用、微机驱动伺服系统、简易2轴伺服系统的搭建、PLC控制电机及信号的采集等试验项目,在课程与课程之间搭建了联系的桥梁。打破了课程与课程之间的壁垒,实现知识的一体化。标准5的实现:根据标准5 的内容,我们对课程设计进行了改革。将课程设计分解为一个具有3级项目的工程,内容包括:方案设计、原理设计、实践实施与应用拓展。课程设计一共有5个课题,学生分成5组。项目的核心思想是鼓励学生进行综合学习及理论联系实践学习。实施团队工作方式。团队内部适时开展课题讨论。培养学生方案设计、方案比较、原理设计、结构设计与电气设计及结构实现与电气实现的能力。通过专题讲座、技术研讨、方案研究等形式,启发学生的创新思维。实现标准5规定的设计、制作实践。
标准7的实现: 所谓集成化教学过程即是让学生通过参与和现场结合的实际工程项目来获得专业的知识,同时培养个人自身能力、团队合作能力及建造产品与系统能力。为此,我们对课程设计内容进行了改革。基于CDIO教学模式,课程设计所列的5个实践项目均是我们专业教师和工厂实际相关的工程项目。同时,集成化教学同实践基地建设的关系相当重要。实践基地既有已经做好的或在外购买的仪器测控设备,又有需要研发的和正在组装调试的设备。实践方案设想聘用实践基地的工程师作为我们的兼职导师,采取一对二的帮带方式,即一个工程师带两个学生,进行集成化的教学。我们已经在2010年进行了尝试。效果较好,目前这项工作在修改中。
四、结论
采用国际先进的CDIO的教学理念,对《数控技术》课程的相关内容进行了改革,相关内容已于2010年进行了实施,取得了初步的成果,从实施的结果来看,主要有下面几方面的效果:对于提出的课题的要求,教师通过案例分析,背景介绍及专题讲座等方式,引导学生思考问题,学生具备了初步的方案制定能力及创新性的思维。在学生进行设计过程中,通过与实践的精密结合,使得课程与课程之间的壁垒被打破,一条清晰地解决问题的思路被形成。在项目的实践过程中,使得学生的动手能力及综合学习能力得到充分的锻炼。这些效果的初步体现,逐步地验证了CDIO教学理念的先进性。基于CDIO所做的《数控技术》课程的改革,不但弥补了传统教育的不足,而且必将在以后的教学实践中发挥越来越大的优越性。
基金项目:上海市重点课程建设项目:数控技术的教学研究(项目编号:A.08-0109-11-002 )
[参考文献]
[1]宋爱国等.测控技术与其一本科专业人才培养体系探索[J];高等工程教学研究,2005(1):48-50.
[2]林艺真.CDIO高等工程教育模式探析[J];哈尔滨学院学报,2008(4):137-140.
[3]王刚.工程教育模式的解读与思考[J];中国高教研究,2009(5):86-87.
一、前言
数控专业培养德、智、体全面发展,应当掌握一定的文化科学基础知识以及数控机床加工技术的专业技能,不仅要具备较强的数控实践能力及良好的敬业精神,还应当具有勇于开拓及良好的协作能力,可以适应社会发展的数控专业实用型技术骨干。随着社会的不断发展及科技的不断创新,人们对事物发展变化客观规律的认识日益全面与清晰。为了能够从多角度看待事物的整体性,大量的技术人员正在从多种角度对教学活动进行研究。所以,本文从数控教学模式进行探讨。
二、数控专业一体化教学模式的构建
把学生放在教学活动的主体地位,将数控人才培养目标的要求作为整个教学目标,按照学生的自身发展及所具备能力的特点,把学科知识结构的构建与知识运用能力提升进行有机的结合,将学生的综合能力培养作为重要的基础,强化学生的数控专业技能,不仅要着重加强学生的数控职业技能,还应当强化其数控岗位适应能力,真正实现理论教学与实践教学的一体化,学生的知识运用能力形成过程、训练模式、情感态度及人生价值观的同步形成,教学目标与数控专业人才培养目标一体化形成。
数控专业的教学模式应当按照学生的知识结构、应用能力及情感态度等一些具体的情况实施构建,采用科学的教学模式也可以推动学生知识结构与应用能力的提升,所以,需要把数控专业人才培养目标视作方向,同时结合学生的自身情况,科学地选择与调整符合学生发展各个阶段特点的教学方式,形成由多种教学方法、手段和策略组成的一体化教学模式,而这一模式应当具备阶段性、有机融合及紧密衔接,能够促进学生数控专业知识和技能的强化,以及情感态度与价值观的有效培养。
第一阶段为文化基础知识构架及应用能力的提升教学,因为学生初次进入一个相对于以往完全不同的陌生环境,同时,对自己的知识、能力水平以及兴趣爱好等相关认识仍然处于一个模糊的状态,学生学习的主体性很难充分发挥,所以,宜选择启发诱导式教学模式协助有意义地接受教学模式。(1)帮助学生熟悉自身的知识构架与能力并增进师生感情。(2)在学生原有知识构架基础上,带领学生延伸扩展个人的思维,把与学生基础非常接近的文化基础课内容仔细地多方面地分析解说,用恰当的形式提供给学生,使课程内容充分自然地融入学生的知识之中。(3)启发、帮助学生展开课程之间知识的彼此联系、组织与使用的训练,使得学生综合运用文化基础知识的能力得到大幅度提高。
第二阶段为科学的专业技术知识结构的形成以及促进学生应用能力提升的教学。学生凭借文化基础知识的深入学习,进一步掌握学习方法、能力水平及情感态度,并且具备了务实的基础,教学活动应当侧重以学生的学习为重点,适当选择启发诱导教学与寻找探究教学相结合的新型教学模式,为学生习惯相对独立的行动导向的教学打下务实的基础,不仅以先进的方法与科学的组织带领学生高效设置自己的数控专业技术知识框架,还要培养学生综合运用各类技术知识处理数控专业实践问题的能力,更要展开情感态度与价值观的培养。
三、数控专业能力本位一体化教学模式的实施策略
数控专业能力本位的综合化教学模式的推行是一个系统工程,在综合化教学模式的执行策略方面需要做好以下几方面的工作。
1.更新办学理念
办学理念深刻影响着学校的人才培养定位与质量,数控技术的迅速发展使得数控人才极为短缺,部分学校在数控行业对数控人才的超高需求量的刺激下,从而忽视了学校数控专业的办学能力与教学质量。为了招收大量的学生,获取更多的经济利益,有意或无意地忽视了学生的能力与发展,一味地开设数控专业或持续增加数控专业的招生数量,以至于教学模式落后,教学质量欠佳,毕业的学生不能适应数控岗位的工作。
2.转变数控人才观念
一直以来,学校的数控人才培养被曲解为狭隘的数控岗位操作人员,缺乏教育必须具有的前瞻性,不注意数控技术发展对数控人才要求的进步,不注意学生作为独立的个体的发展需求,不注意提升学生职业综合能力水平。社会发展与数控技术的迅速发展日益重视数控人才的能力,能力本位、关注健全人格的人才观念是现代教育的重点。
四、结论
本文根据数控专业的教学,提出数控专业能力本位一体化教学模式的实施策略,其中更新办学理念和转变数控人才观念对数控专业的教学具有一定的理论指导意义。
参考文献: