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一、机电一体化专业技师课程设置
1.知识和能力要求
(1)能力要求。具备英语和计算机方面的通用能力;掌握操作机电一体化设备的技能,具有分析、制定机械加工工艺文件的能力;具有处理车间生产现场工艺技术问题的能力;具有维护常用机电一体化设备运行的能力;具有维修机电一体化设备的能力,管理车间生产现场的初步能力。
(2)知识要求。具有高技能型人才必需的文化基础知识;具有必需的机械技术知识;具有必需的检测与传感技术知识;具有必需的伺服驱动技术知识;具有必需的信息处理技术知识;具有必需的自动控制技术知识;具有车间生产和质量管理及产品营销知识。
2.机电一体化专业技师课程设置的依据
机电类技师课程设置的构建,一是,根据江苏省人社厅《技师学院专业目录及教学计划汇编》。二是,要以目前与将来生产一线的高技术、高技能的职业能力为导向,从职业能力分析入手,围绕培养目标对人才的知识结构、能力结构和专业技能的要求,采取模块的形式和综合化的方法设计课程。三是,根据支撑机电一体化专业的理论知识、技能要求和区域经济特点和就业单位的要求,开设相关课程。
3.理论课程结构
课程结构是指课程或课程内容的排列组合结构。课程结构可以分为专业纵深型结构(I型)、专业分支型结构(Y型)和纵条型结构(II型)三类。
4.实践课程结构
机电一体化专业教学坚持以实训为主体,理论课程依附于实践课程的理念。根据学生的实际文化程度及就业的需要,调整文化基础课程、核心课程、专门化特色课程和实践课程的教学目标。
二、机电一体化专业技师课程特点
1.突出核心技能的培养
机电一体化这一高新技术的发展、变化十分迅速,原有的技术岗位不断分化复合,智力成分和创造性成分不断增加,劳动者的核心技能发挥着越来越重要的作用。
强化核心技能的培养,关键是开发核心技能训练课题。编制核心技能训练课题应以核心技能内涵为依据,渗透行业通用技能标准。为了便于教和学,便于教学检查,可以把核心技能教学内容分解成思维、能力、方法、技巧、意识、品质六大系列。
实施核心技能课题训练,很重要的一步就是编写新型的教案。教案是核心技能教学活动的蓝图和方案,核心技能课程内容结构既不同于学科课程的知识体系,也不同于常规技能实训。
核心技能融于行业通用技能,同样,行业通用技能课题训练又可促进核心技能的提高。
2.明确核心课程、特色课程、综合课程
(1)核心课程是开设课程中指与专业密切相关的、能统揽专业全局的、基础性的、关键而具有共性的课程。虽然目前人社部没有统一的技师教学计划,但从支撑机电一体化专业技术角度出发,再结合现有学校资源,笔者建议专业核心课程为工程制图及计算机绘图、自动控制技术、机械工程传动基础、传感器和测试技术、电工电子技术基础、机械制造技术基础。
(2)课程的综合化。生产一线和工作现场的许多问题几乎都具有综合化的特征,用单一的学科知识往往解决不了问题,需要综合运用多方面的技术知识加以分析,然后找出各种技术办法加以解决。
3.采用“整合能力观”模式
根据机、电两个专业的特点,从职业能力目标出发,借鉴“整合能力观”的课程观思想,选择不同的教学模式,最大限度地发挥教学资源优势。基础课教学主要强调知识的系统性和逻辑性,专业课教学打破学科体系,采用课题式一体化教学模式。
根据技师能力标准,设计一系列研修专题。如高新技术专题,典型技术专题,综合技能专题和技术攻关专题等。笔者学校在进行课题、课程设计教学时,专门成立了学科专业评审组,制定课题、课程设计工作条例,明确规范。由学科专业评审组成员对学生所在单位进行技术调研,了解学生所在岗位技术含量,针对学生情况确定课题标准,采用研修互动模式,由每位学生结合自身实际提出课题,经学科专业评审组集体评审其课题的可行性,再下发课题通知书,进入为期四个月的课程、课题设计教学阶段。把各专题理论实践结合在一起,课堂教学与企业生产实际相结合,学员以研修的方式进行学习,并实行导师制和小班化学习,着重培养学生自我学习和独立开展工作的能力,养成强烈的敬业精神和创新意识。
三、关于院校培养技师的几点建议
1.课程标准化建设
技师教学目标的制定和考核的标准,是近年来国内职业技师院校在技师教学中遇到的首要问题。
随着社会的发展和科学技术的进步,机电一体化技术的应用与发展对我国经济建设所起到的促进作用越来越明显。现代化设备逐渐发展成为集光、电、机、气、声、像、磁、热等技术于一体的智能化系统,机电一体化产品几乎贯穿到国民经济的所有行业。当前,机电一体化产品已经进入发展成熟期,高速率、高精确度的智能系统越来越成为机械制造业的主流。随着我国后经济危机时代产业结构调整与升级大潮的来临,企业产品、设备正在经历一个更新换代的频繁时期,因此对高技能的机电一体化人才和高技术含量的机电产品需求越来越大。中职机电一体化技术专业是为生产第一线的高级技能型岗位培养人才,但是目前我国中职学校培养的机电一体化专业的学生与社会、市场的需要还有不小的距离,因此,机电一体化技术教学改革势在必行。
一、当前中职机电一体化教育存在的问题
1.课程设置不合理
当前中职学校课程设置不合理主要表现在两个方面:首先,重理论轻实践。很多学校的课程设置和教学内容将重点放在追求知识和理论的体系的完整上,这对学生系统地掌握理论知识,开发设计产品是有利的。但是,也存在严重不足,学生毕业后大多被分配在生产一线,所从事的工作是操作设备、设定工艺、查找并排除故障,而不是研究、开发、设计等,在学校学的理论知识很多用不上,而实际工作所必需的实践能力又不具备。其次,教学内容落后。由于机电一体化是多种技术交叉融合的产物,相关技术的发展都在推动着机电一体化的发展。因此,其发展是日新月异的,这就必然导致课程设置与教学内容与其发展不相适应。例如,当前很多中职学校的单片机课程的教学内容是仍以MCS-51单片机为主,而实际生产中新的单片机层出不穷,种类繁多。
2.教学模式单一,实践教学比例较低
传统的教学模式,往往只注重理论教学和课堂说教,轻视了实践能力和职业素养的培养。很多学校的课程设置和教学内容将重点放在追求知识和理论的体系的完整上,这对学生系统地掌握理论知识,开发设计产品是有利的。但是,这种教学模式也存在严重不足之处,学生毕业后大多被分配在生产一线,所从事的工作是操作设备、设定工艺、查找并排除故障,而不是研究、开发、设计等,在学校学的理论知识很多用不上,而实际工作所必需的实践能力又不具备。
3.教材建设落后
教材建设仍是当前中职教育的薄弱环节并严重影响了中职教学质量。现在机电一体化的一些教材过于偏重理论、脱离实际、缺乏实用性、部分教材内容陈旧、严重落后于现实,各科教材之间存在衔接性差、内容重复或内容脱节等现象。这些问题给教学带来了很多不便,也在一定程度上影响了学生的学习积极性,制约了教学质量的保证和提高。
4.教学、实习设施不够先进
目前很多学校的教学、实习设备缺乏且严重落后。只有少数条件较好的中职学校配备有为数不多的数控车床、铣床、线切割机床、电火花成型机,很多学校的学生一学期只有三四次操作设备的机会,并且这些设备又比较落后,学生难以学到真正有用的技能。
5.优秀教师队伍缺乏
教师是教学质量的关键和第一保证,但是当前的机电一体化教学的教师队伍并不能达到教学的需要。一些老教师知识结构陈旧且更新缓慢,还有一些年轻教师也是刚从学校毕业,缺乏足够的实践经验,都不能很好的教授学生以适应社会工作需要的知识和实践技能。
二、推进机电一体化教学改革的一些思路
1.中职课程需突出工学结合,强调实践性、职业化、一体化;课程设置要抓基础和抓应用,淡化中间。根据学生就业岗位群的任职要求,参照相关的职业资格标准,通过与企业有关人员共同论证,进行课程设置。
2.中职学校应推动教学模式改革。职业教育强调理论联系实际。教师应注意调动学生的学习积极性,在课堂上可采用多种教学方法,如案例教学法、学生互动讨论方法等,还可以多采用多媒体教学手段,使用多媒体技术演示,使学生更多的参与到教学过程中,最大限度的发挥学习的主观能动性。除此之外,还应增加实习教学的比重,增加教学的实践性,使学生能够获取更加直观的知识。
3.教材编写结构应根据不同的培养目标和培养方向,开发切合实际需要的教材。新的机电一体化教材应加强设备操作、调试维修等技能的比重,并根据专业技术的发展及时更新知识内容;同时,中职学校在选择教学教材时应考虑各科教材之间配合性,保证既不重复又能全面覆盖学生应掌握的知识;还应强调综合能力的培养,对知识结构联系紧密的课程进行跨学科的综合化处理。
4.增加对教学、实习设施的投入力度。一方面政府应增大财政支持,另一方面应鼓励学校与企业加强联合,协调发展。应大力推进产学结合、校企合作的模式,弥补设备落后和不足,实习设施、设备是实习教学的物质基础和前提条件。要提高机电一体化专业毕业生的职业技能水平,必须切实建设好校内外实习基地。引导中职学校与相关企业建立互利互惠机制共同建设实习实训基地,培养实用人才。同时,学校在与企业的交往过程中,还可以了解现代企业对员工综合素质的要求并征求企业对学校办学的建议,以便对教育教学的方方面面进行改革与调整。
5.加强中职教师队伍建设,增大“双师型”师资比例。培养和引进一些既精通机械设计,又能充分使用计算机的专门人才。鼓励在职教师进修或到相关企业锻炼,促进中职双师型教师队伍发展;积极引进一些在生产第一线工作多年、具有丰富实践能力的中青年高级技术人,通过几年的教学培养,提高他们的教学水平,使他们成为名符其实的“双师型”教师。还可以积极从企事业单位聘请兼职教师,实行专兼结合,改善学校的师资结构。
总之,为提高机电一体化的教学教学质量,广大相关教育工作者必须紧跟行业发展的步伐,既保证学生的基本素养和知识结构,又要突出职业教育的特点,在教学过程中积极推进教学改革,不断调动学生的学习积极性,加强对学生动手能力和综合能力的培养,加强社会实践能力,不断为社会提供适合时代需要的高技术机电一体化人才。
关键词:高职;机电一体化;专业建设;课程体系
Key words: higher vocational education;Mechatronics;specialty construction;course system
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)30-0197-04
0 引言
我国工业经济的持续稳定增长和机电行业的飞速发展需要大量的机电一体化专门人才。全国对机电一体化技术的需求比较旺盛,特别是天津市机电一体化专业人才缺口很大,高技能人才的短缺成为制约机电行业快速发展的瓶颈,要通过有效措施建设、培养符合制造业要求的机电一体化技术技能型人才。
2012年6月教育部印发的《国家教育事业第十二个五年规划》特别提出:“高等职业教育重点培养产业转型升级和企业技术创新需要的发展型、复合型和创新型的技术技能人才。”文件中强调“技能、人文、创新”要综合发展,培养学生在掌握较好的操作技能前提下,能够不断创新,不断技术革新;教学要面向专业岗位群,强调“教、学、做”一体的教学模式,注重学生综合能力的培养,明确了专业课程的建设思路,指明了高职专业开发建设的发展方向。[1]
根据走访调研,高职机电一体化专业所培养的人才,应具备岗位职业能力是:掌握扎实的理论基础知识,具有较强的实际应用能力和具备今后自我发展的综合素质,专业面要宽,岗位针对性要强,适应面要广,力求一专多能的机电一体化复合型、应用型人才。如何根据国家职业教育事业的发展方向及机电一体化专业岗位群的人才需求,制定符合本校的专业建设模式,就摆在各高职院校的面前。
1 机电一体化专业建设现状
1.1 人才培养定位模糊,需准确定位
机电一体化专业是由多个学科复合的专业,涉及的面比较广,很多院校机电一体化专业的人才培养目标是按“既懂机又会电”的形式来理想化定位的,这样,往往造成培养出来的学生“机不太懂、电也不太通”的尴尬局面,失去了该专业应有的特色,达不到培养目标。因此,我校机电一体化专业应定位在“以电气为主、机械为辅,两者融合”较为适宜。
1.2 课程体系不能适应行业新技术的发展
适应新技术发展的课程体系有待构建,现行的机电一体化专业课程体系与当前行业的发展需要格局很不适应。因此,要根据行业新技术的发展及时更新实训的内容,在设置课程体系时也应突出电气控制为主、机械辅助、二者相互融合。
1.3 实践教学环节不成体系
实训基地建设有待于进一步加强。目前,高职院校教学实训设施落后于当今企业,实践训练水平不高,影响了专业技能和工程实践能力的提高,应采用与企业合作等方式尽快提升层次。引进机电行业的主流设备,以便更好地满足专业课教学及实训的需求。
1.4 校企合作需要加强
教学团队的建设离不开校企合作,但通常企业缺乏合作的积极性,企业技术人员在校企之间的流动不畅通,学校企业之间的管理制度不完善。所以,校企合作有待于进一步深入,体制机制需要进一步健全,校企合作的力度、深度有待于进一步加大。
1.5 教学团队建设有待于加强
校内专业带头人对行业的了解需进一步深入,专业建设的理念、思路、方法还有较大差距,整合各种教学资源的能力有待加强,实践能力尚需进一步提升;青年教师的教学能力、专业实践能力、社会服务能力需要进一步提升;兼职教师队伍不够稳定,兼职教师的培训制度和教学评价体系有待进一步健全和完善。
2 高职机电一体化专业建设探索
2.1 高职机电一体化专业建设的目标
高职机电一体化专业建设要以专业内涵建设为核心,从多个方面入手增强学生专业能力的培养。进一步建设校内外实训基地,改善实践教学环境;完善“双证书一体化”人才培养模式,完善“电气为主、机械为辅、机电融合”专业课程体系;加强“双师”教学团队建设,加大兼职教师的培养力度,带动机电一体化技术专业群的均衡、协调发展;建立校企合作利益共同体,完善“互聘、互任、互惠”校企合作长效运行机制,加强社会服务能力建设,促进校企深度融合,提升机电一体化技术专业服务装备制造业发展的能力。
2.2 高职机电一体化专业建设具体内容
2.2.1 建立“校中厂”、“厂中校”等形式的实践教学基地,大力提升校内实训基地实训设备水平
通过改善实训条件,增加学生的实训内容,让学生接受更接近行业发展的前沿技术。通过实训基地建设,提高学生的实训课程质量,扩充可编程序控制系统设计师等相关职业资格证书,加强实训基地的内涵建设。建立校企共管的稳定的合作机制,提高学生顶岗实习的质量。与企业合作共同建设机电一体化设备的安装、调试、运行与维护校外实训基地,保证学生在校学习期间能够顶岗实习、工学交替。
可以采取以下相应措施:
①按照本专业工学交替、顶岗实习的要求,考察企业生产设备和学生实训工作岗位、企业指导教师、企业授课场地等情况,与生产、管理技术人员协调学生实训和企业生产对接等内容。②与企业共同确定学生顶岗实习期间的工作岗位、授课计划等内容,完成了对学生的实习评价。③完善校内实训基地管理制度。按照“任务驱动,教学做相融”的教学模式的要求,修订了实习标准和实训项目指导手册,引进企业的先进管理模式和企业文化,完善实训基地的管理制度、实践教学环节质量监控体系、职业技能考核标准等。④制订校企共建的生产性车间管理制度,按照企业产品生产和工艺要求,营造真实的生产环境,在“厂中校”中,系统设计实习实践教学方案,与企业一起完善管理、安全保障等规定。⑤完善校外实训基地管理制度。与企业相关人员组成实习管理小组,负责给学生安排生产任务、技能训练项目和必要的安全教育,共同承担对学生的技术指导和考核工作。
学校通过三年的建设,校企合作新建、改建校内实训室9个,新建校外顶岗实习基地10个,大幅提升了校内外实训基地实训教学水平与学生顶岗实习比例,校内外实训基地建设情况如表1所示。
2.2.2 推进“双证书一体化”人才培养模式,完善“电气为主、机械为辅、机电融合”课程体系
可以通过毕业生跟踪调研、下厂调研、实践专家访谈会等手段,深入了解装备制造业高技能人才需求及毕业生就业状况,明确毕业生就业范围是机电设备操作、安装、测控、调试等岗位群,确定本专业岗位技能是:面向全国钢铁企业,装备制造业,汽车行业,培养掌握机电一体化技术的基本理论与专门知识,能熟练进行机电设备的安装调试、操作、维修维护以及技术管理等工作,具有良好的职业素养,能适应机械行业大中型企业第一线需要的技术技能型专门人才。
采取通过和企业共同制定培养方案,企业人员参与课程建设、教学实施、教学质量监控等人才培养全过程,推进“双证书一体化”人才培养模式改革,突出教学过程的实践性、职业性和开放性,实现学生培养和就业的“零距离”对接。
①“双证书”课程开发设计的基本模式以国家规定的职业作为专业课程的统领,以解析国家职业标准包含的岗位(工种)为切入点,通过界定岗位(工种)的职业活动内容,划分出适应教育规律的学习领域,再根据学校教学环境及学生的独特性和差异性,当地技术经济发展对职业技术的要求等形成专业课程。
“双证书”制度以“做中学、学中教、做中求进步、做中求创新”的教育观念为课程实施的基本思路。在课程逻辑结构上,以满足学习者的心理趋动来保证学习效果;在课程知识选择上,以知识对职业能力的趋动为评价标准,在教学方式上,以现代传媒与生产实践相结合的方式提高人才培养效率和质量,全面培养学生的职业能力和素质。“双证书”人才培养模式中,将相关的职业资格标准与职业岗位要求的应知内容和应会技能融入到教学设计当中,职业资格证书与课程教学内容的关系如表2所示。
从2013-2015年天津现代职业技术学院实施“双证书一体化”人才培养模式改革以来,学生双证书获取率显著提高,中级工比例增加5个百分点,增幅52%,高级工比例增加18个百分点,增幅101%,学生双证书获取情况如表3所示。
②与企业生产过程紧密结合的“电气为主、机械为辅、机电融合”专业课程体系建设。
通过机电行业企业调研,结合调研结果,召开专业指导委员会例会,校企合作共同确定机电一体化专业“电气为主、机械为辅、机电融合”课程体系,保持本专业有比较超前的课程系,让学生接触更新更多的新工艺、新技能,提升教学水平,促进学生就业。
依据滨海新区及周边地区经济发展和行业企业需求,针对企业和相关职业岗位(群)要求,校企共同确定与企业生产过程紧密结合的专业核心技术课程:电气控制技术、工业控制器技术、机电一体化系统技术等。以专业服务产业发展为主线整体规划课程体系,搭建专业教学平台,完善专业资源共享课程,明确资源共享课程的知识点和技能点,形成与企业生产过程紧密结合的专业课程体系。
根据机电一体化技术专业主要岗位群,分析得出了机电专业典型工作任务,由典型工作任务得出专业课程内容,而专业课程的实施需要职业道德与素养、文化基础知识、素质拓展等公共基础课程平台来进行支撑,以“电气为主、机械为辅、机电融合”的专业课程体系如图1所示。
2.2.3 打造“能教授、懂专业、会操作”的专兼结合的“双师型”教学团队
按照高职教学过程的实践性、开放性和职业性的内在要求,进一步加强由行业知名专家、企业技术人员、能工巧匠和专业教师组成专兼结合的教学团队建设。聘请来自企业、精通生产操作技术、掌握岗位核心技能的专业技术人员担任兼职教师,指导学生实践教学。建立本专业的兼职教师库,专兼比例保持在2:1。
通过教师深入企业实践锻炼、企业参与专业课程建设、校企互聘兼职等措施,多渠道引进、多层次培养,优化教学团队结构,历练实践技能,建立校企之间技术研讨和经验交流平台;提高教师服务能力,适应“双证书一体化”人才培养模式的改革需要。为提高本专业的国际化水平,大力提高教师的双语教学能力,使骨干教师全部具备双语教学能力。增强兼职教师的培养培训力度,提高兼职教师的教学能力。
发挥校内实训基地的优势,对所有专业教师,开展多种形式的实践技能培训,取得高级工及以上职业资格证书。每年安排教师到企业顶岗实践,达到企业工程师的任职标准,从事企业技术开发、生产管理等工作,适应人才培养模式的改革要求。通过企业顶岗实践、参与企业技术开发与服务等途径加深对企业的了解和积累企业工作经验,增强工程实践能力,提升教师服务产业发展能力。机电一体化专业师资队伍建设情况如表4所示。
2.2.4 建立校企合作利益共同体,完善“互聘、互任、互惠”工学结合运行机制,加强社会服务能力建设,促进校企深度融合
2.2.4.1 成立“校企”两位一体的专业建设指导委员会
在校企合作理事会指导下,建立以企业和行业专家为主体的专业建设指导委员会,发挥学校在校企合作中的主动性和主导作用,建立校企合作的体制性制度性保障机制和有效运行机制,积极引导、紧密合作企业参与办学和人才培养过程。
2.2.4.2 加强及创新校企合作机制,推进校企对接
以“校中厂,厂中校”建设为纽带,带动相关课程群的发展,推动教学团队的建设,促进教学质量的提高,强化梯队结构,促进创新人才的培养,促进学校人才培养与企业的“无缝对接”。
①以“互聘、互任”为纽带,建设校企合作运行机制。
一是建立系一级产学工作小组专职负责协调校企之间合作事项,有针对性地调研企业合作需求、理顺校企合作思路、开发校企合作项目、制定校企合作方案、指导校企共建生产性实训车间。二是创新“校中厂、厂中校”运行模式。实施“五个一”工程:即联系一个校外实习基地、聘任一个兼职教师、承接一个企业横向项目、合编一个教学案例或一本教材或开发一个企业顶岗实习项目、联系跟踪一组(5名以上)毕业生,并提交跟踪分析报告,通过五个方面建设内容量化考核教师校企合作业绩,将校企合作落实到实处。
②以“项目”为主导,探索校企“互惠”合作之路。
积极探索引进企业的科研项目,生产任务转化为教学项目,实现教学内容与企业岗位技能对接,教学过程与生产过程的对接,增强教学内容和培养过程的实践性和针对性,激发学生的潜能。对于企业来说,将项目委托给学校可以降低企业经营成本,企业可以利用项目教学培养到自己所需的人才,实现“双赢互惠”。
2.2.4.3 加强社会服务能力建设,促进校企深度融合
以装备制造业企业为主要服务对象,服务区域经济,加大对外技术合作与技术服务工作。鼓励教师参与科研与技术服务,使企业生产、专业教学、科技开发与推广得到实质性结合。带动其他院校相关专业共同发展,对全国高职院校相关专业起引领作用。
天津现代职业技术学院积极开展机电行业企业技术服务、培训鉴定,与市技能鉴定15所合作,2012-2015年面向社会共完成中、高级维修电工培训1806人;为滨海新区科技企业人员进行专项职业培训250人次;与区民政局合作为退役士兵进行维修电工初级岗前培训120人次。在“校企”专业建设指导委员会的指导下,充分发挥专业建设优势,鼓励专业教师积极参加“全国高校教师微课教学比赛”,并取得优异成绩,“微课比赛”的视频内容作为高职高专网络教学资源,辐射到国内其它兄弟院校,得到一致的好评,发挥了良好的示范和带动作用。
3 结束语
通过建设,该校机电一体化技术专业在人才培养模式、课程体系、教学内容、教学方法、师资队伍、实验实训条件等多方面均得到了很大提升,人才培养质量显著提高,同时,也带动专业岗位群电气自动化技术、新能源应用技术等专业的建设发展,达到资源共享。
高职院校应该分析专业建设前进中的问题,找出专业建设与开发的有效途径,根据企业的就业需求及时制定或修改本专业的专业建设方案,这样才能更好地培养出符合社会发展的高技能人才,为国家装备制造业及相关产业输送技术技能型人才。
参考文献:
[1]王颖,马鹏飞.基于技术技能人才培养的高职课程体系改革[J].教育与职业,2015(16):106-108.
[2]吴连连,曾维林.以岗位群为导向的高职机电一体化专业人才培养模式探讨[J].当代职业教育,2014(6):64-66.
随着现代化制造业的飞速发展,企业对机电一体化人才的需求量日益增大,对模具人才的素质要求越来越高。因此,要培养能够满足当今中国机电行业需要的具有专业基本理论知识和较强实践能力,以及具有创新能力的高素质应用型人才,而我国目前在模具专业人才的培养模式上存在误区:一是重理论,轻实践;二是教学与生产岗位脱节,导致学生毕业后还需要接受工厂较长时间的再培训,延缓了上岗的时间。面对机电行业对“零距离”应用型人才的迫切需求,就必须对教学模式进行相应的改革,对课程设置进行适当的调整,只有这样才能培养出满足企业需求,适合社会发展的人才。本文针对机电一体化专业教学不能满足经济快速发展的需求这一现状,提出了以实践为导向的机电一体化教学改革。
一、改革的基本思路
通过组织教师对高职教育在办学性质、培养目标、教学内容、课程设置等方面进行讨论,弄清专业的目标定位,通过考察参观和学习讨论,发现学生对工作和社会的适应能力较差,离企业对人才的要求还有距离,结合高职院校的特点和我院的实际情况,决定把提高学生对知识的应用能力和实际操作能力作为教学改革的目标。课程体系采用模块式,教学方法中引入项目教学法,教学效果以职业资格等级证书为考核;让学生怀着目标、带着问题去学习,在知识技能的实际运用中来提高学生的专业水平,实行工学结合,加强项目训练(基于学习的工作)环节和顶岗实习(在实践工作中的学习)环节。
二、教学方法与教学手段的改革方案
(一)改革课程设置
根据模具专业培养目标要求,从课程内容的基础性、学生综合能力的发展和生产岗位的需要,我们通过认真调查、专家认证,在教学计划、课程设置、教学内容及教学质量评价体系等方面做了调整与改进,减少了一些课程上的理论重复,将一些理论知识有机地融入到实践教学中去。采取“精简、融合、重组、增设”等方式,设置了《机械制图》、《机械原理》、《机械设计与制造》、《液压传动》、《电工基础》、《电子技术》等主要专业技术课程,突出了专业的针对性、实用性和先进性。在教学.计划的安排上,加大了实践教学比重,在质量评价中,实践课与理论课同等对待,实践技能考核不及格的不予毕业,从这些硬性措施上保证了课程改革的落实。
(二)改革教学方法
1.大力推广多媒体教学
多媒体教学具有直观性强、信息量大、易于接受等特点,已广泛应用于教学之中。鼓励教师重新组织,整合课程的教学内容开发多媒体教学课件,使学生更容易地从课堂中形象生动地获取专业知识。目前机电一体化技术专业已有多门职业技术课程采用多媒体教学,其中也包括利用从企业、交流会等收集的影像资料教学。
如《机械设计基础》的连杆机构课程教学,将连杆运动做成动画,把常用的机械设备的连杆部分拍成照片播放给学生看,学生一看明了,使深奥的理论变得生动、易懂。
2.现场教学,教学做一体化
加大实习实训设备的投入力度,组建多个专业实训室和实习工厂,利用实训室、机械制造技术实训基地和潇湘鸿大模具有限公司实训资源,将学生带到工作现场,边讲边练,教学做一体化,培养学生动手能力。
3.采用虚拟技术教学,仿真实训
对于一些用传统教学手段和多媒体课件教学均不易达到良好教学效果的内容,采用虚拟实验演示的方法,模拟实际工作环境,使学生有身临其境的感觉,教学内容生动有趣,显著提高教学效果。如《数控加工与编程》课程中的数控铣床编程加工,用传统的黑板教学或一般的多媒体教学很难达到理想的教学效果,为此我们建立数控编程仿真加工实训室,利用仿真编程软件,学生根据虚拟零件加工过程在教师指导下自己编制程序,并进行加工演示来验证所编程序的正确性,使学生在模拟岗位环境中,在可控状态下完成实训教学。
4.加强实习基地建设
实习设施、设备是实习教学的物质基础和前提条件。要提高机电一体化专业毕业生的职业技能水平,必须切实建设好校内外实习基地。
按照职业学校机电一体化专业现代化建设的要求,职业学校应建设相对完备的,具有一定先进性的,与培养目标、教学计划相适应的校内实习基地。添置的设备既要具有一定的先进性,还要具备足够的数量。机电一体化专业有了校内实习基地,就可以按照实纲和企业用人要求适时调整实习计划,根据学生的学习实际合理设计实习课题,实习教学质量的提高就有了保证。当然,专业现代化建设不可能一蹴而就,要根据学校的实际情况,通过分步实施、逐步完善的方法达到建设要求。
广泛建立校外实习基地,与现代企业保持较为密切的联系,以满足学生毕业前顶岗实习的需要。学生在企业中实习,能够接触到先进的生产设备,学到先进的生产工艺和加工方法,拓宽视野,并且能学以致用,将所掌握的专业知识和操作技能应用于生产实践中。同时学校在与企业的交往过程中,还可以了解现代企业对员工综合素质的要求并征求企业对学校办学的建议,以便对教育教学的方方面面进行改革与调整。
三、考核方式
高职院校以培养高技能人才为主要目标,传统的单一终结性课程考核方式不利于其人才培养质量的检验。本专业采取形成性考核、终结性考核、以证代考等多种教学评价方式,全方位检验学生的学习效果。
形成性考核是职业技能教育教学质量保证体系的重要组成部分;是强化素质教育和技能教育,加强教学过程管理,反馈学习信息的重要措施;是科学测评学生学习效果,提高学生综合素质和能力的重要途径。形成性考核主要考察学生思想道德,学习态度,学习过程,作业习题,动手能力等;终结性考核主要是期末考试,考核内容分掌握(学生能够全面、深入理解和熟练掌握所学内容,并能够用所学的内容分析、初步设计和解答与实际应用相关的问题),熟悉(学生能够较好地理解和掌握相应内容,并能够进行简单分析和判断),了解(学生能够一般地了解所学内容,检验学生对课本知识掌握程度和逻辑性思维)三个层次,主要考察学生对知识的掌握程度是否达到大纲的统一要求。
(一)公共课
以终结性考核为主,形成性考核为辅,部分课程实行系部、学院统考。
(二)专业基础课
形成性考核与终结性考核并重,以能力考核为主导思想,每门主干课程都建立科学合理、便于实施的考核标准,考核可采用笔试、口试、实作等方式进行。
(三)专业技术课
以形成性考核为主,主要考核实施方案合理性、科学性与实际操作过程,结合实践结果(作品)综合加以评定,以实作能力来确定考核成绩。 (四)以证代考
部分课程融入职业技能鉴定内容,与职业技能鉴定和国家统考挂钩,实行教考分离,“以证代考”。如必须取得车工(或数控、钳工任选一门)中级技能等级证书;《大学英语》必须通过国家英语AB级考试。
有了正确的改革思路,有了明确的改革目标,能够有的放矢的对教学内容进行增减,有了完善的教学评价体系,这样的教学改革肯定是成功的。通过改革,提高了学生的学习兴趣和职业能力,教学效果得到了较明显的提高。当然这中间不可避免地存在一些不足与不完善之处,但我相信只要我们课程组成员不懈探索和实践, 高职机电一体化的教学改革将会取得更丰硕的成果。
作者简介:金美琴(1969-),女,江苏南通人,南通农业职业技术学院机电系机电一体化教研室主任,讲师,工程师。(江苏 南通 226007)
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)25-0060-02
高等职业院校以服务社会为宗旨,以崭新的办学理念和鲜明的职业特色成为我国高等教育发展的一支生力军。[1]随着科学技术的发展,机电一体化已从原来以机械制造为主的领域拓展到目前的汽车、化工、轻工、仪表、通信、电力、建筑、冶金等广泛领域。机械和电子两大学科的内容本身已经十分广泛,本科院校学生掌握机电一体化知识已经很难,让一个高职学生在短短的三年时间里既掌握“机”又掌握“电”是不现实的。[2]高等职业院校开设机电一体化技术专业应明确专业培养目标,构建以就业为导向、以能力为本位的课程体系,既要防止出现教学内容过多、过杂、过深、专业技能不突出的现象,[3]又要防止不恰当地降低理论课的学习要求,培养出的学生缺乏迁移能力和应变能力,将来无法胜任工作,影响升职和发展。
一、合理定位,明确人才培养目标
高职院校的人才培养方案应适应市场需求,瞄准经济与产业结构调整的走向,以就业为导向,制订“突出职业技能培养,关注学生全面发展”的人才培养方案,实现“宽基础、强技能、高素质”的人才培养规格的总体要求。以“够用、实用、适用、先进”为原则,既重视培养学生的就业适应能力,注重实现零距离上岗就业,同时也关注培养学生毕业后的转岗能力、职业迁移能力、竞争能力以及可持续发展能力。
当前南通的工业化水平正处在中期向后期过渡的阶段,企业技术升级加快,集中表现为以信息化带动工业化,制造业的技术含量持续增加。[4]通过人才市场调查发现,机电一体化专业毕业生就业单位不仅是机电一体化产品的制造企业,更多的是使用机电一体化设备的广泛的行业领域。机电一体化专业人才主要从事的岗位为:机电一体化设备操作、安装调试、维护维修、升级改造和技术管理等。其中机电一体化设备操作岗位对从业人员的知识、技能要求相对较低,往往以技校生、中职生为主,也是高职生的初次就业岗位;机电一体化设备安装调试岗位、维护维修岗位属于综合技能型工作岗位,一般对学历有一定要求,从事该工作的人员基本为高职生和本科生;机电一体化设备升级改造和技术管理岗位则不仅有学历要求,还有工作经验的要求。这类岗位的任职资格一般需要大专以上的知识素养,并经过操作岗位、安装调试、维护维修岗位锻炼过的高技能型人才。
多年来的专业调研表明:计算机、网络等高新技术已渗透到传统的机电行业,控制方法和手段也悄悄发生着变化,具有“智能化”的特征是机电—体化与机械电气化在功能上的本质差别。我院机电一体化技术专业以技能培养为主线,将机电行业中普遍使用的可编程控制器(PLC)技术作为职业技术课程的核心,构建“以电为主,以控制为核心”的课程体系,突出计算机技术和先进的智能控制技术在机电产品中的应用,培养学生在掌握“够用、适用”的机、电知识与能力的基础上重点掌握机电一体化“融合”技术,从而克服原来的机电一体化专业“机”不如机制专业、“电”不如自动化专业的尴尬局面,并且做到具有一定的前瞻性、拓展性,培养学生既要具有实践动手能力,更要具备随产业升级的岗位迁移能力。
二、构建基于工作过程的课程体系
按照“企业调研—职业能力分析—工作任务—行动领域—学习领域—学习情境”的步骤构建基于工作过程为导向的课程体系。
1.进行专业调研,明确职业工作岗位
深入南通及长三角地区各行业中涉及机电产品、自动化设备与生产线的制造、使用的企业调研,由企业专家提供有关本专业的工作岗位及实际工作任务。全面打造机电设备运行维护、机电产品检测、装配、调试能力以及故障诊断及维修技能等专业核心能力,使其符合培养高技能应用性人才的需求。
2.整合典型工作任务,归纳行动领域
对企业调研所获取岗位的工作任务进行分析、归纳,明确就业岗位的典型工作任务及做好这些任务必须具备的能力。机电一体化专业人员的典型工作能力概括为:熟知机电一体化设备的构造和信息流程,会定期进行检查、拆装和、保养;对设备常见故障有判断力、预见性,了解适当的处理、防范措施;会根据工艺要求调整传感器和执行机构等器件的安装位置和运行参数;能看懂和调试PLC控制程序、设置变频器参数等等。
3.基于实践能力培养,构建学习领域
以上的工作能力都要求学生具备读图、识图能力和常见工具仪器仪表的使用能力,根据认知及职业成长规律,结合高职学生的学习习惯及相关教育方法论对行动领域进行整合,围绕学习目标确定教学内容,本着注重基础、强化共性的原则,整合知识点。确定了五门专业核心课程:机械零件加工与拆装、传感器安装与信号处理、电气控制与PLC应用技术、交流伺服与变频器技术和自动生成线的安装调试及维护。
4.由浅入深排序,设计学习情境
根据职业特征分解学习领域,以项目、任务、案例、设备、现象、产品等为载体,进行学习情境设计。工作项目的选择由易到难,将学习内容按由简单到复杂、由局部整体系统、由单一技能到综合技能的顺序,循序渐进地安排教学进程,将知识的学习和企业实际工作过程有机结合,通过实际案例的分析加深学生对知识的理解和技能的提升,实现教师的传授由多到少、学生自主学习程度由低到高递进。
5.加强校企合作,深化课程改革
广泛听取行业企业意见,与企业技术专家一起共同研究课程描述、学习情境划分、学习项目(任务)的划分、推荐考核方式等内容,经教学实践不断地修改完善,最终建立成熟的课程标准。按照“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”的课程开发六步法进行课程教学设计和项目化教材编写。教材内容与课程结合紧密,以实际工作任务和新方法、新内容、新规范、新标准等作为编写内容,校企合作共同开发、对接国家职业标准、符合职业岗位要求。
三、建设“教、学、做”一体化的校内外实训基地
“巧妇难为无米之炊”,实训是促使学生掌握职业技能的关键环节,为培养学生真正的职业技能,要有真实的或类似真实的机电一体化实训设备,只有职业化的设备才可能培养出职业化的人。[5]学校要增加机电一体化专业的硬件投入,购置符合行业现状、技术先进的机电一体化实训设备,建立“教、学、做”一体化教室,采取类似真实工作情景的实训教学模式,制订符合真实工作要求的严格的考核办法。
加强实验实训基地内涵建设,创建企业真实的工作环境和氛围,以企业员工的标准要求学生。在项目中让学生分别担任操作员、检验员、工艺员、技术员等不同的角色,经历制订计划、设计工艺、准备材料、生产运行、质量控制、产品交付等产品生产的全过程。在项目评分中,让学生体会到将来的工作要求,促使他们在今后的学习和工作中以职业标准来严格要求自己,全面提高学生的职业适应能力、实践应用能力与团结协作能力。
将课程教学尽量安排在实训室、生产现场进行,“理实一体”,将元件、仪器带进课堂,对着实物讲原理,按照实景讲流程,老师边讲解、边演示,学生边实践、边学习,在“教、学、做”一体化的现场教学环境下增强了学生的感性认识和动手能力。例如:电子技术这门课项目化改革后,将学生按个人兴趣分组,分别组装收音机、门铃、小音箱、万用表等常见常用的电子产品,从元器件的选择、焊接、安装、调试到最后能正常使用,学生完成任务时很有成就感,极大地激发了其学习热情和主动参与能力,提高了其实践技能。
四、提高教师的专业素养与实践能力
“打铁先要自身硬”,提高教师专业素养与能力是强化学生实践能力培养的保障。机电一体化专业教师要有较完善的专业知识结构、较强的实践动手能力,[6]并且对机电一体化工作岗位的要求、行业标准和规范要非常熟悉,能把理论教学与企业生产实际结合起来,能正确地指导学生实训实习,并积极参与到教学改革中,能结合机电专业知识进行项目教学和案例教学等。
坚持“走出去、请进来”,建设“素质优良、结构合理、专兼结合、数量足够”的双师型教学团队。专业教师通过到国内外研修先进的职教理论和到企业学习、锻炼,参与企业横向课题,解决企业的技术难题,从而拓宽视野、掌握行业动态和先进机电一体化技术;从企业聘请技术专家和能工巧匠从事实践教学工作。校企合作共同开发制订专业人才培养方案和任务导向、项目驱动的实训项目、课程、教材,发挥企业技师、工程师丰富的工作和管理经验优势,从而打造出一支专兼结合、技术过硬的优秀教学团队。
五、结束语
总之,新形势下机电一体化技术专业的人才培养应从服务地方经济、实现学生职业发展的需求出发制订明确的培养目标,并进行基于工作过程的课程体系的全面推广以及校企合作、工学结合培养模式的探索和总结,购置适应行业发展趋势的先进教学仪器设备,不断完善实验实训条件,同时培养和提升师资队伍素质,从而提高实训教学的质量和水平,确保人才培养目标的顺利实现。
参考文献:
[1]陈为,范骏.以就业为导向的机电一体化专业设置与专业建设研究——以江苏城市职业学院机电一体化专业为例[J].岳阳职业技术学院学报,2009,(6).
[2]王怀奥,徐智跃.机电一体化专业人才培养方向的探讨[J].浙江工商职业技术学院学报,2007,(3).
[3]刘焕平.高职机电一体化技术专业课程改革的探索与实践[J].教育与职业,2009,(3).
高职院校培养的是生产、建设、服务和管理一线需要的技术技能型人才,而技术技能型人才最重要的特征之一就是有较强的职业技能。要培养出具有较强职业技能的学生,高职院校的教师除了有一定的教育教学能力外,还必须具有一定的实践经验和应用能力。对于以就业为导向的高职教育来说,为了提高办学质量,提升学生的职业技能,增强学生的就业竞争力,必须高度重视教师实践教学能力的提升。
1 高职教师实践教学能力现状
在高职院校中,专业教师本专业实践工作经验少、实践动手操作能力不强、实践指导示范能力薄弱等一系列问题显得较为突出。专业教师实践教学能力较弱具体表现在:从高职教师队伍的构成来说,除了一部分是有一定行业、企业工作经历和专业岗位技能的双师素质的教师外,大部分教师还是从院校毕业时间不长的本科生或硕士;从职称角度来看,低职称人数比重过大、且具有行业技术职称的教师很少;很大比例的教师在教学过程中过多讲授理论知识对学生职业技能培养方面欠缺,在学生实践动手操作方面遇到困难时,不知道如何指导,不具备把最新行业知识引入实践教学的能力。实践经验与动手操作能力的缺乏,已成为制约高职教育教学水平进一步提高的瓶颈,也将影响了教育教学质量的提高和高等职业教育特色的形成,从而影响学生的就业。
2 高职教师实践教学能力缺失原因分析
2.1 教师缺乏行业、企业一线工作经验
高职院校中的相当比例的专任教师是大学毕业后直接进入学校担任一线教师的,缺乏行业、企业一线岗位工作经验和专业岗位工作技能。这些教师专业理论知识基础较扎实,但由于缺乏一线企业的工作实践,缺乏动手操作能力,在实践教学上底气不足,更不用说指导学生的实践活动。虽然大多数高职院校越来越重视教师实践教学能力的培养,并在不同程度上对专任教师参加专业实践做出了明确要求,但由于教师的来源单一,客观上还是形成整个教师团队实践教学能力偏低的现状。
2.2 教师实践教学能力提升的内在动力不足
高职教师提高自身实践能力的内在动力普遍不足,这主要表现在:一高职院校师资相对紧张,尤其是紧俏专业,如机电一体化技术专业等,课堂教学工作量大,教师收入很大一块来自课时费;二学校对教师参加社会实践重视程度不够,投入经费不足,降低教师参加企业实践的积极性;三多数教师习惯课堂理论教学,不愿到生产一线岗位参加实践操作。
2.3 学校师资培养机制不健全,在教师行业、企业实践提升职业技能方面重视不够
学校在考虑人才培养水平的同时又要兼顾办学成本,所以在教学上往往侧重理论教学、轻视实践教学;教师参加企业实践、岗位培训机会少。在这种情况下,教师只能利用假期到企业进行短期的实践锻炼,教师的积极性不高,难以达到真正提升教师职业技能的目的。
2.4 对教师实践教学能力的考核、评价机制不健全
部分高职院校对教师的考核、评价机制不健全,没有针对高职教育人才培养的特点对教师职业技能、实践教学能力方面进行量化考核,没有明确的要求和评判标准。有的学校根本没有把实践教学能力纳入教师考核、评价体系。
3 提升高职院校教师实践能力的途径和方法
“机电一体化专业”的教师,尤其是专业课的教师,除了要具有电子技术与计算机应用基础、机械设计与制造、信息技术与控制等三个方面的理论学术水平外,还应具有较为丰富的机电设备、机电产品、机电一体化系统等动手操作能力。
机电一体化专业教师实践能力的提升主要从以下几个方面:
3.1 鼓励更多在职教师提升学历层次
教师要注重实践和动手操作能力,但教师的理论水平还需进一步提高,这对“机电一体化专业”的教师尤为重要。学院应在政策上更加宽松,鼓励并支持更多的在职教师提高学历层次,在职攻读硕士、博士学位,促进教师学历水平和学术水平全面提高,使教师学历结构更加合理,提升教学能力。
3.2 选派骨干教师到国内外同类学校进修学习
针对“机电一体化专业”的培养方向,选派骨干教师去国内示范性同类学校或发达国家对口专业进修学习,学习先进的办学理念,学习如何进行实践环节的教学,进而形成自己的特色。
3.3 加强新进教师岗前培训,积极推行上岗职业资格证书制
新进的机电一体化专业教师,理论素质是必备的条件之一,必须参加岗前培训,以便具有一套较完整的教育理论与教学方法,更好地适应教书育人的需要。同时,机电一体化专业教师还应具备与所从事的教学工作相适应的实践工作经历或相应的专业技术等级证书。建议新进的应届毕业生到有一定规模的机床厂、自动化生产企业等对口基层实习锻炼一年以上,以积累实践经验和专业技能,并在两年内取得相应的上岗证或专业技术等级证,把获证与实际技能锻炼有机结合起来。
3.4 安排在职教师直接到企业锻炼,提高实践能力
对未经过实践锻炼的在职青年教师,要制定出切实可行的计划与方案,安排他们到有一定规模的机床厂、自动化生产企业等生产一线单位,进行专业实践的锻炼学习。参加具体岗位技能培训,以弥补其操作技能的不足,与企业的技术人员一道,直接参与企业的新产品开发研制和老产品的技术改造,站在实践角度来提升教师对专业理论的认识,在生产一线进行锻炼与培训,提高实践能力。同时,也必须取得相应的上岗证或专业技术等级证。
3.5 利用实习、实训机会,进行传、帮、带
对于机电一体化专业而言,实践性环节较多,可以安排实践经验丰富的教师和聘请企业中的工程技术人员、能工巧匠利用实习、实训等操作机会进行传、帮、带,帮助缺乏实践经验的教师。
4 完善教师考核评价机制,建立激励机制
高职院校必须将教师的实践教学水平作为教学考核的一项重要指标,而且加大其在考核中的比例。结合专业学科建设和学院教师的实际状况,明确提出教师实践能力的培养目标,并根据此目标制定合理的培养规划方案,确定考核标准。在教师进修培养、职务晋升、工资福利待遇等方面,将教师实践经历和能力纳入教师考评晋升体系,充分体现高职高专教师评价体系特色,调动教师对提高实践教学能力的重视程度,引导和鼓励教师积极参加社会生产实践,促进教师提升实践教学能力。
随着现代科学技术的发展,各学科之间相互融合、相互渗透,各行业综合技术的应用和产品的开发标志着一个国家机械工业的现代化水平。社会主义现代化建设迫切需要大量既有机械专业知识又有电子技术知识的一体化专业人才。化工行业是山东淄博地区工业经济重点培养和发展的战略性产业。机电一体化技术是化工行业的核心技术之一,是该行业实现自动化、柔性化、集成化的基础,是提高产品质量、提高劳动生产率必不可少的手段。为了满足淄博地区先进化工行业快速发展的人才需求,山东省鼓励发展职业技术教育,采取订单式、定向式培训,相应或超前调整职业技术院校的教育结构、专业设置、课程安排和教学内容,加强学校与企业、学校与工业园区的合作,采取岗前培训和岗位培训相结合的形式,培养适合企业发展的技能型人才。本文主要从以下几个方面进行分析。
一、专业群建设与技能大赛中实训设备的融合
机电一体化实训中心是淄博技师学院专业群中机电一体化、电气自动化设备安装与维修两个专业共享的一体化课程实训中心,拥有机电一体化设备9套,分为供料、检测、加工、装配、搬运、仓储多个工作单元,包含PLC控制、变频器控制、触摸屏控制、气动控制、传感器控制、步进电机控制、伺服电机控制等多种自动控制元素,设备为西门子、三菱双系统,可实现西门子、三菱两种系统的编程、调试训练,可满足现阶段学院机电一体化专业教学需要,承接社会技能培训及举办省市机电一体化项目比赛。拥有世界技能大赛、国家技能大赛机电一体化项目指定设备FESTO系列电驱动操作手、气动冲压两个单元,可满足国家大赛机电一体化项目培训的基本要求。但与机电一体化专业群技术领先、功能示范的要求及组建省级国家大赛培训基地的要求仍存在较大差距。
为了对接产业发展需要,对接国赛和世赛标准,学院将完善机电一体化实训中心硬件建设。新的机电一体化实训中心将遵循从单一到综合的认知规律,分为单一模块训练区、多个模块训练区、生产线应用模拟训练区。
1.单一模块训练区
主要模块:供料单元、加工工作单元、检测工作单元、操作手工作单元、工件压紧工作单元、组装工作单元、成品分装工作单元、元件分类工作单元、存储工作单元。
2.生产线应用模拟实训区主要设备
模拟自动化工业生产线功能: 多个工作单元自由组合,各PLC通过通信接口联网控制,实现模拟自动化工业生产线的编程、调试、维修实训,完成供料、检测、加工、搬运、组装、分装、存储等多种工作控制的实训;支持师生学习科研,提供社会培训及社会服务功能。
二、依托专业群建设实现技能大赛项目与师资配置的融合
为了实现“以赛促教”,建立相同专业以及不同专业之间教师的合作机制,电气系进行了一系列的改革,合作和竞争并存。
1.合作
成立相关课程的课题组,主要的课题组包括:电力拖动控制线路安装与维修、电工基本技能训练、电机与变压器、PLC应用技术、电子技术应用、机械设备安装与维修等。每个课题组中至少包含了各团队中的一个人,每个课题组都指定一名负责人。课题组负责人的主要作用是:拟定本课题的工作页学习任务;制定工作页编写流程并进行分工与汇总;负责本课题组教学计划的编写;备课;保证本课题组的一体化教学。
2.竞争
每个教研室负责不同班级的一体化教学任务,班级的教学与管理都是该团队负责。班级与班级之间可以形成学生的学习竞争,同时任课教师之间也有合理的竞争机制。而机械知识、机械制图等由本专业教师与机械专业的教师共同完成,两个专业的教师在完成课程教学的过程中互相督促与学习。
3.师资队伍建设
一是培养专业带头人,学院将设立机电一体化的专业带头人。二是“一体化”骨干教师队伍建设,学院根据专业群建设的要求及大赛的实际情况,将评选出相关的一体化教师。三是兼职教师队伍建设。计划邀请FESTO费斯托(中国)有限公司培训部两位专家来校作报告,相关专业教师和大赛备战学员参加会议。FESTO是中国技能大赛合作伙伴,专家将详细介绍近年来中国技能大赛机电一体化项目的发展动态及发展趋势,并针对专业实际情况,在硬件配置、课程优化和师资培养等方面与到会师生们进行讨论,提出建议。
三、专业群、技能大赛项目与课程改革的融合
分析机电一体化大赛涉及的主要课程体系及相关内容,针对专业群中对课程资源的要求,实现专业群、技能大赛项目与课程改革的融合。根据本课程体系,在专业群建设期内,做好教改规划及任务分工,开发电工基础、机械与电气识图、液压与气动技术等三个共享优质课程,并完成该课程的资源库建设。同时开发机电一体化专业方向的电力拖动控制线路、变频技术、PLC应用技术等三个核心专业课的一体化教材。开发过程中,与企业、行业紧密结合,共同研究人才培养方向与目标定位,共同制定专业人才培养方案,提炼典型工作任务,并以具体工作任务为学习载体,按照工作过程和学习者自主学习要求安排教学活动,通过工作实现一体化课程教学改革,构建工作过程系统化的课程体系。
四、特色与创新
特色和创新是示范性高职院校建设的灵魂,没有办学特色,学院就无法生存与发展。笔者学院在多年办学实践中,在办学理念与机制、人才培养模式、专业建设、质量管理、素质教育、特色与创新方面进行了一些实践与探索,取得了良好的效果。
首先,机电一体化专业属于老牌专业,专业建设根底扎实。其次,校内外实训基地建设突出特色。再次,明确专业特征,服务区域经济和社会发展。最后,“工学结合、校企合作”下的人才培养模式改革出成效。
学院在工学结合人才培养总体思路下,结合行业背景和专业实际建设情况,进行广泛深入的调研,深化“2+1”校企合作的人才培养模式。完善了人才培养模式实施条件和保障制度,深化校企合作,资源共享,互惠互利。在人才培养过程中,引进企业资源,开发实训项目;模拟企业环境,开展生产实训;聘请企业教师,规范工作行为。同时,教师参与企业项目开发,为企业提供技术服务。学院与台达集团等企业合作开设了订单培养班,众多学生通过订单班的学习在合作企业顶岗实习并就业,学生体现出的高素质、高技能受到企业的好评。通过人才培养模式的改革,推动了机电一体化专业内涵建设,带动了专业人才培养质量和社会服务能力的稳步提高。学生的双证制获取率达到100%,学院参赛选手在2014年全国技能大赛中获第六名。
参考文献:
[1]姜汉荣.“理实一体化”模式在机电一体化专业教学中的应用[J].职业技术教育,2007(29).
[2]杨伟荣.论机电一体化的内涵和发展方向――兼谈机电一体化专业课程设置[J].金卡工程(经济与法),2009(2).
电气工程系作为笔者所在学院骨干教学系,已有近50年的办学历史。但是该专业由于学生在校时间短、学生生源基础差等原因,很多毕业生离校后不能胜任电气类、一体化类的本职工作,达不到专业培养目标所要求的成才规格,达不到学生和家长对学校的期望值,也对学校的声誉有所影响。
笔者从事机电类课程教学多年,对学生的现状和要求有所了解,在教学实践中,对如何进一步强化机电一体化专业的教学,实现本专业的既定培养目标,多有思考。现就该专业的培养目标、教学课程的设置、分层教学等问题进行探讨。
一、对机电一体化专业培养目标如何修订的思考
从毕业生就业反馈情况看,从事电工维修工作的不到50%,相当一部分学生需要从事机械保全、机械装配、机械流水线等工作,而不少学生在学校的训练形成的能力不足以形成岗位能力,达不到用人单位要求,形成了“分下去,留不住”的局面,未达到学生个人、家庭的就业期望值。
笔者之所以考虑培养目标的修订,是试图从毕业生的技能形成上更加务实,培养的毕业生更能适合用人单位要求的层面上进行探讨,对现行的单一的技能目标进行修订,以期更加符合毕业生的岗位要求,提高毕业生从事本专业的能力,提高毕业生的就业率。
根据社会需求可修订为:培养与经济发展要求相适应的,具有创新和敬业精神,有较强的劳动安全防护意识,满足企业对从事机电技术岗位需求,具有机电设备、自动化设备的运行维护和生产流水线操作的维修人员。
只有根据修订后的培养目标,我们才能制订出相应的计划,培养出适应企业岗位能力的中等技能人才,成为具有必备的综合职业能力的机电设备操作、运行维护人员。
二、 课程建设方面的思考
针对机电一体化专业规定的学习时限较短的特点,这些课程的设置,既要适应企业的需求,体现学校办学特色,又要考虑学生的接受能力。学生能力提高了,才会被社会认可,才能受到家长的欢迎,我们的专业才具有生命力。
1.必需的文化基础课要够用
我们的生源主要是初中文化程度的学生,不可否认的是,他们大多是义务教育中应试教育的失败者。数学是学生学习的软肋,但也是后续专业课程所必需的知识基础,建议以够用为度,选讲三角函数等必需的知识点,以一学期为宜。语文、英语主要学习与其日常的工作生活相关的应用内容。
2.专业课程的开设要合理科学
在专业课程的开设上,要做到合理科学,就必须不拘一格,以岗位能力形成效率为考核点。学生的知识和技能的形成,是在日积月累中实现的。要在较短的学习时间内,形成岗位需要的能力,就需要我们解放思想,积极探索有针对性的专业课程内容设置。
在这方面,成都某职业学院采用倒推的方式确定课程开设,方法值得借鉴。所谓倒推,就是以岗位要求的能力为依据,以最终的技能考核为考核点,所有上一级课程开设都是为了下一级的知识点做积累。笔者认为,学院机电一体化专业的机械类课程开设存在一些不够科学的地方,机械类课程学习系统性较差。可以考虑将机械制造工艺学、机械基础、钳工技能训练这几门课按车间实际的岗位职责和工艺流程进行编制和实施,有效融合,作为一个大的教学模块组织教学,打破目前的课程分割,有效提高学生的学习兴趣和学习效率。
3.重视校本教材的开发建设
校本教材的开发,其意义在于结合本学校本专业培养特点,全面衡量和考虑学生掌握技能的能力,建立一种以学校教师和学生为主体的课程开发决策机制,使课程具有多层次满足社会和学生需求的能力。机电一体化专业,作为应用最广泛的专业之一,课程的相互交叉是不可避免的。有效地整合相关课程,开发适用的校本教材,是我们刻不容缓的任务之一。
三、分层次教学的思考
一、毕业生就业岗位与职业能力要求相结合
机电一体化专业主要是在对社会进行调研的基础上,逐步培养学生不同的能力以满足社会的需求,主要是邀请企业的实践专家、教学专家、毕业生与本专业的教师做评估小组,在多方面进行了讨论以后,对三个主要的就业岗位进行确定,即:机电一体化设备的运行维护,机电一体化设备的安装、调试及维修,自动生产线的维护与维修。
为了使该专业的毕业生能较快地适应岗位的需求,还要对学生的职业能力做进一步的培养。对职业能力的培养主要是通过一种或者多种与本职业有关的技能来说的,其中包括专业能力、方法能力及社会能力。培养专业能力主要是对职业业务范围内能力的培养,在方法与能力上,借助于社会能力对“人性能力”进行培养。所以,课堂上要让学生不断掌握一定的机电技术的专业能力,增强学生处理问题的方法与能力,使社会能力不断提高,使创新精神不断得到满足。
二、对教学方法与教学手段进行改革与实践
1.对行为进行引导,强化目标,突出实践体验
根据职业教育的相关理念,通过日常教学,使教学目标进一步得到统一,突出教师与学生的主导与主体地位,在课堂教学中注重示范的重要性,还要与学生的动手实践体验进一步结合,使教学过程更集中,通过小组工作—再集中的有机组织,使学生形成更加合理的知识结构。对学生的自觉体验进一步强化,并使学生全面掌握知识的迁移能力,让学生逐步形成一种与就业相适应的分析问题及解决问题的能力。
2.对教学辅助手段科学合理地使用
在本课程的实施过程中主要配备了专门的多媒体教室、专业实训室,使其具有专门的工业生产级的生产线,对此教学条件合理地运用,可让学生顺利地完成实践—理论—再实践的学习过程。在这一过程中教师还要为教学成本实现科学化做出应有的贡献,对职教经验进一步消化与吸收。
3.在设置课程时适当引入行为引导教学法
在各科的实训教学过程中还要借助不同的“行为引导教学
法”,主要通过行为加强引导,借助于行为教学方法,对行为加以引导,这是以行为或工作任务为主导方向的职业教育教学改革的策
略。行为引导主要是对学生的关键能力、综合职业行为能力与全面素质加以发展,在21世纪,它渐渐发展为职业教育教学中一种新的思潮,日益被世界各国职业教育界及劳动界的专家所认可。
在实施行为引导的过程中,主要是通过实践课的教学,引导学生通过小组合作方式及独立工作方式完成。通过两人或四人的小组合作方式,采用定期交换的方式与方法。各项目课题加强小组内合作,通过学生讨论的方式,使每个小组成员各自提出不同的见解与工作计划,并对学生交流与合作能力加强锻炼。通过这一过程使学生互相启发,互相学习,对于个人存在的不足及知识欠缺还可以通过相互讨论,做到集思广益、取长补短。在同学们的讨论中,否定错误观点,使正确观点得到发扬,最后得到解决问题的方法。在一过程中,学生解决问题的能力不断加强,学生的创造性思维得以培养。同时,实践指导老师还要对学生给予一定的指导与帮助。通过最优解决方案,使学生能够独立地或以小组方式对独立制订的
工作计划加以指导并完成工作。所做的工作还要根据相关的目标来做好自我与相互的检查,通过此方法对教学效果做出判断,使学生的责任心、质量意识及评估方法不断地得到增强。
三、加强实践教学的管理与评估
要提高实践教学的质量还要通过实践教学管理与质量评估来确定,它主要包括实践教学计划的制订、“学分制”管理方法、实践环节教学大纲的制订、实践教学质量考核体系的建立、改革实验实训基地的管理模式等方式实现。
实践教学的“法规”是教学计划的内容之一,可由专业顾问委员会成员及生产单位的专家进行评定。在实践环节可以借助教学大纲对教学活动的纲领性文件进行指导,对格式要进一步规范统
一,另外对实践的性质、目的、内容与要求、建议实践考核方式与成绩评定和有关说明做出评定。在对实践教学质量进行考核时,还要给予一定级别的证书,使学生的学习与就业实现接轨,实现与实验实训基地建设的配套,把全校教学质量的评价与评估体系结合于
一起,使其发挥自身的优势。
对实验实训基地的管理模式做进一步的改革,通过学校统一
管理与分院分工负责的方式,实现“专管共用”这一管理模式,对实验实训基地的管理规章制度做进一步的完善及修订,进一步对学
生的实验、实训、实习室进行开放,使学生完成对相关技术的集成和实验实训基地的综合利用,使其有利于技能与职业资格的培训
及鉴定。
参考文献:
中图分类号:TM-9文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1110120-01
一、机电一体化的概念
机电一体化又称机械电子学,英语称为Mechatronics,它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上,随着机电一体化技术的快速发展,机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术,是机械和微电子技术紧密集合的一门技术,他的发展使冷冰冰的机器有了人性化,智能化。机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。
二、机电一体化技术发展历程
自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,“机电一体化”技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意:
1.数控机床的问世,写下了“机电一体化”历史的第一页;
2.微电子技术为“机电一体化”带来勃勃生机;
3.可编程序控制器、“电力电子”等的发展为“机电一体化”提供了坚强基础;
4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使“机电一体化”跃上新台阶。
三、机电一体化的发展趋势
机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面:
1.智能化:智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速度的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能,则是完全可能而且必要的。
2.系统化:系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强。一般除RS232外,还有RS485等智能化通信接口。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义:一层是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性等等,显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化;另一层是模仿生物机理,研制出各种机电一体化产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发而研制出来的。
3.微型化:兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。
4.仿生物系统化:今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大,并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定,但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物:当控制系统(大脑)停止工作时,生物便“死亡”,而当控制系统(大脑)工作时,生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体,但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物――软件”或“生物系统”,而生物的特点是硬件(肌体)――软件(大脑)一体,不可分割。看来,机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋,但有一段漫长的道路要走。
四、机电一体化技术内容
机电一体化技术内容主要包含以下几个方面:机械技术机械技术;计算机与信息技术;系统技术;自动控制技术;传感检测技术;伺服传动技术。
五、机电一体化系统组成
1.机械本体:机械本体包括机架、机械连接、机械传动等,它是机电一体化的基础,起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。与纯粹的机械产品相比,机电一体化系统的技术性能得到提高、功能得到增强,这就要求机械本体在机械结构、材料、加工工艺性以及几何尺寸等方面能够与之相适应,具有高效、多功能、可靠和节能、小型、轻量、美观的特点。
2.检测传感部分:检测传感部分包括各种传感器及其信号检测电路,其作用就是检测机电一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化,并将信息传递给电子控制单元,电子控制单元根据检查到的信息向执行器发出相应的控制。
3.电子控制单元:电子控制单元又称ECU(Electrical Control Unit),是机电一体化系统的核心,负责将来自各传感器的检测信号和外部输入命令进行集中、存储、计算、分析,根据信息处理结果,按照一定的程度和节奏发出相应的指令,控制整个系统有目的地进行。
4.执行器:执行器的作用是根据电子控制单元的指令驱动机械部件的运动。执行器是运动部件,通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式。
5.动力源:动力源是机电一体化产品能量供应部分,其作用是按照系统控制要求向机械系统提供能量和动力使系统正常运行。提供能量的方式包括电能、气能和液压能,以电能为主。
综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求和产物。机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容。
参考文献:
[1]李建勇,机电一体化技术[M].北京:科学出版社,2004.
建筑施工机电一体化的发展可以分为四代:第一代是为了解决石油危机的节能年代;第二代是为了解决易于人工操纵的电子控制年代;第三代是为了进行某种固定作业的半自动化操作的年代;第四代是试图进行全自动化操纵的年代。目前先进的工业国家生产的施工机械基本上属于第三代。
一、机电一体化是施工机械的主要发展方向
施工机械主要有以下几种发展趋势:
(1)微电子技术进一步推广应用,实行机电一体化。
微电子技术是在传统的电子技术基础上发展起来的渗透性最强、影响面最广的高技术。微电子技术,词一算机技术与施工机械相结合促进了施工机械自动化、机器人化的发展。
(2)施工机械的自动化趋势日益增强,建筑机器人开始进入实用阶段。
目前已出现采用程序控制起重臂运动的液压挖掘机;系统控制混凝土布料杆的自动化混凝上输送泵;用于喷涂各种涂料的移动式多关节机械手;在施工现场进行混凝上地面磨光、建筑物立面检修,以及钢结构防火涂料喷涂等作业的建筑机器人等。
(3)提高机械的可靠性、操作人员的安全性和舒适性。
二、施工机械机电一体化的发展
施工机械的自动化程度可分为以下几类:
1监控 通过微电子技术控制机械自身或外界隋况,把机械的状态量显示在电子盘或数字盘上,必要时能发出声音或使机械停止。这种监控装置广泛应用于推土机、挖掘机、装载机上。起重机上装的力矩限制器也是起监控作用的。更为先进的有能够测量本身位置的施工机械(如盾构掘进机)以及能够测定工作对象的状态并把它作为图象信息传递的施工机械(如各种机器人)。
2遥控 在工作环境恶劣而危险时(如强烈噪声、剧振、高温、水下、地下、有滚石危险等情况司机有必要通过遥控操纵机械。
3半自动 不同的施工机械,其实行自动化的部分也不相同。有的是压力、速度、流量等控制的自动化;有的是作业装置的自动化;有的是行走机构的自动化,为使操纵技术易于掌握,往往需要对操纵技术要求高的部分实现自动化。
4全自动 即司机不用驾驶机械,只需操纵起动开关,施工机械即能根据所给定的施工要求自己判断和自行作业。但到目前为止世界上还没有完全不用人的施工机械。
三、建筑机器人是机电一体化的最高体现
机器人的应用领域将由汽车工业向电子及其他工业部门扩展,现在除工业机器人外,已研制出应用于各种特殊作业的机器人,如水下机器人、核工业机器人、空间机器人、军用机器人、建筑机器人、服务机器人以及微型机器人等。
建筑业由于自身的特点、开发应用建筑机器人要比一般工业机器入困难得多。建筑业与一般制造业比较,具有以几个特点:
(1)建筑业是按定货进行单件生产的,每个建筑的设计和施工方法都不一样,不能进行大批量生产。
倒建筑施工是露天作业,工作条件艰苦、危险且环境多变,因此很难保证机器人电子部件的可靠性和耐久性。
(3)在制造业中,作业对象是移动到机器人附近的,机器人不需要行走机构,而建筑机器人则需要行走机构。要移动到作业对象附近,尤其是建筑工地凹凸不平,到处堆满材料,还有高坡、台阶及障碍物,所以开发适合于建筑机器人的行走机构难度很大。四、机电一体化为建筑施工自动化开辟了光辉前景
施工自动化是综合应用自动化技术、机器人技术、部件化技术并利用电子计算机进行计划和管理的综合性机械化施工方法。施工现场的自动化并非简单地由单功能机器人去代替技术工人的部分作业,这样做的效果并不显著,而是要重新建立一个建筑生产体系,使之能充分考虑到机电一体化的施工机械特性,就像制造业的工厂心动化生产一样,把现场施工作为一个完整的体系,实现施工现场的工厂自动化。