绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇机电专业课程论文范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
在我国,大部分中职院校中,虽然拥有基本的专业课程以及相关的实训条件。但是,大多数的中职院校的教学模式倾向于:验证性。缺少大型综合性的机电一体化实验课程,即:缺少机电一体化专业的综合性以及针对性。从而严重影响到了机电一体化专业的实践能力的培养。所以,针对不完善的教学条件现状,中职院校可以采用与小型企业合作的方式,进而实现本专业学生的实践能力的提高。
(二)师资力量薄弱
在中职院校中,很少有“双师型”教师,即使是有,存在的比例也相对较小。而对于专业的理论教师来说,他们并没有足够的能力进行实训教学。所以,中职院校可以采用聘用企业的高资历的员工对学生进行相关的实践培训内容。
(三)没有进行系统的专业定位
在我国部分中职院校中,并没有制定系统的专业定位。严格意义上来说,电子与机械不能作为一个学科来学习的。而对于中职学生来说,在三年之内,准确掌握两个学科的所有知识,是不科学的。从理论的基础上而言,应该制定一个侧重面,或以机为主,或以电为主。
二、专业改革与专业课程课程体系构建
(一)重新构建专业课程体系
大学的课程体系的建设要在专业教育的特征开始,要根据职位必须具备的知识与能力进行。应该把知识的运用作为重点,针对课程进行升级和调整,全面思考和中职的联系,防止重复。课程体系在建设的过程中,应该遵循以下几点:首先,把要培育的对象分解到各个教学模块单元。并且要明确各个教学模块单元能够承受的职能以及需要培育的知识与能力。其次,应该调整好教学模块间互相重复和交叉的知识。综合化的课程应该重点培育综合运用知识的能力。再次,理论教学和实践教学应该有机的结合在一起。应该运用“讲练式”的现场教学或者“启发式”的教学方式。最后,课程的整体设置比较注重针对性与实用性,而不是理论知识的完善性与系统性。综上所述,专业的课程体系分为两方面,即综合化系列的课程与专门化模块课程。1.综合化系列课程(1)机械制图,具体包括原来机械制图的内容,以及添加了计算机协助绘图的内容。让学生把制图、尺寸标注以及公差标注结合在一起。(2)机械设计基础,包括三部分,即工程力学、金属材料和热处理以及机械原理。这个课程重点是培育学生与机械工程有关的基础知识与能力。(3)传感器技术,具体包括三部分,即传感器的类型、运用以及原理。(4)计算机应用技术,包括三个方面,即计算机的原理、编程以及资料的处理。(5)机电一体化系统设计,包括三部分,即商品设计的方式、系统的设计实例以及掌控的形式与策略。2.专门化模块课程专门化模块通常是依照设置的方向,融合本专业的发展情况和对人才需要的状况,在毕业实习期间完成。此模块完成的核心是,在就业之前进行相关培训,为之后的工作打下较好的基础,并且要明确实践性和全面性。师资、设备符合条件的学校,在学校期间就应该完成这个模块。在完成的过程中,应该把学生分为几个专业的合作小组,学生可以随意进入各个小组。各个合作组需要完成一个子课题。而子课题根据本质的不同能够分为生产加工型、开发设计型以及生产综合型这三方面。师资、设备不符合条件的学校,应该和企业合作,将专业化的模块放入企业中来实行。使得老师和企业员工依照企业的状况,共同完成模块课程的开发和教学。
二、以往单片机课程采用多媒体理论教学加单片机实训的形式
这次单片机课程改革最主要的目的是增加学生上课时的操作项目,力求达到每节课学生都有事可做。过去在多媒体教室上课最主要的问题就是课堂讲授部分到实训的时候很多内容还得重新讲一遍,费时费力,学生动手能力得不到充分锻炼,学习过程非常被动。其主要矛盾可以归结为C语言的程序编写与多媒体教学之间的矛盾。单片机课改的具体做法是将授课地点改为机房,包括实训器材也都拿到机房,在课程安排上,先从C语言上机实训开始学习C语言基础,本着以C语言够用为原则试着编写一些单片机程序下载到单片机集成电路板当中完成单片机实训,实现教学做一体式教学。总的来说,以C语言为载体的这种教学模式效果要好于以硬件为载体的教学模式,并且从教学条件角度,这样做更容易实现教学做一体式教学。单片机课程改革前后最明显的区别就是学生自主设计能力增强了,动手能力、分析能力、团结协作能力都得以锻炼。
三、电机与PLC控制是本专业的一门强电类课程。
本课程改革的重点是在理论部分增加操作项目,并且加入PLC实训部分。以往电机与PLC控制课程采用的是多媒体理论教学加电机实训的形式,电机理论部分和PLC控制部分在多媒体教室进行,电机实训部分在实训室进行。改革之后上课地点选在机房和实训室进行,机房增加一款电气设计软件和一款PLC编程软件及其仿真软件。由于强电课程不是本专业的主干课程,在实训设备配备上还比较欠缺,主要表现在PLC实训方面缺少相关设备。多媒体教室上电气原理图的课程学生得不到动手操作的机会,学习效果不理想。其主要矛盾可以归结为学生手绘图困难与原理图分析之间的矛盾,梯形图程序学习与多媒体教学之间的矛盾。在机房利用已学过的AutoCAD软件平台教学生使用SuperWorks软件载入低压电器符号及绘制电气控制原理图,然后到实训室对熟悉的控制环节进行电机实训演练,进一步加深对控制原理的理解;PLC部分在机房使用STEP7软件和S7-200仿真软件进行梯形图的程序编写及仿真实训。这样一来,学生们通过自己动手利用软件熟悉器件的符号、型号及工作原理,掌握电气控制原理图的绘制及控制方法和控制环节,进一步开发了学生们自主学习理论知识的潜力和创造力,再通过实物接线实操,进一步巩固和验证了之前的学习成果。利用软件辅助教学要好于多媒体教学的效果,通过仿真软件做实训弥补了设备不足的缺陷。对于本专业的弱电类课程也可以采用相关软件进行辅助教学。例如用Protel99SE软件可以辅助电子技术类课程的进行。
“留学生汉语国际教育硕士”培养,是面向海外母语非汉语者的汉语教育,目的是培养适应汉语国际推广工作,并且胜任汉语作为第二语言/外语教学的高层次、应用型、复合型专门人才。
该专业需要学生具有较强的跨文化交际能力,必须设置课程能指导他们更好了解中国文化。文化经典课程就是基于此而设立的,其教学效果与教材有很大的关系,因为“教材是教育思想和教学原则、要求、方法的物化,是教师将知识传授给学生、培养学生能力的重要中介物。它不仅是学生学习的依据,也体现了对教师进行教学工作的基本规范”。
一、文化经典课程教材的实质
文化经典课程的教材,其实属于对外汉语文化教材的范畴。
对外汉语文化教材是指专为开设文化课程而编写的课本或教科书,依托文化而编写的汉语语言类教材则不属于此列。自上世纪90年代以来,对外汉语文化教材的发展总体上呈现出如下特点:种类和数量逐年增加,但缺少经典性教材;内容相当宽泛,取舍上随意性很大,缺乏规范性和系统性;体例自由多样,但不分水平等级,缺少共识;使用对象涵盖面较宽,但定位失据。
随着对外汉语教学的不断发展,这些情况如果不能得到很好的解决,将会阻碍教学效率的提高,影响教学效果。而这些情况的出现,主要是因为人们对“文化”的概念和“文化课程”的定位存在着理解上的差异。“文化”有广义、狭义之分,编写者的理解往往影响着对内容的选择,结果或者泛而无边,或者深而过窄。而文化教学到底是“文化搭台,语言唱戏”合适,抑或相反才合适?不同的理解在体例上就会造成差异,甚至可能在实践中混为一谈。
笔者认为既然教材是教学大纲的体现,要把教学大纲规定的学科性质、教学目的、教学要求、教学内容等具体化,成为实施教学的凭借。那么编写留学生汉语国际教育硕士专业教学中的文化经典课程教材至少应考虑四个方面的因素:文化的基本结构、学习者的汉语水平、专业培养目标和课程特色。
文化是一个浩如烟海的庞大系统。一般而言可以从认知的角度分为两个层面:一是表层文化,即可以视听或直接感知的文化现象;二是深层文化,即思想、观念、制度等看不见摸不着的文化本质。由于对留学生的文化教学是在非母语状态下的异文化教学,对于缺少中国文化背景知识的留学生来说,文化的传授自然会受学习者汉语水平和培养目标的限制。对初、中级阶段的留学生来说,中国文化的学习是以“了解”为主,是一种感性认识,教材的编写主要帮助学习者了解汉语背景下的社会和社会生活是怎么样的。而“汉语国际教育硕士”这个阶段的留学生,已经积累了足够的汉语知识,也具备了熟练的汉语应用能力。对他们而言,仅仅“知其然”是不够的,教材的编写更主要的是解决“知其所以然”,帮助学习者理解汉语背景下的社会和社会生活为什么是这样而不是那样。
此外,虽然讲授内容都与中国文化有关,但是文化经典课程与概论性质的中国文化课程并不完全相同。概论性质的中国文化课程主要从文学、历史、书法、社会习俗等方面介绍中国的传统文化以及当代文化发展现状,让留学生对中国文化的特点与概况有一个总体的把握。如果说这是面上的横向扩展,那么文化经典课程就是点上的纵向深入,不仅要求能够以点带面地加深留学生对中国文化的感性了解,而且要求能够在感性认知的基础上作理性的思考和阐述。
这里特别需要指出一点,编写文化类教材时教学双方很容易出现“供需信息”不对称的情况。华东师范大学2007级(本科)对外汉语专业陈××等7名同学曾以该学院的中国学生和留学生为调查对象,就对外中国文化教学做了一份调研报告。调查显示中国学生心目中,外国留学生最需要学习的是如饮食文化这样的低端文化,因为这些文化具有很强的亲和力;其次是中国的历史、思想和汉字文化等,再次是建筑、地理、古代文学等,至于音乐、舞蹈和中国古代科技则不是考虑的重点――这和留学生反馈的信息有一定的差别。同时不同语言阶段的留学生对中国文化各方面的需求度基本一致,到硕士阶段对深层文化的关注度则有明显上升。
二、文化经典课程教材的功能
基于以上因素,笔者认为这门课程的教材至少应具备如下功能。
首先,是目标功能。依据教学大纲所编写的课本,不仅要在总体上能够体现教学的总目标,具体到每一课教学目标也要明确。其次,是训练功能。虽说汉语基本能力(听、说、读、写)的训练不是该类教材的主要功能,但经典阅读和赏析却离不开这些基本能力,同时也能促进这些能力的提高。第三,示范功能。教材以文选方式帮助学生深入了解中国文化,选中的课文应是学生学习汉语的“范例”,将之前学生所接触到的零散的、非系统的文化知识有机地融合在一起,使新旧联系,以求融会贯通。第四,讲解功能。现代教学论的一个重要标志,就是强调在教学中发挥学生的主观能动作用。由于班级授课制的教学组织形式一般来讲难以做到因材施教。因此要发挥教材的讲解功能,让学生凭借教材的讲解进行学习,主动地去分析、去接受。第五,检测功能。检测具有两方面的作用:一是对教学的反馈,促进教学的进一步完善;一是强化学习结果,促进学生语言能力和文化认知能力的共同提高。
三、文化经典课程教材的内容及排列顺序
考虑到该课程教材应具备的功能,再考虑到课时、学生数量、教学资源等多方面的因素,笔者认为,该课程教材的编写可以分为九个部分,其主要内容及排列顺序如下。
1.生产篇。人类社会的发展首先是生产的发展,科技则是第一生产力。中国自古就是一个农业大国,时至今日,“科技兴农”仍然是一个重要课题;同时以航天科技为代表的高端技术也迅速发展,因此本篇选取的经典文章都和中国科技发展有关。
2.生活篇。生产的发展提供了各种生活资料,本篇所选和中国人日常的“衣食住行”关系密切。
3.情感篇。在生产、生活中人们形成了各种关系,情感的羁绊由此而生,本篇即以人们的各种情感为主题选文。
4.思想篇。思想即理性认识,是对感性认识加工的结果。本篇所选集中在对中国人行为方式有重大影响的思想观念。
5.艺术篇。思想情感形诸于外,于是便有了异彩纷呈的中华艺术,本篇主要介绍具有代表性的书法、绘画、丝竹音乐和武术。
6.民俗篇。在生产、生活中,产生了许多习俗,并不断演变。本篇所选集中在介绍与节庆有关的习俗。
7.风土篇。中国地域辽阔,人文环境复杂,本篇所选主要是从“城市”角度来看中国各地风情。
8.民族篇。中国是个多民族国家,民族文化自然也是重点所在。本篇所选集中在民族文化遗产和民族发展上。
9.交流篇。自古以来,中外文化交流不断,本篇所选将涉及不同时期中外的文化交流。
四、文化经典课程教材的体例
当内容初步确定后,下一步就是教材编写的关键性步骤:设计教材体例――教材各组成部分的搭配、排列及其组织形式。笔者设计了如下的体例。
1.全书分九个单元,具体内容及先后顺序见上文。每一单元开始都有“概述”,对主题进行简要说明。
2.每个单元分成四章,每一章以点带面,不仅能让学生对中国文化有整体的了解,而且能从这一点出发进行深入思考,以期对中国文化有更深的认知。
3.每章下分为6个部分:导语,正文,理解思考,知识链接,影像阅读,深入思考。
“导语”部分是对每章主题、背景和作者的简介;“正文”部分所选侧重现当代文章,兼顾各种文体;“理解思考”部分着眼于提高学生的阅读能力,针对“正文”提出文章赏析的相关问题;“知识链接”部分是介绍“正文”所涉及的文学常识和文化常识;“影像阅读”部分在与“正文”同步给予学生感性认知的同时,促进学生“听”能力的提高;“深入思考”部分主要结合中国现状提出讨论话题,促进学生“说”能力的提高。
当然教材是死的,人是活的,在具体的教学过程中需要根据学生实际灵活处理教材。就算是硕士阶段的留学生,仅仅凭借书本的抽象知识,也无法真正理解中国文化。即使是华裔子弟,也会因为生长环境和文化背景的差异而出现理解上的障碍。为了避免学习者或者浅尝辄止,或者半途而废,在编写该课程教材时,要避免厚古薄今、重“知”轻“行”,充分考虑到教材的可操作性,使教学更加形象化,更加有针对性,更加实用。
形象化是指教材的内容能最大可能地通过各种传播媒介转化为可视、可听、可感,甚至可触摸的形象,使教学可以改照本宣科为实践中掌握。譬如“艺术篇”中涉及的书法、绘画、丝竹音乐和武术,单纯的语言讲解有时候让文化背景各异的学习者难免有云里雾里之感。为了解决这个问题,可以提供观摩和基本阶段的练习,在观摩和练习中解决难点问题。
针对性是指可根据教材内容,设计围绕某个文化主题的文化考察项目,使学习者对之有切身的体验。譬如针对“生产篇”“生活篇”,笔者围绕“经济发展”这个主题,组织学习者分别参观了广州市经济开发区和粤北的贫困区,让他们切实了解到中国社会的经济发展以及仍然存在的贫困现象。这种活动的安排,需要事前的了解和事后的回顾,避免考察过程中的走马观花、浮光掠影。事前对主题的了解,可以通过文字阅读和形象化展示进行,并布置一定的思考题作为考察任务,为事后回顾做准备;事后回顾,一般先以讨论或课堂发言的方式总结这次考察,然后让学生以作文的形式记录自己的感受。
实用性是指教材的内容能和学生的实际生活联系起来,能让他们具体运用于实际生活。教学中应该让学生练习如何使用所掌握的文化知识,将传统文化知识现代化。如在“思想篇”中介绍中国文化中的“孝”时,不能仅仅只从传统文化的角度来讲解,应该结合中国当代的家庭生活的实际,像“4+2+1”结构模式、“空巢”现象、“留守”现象等,帮助留学生真正了解中国当代社会,而不只是停留在历史和传统中。
2016年6月2日,中国正式成为《华盛顿协议》成员国,这将对中国工程教育质量的提高发挥极大的督促作用,促进中国按照国际标准培养工程师,提高工程技术人才的培养质量[1]。国际上广泛应用的CDIO工程教育模式是在2004年由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学联合研究提出的[2]。它主要由构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)四部分组成,目的是通过产品研发到产品运行整个过程的锻炼培养学生理论联系实际的能力[3]。按照CDIO的培养模式,工程毕业生的能力被分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层次,并通过12条标准来衡量学生的培养质量,这与中国工程教育专业认证的12条标准有异曲同工之处。
我校机械电子工程专业目前虽然已经制定了较合理的专业培养目标和培养方案,培养了结构合理的师资队伍,形成了较好的理论和实践教学模式,但是与CDIO工程教育标准的要求相比,在培养方案、教学体系、教师队伍建设及教学效果评价机制等方面,仍然存在一定的差距。现有机电专业课程体系存在专业特色不明显、不同课程之间存在重复或相互冲突的地方等缺点,因此要依据CDIO工程教育理念,借助校企合作平台,全面地进行机电专业人才培养模式的探讨,建立符合CDIO工程教育标准的机械电子工程专业实践教学体系。
1.我校机械电子工程专业课程体系情况
目前的专业培养方案里包括的核心课程为:机械制图、理论力学、材料力学、模拟电子技术、数字电子技术、C语言程序设计、单片机原理及应用、自动控制原理、机电传动控制、传感技术、机械原理、机械设计、机械工程测试技术、机电一体化系统设计、互换性、工程材料等;主要实践环节为:社会实践调查、金工实习、电子电路实训、工程制图实践、创新实践、生产实习、毕业实习、毕业设计(论文)、PLC与组态技术综合实验、测试技术与传感器综合实验、单片机综合实验、自动化生产线认知实践、机械设计基础课程设计和机电专业综合课程设计等。
2.CDIO模式下的机电专业教学体系
根据CDIO工程教育标准的要求和我校办学特色,为适应煤炭行业和地方经济对机电专业高级技术人才的需求,结合重实践、重创新的培养目标设计新的课程体系。广泛吸取企业专家建议,深入探讨和修订机电专业课程体系,强化实践环节,构建国际化的课程体系和教学模式,从而保证面向工程的课程体系能够培养学生的实践能力与创新思维。依据CDIO工程教育理念,选择典型的工程实践项目,采取“做中学”的方式,通过在项目中反复训练锻炼学生自主学习的能力,这样不仅可以促进学生对基础知识的掌握,还可以提高学生解决工程实践问题的能力,从而使学生综合素质和能力能达到CDIO标准的要求,增强人才培养对企业的适应性[4]。近年来,主要通过以下措施进行教学体系的改革:
(1)基于CDIO的工程教育理念,构建了“一个核心、两个方向、四个阶段”的工程教学体系。
“一个核心”是以矿业领域的机电一体化系统设计、研发为主,覆盖了多学科交叉领域,主要涉及机械设计、机械传动、机械制造、机电传动控制、PLC、单片机、控制工程、机电一体化系统设计等多种技术;“两个方向”是指机械设计与制造、电气控制系统,选修课中增添“煤矿机电设备”、“工业控制网络与现场总线技术”等课程;“四个阶段”是指根据CDIO理念的构思、设计、实现、运行四阶段指导,学生要经历认知实习、基础课程实验、专业课程设计与综合实验及毕业设计、创新大赛等综合实训,才能更好地掌握本专业的工程应用技术。从第三学期开始,每学期均安排工程实践环节,按照核心知识点和要求来设定每个工程实践项目,在课程设计与毕业设计过程中企业参与。
(2)依托产学研合作背景,通过专业综合实训和企业顶岗实习等环节提高学生工程实践能力。
我校机械工程学院已经建立了电子创新设计实验室、慧鱼模型创新设计实验室、机电控制技术实验室、虚拟仪器综合实验室、动态测试技术实验室等实践创新平台,与淮南矿业集团、皖北煤电集团、淮南万泰电子股份有限公司、淮南润成科技股份有限公司、平安开诚智能安全装备有限责任公司、凯盛重工有限公司、淮南阶梯电子科技有限公司等开展了长期的产学研合作,从而可以保证给学生提供校内、外实践实习基地。通过单片机和PLC综合实验、课程设计、毕业设计、实训检验学生电工电路、单片机、PLC综合开发的能力,往往借助典型机电案例(如斜井跑车防护装置、皮带机集控系统、立井提升系统过卷过放保护系统等),让学生经历“构思—设计—实现—运行”四阶段的完整实训。与此同时,让学生积极深入到到校企合作的实习基地中,在相关机电系统中顶岗锻炼,进一步提高学生的理论联系实践的能力,缩短学生个人能力与企业要求的差距。
(3)通过创新团队建设、学科竞赛和大学生科研项目培养学生工程实践创新能力。
为进一步拓展学生科技创新能力,借助学院设置的创新团队、学科竞赛活动、大学生科研项目的平台,在日常的教学管理中,融入紧密联系工程实际的大学生课外科技创新能力培养模式,鼓励学生积极参加“全国大学生机械创新大赛”、“全国大学生机器人大赛”、“全国大学生电子设计竞赛”、“全国大学生节能减排大赛”等各种赛事,鼓励学生撰写学术论文和申请专利。
3.结语
“机电专业应用数学”是机电工程专业一门必修课程,其先修课程是初等数学,后续课程为:机械零件数控加工、机电设备维修技术、机械设计基础、工程力学、数控编程及操作等专业课程。这些专业课程根据岗位不同,主要分研发岗位课程、生产岗位课程,学习期间学生还要参加各类技能比赛、考取技能证书,毕业前要进行顶岗实习、撰写毕业论文或毕业设计。学生通过对数学基本知识的学习,不仅可以提高其逻辑思维能力、判断能力,还可以为专业课程的学习提供数学支持,为专业问题的解决提供思想方法,所以本课程定位是:为专业课程的学习服务,为工作岗位的需求服务,为学生的可持续发展服务。
二、机电类专业毕业生岗位及能力分析
机电类专业毕业的常见就业岗位是:机械(模具)设计、制造、安装、检测、维护及调试,技术改造,产品开发与营销等。
机电类专业毕业生需要具备的与数学有关的岗位能力有:能够正确选择加工工具与设备(机),能够灵活操作数控机床进行零件加工(机),能够正确选择、组装、检修设备的元器件(电),能够对产品的质量进行检验,能够对设备状态进行正确判断(综合),企业决策与管理能力(综合)。
机电类专业课程中与数学相关的能力有:刀具角度、零件尺寸的计算能力、数控机床加工零件时的参数计算能力,会计算机床电流向量,会对零件各类数据进行分析等。
三、设计思路
“机电专业应用数学”课程设计,就是通过以上分析,提炼出机电类专业学生需要具备的数学能力,以及支撑这类数学能力所需的数学知识,将机电专业应用数学教学内容按项目进行划分。采用以实际问题解决为导向的项目教学法,辅以案例、任务驱动和问题导向教学法,教学环节采用项目式情境引入――数学新知学习――项目解决导出。整个教学遵从数学课程的基础性、针对性、现代化、互动性和层次性原则。
四、教学目标
(一)通识能力目标
1.具有概念互译能力,能够将机电类概念与数学概念对接;2.具有问题转化能力,会将机电类问题转换成数学问题;3.具有运算能力,能计算出数学模型的解;4.具有回归能力,会将数学解回归成实际问题的解决办法;5.具有迁移能力,会将一个实际问题的解决方案迁移成其它问题的解决方案。
(二)专项能力目标
会利用各类方程对凸轮、齿轮、连杆等机械构件运动轨迹进行描述、分析与计算,会利用微积分对电路、电机的电流、电压等的变化进行定量分析与计算,会利用微积分计算工程机械中受弯构件的刚度、强度,会利用微积分对机械元件进行设计和性能校核,会用解析几何知识对数控编程中的基点与节点进行选取与计算,会利用数理统计知识对加工零件的质量、误差做数据分析。
(三)知识能力目标
掌握函数、三角函数、参数方程、极坐标基本知识,充分理解极限、连续、导数、微分、积分概念,熟练进行极限、导数、微积分基本运算,理解常微分方程的概念及求解方法,掌握空间直角坐标系、向量、空间平面、直线、概率论与数理统计基本知识。
(四)素质教育目标
通过本课程学习,树立学生吃苦耐劳的实干精神,形成敢于创新的职业习惯,养成细致、严谨的工作作风,具有较强的团队协作能力。
五、教学内容
整个教学内容以数学知识体系为主线,以岗位与专业课程需求的教学项目为引领,构建项目化教学内容。“机电专业应用数学”分为四个教学项目,分别是:项目一:机械构件运动轨迹的描述、测量与计算。项目二:机电工程中受弯构件的变形计算,机械元件的设计计算、性能校核和优化设计。项目三:机械零件的绘制、测量及加工计算。项目四:零件测量精度分析。
四个教学项目对应四个教学模块,分别是:初等数学(函数、参数方程、极坐标)、微积分学(极限与连续、导数与微分、不定积分、定积分及其应用、常微分方程)、空间解析几何和空间角度的计算、概率论与数理统计(随机事件及概率计算、随机变量、随机变量的数字特征)。
六、情景设计
在项目四(零件测量精度分析)中采用的情境是:要对一批零件的加工精度进行统计分析,通常首先对每个零件的尺寸进行测量并记录,然后将尺寸划分成数个等长度的区间段,统计各个区间段内的零件数目,最后在平面直角坐标系里,以每个区间的中点为横坐标,以该区间内的零件数占总零件数的百分比为纵坐标,画出若干个离散点,将这些离散点用光滑曲线连起来,就得到了零件尺寸的正态分布图。由此情境进入概率论与数理统计知识的学习。
七、首末次课设计
(一)第一次课设计
环节一:畅所欲言
学生自由发言,介绍对机电类专业的认识、对本门课程的认识、希望从本课程的学习中获得什么等。
环节二:项目展示
展示机电专业中需要的数学知识,明确学习数学的目的。
环节三:课程要求
教师介绍本课程的特点、学习方式、学习要求,考核标准。
环节四:分组交流学生分组交流自己的学习计划和目标。
(二)最后一次课设计
环节一:谈谈收获
每个学生谈谈本课程的学习收获,老师补充,进行课程总结。
环节二:秀秀实力,分组进行
1.计算交流电路中电阻元件从电源吸收的平均功率
2.用微分方程知识分析机械运动中的阻尼现象及特点。
环节三:评评成果
各小组之间开展互评打分,教师参与评价并进行评分。
八、考核方式
1.学习态度考核:10%。学习态度包括课前预习、课堂纪律、课堂参与度、作业完成情况;
2.完成项目情况考核:30%。包括完成项目过程中表现出的数学互译能力、模型构建能力、计算能力、创新能力、应用数学知识解决问题的能力。
3.期末考试考核:60%。期末进行闭卷考试,考查一学期所学基本数学知识及运用知识解决问题的能力。
九、设计效果
一、立论
51b1
高等职业技术教育具有双重教育属性,属于高等教育范畴系列,同时又属于职业技术教育,培养的是技术型人才。高等职业技术教育研究总是着眼于职业的载体——行业人才素质的构成要求。高等职业技术教育机构与跨国公司在华企业联合办学是基于“定向培养现代企业适用的岗位人才”行动作为的校企合作关系。
在我国,高职教育事业机构与国际知名企业联合办学的专业建设较系统的、富含职业教育技术的资料样本尚不多见。
我国高职院校和跨国公司企业员工培训机构在组织制度、行为方式、能力范围等方面存在着差异,联合办学首项技术要略就是以特定企业专业岗位人才素质要求为背景,以高等职业技术教育层次为平台,在教育实施过程中研究适用的专业课程体系。
我国机电产业生产技术标准与多数跨国公司企业生产技术标准存在着差异,这种专业性内质规范的差异如何在课程体系中形成最简洁、最有系统性、最适用的表述,是需要在联合办学的工作基面上攻关解决的难题。
日立电梯(中国)有限公司与广州工程技术职业学院签约联合办学,日立电梯广州制造基地挂牌“广州工程技术职业学院日立电梯技术学院”。我们持有“积极推行订单培养,探索工学交替、任务驱动、项目导向、顶岗实习等教学模式”的教学技术发展理念,面对已经开始与国际知名企业联合办学的工作现实,不可回避这种联合办学机制下专业课程体系设置亟须在工作实践中探索研究。
日立公司是以机电产品为主的世界500强企业。日立企业历史悠久,生产管理机制和生产技术标准自成体系。
据调研资料:日立公司在华企业与国内其他职业院校的联合办学均未达到“挂牌日立梯技术学院,实行2年学院专业取向性学习+1年企业岗位培养”的机制技术层次。联合办学的专业课程体系研究以“特定企业岗位人才素质”为基面在实践中探索并形成具有“普适性”价值的“联合办学机电专业课程体系设置”理论,既符合“创制办学特色”的职业教育技术方针指向,又应合我国高等职业技术教育在“在技术进步与创新”理念导引下的发展趋势。我们确信:这个工作项目的过程将会是充满创新机会、历练团队的过程。勤奋踏实地工作和钻研,则丰硕成果可期。
二、课题工作的目标
机电一体化技术是一门跨学科的综合性科学,是由微电子技术、计算机科学、机械工程和电力电子技术互相渗透而成的一门学科,是在信息论、控制论和系统论基础上建立起来的应用技术。因而机电一体化专业技术课程内容是一种综合结构,在设置专业课程时应以毕业生应具备的现代机电主流技术的运用能力为主线重组课程内容。机电一体化专业建设与课程体系的再构建,形成具有地区机电企业专业人才特色的高职高专综合课程,有着极其现实的职业教育技术进步与创新意义。
电梯是集机电一体化各侧向高级技术工艺(如新材料应用技术、先进加工技术、计算机技术、智能控制技术、大功率电子技术、传感与信号处理技术、维修与调校工艺)为一体的现代化机电设备,其职业技术课程体系的开发过程必然富含高专业技术含量的、极具教学技术创新意义的项目设计类研究子课题。
以联合办学双方的专业人才培养方案的比对——取职业知识与技能要素——嵌合性研究为起点,在教育实施过程中研究通识性机电工艺知识与企业岗位专门技能并重的专业课程体系。
日立电梯产品集拥多项先进工业技术,如能量再生技术、永磁同步技术、无机房技术、扶梯一体化设计等,将这些高端的制造技术工艺理论编撰到相关专业教材或项目化实训指导书之中,则特色专业将从联合办学的教学实施过程中创制。
解决“专业性内质规范的差异如何在课程体系中形成最简洁、最有系统性、最适用的表述”难题,课题成果可期成为“高等职业教育机构与跨国公司在华企业联合办学课程体系设计”的优质标树。
具有普适性价值的工作过程资料将能够展现出实证性强、系统性佳、普适性优的“高等职业教育机构与跨国公司在华企业联合办学课程体系设计”的理论体系和应用价值。
形成系列教学标准文件——联合办学课程体系设计方案、“电梯技术”人才培养工作标准、联合办学课程体系主干课程标准、课题项目总结报告书与自评报告书等。
三、技术要略
1.地域工业技术经济发展的现实性认识和前瞻性意识
兼具完善性和创新性的高等职业技术教育机电一体化技术专业课程重构着眼于广东“十二五”规划关于机电行业职业人才素质特征及需求情况描述;着眼于泛珠江三角洲地区机电行业规模与技术工艺整合、进步的水平预期;优化高等职业教育体系机电一体化技术(专业知识与工作能力)教学实施项目体系的结构。
人才服务区依据机电一体化专业就业岗位类别划分:产品制造、设备应用维护或改造、市场营销服务。服务区调整的灵活性设计并体现在工学结合、校企联合办学、订单培养、顶岗实习等的各类型专业实践(教、学)项目之中。
知识、能力、素质结构调整的灵活性体现在:学生在接受高职专业教育过程中可自主选择并趋近有利于尚扬天赋、激励专业进取的面向行业技术工艺岗位的四个就业和发展取向——通用机械或金属加工机床设备传动结构改进和工艺维护工程实施、机电设备的微机控制技术运用、机电设备功率控制系统的电力电子技术运用、机电产品技术文档设计与编撰或行业市场信息采集与处理。相应地,专业技能课程板块是机械工程工艺、电工电子技术与技能、先进加工技术与技能、微机控制技术与电力电子技术。
2.企业文化
广州工程技术职业学院与日立电梯(中国)有限公司联合办学协议规定采取实行“2+1”的模式,即“2年学院专业学习,1年企业岗位培养”的机制。2年学院专业学习的课程体系包括丰富的企业文化元素(课程)和以现代电梯设备技术工艺为衬托的通识型机电基础课程。1年企业岗位培养是在日立企业培训机构管理下的、以电梯设备制造过程工艺和产品技术服务过程技能为核心元素的培训系统工程实施。日立企业借此造就成批的“忠于职业、技能适用于产品体系”的企业骨干员工。
联合办学是定向培养现代企业适用的岗位人才行动作为,企业文化课程或专用技术工艺课程就要和谐地融入专业课程体系。企业文化课程要素有些是要形成单列课程;如企业经营历史与发展概况、企业技术工艺体系特征、企业生产管理机制学说、企业员工职业环境和生活节律情况、企业福利制度、特殊工种操作技能等。
3.企业专有先进技术或工艺的基础理论平台构建
有些涵括基础专业工艺的课程要素应该细致地研究如何有取舍地融入高职专业技术基础课程之中,如电梯设备装配与调试、数控加工专用程序、电路测试等。
现代机电设备制造业工程技能的培训内容是;
(1)通识通用类课程内容——适用性好、结构精化、带有标准索引。
(2)涵括基础专业工艺的企业专门技术课程要素。
(3)系统工艺意识的形成方法。
机电设备工程是综合的支向技术工艺实施过程体系。实施工程的过程包括制作、调试、检测、记录、评价、改进等阶段。我们理解“岗位高端人才”必须具备机电技术综合运用能力。因而在项目任务型技能训练课程中设计有指标有比例的电气技术工艺、传动技术工艺、编程技术工艺、调测技术工艺、专业文档编整工艺的交互训导。
4.逆向工程工艺基础
专业软实力的培养方法研究是高等职业教育技术研究的重项,专业智能水平是职业适应状况的决定性要素。
针对机电一体化技术人才岗位特征——专业智能成分较多、技巧思维保持、非连续性非周期性的操作等,在专业技术和专业技能综合性课程中加入“工艺培养”项目。开设“机电设备控制系统高级工艺实训”课程,以培养技术工艺素质人才为目标,实施工艺能力培养。机电设备传动结构和电气控制系统测绘、规范技术文档编撰、技术文献或技师项目论文品阅评价等项目化的训导和实践科目活动为课程主要内容,课程项目实施采用逆向工程方式。先修课程理论引领理解实践任务的技术工艺内涵,实践活动充实原理理解并且在专业思维空间树立柔性连接理论与实践的工艺意识。经过此课程的项目化工作训练,学生应胜任一般机电行业企业电气技术工程岗位工作——达到电气工艺师(或电工技师)业务水平。
5.校企合作课程设计
主要工作任务是研究基于工学结合实践课目工作过程的机电支向技能课程的交互训导模式。这种交互训导模式要求有三维研究:
(1)横向要素:各支向技术工艺课目(机械传动构件课目、电气控制课目、微机编程解析课目、大功率驱动器课目、专业文档编整课目、特种工种操作技能培训与考证)的内容分布。
(2)纵向要素:各支向技术工艺课目工序、工步、工时的分配。
(3)立向要素:各支向技术工艺课目工作评价(工艺水平、适用性)指标、改进要略、安全措施、客观动态适应等方面的机制“软件库资料”的形成。
交互训导模式要求改造现行教学理论与实践在空间和时间上分别进行的时空结构,将实验室、实训室或生产车间与教室整合为理论与实践融合互动的一体化情境氛围教学平台,为进行理论与实践融合互动提供支撑条件。
参考文献:
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[作者简介]孙芹(1979- ),女,山东威海人,山东英才学院机械学院,讲师,硕士,研究方向为机械制造、数控加工。(山东 济南 250104)
[中图分类号]G712 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2013)29
当今社会机械制造业的发展壮大,得益于日趋激烈的市场竞争。面对机遇与挑战,制造业只有不断吸收机械、电子、信息及现代企业管理等多方面的成果,并应用于产品生命周期的全过程,才能不断推出新品,富有竞争力。集成化、网络化、数字化、虚拟化以及智能化是使传统制造系统成为信息时代、知识经济时代的先进制造系统的最主要内容。目前,在众多企业中广泛应用的CAD/CAM技术是现代先进的计算机技术成功渗入传统制造业的结果。
为使学生进入企业后,能够熟练掌握一门CAD/CAM软件,尽快适应自己的工作岗位,山东英才学院结合机制专业的自身特点,选择NX(UG)作为CAD/CAM教学软件。通过到兄弟院校走访调研发现,在教学过程中,CAD/CAM单独作为一门课程一般开设在第六学期或第七学期,虽然该课程设置的目的是为了起到连接作用,为后续的毕业设计和学生就业提供好的绘图工具。但作为一门课程,学生学完后,很难做到融会贯通,没有达到预期的教学效果。为了提高学生学习的主动性,让枯燥的机械课程变得简单易懂,提高学生学习的兴趣,增强各门课程之间的联系。在机制本科的教学过程中,尝试运用NX的CAD/CAM一体化功能来辅助教学,实践表明,这对学生理解和掌握专业课程有很大的帮助。
一、NX软件在“机械制图”课程中的应用——NX 三维造型模块
“机械制图”是工科重要的主干专业技术基础课程,在机械工程科学人才培养体系中占有重要地位。该课程以形体构造和图形表达为核心,以形象思维为主线,培养学生空间想象能力、形象思维能力、图形表达能力和创新构形能力等工程科学的基本素质,并为进一步学习机械设计类、机械制造类和工程实践类后续课程提供必备的制图基础知识与基本技能。
在制图的教学过程中,仍以讲授为主,部分教学环节借助模型和挂图等辅助工具,学生往往是被动学习,建立空间思维相对困难,学生普遍反映课程太难学,从而对课程产生了厌倦,降低了学习积极性。到了高年级,进入专业课程学习、课程设计和毕业设计阶段,学生反而不会画图了。毕业后,进入社会,就业将更加困难。因此,尝试将NX软件引入“机械制图”课程教学环节。建立机械制图虚拟模型库,让学生有整体的概念,通过旋转、剖切三维图形,可以对三维模型进行动态仿真,让学生理解模型各个方向的形状,增加图形的直观性,搭建投影和三维实体之间的桥梁,这样再来学习制图的投影原理及其他表达方式,将变得非常轻松。同时,NX为参数化建模,方便对模型进行修改,可以根据教学大纲的变化,及时修改模型。可将模型库上传到网络课程中,学生自主学习,大大提高了学生学习兴趣,为后续课程的学习奠定了坚实的基础。
二、在“数控机床编程”课程中的应用——NX加工模块
“数控机床编程”课程是机械制造本科专业重要的专业课程。大部分院校数控机床编程主要以手工编程为主,讲授数控车床编程和数控铣床(加工中心)编程。为了提高学生的学习兴趣,手工编程的内容也会借助NX软件,讲授自动编程应如何实现。如在车削的教学过程中,相应会讲解轴类零件、螺纹类零件、综合实例等自动编程过程,通过手工程序和自动生成程序的对比,学生对编程有更深刻的理解,更喜欢数控编程课程,为机床实训打下基础。
手工编程虽然有不少优点,如方便快捷,可以省略很多走空刀的地方,能最大地优化加工路径等。但手工编程无法编制复杂工件,如非常规曲面的程序编制,同时手工编程对编程人员有较高的要求,一个点计算错误,将会造成严重的后果。当手工编程无法完成或是编程比较困难的零件,可以通过自动编程完成,NX软件有强大的数控加工CAM模块,包括平面铣削、型腔铣削和深度铣削、固定轴曲面轮廓铣削、多轴铣削和孔加工等,基本可以加工任意复杂的曲面。NX数控加工的一般流程为零件3D建模—指定工艺方案—进入CAM环境—创建程序节点、创建刀具节点、创建几何节点、创建加工方法节点—设定参数—生成刀轨并验证—机床后置处理—数控程序(NC代码)。
三、在“机械设计基础”课程中的应用——NX仿真、装配和工程图模块
“机械设计基础”课程主要包括机械原理和机械零件设计两部分,以机械原理部分学习过程中的四连杆机构为例,在学习四连杆机构时,如果仅仅通过理论讲解,学生对四连杆的运动特性理解的不够充分,可以利用NX运动仿真模块,首先通过三维建模,虚拟装配,设定连杆,设定驱动,完成平面四连杆机构的三维动画运动仿模拟。
机械设计基础课程学完后,要进行课程设计。以减速器课程设计为例,学生要完成减速器装配图及零件图的绘制。给定参数后,如果学生凭空想象,采用二维软件即使完成了减速器的装配图,并拆画零件图,也不知道所绘制的减速器各零件间是否会产生干涉,能否保证加工后的零件能够安装。因此,可以利用NX的装配模块,将所设计的减速器零部件进行装配,通过仿真建模,查看各个零部件之间是否存在干涉,为后续加工的零件的顺利装配打下基础。并且,NX软件可以将三维模型转换为二维工程图形。如果零部件模型尺寸进行了修改,装配图形也会自动做相应的修改。
四、在本科毕业(论文)设计中的应用——NX 综合运用
毕业(论文)设计是每个本科生毕业前要完成的最重要的一项任务。机械设计制造及其自动化专业的本科毕业生主要从事的工作岗位为:数控机床操作岗位(数控车床、数控铣床、数控线切割机床的机床操作工),数控工艺技术岗位(数控加工工艺设计师、数控工艺文件管理员、数控程序编写技术员、电脑绘图员等),普通机电设备设计师助理等技术工作岗位,这些岗位的共同特点是动起手来能干活,拿起电脑可设计。因此,毕业设计对他们来说尤其重要,毕业论好了,进入企业后,就能更快适应工作岗位。
在教学过程中,为实现应用型本科的人才培养目标,减少理论型、研究型论文,要求毕业论文题目需“来自企业”,即学生的毕业论文内容既要包含设计又要包含制造,而且学生必须在数控机床上至少加工出毕业论文中的一个中等复杂的零件,若能借助NX软件,自动生成数控加工程序,并对刀路和程序进行优化,会起到事半功倍的效果。通过毕业设计,让学生掌握机械零件从设计到制造的全过程,为工作后以最短的时间适应企业要求奠定基础。
五、在机制专业各种大赛中的应用――NX 提升
虽然将NX软件融入多门专业课程的教学过程,使学生学习积极性大大提高了,教学效果明显,但由于课时的限制, NX软件强大的功能模块,教学过程不可能面面俱到,很多模块不能深入讲解,一般是按照一定的讲课模式完成教学任务。
教学过程中理论讲解的思路和方法肯定与实际工作有一定的差距。针对学生的不同要求,鼓励学生参加竞赛来提高自己的能力。主要组织学生参加山东省数控大赛、山东省机电产品设计大赛和全国3D大赛等。在每项技能竞赛中,都要求学生完成真实的产品,大赛的环境更接近于真实的工作环境,通过参加不同类型的大赛,学生会对NX软件更加的熟悉,对自己感兴趣的模块有更深刻的了解。同时,大赛能拓宽学生的视野,提高团队合作精神,提升自身的设计、制造和创新能力,拓宽将来的就业范围,提高了就业机会。教师通过指导大赛,与学生进行沟通,更了解学生的想法。通过参加大赛,与其他院校进行交流,相互借鉴,获得更多的信息,把握更新的教学理念,并不断渗透到自己的教学过程中,使教学更贴近实际,使本来枯燥的课堂变得更加生动。技能大赛可以让学生认识到学习中的不足,明确自己的学习方向。
把NX(UG)软件应用于机制本科“机械制图”“数控机床编程”“机械设计基础”等课程中,使学生感觉枯燥、难懂专业课程变得生动、易懂、易学,学生自主学习能力得到了提升,学习积极性得到了提高,同时,在本科毕业(论文)设计和各种大赛中,充分合理地选用NX软件的相应模块,满足了不同层次、不同要求的学习需求,教师更容易了解学生,可使教学更能满足学生的需求,更能贴近社会实践的要求。学生上学期间打下的坚实基础,也为今后的就业奠定了坚实的基础。
[参考文献]
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0 引言
“机电一体化”一词的英文名词是“Mechatronics”,它是取Mechanics(机械学)的前半部分和Electronics(电子学)的后半部分拼合而成的。由于机电一体化技术是其他高新技术发展的基础,其发展依赖于其他相关技术的发展,因此很多高校都开展了机电一体化这门课程的课堂教学。机电一体化是一门综合性实践性很强的课程,涉及知识面广、容量大,这门课的教与学都不容易。
传统的教学方法都是按照机电一体化系统的功能结构构成,将机电一体化系统分为若干个功能结构模块,逐一进行讲解,例如分别讲解机械本体功能模块,传感检测功能模块,中央控制功能模块等等,这样的教学方法易于学生理解,但是在无形中割裂了机电一体化系统各个功能模块之间的有机联系,为此必须结合机电一体化这门学科本身的特点,对其教学方法和教学策略进行改革与尝试,以期从中能够找到有效的复合机电一体化课程特点的教学方法与教学策略。
1 我国当前机电一体化类课程教学现状及其原因分析
结合我国目前高等教育的现状,造成当前机电一体化类课程理论讲不透、实验做不好、学得不扎实的原因主要有以下几个方面:
1.1 师生思想上都不够重视
从目前的高等院校的教学现状来看,重视理论教学轻视实践教学一直是我国高等院校理工科教学的传统方法,在这样的教学模式下,尤其是像机电一体化这样的课程,理论课本来就比较晦涩难懂,加之实践实训比较少,学生学到最后完全没有系统的概念和知识体系,对于机电一体化的理解只是停留在表面层次,因此必须要逐步加强实践实训。从体制上来说,师生自身对该课程的重视程度不够也是十分重要的原因,教师认为对于机电一体化课程教学任务重,往往疲于应付授课;而学生对于机电一体化课程知识的理解比较吃力,往往兴趣不大,加之实践实验时间较少,最后将实践实训流于形式,因此,师生在思想上不够重视是目前高等院校机电一体化课程教学的一个基本现状。
1.2 机电专业实践教学课程的设计不合理
机电类专业实践教学的课程内容包括很多技术内容,目前,绝大多数高等院校的机电专业课程体系受传统教育思想的影响,课程的内容过多过深奥,理论课时数太大,实践技能教学课时不足,而且内容陈旧。还有些学校脱离实际情况过高地制定了课程标准,导致教学与实践相背离。现在学校里学习的知识和社会上用到的知识相差很远,很多学生学习了很多知识,可到了社会上去无从下手。相关机电行业和企业很少参与机电类专业实践课程的制定,这也是导致高等院校机电专业的实践课程体系设置不合理的原因。
1.3 实践教学条件不完善
由于机电一体化类课程所开设的实验,往往实验设备体积比较庞大,集成度较高,价格昂贵,因此很多院校对于机电一体化课程实验所配置的实验设备都是很简单的,目前很多高等院校也在进行教学改革,增大实验实践课程量,但是相应的实践教学课程内容仍然或多或少的存留着传统教学模式的影子,主要表现在以下几个方面:
(1)实验实践条件差,硬件实验设备陈旧,很多实验台或者实验设备都是演示性实验,整个实验过程都是老师在做实验,学生只负责看,即使动手也是按照老师调试好的实验按照老师实验的顺序重复一遍,实验教学效果比较差,这使得整个实验就流于形式化。
(2)缺乏综合性的创新性的实验台供学生动手实践,目前机电一体化类的课程实验都只是简单的重复性的实验,缺乏激励学生创新动手能力的综合性实验,这使得机电一体化类的实验无法激发学生创新能力,无法提高学生动手实践能力。
(3)实验实践评价机制不够健全,很多实验实践流于形式,这导致学生对实验重视程度不够,多数学生的实验报告依靠抄袭完成,老师对学生没有印象,学生的实验成绩仅仅凭实验报告打分,实验实践评价机制的缺失使得机电一体化类的实验实践失去了价值。
2 机电一体化类课程的教学改革策略探讨
2.1 充实机电一体化类课程的专业实践教学内容和完善教学手段
在对机电一体化课程专业实践课程进行教学改革的时候,我们提倡应当根据各个院校各个专业自身的专业特色进行相应的教学改革,添加符合专业特色的实践教学内容,不断完善实践教学条件和教学手段,尽量弱化传统实践模式中的演示性的或验证性实验,加大动手实践实验及综合性实验内容,并和理论课程对应起来,使得学生在掌握理论知识的基础上进行相关实践实验,这样更容易掌握机电专业知识和技能。
2.2 重视机电一体化类课程的专业实践教学环节的考核
任何课程都需设置考核环节,同样的,机电一体化课程实践教学也需要考核,考核环节也是学生最为敏感的环节之一。传统的机电专业实践课程考核的方式是出勤考查、实验报考考查以及最后实验考查成绩相结合的方式,这种考查考核方式不能够考查出学生的完全实践能力,只能够从实验报告的完成情况给学生考核打分,因此传统的考核方式并不合理,就需要对传统的考核方式进行改革。
结合机电一体化课程实践教学的特点,对于机电一体化实践课程的考核不应该有一个统一的模式和标准,而是应该结合实践教学的方式和手段灵活的设定考核方式,采取定量结合定性的方法进行实践教学考核。简单的演示性或者验证性实验,应当减小考核的比重,而对于综合实验及动手考查较为全面的实验,考核比重就应当加大;另一方面,还可以灵活的采取口试笔试、现场提问、课程设计、综合课程实验等多种形式进行考核,重点不是考查学生的知识理解程度,而是应当重点考核学生对于实践技能的掌握和应用能力。
2.3 加大机电专业校内外实习实训基地建设的力度
对于机电一体化这样的实践要求较高的课程,实践实训基地的建设就显得十分有必要了。实践实训基地的建设力度直接关系到机电一体化课程实践教学的效果与成果,而学生实践能力的掌握也取决于实践实训基地的建设,以及实践实训基地实践教学内容的设置和安排。各院校要想真正提高机电一体化专业实践课程教学的效果,就必须加大对实践实训基地的建设力度。另一方面,机电专业校内外实习实践项目的开设依赖于实习实训基地,而目前多数机电专业课程依赖于金工实习的相关设备,因此对于机电一体化类课程的专业实习实践,必须要加强具有机电一体化特色的专业实习实践基地及其相关设备的投资建设力度,为机电一体化类课程及其专业的学生提供足够丰富的实习实践动手机会,以真正提高机电一体化类课程的专业实习实践能力水平。
3 结语
随着科学技术的飞速发展,教育的方法和手段应适应这一发展的需要,传统的纯理论教学已不能适应新的教育目标,加强实践能力和创新能力的教育已势在必行。本论文所探讨的机电一体化类课程实验教学方法及其教学改革策略的应用研究,是结合当前国内高等院校机电一体化类课程教学内容设置及其实验实践教学现状而提出来的,能够有效地提高机电一体化类课程的教学效果,对于这一类的理论知识多且深、动手实践能力要求高的课程而言,必须要不断加强实验实践教学的份量,而本论文也是重点探讨如何开展实践动手能力的训练,对于进一步提高机电一体化类课程的实验实践教学效果无论是在理论方面还是在实践方面都具有较好的借鉴和指导意义。
参考文献
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随着高等工程教育改革的逐步深入,培养大学生的实践能力和创新意识得到了人们的高度关注。在培养理工科学生和实用型工程技术人员的过程中,工程实践训练环节尤为关键。文华学院着力加强工程实践教学环节,重视对应用型人才的培养。经过几年的发展,学校理工科实习、实训基地的条件不断改善。机电学部联合信息学部成功申报了“信息与机械综合应用技术省级重点实验教学示范中心”。示范中心确立了“打基础、强实践、重能力、设空间”的实践教学指导思想,构建了面向应用型人才培养的实践教学体系。
1应用型机电专业人才培养目标和特色
民办高校在应用型人才培养过程中存在培养定位模糊、课程设置不合理、教学方法单一等问题,忽视了培养学生的研究能力,课程设置重理论轻实践,只注重完成教学大纲规定的内容,缺少促进学生提高应用能力的实践性教学环节。鉴于此,学院坚持以“应用型本科人才培养”为目标,以学生个性化培养为主线,继续推进实验教学改革,不断完善、继续优化分层次、分类型、多形式、开放性的实验实践教学体系。1.1人才培养目标定位从培养人才的角度来看,应用型人才培养是面向社会基层,针对不同专业岗位的人才需求,培养出专业理论知识扎实、能够灵活运用所学专业知识解决实际问题,能够随着行业的发展持续更新专业知识和提升工作能力的专门人才。相对于研究型人才注重理论性知识,强调宽口径、厚基础,强调理论研究能力的培养,应用型人才强调的是将专业知识转化为实际工作能力,努力解决工作中遇到的实际问题,它更注重实践动手能力和创新创业能力,更强调应用性知识的精通和实用。1.2机电专业学科特色机电学部重视学生个性化教育和创新实践能力的培养,采取实验与理论相结合、课内实验与课外实践相结合、基本实验与个性化实验相结合的方法,优化实验实践教学体系,整合更新实验实践教学内容,改革实验实践教学方法。为了充分利用信息技术改造装备制造业,提高自动化、智能化和现代化管理水平,实现传统产业的升级和改造。机电学部守住根本、优化结构、不断创新,将“3D数字化设计”作为特色专业方向,在机械、材料、船海、制造等专业分别开设3D数字化设计相关课程。
2构建以能力培养为核心的教学体系
普通民办院校需要转变教育观念,改革教学方法,多途径、全方位培养应用型人才,将能力培养作为应用型人才培养的重点。学校围绕应用型人才的知识、能力和素质发展,在教学过程中将传授知识、培养能力、提高素质有机结合起来,将通识教育与个性化相结合,实验实践与理论教学相结合,基本实验与综合实验相结合,必修实验与选修实验相结合,构建了以能力培养为核心的应用型人才培养教学体系。
2.1制订应用型人才培养方案
理论教学体系打破了传统按学科设置课程的旧框架,增设部分以行业企业应用技术为背景,且与专业主干课程相衔接的模块化专业课程,让学生将所学的知识与行业发展联系起来。对于部分课程,教师要大胆地整合和更新,构建出全新的、完整的理论教学体系,同时,为实践教学留出充足的学时学分。为了更合理地开设专业课程,在修订人才培养方案之前,不仅深入调查了社会对本专业应用型人才的基本要求,还广泛征集了往届毕业生在实际工作中对专业课程提出的意见,认真听取了专家教授对本专业课程开设的意见。对于理论课实验,强调以理论为基础,以提高动手能力为目标;对于课程设计,强调以专业技能为基础,实施因材施教;对于生产实习环节,着力探讨校内外实习相结合的方式;对于毕业设计环节,重点抓好论文选题、撰写毕业论文和毕业答辩环节。
2.2改革实践教学方法
实践教学主要包括实验课程、课程设计、毕业设计、实习实训和社会实践等环节。实践教学体系以培养学生的专业技能为主线,根据社会企业对毕业生的能力需求进行构建。机电学部根据实际情况采取分散与集中相结合的方法合理安排,制定了明确的实践教学要求和能力评价标准。同时,他们还为学生设置个性化实践环节,鼓励学生主动实践,鼓励学生将毕业设计真题真做,精心安排毕业设计环节,把真题真做与创新创业教育融为一体。这样做,不仅能够充分调动学生的积极性,提高学生的动手能力,还能够充分利用现有设备,节省开支。
2.3抓好实验课程建设
在实际教学安排中,要更新教学理念,优化课程体系,对实验实践教学内容进行大胆的创新和整合。同时,相关人员要制订出能体现以能力培养为主线的实验、实践教学教学大纲,编写具有特色的教材,聘请企业工程技术人员讲授相关专业实验课程。在实际工作中,教师将每个专业的实验分为专业基础实验模块(约35%)、专业实验模块(约20%)、综合与设计实验模块(约30%)和创新模块(约15%),构建了“基础型、专业型、综合设计型和研究型”的四层次实验教学体系。
3加强学科建设,开展校企合作
随着制造业的不断升级,机电学部调整、优化学科专业结构,更新升级传统专业,将3D数字化设计、工业机器人、3D打印与智能制造、新能源等新兴产业、经济和社会发展亟需的专业方向作为重点建设对象。机电学部以校企合作为突破口,抓紧建设省级实习实训基地,采取“走出去、引进来”的方式,加强校企合作,做到优势互补、资源共享,为学生个性化培养打造高水平的实践平台。
3.1走出去“走出去”
即与国内知名企业合作进行生产实训。机电学部与多家企业建立了良好的合作关系,学生可以利用假期到企业实习。与此同时,学部还推荐教师到企业实习锻炼,提高教师能力。
3.2引进来“引进来”
就是将社会优秀企业引入高校,利用企业优势联合组建实验室。学部与企业共同设计培训课程和实践项目,采取学分置换的方式制订学生个性化培养计划。
3.3与企业共建人才培养基地
根据培养应用型本科人才的定位,学部将“工业机器人”作为特色方向,招收工业机器人实验班,培养“工业机器人”方向的综合应用型人才。实验班在本专业基础上融入了工业机器人专业技术课程,密切结合实际,培养社会急需的机电类综合应用技术人才。
4在创新实践教学中实施“潜能导师制度”
机电学部在工作过程中不断创新人才培养方法,在实验、实践教学中推行“潜能导师制度”。根据学生自身亮点和感兴趣的问题,通过设计若干潜能培育平台、参加学科竞赛、参与项目实施,以及参加课外科技活动等形式,引导学生去挖掘、培育、激发、提升个人潜能。机电学部针对不同类型的学生,制订个性化培养方案。鼓励学生从事自己感兴趣的实践和创新创业实践,所取得的学分可与培养方案中其他课程置换学分。学生根据自己的兴趣、爱好,自主选择潜能导师,通过开展各类竞赛活动,实施创新创业教育。实施潜能导师制,发现和挖掘学生的优势、潜能,提高学生的学习自觉性、主动性,有利于推动个性化教育的深入发展。
5建立教师与学生双重考核体系
学校高度重视实验教学质量,制定了关于学生考核与教师考核的双重考核体系。学生考核体系由学校教学督导专家深入课堂了解学生的实验,检查学生实验报告批改等了解学生的实验状况,分析实验教学中存在的问题,从而制定出了解决问题的办法。教师考核体系主要是对教师实行学生评教与专家评教的综合考核体系。这些措施的落实逐步提高了实验教学水平。为了提高自有教师的教学能力,机电学部结合实际情况,派出青年教师到企业或研究院所顶岗实习,强化高层次师资和双师型师资的培养、引进,采取有效措施培训年轻实验技术人员,努力建设适应应用型人才培养需求的双师型师资队伍。
6结束语
民办普通本科院校要结合自身的特点和优势,不断优化人才培养方案,真正做到因材施教和鼓励学生个性发展,为社会培养高素质的应用型人才。通过不断的探索和创新,机电学部以培养综合素质、提高工程实践能力和创新精神为主要目标,构建了以学生个性化培养为主线的分层次、分类型、多形式、开放性实验实践教学体系。新的培养模式不仅能让学生掌握专业的基本理论知识,更多的是挖掘学生的潜能,培养他们的实践能力和创新能力。经过校内外实践环节的培养,学生具有一定的工程经验,实际操作水平也大幅提高,就业后能较快融入工作,受到了用人单位的一致好评。
作者:李海华 陈小玲 单位:文华学院机械与电气工程学部,
参考文献
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[2]赵汗青,刘玉波,李海燕.以培养工程能力为导向的机电实践教学体系的构建[J].中国电力教育,2011,19(7).
中图分类号:G712 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)32-0269-02
随着我国经济的不断发展和经济全球化的不断深入,既有专业知识又有较高英语水平的技能型人才越来越受到社会的欢迎。目前,高职学生英语技能主要通过大学英语课、专业英语课以及第二课堂(如英语角、口语大赛等活动)来培养。从培养专业应用技能角度来看,专业英语的学习尤为重要。传统的专业英语教学侧重专业词汇的记忆和科技文章的阅读,忽略了语言应用技能的培养,这与高职教育培养技能应用型人才的理念不符。同时,专业英语的教学改革往往被高职院校忽视,在日益国际化的今天,如何提高高职院校学生专业英语的应用技能,值得教师好好去探索和实践。2009年我院和德国商会(上海)合作成立了“双元制学徒培训中心”,并连续招收了多届学员。鉴于外资企业的培养需求,我们在专业核心课程的学习中加入专业英语知识,旨在学习专业词汇、锻炼实践环节的语言交流,以早日适应工作岗位。经过几届学员的教学,我们积累了多方面的经验,并试着将好的经验和方法在机电《专业英语》课程中推广和实践。针对机电一体化技术专业学生的就业需要和自身发展需要,本教学改革主要内容如下。
一、优化教学内容
1.教学内容紧扣专业技能培养目标。在专业英语词汇和句型讲解的基础上,将专业课程融入专业英语的教学中。目前机电《专业英语》的教学内容基本涵盖机电专业主要课程,但基本以泛泛的陈述为主,无法深入到专业知识的英文阅读和表达的学习中去。如何让学生真正掌握英语应用技能,并在专业英语的学习中复习本专业知识,为今后就业打下良好基础,一直是我们思索和亟待解决的问题。鉴于高职院校专业英语课时量少,且学生马上面临就业的现状,本着不求多但求精而有用的原则,选择4门机电专业核心课程的主要内容来讲解和分析应用。课程4个任务分别为:任务1――识读工程图纸(Read Engineering Drawings),任务2――测量工具和机床(Measuring Instruments and Machine Tools),任务3――电工工具和电机控制线路(Electric Tools and Motor Control Circuits),任务4――传感器和PLC(Transducers and Programmable Logic Controller)。前2个任务侧重“机”类知识,重点培养学生识读英文图纸的能力,掌握常用钳工工具和机床的名称、使用方法的英文表达;后两个任务侧重“电”类知识,掌握常用电工工具的名称和使用方法,三相电机的基本控制电路的分析,以及传感器、可编程控制器的应用知识,为今后机电设备的维修维护工作中的语言交流打下基础。
2.教学内容贴近实际应用。目前,专业英语的教学资源相对少,网上下载下来的英文资料有很多错误,而专业性强的英文论文晦涩难懂,英文原版的专业教材成为宝贵的可借鉴和参考的资料。机电学院的中美合作Bates项目在6年的教学过程中积累了多本英文教材和课件,如Russ Schultz and Larry Smith的《Blueprint Reading for the Machine Trades》、Frank D.Petruzella的《Programmable Logic Controllers》以及Pete Stafford的《E.S.L. Study Guide for Machine Tool Practices》等,这些为贴近实际应用的英文资料的整理提供了参考,同时一些教材中好的教学方法和思路也可以借鉴,如《E.S.L. Study Guide for Machine Tool Practices》就是专门为非英语母语的机加工专业学生提供语言培训的教材。下面以“机”类知识点为例,看一下如何使内容贴近实际应用。工程图纸的识读是很重要的技能,首先我们要介绍公制和英制图纸的主要区别,包括单位换算及投影视角不同等,其次就是各种线型、形状、位置、公差的英文表达,并举例分析图纸。在工作中,难免会接触到工量具和机床的结构和使用,所以这一部分知识点也要分析,并结合实际让学生理解。
二、任务驱动,激发学生学习兴趣
项目教学、任务驱动是目前较好的激励学生参与教学的方法。教学中学生分小组,每一个任务贯穿多个知识点的学习,每个知识点穿插一个技能训练环节,如图纸分析、识读产品说明书、情景对话等,以此确保每位学生参与进来。下面以“电”类知识点为例来看一下如何穿插技能训练环节。现在很多产品的说明书都是英文版本,学生自学时会遇到很多理解困难,而这种识读能力会影响到个人的发展前景。将专业课程中用到的各类传感器、步进伺服电机等的英文说明书以课堂任务的形式引入教学环节,让学生阅读后分析其结构、功能等知识。情景对话是语言学习的重要环节,可以设定主题鼓励学生展开交流对话。对话需要搜集大量的专业词汇、组织句子等,故这种教学最好以任务形式在课堂中布置下去,让学生利用业余时间去准备。如2013年机电一体化技术2011级学生拍摄的5分钟的电机星三角减压启动线路排故的英文视频就取得了很好的效果。手机、相机和电脑的普及可保证学生自行完成拍摄及后续处理任务,同时激励学生的学习兴趣。
三、过程化考核方法保实施
为配合教学的实施,在课程考核方面也要做出一定的革新。学生进行分组教学,如40人的班级5人/组,共8个小组,每个知识点视学生的掌握情况及参与程度等进行综合评价,4个知识点各占总评成绩的25%。《专业英语》优化教学内容,激发学习兴趣的教学改革实施后,取得了较好的效果,学生积极参与到教学中,并自主地完成任务,能够结合专业应用把英语讲出口。同时,在教学过程中我们也遇到了一些困难和瓶颈。首先,多数高职院校专业班级人数多,分组实施中每个同学都参与,但参与程度是不同的,很难做到给每个学生均等的参与机会。另外,这种教学方法会布置大量的课后作业,如何让学生有兴趣地去完成需要任课教师的技巧。最后,专业英语课程教学要求教师既具备专业知识,又要有较高的英语水平,故非英语专业毕业的教师亟待提高自身英语水平。
参考文献:
[1]戈峰.高职《机电专业英语》课程教学思考与实践[J].机械职业教育,2006,(12).
中图分类号:G642.3 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)26-0106-02
机械专业是多学科交叉的技术复合型专业,其专业特色建设目标应面向经济建设与社会发展对机械工程人才的需求,注重为地方制造业服务与合作,巩固发展专业特色,以“宽口径、重基础、多方向、强应用”为指导思想,培养德、智、体、美全面发展,较系统地掌握本学科专业必需的基础理论、基本技能、方法和相关知识,具备工程师基本素质,能在工业生产第一线从事机械工程及自动化领域的设计制造、技术开发、应用研究、运行管理等方面具有创新意识的高级应用型人才。通过本科阶段的学习,学生能够获得机械、电子、物理、化学等等各方面的知识,奠定了学生们能获得各种证书的理论基础。
“对证施教”是一种新型的职业教育教学模式,即是对照职业资格证书的知识、能力、素质要求组织实施教学。推行职业资格证书制度是我国实施“科教兴国”战略的重要举措之一。作为为社会培养高级技能型人才的地方院校,其教学改革的核心应是以推行职业资格证书制度为重点,做到对证施教。为保证对证施教的顺利实施,必须采取多种措施,并按一定步骤实施。
地方院校机械专业课程对证施教教学改革是一项包括教学观念、培养方案、实习实训条件、师资队伍建设在内的系统工程,本论文将重点论述其概念内涵、实施的可行性、实施步骤和实施条件。
一、机械专业课程对证施教的概念内涵
机械专业课程对证施教模式,是把职业资格证书的知识、能力、素质纳入机械专业教学计划之中,将证书课程考试重点与专业教学大纲相衔接,在课程设计、教学实施过程中实现人才培养的工学结合,使学生在获得大学本科学历证书的同时,顺利获得相应的职业资格证书,增强毕业生就业竞争能力,其实质就是以就业为导向,培养高技能人才。
加入WTO以来,我国对传统的职称考试已逐渐淡化,取而代之的是职业资格认证考试,这种资格考试不只重学历而是更注重技能,注重实际操作能力。知识经济时代,人们只有不断地接受新的教育技能培训,学习新的知识,才能在竞争激烈的社会上立于不败之地,进入主流社会,重新确立和实现人生价值。
二、机械专业课程对证施教实施的可行性
机械专业涵盖的知识面非常广泛,以武汉纺织大学机械设计制造及其自动化专业为例,主要课程包括机械制图与CAD绘图、英语、高等数学、计算机应用基础、理论力学、材料力学、电工电子学、机械原理、机械设计、微机原理与接口技术、机械制造工程、机电控制技术、计算机辅助设计与制造、数控技术与加工、现代机械设计方法、机电一体化技术、材料成型技术、模具设计与制造等,涵盖了机械、电子、物理、化学等等各方面的知识。
中国机械工程学会机械工程师、国际注册机械工程师(ICME)、高级CAD证(国家职业资格四级或三级)、国家高级制图员、数控证书、钳工证、无损检测证、压力容器设计施工资质证、国家设备监理工程师、设备监造师、质量体系(ISO9000)外审员证书、质量保证责任师等和机械专业密切相关的职业资格考试内容和学生所学课程没有两样,更不用说和学生联系更紧密的研究生入学考试了(这里讲研究生学历也泛化为提高自身竞争能力的证书),其所选专业课程也在这些主要课程里面。
掌握上述各种证书对这些课程的要求,并以考试大纲为基准点设计教学内容,可以使地方院校机械专业课程教学做到有的放矢。而鉴于职业资格证书良好的就业前景和待遇,也能促进学生的积极学习和自主学习。
三、机械专业课程对证施教的实施步骤
对证施教和传统教学没有冲突,只会做到相得益彰,实施过程中要注意共性和个性的统一,深度和广度的协调,具体而言:
1.由于机械专业的证书门类很多,需要帮助学生结合自身特点选择相应的职业资格证书。具体而言,对于学习基础较弱的学生可以推荐“入门级”的证书,比如中国机械工程学会机械工程师资格证;对于学习基础较好的学生可以推荐“含金量”较高的证书,比如可以推荐国际注册机械工程师。又可以根据学生的兴趣推荐专业性很强的证书,比如高级CAD证、数控证书、钳工证、无损检测证等。
2.结合推荐的职业资格证书设计培养计划。学分制作为一种行之有效的教学手段在很多学校都在实施,因此可以按照证书考试内容为学生制定切实可行的培养计划,以达到毕业时拿到“双证”或者“多证”的目的。
3.建立资格证书学科群。按照职业资格证书的内容建立相应行业的学科群、教材群,这一点主要是对学校教务部门提的要求,如果实在做不到,可以借助网络精品课程的手段建立学生自主学习的学科群。
4.结合考试大纲制定教学大纲。注意点主要是对教师提的要求,教师需要帮助学生分析考试大纲和以往考试试题,找出重难点,并在教学中以此为基准设计教学内容,做到既讲究素质教育又兼顾应试教育,使学生学有所成。
5.做好课后辅导和课后评估。主要是积极组织学生参加职业资格考试,帮他们做好考试辅导工作,做到学有所用,特别是有些资格考试需要实习环节,教师和教学部门需尽力满足学生需求,进一步提高他们的学习积极性。考试完毕以后还需要对整个过程进行回顾,找出亮点和不足,为以后进一步开展相应的教学积累大量教学内容和学生考试经验。
四、机械专业课程对证施教的实施条件
对证施教不仅能促进学生的进步,对于老师的进步和教学管理体系的改进也是意义深远的。
1.“双师型”的教师培养。持证教师对于职业资格的认识远高于未持证的教师,其教学效果也往往优于未持证的教师,所以机械专业课程对证施教模式对于教师的促进作用非常明显,很多证书的经济利益也让教师的社会效益体现了出来。没有持证的教师也可以通过工厂实习来提高自身能力,武汉纺织大学推行的《中青年教师专业实践能力培养办法》和“双师型”教师的目的不谋而合,让一部分教师深入到工厂一线开展实习不仅可以提高他们的实践水平,而且达到了进一步联系社会、联系实际的目的。
2.教务部门的协调能力。机械专业课程对证施教所需要的课程群、教材群、实习实训场地等等内容对于教务部门的协调能力提升具有重大的推进作用。这些能力的体现也进一步增进了学生对于教育管理专业职业能力的认识,提高了学生对于母校的归宿感。
总之,地方院校机械专业课程对证施教模式优化了人才培养目标,加强了教学内涵建设,促进了产学研合作,有利于学生就业。学校应借鉴职业资格证书考试内容的制订、培训、考核过程,并在教育中引入职业资格证书,建设双师型师资队伍,把职业资格证书考试大纲纳入教学计划和教学大纲、编写相应的教材,培养学生的职业发展能力和潜力,培养学生的职业理念等。
参考文献: