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課程體系是一個專業所設置的課程相互間的分工與配合,是由各類課程構成的有機的、完整的統一體,是學校人才培養目標與培養規劃的具體化,課程體系是否合理直接關系到人才培養的質量。合理的課程體系應根據專業特點,以企業崗位需求為導向,結合企業實際生產案例進行構建,所培養的人才應能夠適應科技和社會發展的需要,具有扎實的理論基礎、較寬的知識面、較強的實踐能力和較高的綜合素質,并且具有一定的創新精神。目前,企業所需要數控技術人才主要有3個方面:進行數控機床的操作和日常維護工作的技術工人、從事數控編程的工藝人員以及數控維修人員。從人才崗位需求的調研情況分析,數控類技術人才中操作工所占比例最大,其次為數控編程員,最后為數控維修員。因此,做為以培養應用型人才為目標的高等院校,可結合企業對人才的需求情況,將數控技術的應用分為兩個方向:以機為主的數控編程與加工技術;以電為主的數控技術應用與數控設備維修。根據本院校機制專業數控技術應用為目標定位的發展方向和現有教學資源,將培養數控加工工藝、編程與操作人才作為目標,結合職業崗位能力要求,構建以零件加工為中心的數控技術課程體系。通過相關課程教學,使學生掌握機制專業必備的工程材料與熱處理、互換性與測量技術和金屬切削加工工藝等基本知識,具備數控機床的操作、日常維護和編制中等復雜程度機械零件的數控工藝規程和加工程序的能力,并且能運用三維CAD/CAM軟件進行三維造型設計和自動編程。
2目前數控技術課程體系存在的問題
(1)課程教學內容缺乏系統性。數控技術屬于一門綜合性技術類課程,綜合應用CAD/CAM、機械加工工藝、機械制造和數控機床與編程等相關內容,這些課程之間應該是相輔相成,相互關聯的。但是,在實際教學過程中,這些課程的教學內容設置未從數控技術人才的需求角度進行系統性的統籌安排,沒有將相關課程構成課程體系,所確定的教學內容相對獨立,沒有考慮其它相關課程的開設情況,缺乏必要的銜接。例如:本校開設的《機械制造技術》課程中涉及零件加工工藝的內容,但學生卻無從檢驗所制定的工藝是否合理。而《數控機床與編程》課程又只側重數控編程本身,對加工工藝的制定過程重視不夠。在課程設置時,如果只針對該課程本身單獨確定教學內容,則不利于學生理解掌握完整的零件數控加工過程,導致學生不能系統的掌握所學知識,無法提高綜合應用能力。因此,在課程內容設置時應充分考慮機制專業數控技術應用方向對知識體系的要求,通過一條主線,將相關課程的知識點進行有效串聯,按照企業對數控技術人才的需求進行教學。
(2)課程理論教學與實踐教學環節未較好融合,且教學內容與生產實際脫節。目前,本校的理論課程與實踐課程均為單獨開設,獨立完成,由此會導致理論教學與實踐教學環節不能較好地融合。考慮到目前企業數控系統的使用情況和市面適合使用的教材,本校理論課程采用Fanuc系統,但是學校工程實訓中心使用的機床為華中數控系統,由此導致理論教學與實踐教學出現分離,雖然兩者在編程和操作方面比較接近,但是對于初學者而言兩者不統一會對系統地掌握編程和操作方法產生較大的阻礙。目前所進行的數控實訓,主要目的是讓學生掌握數控機床的操作與編程,而對于零件加工工藝卻沒有嚴格按照企業實際生產編制相關工藝文件,如此進行的實踐教學沒有充分結合《機械制造技術》課程所學的理論知識,由此培養的人才難以適應數控編程技術崗位的需求,脫離了加工工藝的數控實訓僅僅只能夠培養機床操作工人,這與本校數控技術應用方向人才培養定位存在偏離。
3數控技術課程體系的構建
3.1數控技術課程體系結構與內容的確定
建立數控技術課程體系首先必須根據企業崗位對人才的要求,設置課程體系結構,確立課程體系所包括的課程及每門課程的地位、作用,注重課程之間的內在聯系和相互銜接。在教學內容的設置上以實用、夠用為原則,選擇能夠充分反映本課程體系最必須、最實用的內容,對課程中的重復內容和繁瑣的理論推導等實用性不強的理論進行壓縮,確保課程教學的效果和效率。根據本校機制專業數控技術應用方向所開設的課程和從事數控編程工藝人員的專業知識要求及崗位能力需求,將《機械制圖》《互換性與技術測量》《工程材料》和《機械制造技術基礎》作為機制專業數控技術方向的專業基礎課程重點培養學生制圖、讀圖的能力,使學生了解零件加工的各項技術要求,掌握工程材料的基礎知識和毛坯成型、零件加工的基本理論,培養分析和解決機械制造過程中一般技術問題的能力,為后續數控技術核心課程的學習奠定基礎。作為數控技術課程體系的核心課程《數控機床與編程》和《機械CAD/CAM》一方面使學生掌握基本數控加工編程方法,另一方面結合數控技術的發展需要使學生熟練操作一種CAD/CAM軟件。除了理論課程以外,還應開設制圖測繪實訓、機械加工工藝課程設計和數控機床實訓。通過實踐教學環節使學生在掌握理論知識的基礎上,提升動手能力和工程實踐能力。在開設必修的理論課程和實踐課程的基礎上,還可結合企業需求開設《模具制造工藝》和《先進制造技術》等選修課程或涉及制造業新思維、新知識、新技術的專題講座,讓學生根據自己的興趣愛好及對今后的發展目標自主選擇學習。
3.2以零件加工為中心的數控課程體系構建的思路
在課程體系構建時可以典型零件加工為主線,將相關課程的理論和實踐環節進行有效串聯。以實際生產中一些典型零件的加工為案例,如可分為軸類、盤套類、平面輪廓類、曲面輪廓類和箱體類幾種加工項目,每一類零件按照由易到難,分為若干個零件加工項目,如軸類零件加工可具體分為階梯軸、曲面軸和偏心軸等項目,所確定的項目一方面要能夠反映企業真實的加工案例,另一方面要覆蓋數控技術課程體系中所有的知識點。同時,將每個零件加工項目劃分為若干個任務階段,按照學生的課程學習過程,將數控技術課程體系的相關知識點,如零件三維建模、零件加工工藝設計、數控編程和數控機床操作等內容,通過若干個典型零件加工的項目串聯起來,形成系統的知識體系。在課程教學過程中,所有課程都以零件加工為中心,以完成加工項目為目標,將項目教學法貫穿始終。學生在教師的指導下,綜合利用所學的機械制圖、互換性與技術測量、工程材料和機械制造技術等專業知識,分析零件圖樣,創建三維實體模型,根據加工條件選擇合適毛坯、加工設備和刀具,擬定詳細的數控加工工藝規程,并借助數控仿真軟件進行手工編程或利用CAD/CAM軟件完成自動編程,最后在工程實訓中心利用加工設備完成零件加工,并對有關技術參數進行檢測,根據零件加工情況,分析加工過程中各種誤差產生的原因,同時針對原因提出改進措施。通過構建以零件加工為中心的數控課程體系,將企業實際生產案例作為項目引入課程教學,以項目為驅動理論聯系實際的教學,不僅能夠使學生了解企業完整的零件加工過程,改變目前教學過程中工藝設計與加工制造分離的現狀,而且還可以通過具體的項目,使學生具有明確的學習目的,充分激發學習的主動性,系統地掌握所學的理論知識與實踐知識,提高分析問題、解決問題的能力,培養團隊合作意識。通過完成項目在學校內模擬企業工作環境,培養學生職業素養與職業技能,提高技術應用能力,為學生今后就業及盡快適應崗位需求奠定基礎。
3.3編寫適用于課程教學的教材
關鍵詞:過程控制;教學改革;教學方法
作者簡介:陳容紅(1979-),女,湖北京山人,北京電子科技職業學院自動化工程學院,講師;肖瑩(1972-),女,內蒙古牙克石人,北京電子科技職業學院自動化工程學院,高級講師。(北京100176)
基金項目:本文系北京電子科技職業學院科研基金資助項目(項目編號:YYR2009037)的研究成果。
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)10-0074-02
過程控制是一門與工業生產過程聯系十分密切的課程,在整個自動化專業的課程體系中占有重要的地位。[1]它主要針對六大參數的控制問題,包括溫度、壓力、流量、液位、成分和物性等,[2]能在新建的結構復雜的工業生產過程中起到巨大的作用,同時也能在傳統工業的改造中,節約能源和原材料、提高質量、減少污染。過程控制技術是控制理論、自動化儀器儀表、工藝知識、計算機技術、信息處理技術等知識相結合而構成的一門應用學科。[3,4]
高職教育的目的是培養合格的技能應用型人才。為了提高學生素質,需注重對他們進行綜合職業能力的培養,包括知識運用能力、創新能力、實踐能力和可持續發展能力等。
近年來,隨著現代控制理論的廣泛應用以及計算機技術的迅猛發展,“過程控制”這門課程的內容不斷更新,傳統的教學模式已經很難取得好的教學效果。結合“過程控制”的課程特點、社會對高職人才的需求以及多年來的授課經驗,筆者合理安排教學內容、改革實踐教學、改進教學手段與方法,取得了較好的教學效果。
一、合理安排教學內容
目前過程控制技術的教材很多,其中也有不少教材引入了一些新技術、新方法,但基本上都是指導理論學習的,理論與實踐嚴重脫節,學生學習之后,不能學以致用。
高職學生更加重視知識運用能力、創新能力、實踐能力的培養。為此,筆者對過程控制課程的教學內容進行了精心地選擇、較大地整合和創新。
1.對教學內容的選擇
根據本專業的特點,精心選擇教學內容;強化專業基礎理論的學習,重點介紹該門課程最基本、最重要的內容,刪除一些相對落后的和重復性內容的介紹;做到授課內容豐富、信息量大、概念清晰、調理清楚。
2.注重與先修課程的交叉和融合
過程控制與自動化系的很多先修課程聯系緊密,比如自動控制原理、PLC控制技術、計算機控制、傳感與檢測等相關課程。為了使過程控制課程更好地與其他先修課程進行交叉和融合,教師對各章節內容進行了適當的選取和重新編排。這樣,學生能更清楚本門課程在自動化課程體系中的位置和作用。
3.注重理論聯系實際
把實驗以及實際工程中的實例引入課堂,結合實際來講解理論知識,讓學生更容易理解教材中抽象的理論知識。
4.拓展教學內容
課堂上讓學生進行控制系統的初步設計,積累工程經驗,為今后從事自動化系統設計、項目管理等工作打下良好的基礎。
5.跟蹤新技術、新發展
過程控制中一些新技術、新發展不斷涌現,教師及時跟蹤過程控制技術、儀表技術、計算機網絡技術和通信技術的最新發展,隨時把它們補充到課堂內容中來。
二、改革實踐教學
實踐教學在高等院校人才培養和改革發展中發揮著重要的作用,是培養學生實踐能力、創新意識和工程素養的主要途徑。尤其是高職院校,實踐教育開展得好,人才培養就有了保證。筆者主要從以下方面進行實踐教學改革。
1.設計實驗裝置,精選實驗內容
針對過程控制課程的特點,考慮學生基本技能、實踐能力、創新意識和工程素質的培養要求,學校建設了過程控制實訓室。
過程控制實驗裝置現場系統包括:上水箱、下水箱、PLC、超聲波液位傳感器、流量傳感器、壓力傳感器、壓力表、溫度傳感器、比例調節閥、氣動控制閥、手動閥、離心泵、離心泵控制電機、電容式臨近開關、浮子式液位開關、溢出報警液位開關、加熱器、上位機和相應的通信網絡等。
該實驗室綜合了自動控制技術、計算機技術、自動化儀表技術等。學生在實驗室綜合利用所學的理論知識,完成與課堂內容配套的相關實驗,包括液位、流量、壓力、溫度等的控制實驗,包括上水箱兩點液位控制實驗、兩點溫度控制實驗、上水箱液位連續閉環控制實驗、流量閉環控制實驗、壓力閉環控制實驗、溫度閉環控制實驗等。
在實驗過程中,學生可以根據自己的實驗目的和設計方案,進行手動閥的不同開關組合,實現不同的控制回路。同時,根據不同的控制對象,進行不同的參數設置,應用不同的程序,來實現對獨立控制系統的控制。通過工作站的接口模塊,可方便地將輸入、輸出信息與PLC相連,并在PLC的環境下編寫控制程序。另外,通過設備上的模擬量接口與EasyPort相連,再通過電纜與計算機連接,可通過軟件實現對設備輸入信號的測量及對輸出信號的控制。
學生通過對手動閥的不同開關組合來實現不同的控制回路,通過對軟件的PID等參數設置來實現不同的控制方法。學生做實驗的積極性高,他們認真觀察實驗現象、實驗數據,分析實驗曲線,直到得出滿意的實驗結果。通過實驗,鞏固了課堂上學到的理論知識,進一步提高了學生分析問題和解決問題的能力。
2.實訓裝置與仿真軟件相結合
由于實驗室的設備套數有限,不能滿足班級所有同學同時進行實驗的要求,教師設計了過程控制仿真軟件,同學們分組進行硬件實驗和仿真實驗。
在該仿真系統中,可通過選擇參數、設定控制對象來觀察不同控制系統中過程的動態曲線。
實踐證明,過程控制實訓裝置與仿真軟件相結合的實踐教學,大大提高了學生的學習興趣,提高了學生分析和解決實際問題的能力,取得了較好的教學效果。
3.嘗試一體化、多層次、開放式的實驗教學模式
根據實驗的難度和對學生的不同要求,對過程控制實驗分為以下幾個方面:基礎性實驗、綜合性實驗、研究性實驗。
基礎性實驗是大綱要求的必做的實驗。學生通過儀表的調試、調節器參數的設置和數據的采集與分析,培養一定的實驗技能,達到了解實驗裝置和控制對象的目的。
綜合性實驗更全面地涉及相關理論知識,學生需在教師的監督指導下獨立完成實驗,充分發揮自主創造性,大大提高學生獨立分析問題、解決問題的能力。
研究性實驗主要吸納少部分對本課程感興趣的優秀學生進行創新實踐活動,讓學生參與資料的收集、系統的涉及以及硬件的調試等,在教師的指導下開展獨立的專題研究,從而提高學生的科研能力和專業素養。
一體化、多層次、開放式的實驗教學模式,調動了學生的主觀能動性,學生跑市場、查資料、參與開發,開闊了視野,增強了學習的興趣。
三、改進教學手段與方法
過程控制課程實踐性強,與生產過程密切結合,但目前現有教材中理論知識較多,學生學習之后,不能學以致用。筆者改革了傳統的教學手段和方法。
1.采用啟發式教學
對課程的重點及難點問題,進行課堂提問或課堂討論,加強與學生的互動,激發學生的學習興趣。
2.充分利用相關軟件
過程控制課程中有大量的工藝流程圖、方框圖和原理圖,對于這部分內容的教學,筆者采用多媒體和傳統板書相結合的方法,充分發揮多媒體直觀、生動、信息量大的特點,提高教學效果。同時,利用組態軟件等現代化的教學手段,增強學生對過程控制課程的學習興趣,同時提高了教學效果。
3.跟蹤課程發展的最新動態
教師可以在授課過程中及時向學生介紹學科發展的最新動態。特別是近年來智能控制、魯棒控制、自適應控制等方面,控制理論取得了重要進展,教師在課堂上可選取一部分與授課內容相近的知識介紹給學生,以保持課程內容的先進性。
另外,積極引導學生充分利用網絡資源,登陸相關的專業網站,閱讀有關的學術期刊,了解目前所學知識在本領域所處的位置,從而讓他們能站在更高的起點,更好地適應學科未來的發展需求。
四、結束語
在過程控制課程的教學改革中,筆者通過科學地安排理論與實踐教學內容、改革實踐教學、改進教學手段與方法,大大激發了學生的學習興趣,提高了學生的實際動手和創新能力。
但僅有以上三方面的改革還是不夠的,高水平的師資隊伍是實現教學目標、提高教學質量的關鍵。課堂是教師工作的高雅藝術舞臺,課堂教學給了教師在這個學術殿堂上展示才華的機會。一堂出色的課堂教學,會使莘莘學子受益匪淺,終身難忘。因此,教師還需在教學思想、教學觀念、教學藝術等方面多下工夫,勤思考、多改善,利用教材建設、實踐改革、教學方法改進等,進一步提高過程控制課程的教學質量與效果。
參考文獻:
[1]林屹,葉小玲.過程控制課程創新教學的探索與實踐[J].化工高等教育,2009,(3):39-41.
[2]唐玉玲.過程控制課程教學改革及實踐[J].科技信息,2011,(19).
關鍵詞: 計算機控制技術 學習興趣 教材 教學方法 實踐能力
計算機控制技術是計算機的一個重要應用領域,主要研究如何將計算機技術和自動控制理論應用于工業生產過程。它是我國高等工科院校中高職和高專各類工業電氣自動化、機電一體化、計算機控制技術、自動化儀表、測控技術等主干專業課之一。由于計算機控制技術理論性和實踐性都很強,同時變化和發展較快,新知識層出不窮,如何在有限的課時內教給學生基本的理論基礎和實踐技能,對廣大教師來說是一個很大的挑戰。教學實踐中,我在以下幾個方面作了一些有目的的嘗試。
1.培養學生的學習興趣,調動學習積極性
“興趣是最好的老師”,培養學生的興趣是關鍵。不論教師講得多好,如果學生對講的內容不感興趣、感覺沒用,他就不會努力學習這門課程,教學肯定是不成功的。為了避免學生出現對計算機控制技術這門課的誤解,對它失去興趣,起初上課時,教師不要講授太多太深的理論知識,可結合學生所學專業,進行現場參觀和動畫演示。實例的有效引入,可以讓學生了解計算機控制技術的實用性,激發學生的學習興趣,培養學生的學習積極性。學生學習的積極性調動起來了,教學也就成功了一半。另外,還可利用網絡通訊工具和學生交流,鞏固學生已經樹立起來的學習積極性,如在網上論壇上設立留言板和討論板,學生可以向教師提出問題,教師在網上解答學生的問題,同時教師也可以在網上相關材料,讓學生展開討論,這樣能極大地激發學生的學習興趣,使得以往教師的“滿堂灌”的填鴨式教學變成學生自主式學習。
2.精心選擇教材,吃透教材,形成適合教學的講義
作為一門現代的交叉學科,計算機控制涉及自動化技術、計算機技術、通信技術、先進制造技術等諸多學科,呈現開放性、集散性、智能性和信息電子化與網絡化的特點。基于本學科的這種特征,初學者很難掌握計算機控制的精髓,并應用于工業生產過程。因此,一本好的教材將有助于初學者理解、掌握和應用計算機控制技術。
選用教材的原則:首先,根據教學大綱選擇教材,對于高職學生,不能選擇本科教材,因為對于不同的學生,教材的側重點不同,但教師可以選用本科教材作為參考書。其次,盡可能選用優秀教材、名校教材。最后,不能只憑訂書單上的名稱和簡介來選定教材,選定之前應該看到樣本。總之,選擇合適的教材,既要有利于教師設計教學過程,又要有助于學生的學習。
教師拿到教材后,應盡早地備課。教師必須吃透教材,做到融會貫通,舉一反三。這樣才能對教材有整體把握,才能根據大綱的要求,合理地安排章節的取舍、章節的學時數,包括理論課、實踐課等。教師應當發揮創造性,應該有自己的風格,不能“照本宣科”,要適當地穿插一些實際的資料,從而形成適合教學的講義,提高教學質量。
目前,我院正在進行示范校建設,將逐步對專業課教材進行改革,我所講授的計算機控制技術課程也進行了一些有目的的嘗試。其核心就是采用“基于工作過程”的教學模式,使教材更接近學生實際,更接近生產實際。
3.以學生為主體,不斷改進教學方法
計算機控制技術課程的內涵十分豐富,涉及的知識單元和知識點很多。因此在教學過程中,教師不僅要培養學生計算機控制技術,而且要培養學生系統分析和系統開發的技能。實施“計算機控制技術”的教學,課堂教學中往往以教師講課為主,要求學生緊跟教師的思路,但是教學方法極易造成教與學的脫節,限制學生創造力的正常發揮。因此,教師應以學生為主體,緊扣教學大綱所確定的培養目標,以應用為目的,以必需夠用為尺度,打破課程界限,將相關課程的知識點加以整合,按照“實際、實用、實踐”的原則重新組織教學內容。這是計算機控制技術教學方法的重要方面,也為教師在講課過程中提出了更高要求。
根據計算機控制技術課程教學的實際要求,現有課程一般都在多媒體網絡教室中授課。教師通過廣播系統可將講課內容和操作計算機的過程同步顯示在所有的學生機上,可以使講解的內容更加直觀形象,更易于理解,極大地豐富課堂教學內容,加大傳遞信息的容量,提高教學質量和教學效果。但這種方式也有不足之處,首先,多數學生可能沒有接觸過這種教學方法,缺乏相應學習經驗。其次,授課過程中,教師將講課內容制作成電子教案或教學課件進行課堂演示,信息量大,如果速度太快,學生將無法做到邊聽課邊做筆記,學生印象較淺,容易遺忘。因此,我改進了教學方法,建立了個人的網站,為學生提供教學相關的信息資源支持環境。學生可以通過上網獲取教學大綱和教學計劃等文件,也可以下載相關學習課件、實驗素材和習題等,進行復習或自學,以加強和鞏固課堂上所學的內容。另外,教師在教學過程中的角色轉換也是一個重要環節,除了原有理論課教學、上機指導、習題課以外,還需加強包括網上通知、網上答疑、在線討論等方面與學生的溝通和交流。
4.強調實踐環節,以培養學生能力為中心
計算機控制技術是一門實用性很強的課程,既有理論又有實踐,既講方法又講動手能力。許多知識和技能是要靠學生自己動手,在實踐中獲取的,實踐是學生認知的重要環節。經驗表明,通過實踐可以提高學生分析問題、解決實際問題的能力,可以提高學生的創新能力,可以提高學生自主學習能力,可以提高學生基于問題式的學習能力。
合理安排課堂講授與實踐的比例,這體現了對學生的培養目標。以我的經驗,過去安排的學生實踐比例太少了,應該適當增加。
實踐方式也應該豐富多彩。實踐的目的首先是印證對理論的理解,然后熟悉、掌握所學技能,最后綜合利用所學知識,啟發學生的創造能力和創新精神。在實踐環節里,應盡量減少驗證型實驗的比重,適當增加設計型、綜合型及實用型實驗。目前大部分實驗項目都在實驗臺上進行,缺點是學生無法看到真正的實物。為了增加學生的感性認識,授課教師可以準備一些如傳感器、調節閥、小電機等實用的散件,要求學生完成系統的設計、安裝和調試實驗,以提高學生的動手能力,為學生創造性發展提供良好的條件。
1、采用先進的教學方法和手段在實踐教學中大力采用“工學結合”、“行動導向教學”、“現場教學”、“項目教學”、“團隊工作”、“做、學、教一體化教學”等先進的教學方法和手段,充分體現職業教育培養職業技能的特點,為培養學生掌握符合企業崗位需要的技能和職業素質服務。
2、建立突出職業能力培養和職業資格水平的課程標準和評價體系采用任務完成考核、技能實操考核、職業資格考核等多種評價方式,規范課程教學的基本要求。
3、建設高水平的網絡課程學習平臺學生通過網絡教學錄像、網絡教材、網絡課件進行自主學習,還可以完成在線測試、網上答疑、技術咨詢等,與課堂教學形成立體交叉的教學方法。
4、整合教學內容針對完成典型情景任務所需的能力及職業崗位需要,確定能力目標,依據能力目標選擇訓練載體,根據課程設計理念和培養這些能力所需知識對教學內容進行整合。
二、發動機電控系統檢修課程職
業能力目標的確定通過對汽車維修企業維修崗位調研,對電控發動機故障檢修實際工作過程進行分析,得出發動機故障檢修過程的工藝流程,即發動機故障診斷與排除的步驟。通過分析檢修流程,汽車檢修專業崗位需要的綜合職業能力不僅包括專業能力,還包括方法能力和社會能力,結合圖1所示的10項工作任務,我們得出本課程所對應的能力目標有以下三點。
1、專業能力
能掌握電控發動機傳感器、電子控制單元、執行器及開關信號的結構、工作原理;能夠熟練使用檢測設備及維修工具;能利用不同手段檢測傳感器、電子控制單元、執行器及開關信號;會查找相關技術資料;能分析相關的技術數據;能分析、排除發動機控制部分的故障。
2、方法能力
具有較好的分析解決問題的方法能力;具有較好的學習新知識和技能的能力;具有查找資料、文獻獲取信息的能力;具有熟練使用檢測設備及維修工具的能力;具有一定的技術數據分析的能力
3、社會能力
具有嚴謹的工作態度和較強的溝通能力;具有較強的敬業精神和良好的職業道德。
三、發動機電控系統檢修課程設計
在課程能力目標確定之后,課程還要進一步細化,分析出典型情景任務,依據電控發動機系統檢修課程特點歸納出具有普遍適應性的4個學習情景,即:發動機故障燈亮的檢測、發動機不易起動的檢測、發動機不能起動的檢測、發動機怠速不穩及排氣超標檢測,并對各個學習情景進行描述。依據教學規律與職業規律,依托任務載體對教學內容進一步整合,將4個學習情景分為19個情景任務,共計88學時,各學習情境按照發動機各個故障現象相互依賴的特點進行工作任務分類,每一個學習單元內容都是一個完整的工作過程,按照從簡單到復雜、從單一到綜合的順序進行教學,具體學時分配見36頁表1。
四、教學內容的組織安排與實施
針對每一個學習情景,結合教學能力目標,按照電控發動機各個故障現象進行單元教學,這樣設計教學內容有利于發動機的故障表征,按故障現象查找故障,具有針對性和有效的實施性,增強學生對工作內容及工作過程的理解,提高學生分析問題和解決問題的能力。
五、課程考核重點放在對學生的崗位職業能力
關鍵詞:精品課程;數控機床與數控編程技術;教學模式
作者簡介:劉芬(1981-),女,山東臨沂人,山東英才學院機械學院,講師。(山東濟南250104)
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)14-0075-02
精品課程是指具有鮮明特色和一流教學水平的優秀示范性課程。精品課程的建設要遵循“以服務為宗旨,以就業為導向”的教育理念,將最新的教學技術、方法與手段引入課程教學,在教學內容、教學模式、教學方法與手段、教材建設、實踐教學基地建設以及教師隊伍建設等各個方面均能體現現代教育思想的科學性和先進性。
精品課程的建設是高等學校教學質量與教學改革工程的重要組成部分。通過精品課程的建設,聚集優質的教育資源,提高課程的教學水平,使學生得到最好的教育,充分發揮學生的主觀能動性和創新意識,培養學生迅速適應社會經濟發展要求的基本素質和職業技能。同時,在專業課程體系建設中起到良好的示范與推動作用。
一、“數控機床與數控編程技術”精品課程建設概述
“數控機床與數控編程技術”是山東英才學院(以下簡稱“我院”)高職數控技術、機械制造及自動化、機電一體化等專業的一門專業核心課程。課程定位于高等職業教育,是培養學生職業能力和職業素養的關鍵課程之一。課程內容基于機械制圖、機械設計基礎、機械制造技術、工程材料與成型技術基礎、電工學、液壓技術、機械CAD等多門先修課程知識,同時,也為數控機床伺服系統、數控機床故障分析與維修等后續課程打下良好的理論和實踐基礎,具有較強的實踐性和綜合性。
隨著數控技術在現代制造業中應用的普及,社會對于數控人才需求的數量和質量都在不斷地提高,特別是對高素質、高技能型數控技術人才的需求已是迫在眉睫。因此,在課程建設的初期首先確定課程的培養目標,即培養具備良好的職業素質、較強的數控機床操作能力、數控加工工藝分析能力和數控編程能力,能在生產一線從事數控編程、操作、維修、生產組織和管理等方面工作的復合型數控人才。在此基礎上,積極開展了“數控機床與數控編程技術”精品課程的建設,著重在教學內容、教學模式、教學方法與手段、教材建設、實踐教學基地建設以及教師隊伍建設等方面進行了認真地探索與實踐,并取得了一定的成果。
二、課程建設的具體內容
1.教學內容
教學內容的選取和整合應從職業崗位能力分析入手,以就業為導向,以能力培養為主線,以“必須、夠用”為標準,充分體現職業崗位需求和先進性原則。通過市場調研和企業考察,從數控機床操作實際應用出發,并結合本校的教學現狀,對課程的教學內容進行了合理的的設計和調整,如圖1所示。
首先,根據數控車、銑、加工中心操作工崗位實際工作任務所需要的知識、能力和素質要求,將課程內容劃分為數控車床操作、數控車床程序編制、數控銑床和加工中心操作、數控銑床和加工中心程序編制等教學模塊。在此基礎上,以“任務驅動、項目導向”的原則組織實施教學,即以工作過程為導向,以企業的典型零件為載體,遵循由淺入深、由易到難、層層深入的原則對每個教學模塊進行具體項目的設計,保證每個項目都來源于企業的真實生產過程。如圖1所示,在數控車床程序編制模塊中包含有外圓柱面零件的編程與加工、外圓錐面、圓弧面及溝槽零件的編程與加工、外螺紋面零件的編程與加工、套類零件的編程與加工、典型回轉體零件的加工、非圓曲線零件的加工等六個項目。針對每個項目,首先提出擬實現的目標和具體任務,然后圍繞如何順利地實施該項目展開教學,包括所需理論知識的歸納、講解和實踐技能的示范、指導。最終使學生能夠獨立、正確地完成該項目,并可以將所學的知識和技能靈活運用于同類型的其他產品的加工。
通過循序漸進的理論學習和實際操作訓練,學生不僅能夠掌握數控編程的基本知識,而且能夠掌握企業典型零件數控編程及加工的方法,并達到高級數控車工、數控銑工或加工中心操作工的要求,為學生畢業后迅速進入工作狀態打下良好的基礎。
2.教學模式和教學方法
(1)教學模式。本課程的實踐性較強,為了將理論知識和數控加工生產實際操作結合起來,提高學生的學習興趣,保證教學效果,筆者采用理論講授、仿真模擬和加工實訓并行、并重的基于工作過程的教學模式,從而使學生建立起從“抽象的編程加工―半抽象的仿真加工―實際的操作加工”的思維轉變。
其中,理論課采用多媒體教學,充分發揮圖片、視頻的輔助作用,實現課堂教學的多元化;仿真教學利用仿真軟件,模擬實際的生產加工過程,強化理論知識,熟悉機床操作,提高實訓效率,降低實訓危險;實訓教學中由指導教師示范操作,邊講邊練,通過典型零件的加工,強化所學的理論知識,并針對學生在實訓過程中出現的問題,教師面對面引導解決,增強了學生的自信心、解決問題的能力和成就感,激發了學生學習的積極性。
(2)教學方法。在教學活動開展的過程中,重點強調以學生為主體,教師為主導的原則。針對課程中所設計的每個項目,采用了教學過程五步法,具體實施步驟如圖2所示。在這其中,根據教學內容的需要,融合了多種形式的教學方法,如任務驅動法、講授法、現場示范教學法、案例教學法、討論式教學法、類比法、分組教學、“一幫一”教學等。在提高教學效果的同時,更有利于學生獨立思考能力、實際動手能力和團隊協作能力的培養。
另外,筆者也不斷地充實和完善多媒體課件、電子教案、習題庫、實訓指導書以及拓展學習資料等教學資源,并建立了精品課程網頁,將優質課程資源在校園網上實現共享,使課程的課內學習與課外學習充分整合,學生隨時隨地都能進行學習和測試,將課堂延伸到學生生活的每個角落,有利于學生自主學習習慣的養成。
3.教材建設
教材的編寫是課程建設的重要組成部分,在確定了課程教學內容和教學模式之后,選用或編寫合適的教材就成為有效提高教學質量、實現更高層次課程建設目標的重要保障之一。
目前,我國有關數控機床編程與操作方面的統編教材有很多,但其中都或多或少存在一些問題,具體表現在以下兩個方面。第一,多數教材都是按照章節順序編寫,沒有把編程、工藝和加工操作有機融合,也沒有體現企業真實產品的生產過程,從而無法滿足項目化教學方法的需求;第二,不同學校對于數控人才培養目標的定位有所不同,具體的教學條件、實訓設施也均不相同,教學內容重點的選取也會存在一定的差別。而現有的多數教材都是概括性地講解數控編程的相關概念和方法,針對性相對較弱。
因此,課程組成員在完成了實訓教材《機械工程實訓教程》、校本《數控實訓指導書》的編寫和出版后,又積極開展了《數控機床編程與操作》教材的編寫工作。在該教材的編寫過程中,重點注意了以下幾方面的問題。
(1)教材的內容和形式必須與已經確定的課程教學內容保持一致,即采用基于工作過程的項目教學方式進行編寫,每個項目均由學習目標、任務導入、相關知識、項目實施、能力拓展五個部分組成。
(2)綜合考慮本地區企業對數控人才的需求狀況、學生的知識基礎和接受能力、中高級數控機床操作工職業技能鑒定要求以及本校現有的實訓設備等各方面因素,按照“理論與實踐有效融合”“易學夠用”的原則進行編寫。
(3)作為高職高專“任務驅動、項目導向”型教材,教材內容應圍繞職業活動,突出崗位操作技能,重在培養學生的職業崗位能力。
4.實踐教學基地建設
精品課程的建設需要有一流的實踐教學基地作為保障。為了實現課程的培養目標,給學生營造一個良好的實訓環境,我院投入了大量資金于2007年開始建設數控加工實訓基地,經過幾年的不斷擴建和更新,已建設成為一個具備真實生產環境、能滿足教學需要、并兼有生產和職業資格技能鑒定功能的先進的實踐教學基地。目前,該基地已擁有數控加工中心、數控車床、數控銑床、數控線切割機床、數控電火花等主要教學設備,并配置了FANUC、廣州數控等多種數控系統。同時,還建設了多個數控加工仿真實驗室和CAD/CAM實驗室,每個實驗室內均配置60臺電腦,并安裝了AutoCAD、UG、CAXA、上海宇龍數控仿真系統等多種專業軟件。
另外,為了充分利用企業資源,實現優勢互補,學院積極開發了一些設備先進、管理先進、技術先進、環境良好的企業作為校外實習、實訓基地,并簽訂了長期、穩定的校企合作協議,如皇明太陽能集團、青島海信集團等。這些實習、實訓基地可以充分滿足我院學生的專業認知參觀、頂崗實習以及畢業就業等需求。
5.教師隊伍建設
擁有一支優秀的教師隊伍,才能將課程建設的成果的真正地應用到實際教學,充分提高課程的競爭力。為此我院開展了多項措施來加強教師隊伍,特別是“雙師型”教師隊伍的建設。
(1)充分發揮老教師的“傳、幫、帶”作用,通過開展公開課、示范課以及課程教學研討會等活動,交流教學方法和教學經驗,提高青年教師的講課水平。
(2)從企業聘請具有豐富實踐經驗的專業人才到學校擔任兼職教師或校外實習指導教師,并建立科學的評價機制和聘用制度。
(3)鼓勵和支持青年教師通過繼續攻讀更高學歷、外派到其他學校進行交流學習或參與各種校內外的師資培訓班等形式來優化自己的知識結構,提高自身素質。
(4)利用假期,有計劃地安排教師到企業進行鍛煉,積累實踐經驗,提高職業技能和基于工作過程的教學能力。或者組織教師技能培訓班,提高教師的實踐動手能力,并鼓勵教師通過本專業的職業資格鑒定,獲取相應的證書。
(5)鼓勵青年教師積極參與教材的編寫、論文的撰寫以及教研、科研項目的研究,進一步提高自身學術水平和教研、科研能力。
目前,“數控機床與數控編程技術”課程的主講教師均達到研究生以上學歷,并具備了“雙師素質”,全程參與了該課程的理論、仿真和實訓的教學工作,具有豐富的教學和實踐經驗。同時,還參與并完成了多項校級教改項目的研究和多個實驗實訓室的建設。實訓指導教師也均具備中級以上專業技術職務。通過建設,已逐步形成了一支以專業教師為主,專兼結合的高水平的“雙師型”教師隊伍,以滿足課程建設的需要。
三、結語
“數控機床與數控編程技術”精品課程的建設,使得該課程的軟、硬件教學條件都有了較大的改善。經過了幾個學期的教學實踐,取得了良好的教學效果,學生的專業能力和職業素養也得到了一定的提高。同時,作為我校數控技術專業的一門專業核心課程,該課程的探索和研究也帶動了專業內其他課程的改革和建設工作,在我院數控技術專業課程體系整體建設中起到了一定的示范和推動作用。
參考文獻:
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