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《機電一體化》課程是一門以機械設計與制造為基礎,融入計算機技術、信息技術、自動控制技術的交叉學科。課程主要內容是運用先進的設計制造技術理論與方法,解決現代工業領域中的復雜技術問題,以實現產品智能化設計與制造;并以培養具備機械設計、制造及自動化基礎知識和專業知識,能在工業生產第一線從事機械工程及自動化領域技術、經營和管理且具創新精神的應用型高級專業技術人才為主要目標。
課程內容和理念雖緊跟市場步伐并極具前沿,但傳統課堂教學模式無法與之相匹配。以理論知識傳授為主的課堂教學方法培養出來的學生,談起理論知識或許頭頭是道,但真正操作起來,往往面面相覷、毫無思路甚至錯誤連連、廢品成推,造成用人單位對中職生的專業能力產生質疑。因此,要培養出企業需要的動手能力強且具有一定操作經驗的應用型專業技術人才,就必須改變傳統課堂教學方法,在《機電一體化》課程教學過程中,把教、學、做融為一體,從根本上解決課程理論與實際操作相脫節的問題,培養出市場和企業需要的人才。
一、“教學做一體化”教學模式的內涵
“教、學、做”理論很早在中國就有了明確的闡述。在《陶行知教育名篇》這本書中,陶先生認為“先生須一面教一面學”、“教學做合一”、“先生的責任不在教,而在教學,而在教學生學”、“教的法子必須根據學的法子”。一體化即“Integration”,強調事物之間的相互聯系,相互聯系后會產生新的結構和系統,由此產生新的功能。
“教、學、做”一體化的教學理念是事情需要怎樣做就怎樣學,怎樣學就怎樣教,知行統一?!敖?、學、做”一體化的教學模式就是將教學場所直接設在工作現場或實訓室,師生雙方通過邊教、邊學、邊做掌握知識,進而通過再學、再做、再教提高操作技能,最后完成預定任務的教學方法。教學過程中,學生是演員,教師是導演,理論和實踐交替進行,由易到難,逐漸深入,突出對學生動手能力和專業技能的培養,充分激發學生的學習興趣,充分體現“以學生為主體,以教師為主導,以培養學生技能為目標”的教學理念。師生雙方共同參與教學全過程,在教中學、學中做、做中學,融教、學、做為一體。
《機電一體化》是一門操作性強和實用性高的課程,加之中職學生活潑、好動的特點,在課堂教學過程中實施“教、學、做一體化”教學模式,無疑會達到事半功倍的教學效果。
二、在《機電一體化》中如何實施“教學做一體化”
1.深入鉆研教材,實現教學內容的一體化。
“教學做”一體化的教學模式將理論教學和實際工作有機結合起來,把課程內容分成若干個項目,用任務驅動方法實現教學目標,這就要求教師打破原有教材的系統性,按照真實工作情景重組教學內容。因此,中職學校教師應深入企業調研,全面研究企業與專業相關的工作崗位,并結合學校的實際情況,深入鉆研教材,確立教學任務,以實踐操作為主線,以能力培養為核心進行教學活動,最終實現學生綜合能力和綜合素質的提高。
2.整合教學方法,實現教學方法的一體化。
根據一體化教學的特點,有針對性地靈活選擇教學方法,使教學效果最佳化。教師應該打破傳統教學慣例,努力讓傳統課堂教學活動從教與學的單行道改變為教、學、做互動的多行道,變學生被動學習為主動參與學習。所以,教師在選擇教學方法時,必須基于學生的學習特點,綜合應用任務驅動教學法、情境教學法、角色扮演法、案例教學法、項目教學法等創設工作情境,或把教學場地安排在工作現場,讓學生身臨其境,實現從學生到“工人”身份的轉換,不僅使學生真實地感受到作為一名員工應具備的基本素質,而且能夠激發學生的學習興趣,調動學生學習的積極性、主動性。
3.設計教學過程,實現理論實踐的一體化。
在一體化教學中,整個教學設計和組織都以實踐操作為主線,突出技能訓練,圍繞實踐操作進行理論知識的教學,實現理論教學和實踐教學的一體化。在教學設計時,教師可以考慮從教和學兩方面、兩條主線入手。一條線是教師講授,重點是加工工藝和加工方法,循序漸進地開展教學活動。另一條線由學生以組、團隊的形式尋找和確定實際項目,根據教師的指導,在做中理解理論知識、掌握技能,在操作中驗證理論。同時,用理論指導操作,實現理論與實踐的有機結合,在操作過程中,教師巡回指導,及時發現問題、解決問題,共性問題集中講解、個別問題個別指導,促進理論教學過程與實踐教學過程的融合。
三、“教學做一體化”在《機電一體化》中的實施效果
在教學中運用“教學做一體化”,對學生和老師都帶來了積極的影響。主要表現在以下三個方面。
1.提高了學生的學習興趣。
實施“教學做一體化”后,學生在聽中學、學中做、做中學,在做的過程中會遇到或多或少的問題,在求知欲和興趣的驅使下,會不斷思考和探索,則學生學習積極性和主動性大大提高。
2.提高了學生的學習效率。
“教學做一體化”以實際項目驅動進行學習,老師在指導學生做項目的過程中,可以精準地把握學生的學習狀況,有效解決學生學習的盲點和難點,進而提高學生的學習效率。同時,通過實際項目的演練,學生已經深入掌握了操作流程和要領,再做項目時就不會茫然,更不會無從下手,變得更加自信,學習效率大大提高。
3.提高了教師的教學能力。
“教學做一體化”提高了教師的業務能力和教學水平,教師在與學生的互動過程中,更加了解學生的需求;通過指導實際項目的運作,教師對機電一體化這門課程有更深層次的理解,從而提高教師的教學水平和教學能力。
參考文獻:
[1]馬樹超.做學合一與職業學校變革[J].教育與職業,2009(5).
《機電一體化系統設計》是一門面向機械設計制造類專業所開設的專業綜合特色課程,是集機械、電子等基礎課程知識為一體的綜合性專業課程,課程在學生所學專業課的基礎上,從機械電子結合的角度介紹機電一體化的主要研究內容及應用領域,并結合機電一體化典型設備,講述相關系統產品的組成原理及工作過程,闡明機電一體化技術原理。課程具有較強的實踐性特征,因此,要求學生在學習過程中既重視和掌握基本概念、基本原理和基本方法,又重視相關理論的應用,加強實踐環節的學習和運用[1-2]。針對該課程以上特點,如何開展課程的考核成為課程教學改革的關鍵,本文在綜合分析課程特點的基礎上,論述了現有考核方式的特點,分析探討了不同考核方式優缺點,提出課程考核方式改革的思路,為高校機械設計制造類專業《機電一體化系統設計》課程教學改革提供一定參考。
1.《機電一體化系統設計》課程特點
《機電一體化系統設計》課程作為機械技術與微電子技術的新興交叉學科,在機制專業課程體系中占據重要地位,融合了機械技術、電子技術、信息技術等多種學科,將機械技術、檢測傳感技術、自動控制技術、伺服驅動技術、信息處理技術、系統總體技術等多種技術融于一體,體現了“以機為主、以電為用、機電有機結合”的原則,具有綜合性和應用性強的突出特點,課程對培養學生機電一體化設計能力具有重要作用。
課程在學生所學專業課的基礎上,從機械電子結合的角度介紹機電一體化的主要研究內容及應用領域,結合機電一體化典型設備,講述相關系統產品的組成原理及工作過程,使學生了解機電一體化的組成及發展方向,掌握典型機電一體化系統及產品的基本工作原理,了解有關機電一體化儀器、設備的應用。通過該課程的學習,以期達到課程教學目標,即通過相關學科知識的學習和掌握,促進學生系統了解機電技術學科知識,掌握機電一體化產品系統設計方法,提高學生“機電有機結合”的實際應用能力[3-4]。
2.當前主要的考核方式及其特點
2.1試卷考試。
試卷考試主要通過期末考試評估學生對專業知識的掌握情況,主要有開卷考試、閉卷考試及半開卷考試等形式。試卷考試一定程度上反映了學生對于機電一體化系統設計課程知識點的學習水平,但是,學生突擊背復習題應付考試現象較為普遍,而且結合《機電一體化系統設計》實踐性、應用性強的課程特點,單純采用試卷考試很難實現課程“提升學生機電有機結合的實際應用能力”的教學目標,而且課程考試一般在結課后一次性完成,無法完全反映學生對于課程的整體學習效果,缺乏對于課程的過程管理。
2.2平時成績與試卷考試相結合。
針對試卷考試存在的過程監控不足等弊端,許多院校在考核過程中引入平時成績考核環節,平時成績主要由期中考試測驗、出勤、平時作業等組成,一般權重在20―40%。課程總評成績最終由平時成績和期末成績兩部分組成,期末成績為試卷成績。該種方式對課程的過程管理進行了監控,提高了學生平時學習的積極性,有助于學生在課堂上認真學習、積極思考,課下認真完成作業,但是該種考核方式對于課程考核權重及平時考核項目的設置要求較高,教師需對平時作業的布置、創新類實踐項目設置等平時考核環節進行較好的把握。
2.3結課論文。
結課論文通過學生在課程結束后提交結課論文的方式完成課程考核,結課論文考核方式有助于培養學生的創新和初步的科研能力,有助于培養學生查閱文獻的能力,對于課程論文,一般要求選題結合機電一體化系統設計方面的內容,原則上一人一題。
結課論文考核方式一定程度上調動了學生的學習主動性,但是在實施過程中,針對《機電一體化系統設計》實踐性、應用性強的課程特點,要求學生在結課后期較短時間內完成質量較高的課程結課論文難度較大,易出現論文分析膚淺、運用課程理論知識點不足等問題。
2.4基于CDIO的“機電一體化系統設計”考核方式[5]。
基于傳統考核方式存在的問題,相關人員提出CDIO考核方式,該方式以項目設計為導向,強調學習評估方法和學習成果相結合??己四J讲扇 ?+3+1+2”考核方式。具體做法是:在考核前一個月左右給學生布置一批應用性比較強的機電一體化系統設計方面的課題,學生在這段時間內有針對性地查閱有關資料,編制程序框架,調試程序并進行仿真,在考前一周,進一步強化學生的上機調試能力,適當縮小命題范圍,減小難易程度,突出重點,命題采用分類隨機抽簽的方法,學生在上機考核過程中,規定時間,一人一機,分組進行,教師重點考核其對課程內容的掌握及實踐技能,并進行答辯。答辯時,教師針對考題進行提問,考核成績最終由平時、上機技能、答辯情況及調試結果綜合評定,從而考核學生對課題的準備情況、理解程度及實踐技能。對于動手能力較強的學生,鼓勵成立興趣小組,開展科技創新活動,明確職責,利用實驗室的開放,對自己的課題設計一個機電一體化系統實物模型,通過當場演示,講解分析,教師注重過程考核,根據學生的分工、設計、演示情況和答辯情況綜合打分,得出本門課程成績。這種考核方式的優點是引導學生平時注重學習,有的放矢,積極主動地配合教師的日常教學活動,上課互動性好,能有效地激發學生上課學習的積極性,提高學習效率。
2.5采用職業技術資格考試來代替傳統考試[6]。
職業資格證書是反映勞動者具備某種職業所需要的專門知識和技能的證明,與學歷文憑不同,職業資格證書更多地反映了特定職業的實際工作標準和規范,以及勞動者從事這種職業所達到的實際能力水平。它是勞動者求職、任職、開業的資格憑證,是用人單位招聘、錄用勞動者的主要依據,也是境外就業、對外勞務合作人員辦理技能水平公證的有效證件。
職業技術資格證書涉及知識、技能、能力和素質等多個角度,并側重于技能、能力和素質的提高。因此,在利用其取代傳統考試的同時,需對照人才培養目標和課程教學目標的要求,從認知、操作技能與能力和職業素質等方面,全面系統地考察其可行性,并將其作為選擇和確定結業考試內容的依據。目前,可參照“數控中級工”、“維修電工”等工種中的一類或多類項目進行考慮,學生通過取得相應職業資格證書后申請課程免考的方式進行。
3.課程考核方式改革思路
基于《機電一體化系統設計》課程實踐性、應用性強的課程特點,結合機械類專業人才培養目標,考核過程中,可在充分論證的基礎上,將簡單的一次性考試考核向多種形式并重的方式轉變,將理論考核向理論與實踐相結合方向轉變,將組織方式由學校組織向社會認可的職業資格考試方式轉變,具體思路如下:
3.1豐富考試考核形式,強化其合理性。
為了提高考試考核的公平性與合理性,考試考核的形式不能僅僅局限于傳統方式[7]。考核過程中,合理引入平時成績考核,將現有的一次性考試考核轉變為多次考核,通過綜合課堂表現成績、隨堂測驗成績、平時作業成績、實習成績等多方面的指標決定最終的綜合考核成績,在此基礎上,確立合理的評價指標體系,優化評價標準,合理分配考核指標權重,以期合理、公正地反映學生對于課程的學習效果。
3.2完善考核內容,強化考核過程管理。
為了使課程考核能夠真實反映學生學校效果,課程組需在進一步分析課程教學目標的基礎上,完善課程考核內容,形成理論考核與實踐考核試題庫,并結合機電一體化技術發展方向,及時更新完善考核內容,根據實際及時修正考試內容,提高考核內容更新效率。在平時考核環節,需進一步加強過程管理,完善平時考核方式方法,提高其可操作性。
3.3拓展考核組織方式,多渠道實現課程考核。
在考核組織方式上,突出國家職業資格鑒定考試,引入職業資格證書制度[8],通過課程學習,在合理分析人才培養目標及課程教學目標的基礎上,確立適于課程考核要求的職業資格類別,建立與國家職業資格鑒定考試考核接軌的以職業綜合能力(職業技能)和職業素質考核為主線、知識能力素質全面全程考核的考試考核體系,實現課程的多方式考核,使學生在實現課程教學目標的同時,達到國家職業資格考核要求,從而提高學生創新能力與應用能力。
4.結語
本文在綜合分析《機電一體化系統設計》課程特點的基礎上,論述了現有考核方式的特點,提出了課程考核方式改革的思路,然而課程考核改革是一個長期過程,要改變先前的考核模式,必須引導學生注重平時學習和技能訓練,同時要求教師加強課程教學改革的研究,這對教師、對學生都將是一種挑戰。因此,要想切實做好《機電一體化系統設計》課程考核方式改革,務必制定好長期策略,注重積累,保障落實,只有這樣,才能建立科學、規范、合理的考核機制。
參考文獻:
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1.機電一體化專業課程教學現狀分析
在中職院校機電一體化教學目標是以學生又懂得機械又懂電氣來定位的。但是在實際的教學過程中,機械和電氣是兩個非常龐大的學科,單獨將任何一個學科拿出來學習都需要學習幾年,而要想中職學生在短短的兩年時間內完成機械和電氣的學習是完全不可能的。中職院校的領導和教師往往受到上述教學目標的定位的影響,使得學生機械和電氣都學不懂的情況,失去了機電一體化本身的教學意義。機電一體化其真正的定位應該是以機械為主或者電氣為主的定位。
1.2教師隊伍力量相對薄弱
由于受到某些條件的限制,目前中職院校的機電一體化教師隊伍相對薄弱。一些理論教師其實踐操作能力不足,而一些實踐教師其理論知識相對不足。同時由于條件的限制,一些教師不能進一步的進行學習和培養,導致教師的教授的內容和知識與社會產生巨大的差別,進而導致了學生在畢業之后不能適應社會的情況發生。
1.3實踐培訓基地、器材相對落后
我國大部分中職院校雖然具備一些實踐基地和實驗器材,但是在實際的操作過程中只是進行簡單的操作和演示。相比于企業中一些專業性較強的器材還有極大的差距,對學生實踐操作和理解能力的提高帶來了極大的阻礙。針對上述情況,院校領導與企業可采取校企合作模式來對上述情況進行解決,提高學生的實踐操作能力。
1.4機電一體化課程有待改革
大部分中職院校對機電一體化的教學往往對機械的教學過于重視,導致學生的電氣和計算機方面的知識相對薄弱。因此,中職院校要加大電氣和計算機方面的課程設置比例,實現電氣、機械和計算機三足鼎立的課程設置。
1.5專業教材有待進一步開發
目前大部分中職院校機電一體化的教材的內容大都是社會上多淘汰的技術知識,內容陳舊各個課程之間也缺乏必要的聯系,相關知識不能融合到一體。進而使得學生認為機電一體化的專業課程學習起來異常的困難。
2.專業改革與課程體系構建
2.1設立多專業化的方向
中職教育要想培養出應用型人才,除了要保持自身的教學特色之后還要積極的結合中職院校自身的教育特色設立多專業化的方向?,F階段,中職院校機電一體化的畢業生面對的問題是就業范圍廣但工作針對性較強的矛盾,為解決上述中的問題可將機電一體化專業設置成以下幾個專業化方向:電氣自動化技術、電氣工程及其自動化以及機械自動化等。通過這些專業課程的設置,可有針對性的來進行就業。
2.2重新構建專業課程體系
中職教育的課程體系設置應該從提高學生的實踐應用為主,以正式工作后的崗位來進行知識和能力的教授。因此,中職院校要對傳統的課程設置進行創新和整合,結合中職院校自身的實際情況來對機電一體化專業課程進行設置。首先要加大學生基礎課程的教學力度,其次根據專業知識進行有針對性的專業化教學,建立一個針對性強適應性廣的教學平臺。
在課程的設置過程中,要將機電一體化專業的教學目標融入到每個課堂當中。在教學的過程中教師要讓每一堂課承擔起應有的目標和教學內容。一些關聯性較強的知識點和內容往往在教學過程中會出現重復的現象,因此,教師在教學過程中要有針對性和選擇性的進行教學,對教課內容進行合理的優化設置。理論教學和實驗教學要相互協調,理論知識和實踐知識往往聯系非常緊密,所以教學時要將實驗和理論完美的結合起來。整個專業的課程設置要充分體現出系統性和綜合性。
根據上述分析,對機電一體化專業的課程設置方面要從綜合化課程和專業化課程兩個方面進行設置:
2.2.1綜合化課程設置
在機械制圖課程設置上,除了讓學生充分理解和學會機械圖的繪制,還要讓學生熟練的應用計算機進行機械圖的繪制和操作。
在機械設計基礎課程設置上,讓學生了解和認識工程力學、機械原理以及熱處理等方面的知識,培養學生初步的機械知識和興趣。
在控制工程基礎課程設置上,主要包括電子技術、電氣控制與電機拖動技術等等,使機械與電氣充分的結合起來。
在計算機應用技術方面,主要涉及到計算機的原理、信息處理方法以及編程三個方面,培養學生計算機的基礎知識和操作能力。
機電一體化的系統設計,主要培養學生的實踐創新能力,在課程設置時要充分體現出綜合性、實踐性以及實用性等專業特征。
2.2.2專業化模塊課程設置
專業化模塊的課程設置是以專業化的發展方面為基礎、結合專業的實際發展狀況為標準來完成專業化模塊的課程設置。專業化模塊的課程設置主要目標為實現畢業生的上崗培訓,為學生適應社會做好充分的準備。
如果條件允許可讓學生在學校內完成專業化模塊的課程設置。其具體的操作步驟是根據學生自身的學習能力分成幾個小組,每個小組由學生自主選擇出組長對該小組進行負責。教師根據每個小組學生的實際情況來分配課題設計題目,各個小組在進行課題設計時可以相互合作也可以相互獨立完成。教師所分配的課題設計按照專業分為:開發設計類、加工制造類以及綜合制造類三大類型。開發設計類的課題設計可以根據每個系統的電路來控制方式來進行相關程序的編程設計;加工設計類課程設計主要是針對以給出的零件圖紙來進行加工和制作;綜合制造類主要是讓學生親自完成一個電子類產品的生產制造的全部過程。
在新生入學之后要對其進行專業課程的介紹和講解,進而激發學生學習的主動性和學習興趣,這就需要教師能夠對機電一體化專業有足夠的認識和充分的了解。在對專業課程進行初步教學時,要將教學內容和實驗實例等方式進行有機的結合。
如果中職院校不具備培養學生實訓的基地和條件,可以與當地企業開展校企合作模式。開展校企合作的根本目的就是為了學生更好的發展,在開展校企合作的過程中,學生即提高了自身的技能有為企業創造了不菲的價值。既能解決高校實訓經驗不足的為問題,同時為企業提供了大量的勞動力和新鮮的血液,進而達到了學校與企業之間的雙贏。在對這宗校企合作加以肯定的同時,也要充分認清這種模式存在的制約因素,就是這種校企合作模式中企業技術人員的教學水平和語言的表達能力是否合格,能否得到理想的教學效果,這與企業參與的技術人員的能力有莫大的關系。
2.2.3實踐教學課時的設置原則
實踐教學課時的設置原則要遵循保量和適時兩個原則。保量原則就是對課時進行保量,專業課程的教學課時要占到總教學課時的五分之二以上,同時還要保證較高的教學質量。適時原則就是根據各個環節的知識以及能力的教學要求,適時的跟上教學環節,將知識與能力有機的結合起來,增強實踐教學的效率。
【參考文獻】
[關鍵詞]
國際通用職業資格證書;職業能力標準;課程開發;對接
一、國際通用職業資格證書定義
嚴格來講,世界上沒有通用的職業資格標準,因此也不存在國際通用職業資格證書。但我們認為,由在相關領域擁有全球影響力的國家、組織或機構,按照國際慣例制定的從業資格或執業資格標準,且在世界范圍內得到較多國家和行業協會的接受與認可,該標準就是通用的國際職業資格標準。同樣,擬從事某一特定職業的人員在該標準體系框架內經過專門培訓、嚴格考核,其合格者所獲得職業資格證書,也就是國際通用的專業資格證書。國際職業資格證書具有職業性和國際性。可以來自某個國家,如德國國家職業資格證書;可以來自某個組織或機構,如美國機床工具工業協會;也可以來自某行業中的龍頭企業,如世界500強中的西門子等。
二、對接背景及目標
《江蘇省中長期教育改革和發展規劃綱要(2010—2020年)》明確提出:“引進優質教育資源,高職院校專業課程與國際通用職業資格證書要求相銜接,到2020年,高職院校20%以上的專業課要與國際職業標準對接”。在職業院校專業教學中引入國際通用職業資格證書也是教育部推進建設具有中國特色、世界水平的現代職業教育體系,提高人才培養質量的戰略部署,提升職業教育國際化水平,提高人才培養質量的重要舉措之一。因德國“雙元制”職業教育體系享譽全球,為德國制造提供了強大的人力資源保障。經過系統研究德國國家職業資格框架、職業分類、職業標準和職業資格證書體系后,機電一體化技術專業決定以德國“機電一體化技術工職業培訓規章”為主要的對接標準。多年來,無錫職業技術學院一直在學習、借鑒與實踐德國“雙元制”職業教育模式,也形成了一系列理論和實踐成果,如國家級教學成果一等獎“系統改革高職課程體系的探索與實踐”、江蘇省教學成果一等獎“高職高專教育機電類專業人才培養規格和課程體系改革、建設的研究與實踐”等,對順利對接奠定了良好的基礎。對接方式有多種,機電一體化專業選擇滲透式融入對接方式,即將德國國家職業標準中的知識、技能和素質等要求通過同級比照,同類整合,同課優化等方法,開發核心課程的主要內容及要求。
三、對接流程
國際職業資格證書與專業教學標準對接,必須以職業能力標準對接為基礎,以體現做中學的任務驅動和項目導向專業課程開發為核心。課程開發涉及課程開發主體、開發過程、開發結果三個方面,其三者關系示意圖見圖1。具體開發流程如下:
(一)調研與歸納按學校所在地區企業分布情況,按比例調研了在無錫地區國企、民企和外企工作的畢業生所面向的就業主要崗位,從中獲得畢業生典型崗位工作任務99項,通過分析工作任務完成過程中涉及的工作對象、工作內容、工作手段、工作方法等要素,將相同的工作任務信息按照工作領域歸納,同時,也結合維修電工中級職業資格證書的職業能力要求,整合形成了職業能力標準第一稿,如表1所示。
(二)對接與整合課題組在系統了解、學習德國國家職業資格框架、職業分類、職業標準后,選定與本專業相關的德國國家職業資格證書“機電一體化技術工”進行對接。對接時,首先對“機電一體化技術工”職業培訓規章和框架教學計劃內容進行詳細分析;然后與“職業能力標準(第一稿)”進行職業能力逐條對照,將沒有納入的重要的職業能力描述增補進去,梳理、整合形成了職業能力標準第二稿,具體如表2所示。
(三)凝練定稿召開有行業企業專家、課程開發專家和課程開發教師參加的專業職業能力標準研討會,共同討論研究職業能力標準第二稿,在吸收發達國家高質量要求或更能體現人才培養水平的職業能力描述,合并、增減或匯總知識與技能點,凝練能力表述,形成機電一體化技術專業職業能力標準終稿,包含8大職業領域,25個模塊和107項職業能力,如表3所示。
(四)開發核心課程主要內容與要求。根據系統設計思想開發結構化課程,遵循職業成長規律和符合認知學習規律,在職業能力標準終稿基礎上開發了“機械零件的加工及工藝”“機電一體化設備傳感器的安裝與信號處理”“機電一體化設備PLC控制與調試”等7門專業核心課程的主要內容與要求,如表4所示。
(五)開發核心課程標準依據核心課程的主要內容和要求,制定了7門專業核心課程的課程標準。課程標準由制訂依據、課程的性質與作用、本課程與其他課程的關系、課程教學目標、課程的教學內容與建議學時、課程教學設計指導框架、教學基本條件(教學資源)、其他說明等八個方面組成。
(六)開發專業課程體系,形成人才培養指導方案根據無錫職業技術學院國家示范校建設成果和2009年、2014年國家級教學成果獎的經驗積累,形成以實踐能力培養為主導的專業課程與相關基礎課程有機融合的專業體系結構。根據培養目標及人才規格的要求,合理處理一般能力與專業能力、通用技能與核心技能、傳授知識與提高素質各教學環節之間的關系,科學地確定課程結構并序化,構建了融會貫通、相互協調的課程體系。最后制定專業人才培養指導方案,并對教學安排、職業資格證書、教學資源、教學模式及相應的教學實施條件等方面提出具體要求。
1.2課程體系設置機電一體化技術專業是一門跨學科的綜合性專業,因此專業課程設置必須是綜合的,課程設置應與專業培養目標一致,以就業為主導,設置六門左右的的專業核心課程,使學生通過學習專業核心課程,能熟悉本專業的培養方向,形成有特點的機電專業課程體系,如表2所示。其中,一般專業課為學習專業核心課提供必須、夠用的理論基礎。專業核心課培養學生的職業能力,實踐技能課強化學生的基本技能和綜合運用知識的能力,比如通過《焊接與萬用表組裝實訓》課程學習,既可以提高學生的焊接技能,又可以讓學生熟悉電子產品制作與調試的過程。通過頂崗實習,幫助學生將知識、技能融會貫通,形成職業崗位能力。素質拓展課主要是拓寬學生的專業視野、為職業能力遷移和可持續發展奠定基礎。
2專業課程改革
2.1教學內容的改革教學內容主要抓機電專業的特點,理論以夠用為標準,少講原理等枯燥的內容,加大實踐教學環節課時,注重分析問題和解決問題能力的培養,并且使學生的實踐操作更接近企業的實際操作標準。例如將《電氣控制技術》、《電力拖動基礎》與《傳感器與檢測技術》等課程整合為《單元電氣控制電路分析與制作》。精講常用的理論知識,以實踐操作為主,讓學生在操作過程中獲得更多知識和能力。將《機械制圖》和《AutoCAD》課程進行整合為《機械制圖及CAD》,讓學生在手工繪圖的同時,學會計算機輔助繪圖,學生可以通過計算機繪圖更好地驗證所學理論知識的正確性。將《電工電子技術》拆分為《電工基礎》和《單元電子電路分析與調試》,不但加大課程實踐操作課時,而且增加了學生電子產品制作的內容,使理論和實踐更加緊密的結合起來。
2.2教學方法的改革
2.2.1教、學、做一體化教學方法《單元電氣控制電路分析與制作》課程主要是培養學生基礎的電氣控制電路設計能力、電氣接線能力與電氣線路故障查找能力,此課程采用教、學、做一體化方法來教學。例如:對三相異步電動機正反轉控制電路,老師先對三相異步電動機正反轉工作原理進行簡單介紹,然后學生根據基本的“三相異步電動機全壓起動單相運轉控制電路”來設出“三相異步電動機正反轉控制電路”,老師然后完善電路,學生根據設計出的電路現場實際接線,最后通過同組互檢,沒問題可以通電,檢查三相異步電動機的轉動方向變化情況。
2.2.2項目式教學方法[3]《械制圖及CAD》課程主要培養學生的機械樣圖的繪制和識圖能力,也是企業技術人員必備的一項技能??梢园凑掌髽I的工作過程,把課程內容拆分為幾個項目,每個項目下可以有幾個子項目———任務,主要項目見表3,項目由簡單到復雜,知識點循序漸進、由淺入深、由易到難,項目的合理性決定了學生能力的培養和教學效果。
在我國,大部分中職院校中,雖然擁有基本的專業課程以及相關的實訓條件。但是,大多數的中職院校的教學模式傾向于:驗證性。缺少大型綜合性的機電一體化實驗課程,即:缺少機電一體化專業的綜合性以及針對性。從而嚴重影響到了機電一體化專業的實踐能力的培養。所以,針對不完善的教學條件現狀,中職院??梢圆捎门c小型企業合作的方式,進而實現本專業學生的實踐能力的提高。
(二)師資力量薄弱
在中職院校中,很少有“雙師型”教師,即使是有,存在的比例也相對較小。而對于專業的理論教師來說,他們并沒有足夠的能力進行實訓教學。所以,中職院??梢圆捎闷赣闷髽I的高資歷的員工對學生進行相關的實踐培訓內容。
(三)沒有進行系統的專業定位
在我國部分中職院校中,并沒有制定系統的專業定位。嚴格意義上來說,電子與機械不能作為一個學科來學習的。而對于中職學生來說,在三年之內,準確掌握兩個學科的所有知識,是不科學的。從理論的基礎上而言,應該制定一個側重面,或以機為主,或以電為主。
二、專業改革與專業課程課程體系構建
(一)重新構建專業課程體系
大學的課程體系的建設要在專業教育的特征開始,要根據職位必須具備的知識與能力進行。應該把知識的運用作為重點,針對課程進行升級和調整,全面思考和中職的聯系,防止重復。課程體系在建設的過程中,應該遵循以下幾點:首先,把要培育的對象分解到各個教學模塊單元。并且要明確各個教學模塊單元能夠承受的職能以及需要培育的知識與能力。其次,應該調整好教學模塊間互相重復和交叉的知識。綜合化的課程應該重點培育綜合運用知識的能力。再次,理論教學和實踐教學應該有機的結合在一起。應該運用“講練式”的現場教學或者“啟發式”的教學方式。最后,課程的整體設置比較注重針對性與實用性,而不是理論知識的完善性與系統性。綜上所述,專業的課程體系分為兩方面,即綜合化系列的課程與專門化模塊課程。1.綜合化系列課程(1)機械制圖,具體包括原來機械制圖的內容,以及添加了計算機協助繪圖的內容。讓學生把制圖、尺寸標注以及公差標注結合在一起。(2)機械設計基礎,包括三部分,即工程力學、金屬材料和熱處理以及機械原理。這個課程重點是培育學生與機械工程有關的基礎知識與能力。(3)傳感器技術,具體包括三部分,即傳感器的類型、運用以及原理。(4)計算機應用技術,包括三個方面,即計算機的原理、編程以及資料的處理。(5)機電一體化系統設計,包括三部分,即商品設計的方式、系統的設計實例以及掌控的形式與策略。2.專門化模塊課程專門化模塊通常是依照設置的方向,融合本專業的發展情況和對人才需要的狀況,在畢業實習期間完成。此模塊完成的核心是,在就業之前進行相關培訓,為之后的工作打下較好的基礎,并且要明確實踐性和全面性。師資、設備符合條件的學校,在學校期間就應該完成這個模塊。在完成的過程中,應該把學生分為幾個專業的合作小組,學生可以隨意進入各個小組。各個合作組需要完成一個子課題。而子課題根據本質的不同能夠分為生產加工型、開發設計型以及生產綜合型這三方面。師資、設備不符合條件的學校,應該和企業合作,將專業化的模塊放入企業中來實行。使得老師和企業員工依照企業的狀況,共同完成模塊課程的開發和教學。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2014)18-0090-04
1 機電一體化課程評價變量的模糊化
建立課程評價指標體系的因素集 機電一體化課程的評價根據構建的指標體系是一級、二級、三級等結構不同,可以進行一級評價、二級評價、三級評價……本文針對機電一體化課程評價采用三級結構形式,其指標體系如表1所示。
指標體系的因素集是以影響評判對象的各種指標變量為元素所組成的一個集合,由于評價指標體系為三級結構,故其指標因素集也為三級,各級指標變量可以是模糊的,也可以是非模糊的。由表1可列出各級指標變量的評價因素集,一級指標變量評價因素集為:
U={u1,u2,u3,u4} (1)
其中,ui(i=1,2,3,4)代表一級指標因素。
二級指標變量評價因素集為:
Ui={ui1,ui2,ui3}(i=1,2,3,4) (2)
其中,uij(i=1,2,3,4; j=1,2,3)代表二級指標因素。
三級指標變量評價因素集為:
Uij={uij1,uij2,…,uijn}(i=1,2,3,4;j=1,2,3) (3)
其中,uijk(i=1,2,3,4; j=1,2,3; k=1,2,…,n)代表三級指標因素。
建立指標體系的權重集 權重集是描述各指標重要程度的關系集。權重集的確定有主觀評價和客觀評價兩種方法:主觀評價法可采用最簡單的調查統計法或直接打分法;客觀評價法可用層次分析法(AHP),即通過建立判斷矩陣、計算權重集、進行一致性檢驗三步來確定。
由表1建立各級指標因素集的權重集。一級指標權重集為:
W={w1,w2,w3,w4} (4)
其中,。
二級指標權重集為:
Wi={wi1,wi2,wi3}(i=1,2,3,4) (5)
其中,。
三級指標權重集為:
Wij={wij1,wij2,…,wijn}(i=1,2,3,4;j=1,2,3) (6)
其中,。
建立指標體系的備擇集及隸屬度函數 備擇集即評語等級論域,是評判者對評判對象隸屬于各種可能的總評判結果。一般,評語等級取3~9個,對機電一體化課程的評價可設優(v1)、良(v2)、中(v3)、差(v4)等四個等級,即:
V={v1,v2,…,vm} (7)
其中,m=4,vl(l=1,2,3,4)代表各種可能給出的綜合評判結果,每一個等級對應一個模糊子集,具體等級依據評價內容進行適當的語言描述。
第三級指標由專家按百分制評價,其評價指標屬于評語等級的隸屬度函數,根據不同的評價對象有不同的分布規律,可以用模糊三角分布、模糊正態分布、高斯分布、柯西分布等,研究生機電一體化課程的評價可選用模糊三角分布,其分布規律如圖1所示。
2 機電一體化課程評價的模糊關系及模糊綜合評價模型
對每個影響因素進行評價,建立評價因素的模糊關系矩陣。確定單指標影響因素對各等級模糊子集的隸屬度,得一級評判三級指標的模糊關系矩陣為:
(8)
其中,rkl(k=1,2,…,n; l=1,2,…,m)為第三級評價指標uijk(i=1,2,3,4; j=1,2,3; k=1,2,…,n)對vl等級模糊子集的隸屬度。
利用三級指標的權重集與指標的模糊關系矩陣進行模糊運算(用模糊合成算子進行模糊變換),求出一級評價結果向量為:
(9)
根據最大隸屬度原則或秩加權平均原則比較評價結果向量中的大小,就可以確定機電一體化課程三級指標所對應的評價等級。
由三級指標求出的一級評價結果向量組成二級指標模糊關系矩陣Ri,即:
(10)
利用二級指標的權重集與二級指標模糊關系矩陣進行模糊運算,求出二級評價結果向量Si以及由其組成的一級指標模糊關系矩陣R,即:
(11)
(12)
根據最大隸屬度原則或秩加權平均原則比較評價結果向量中的大小,確定機電一體化課程二級指標所對應的評價等級。
根據二級評價結果向量組成的模糊關系矩陣R,計算一級指標的評價結果向量S,并作三級(終極)綜合評判,即:
(13)
上述各式中“”代表模糊合成算子,用M(∧,∨)(取大取小運算)變換。式(13)表示的終極綜合評判結果向量,反映一級指標對評價論域V中各模糊子集的隸屬程度。根據最大隸屬度原則或秩加權平均原則比較評價結果向量中的大小,就可以評價出機電一體化課程所對應的綜合評價等級。
3 機電一體化課程模糊綜合評價例
評價指標的權重及隸屬度確定 根據表1所示機電一體化課程評價指標體系,本文由專家評分并根據圖1計算可得某機電一體化課程的第三級指標隸屬于評價語言的模糊隸屬度,以及根據層次分析法確定各級評價指標的權重系數,見表2~表5所示。
機電一體化課程的模糊綜合評價
1)一級模糊綜合評價。一級模糊綜合評價是根據第三級指標隸屬于評價語言的隸屬度,計算出各二級指標隸屬于評價語言的模糊子集,即一級模糊綜合評價結果向量。評價對象為二級指標Uij,影響因素為對應的三級指標。由式(8)及表2得指標u11的等級評判關系矩陣為:
權重向量為:W11=(0.4 0.4 0.2)
由式(9)得隊伍結構的一級模糊綜合評價結果向量為:
根據模糊子集S11按最大隸屬度原則,可評判出機電一體化課程二級指標的隊伍結構u11為v1級(優秀)。
同理可得,學術水平的一級模糊綜合評價結果為:
S12=W12R12=(0.36 0.445 0.195 0.00)
即機電一體化課程二級指標的學術水平u12為v2級(良好)。
教學水平的一級模糊綜合評價結果為:
S13=W13R13=(0.575 0.375 0.05 0.00)
即機電一體化課程的二級指標教學水平u13為v1(優秀)。
按上述評價方法,由表3~表5同樣可計算出教學條件、教學質量以及教學管理等二級指標各因素的一級模糊綜合評價結果,不再贅述。
2)二級模糊綜合評價。二級模糊綜合評價是根據一級模糊綜合評價的各模糊子集組成模糊關系矩陣,并計算出各一級指標隸屬于評價語言的模糊子集,即二級模糊綜合評價結果向量。
將一級模糊綜合評價的結果向量S11、S12、S13代入式(10)組成二級評價的模糊關系矩陣,即u1的單因素模糊關系矩陣為:
指標u1的各二級指標權重為:
W1=(0.2 0.4 0.4)
由式(16)得二級模糊綜合評價結果向量為:
按最大隸屬度原則,可將機電一體化課程的一級指標師資隊伍u1評定為v1級(優秀)。
同理可得一級指標教學條件u2的模糊綜合評價結果向量為:
S2=W2R2=(0.304 0.531 0.165 0.000)
即:教學條件u2的模糊綜合評價結果為v2級(良好)。
教學質量u3的模糊綜合評價結果向量為:
S3=W3R3=(0.296 0.580 0.124 0.000)
即:教學質量u3的模糊綜合評價結果為v2級(良好)。
教學管理u4的模糊綜合評價結果向量為:
S4=W4R4=(0.604 0.334 0.062 0.000)
即:教學管理u4的模糊綜合評價結果為v1級(優秀)。
3)三級模糊綜合評價。三級模糊綜合評價是根據二級模糊綜合評價的各模糊子集組成模糊關系矩陣,并計算出機電一體化課程隸屬于評價語言的模糊子集,即三級(終級)模糊綜合評價結果向量。
三級模糊綜合評價就是在一級指標中進行模糊綜合評價,所得結果為最終判斷值。將二級模糊綜合評價的結果向量S1、S2、S3、S4代入式(12)組成三級模糊綜合評價的模糊關系矩陣為:
一級指標的權重集為:
W=(0.2 0.2 0.4 0.2)
于是,三級模糊綜合評價結果為:
S=WR=(0.407 0.478 0.115 0.000)
機電一體化課程的等級評語集為:V=(v1 v2 v3 v4)=(優 良 中 差)。按最大隸屬度原則,該課程的最終評價結果為良好級。
4 結論
1)針對研究生機電一體化課程建立課程評價的三級指標體系。
2)建立機電一體化課程體系評價的權重集和備擇集,提出計算三級指標隸屬度的模糊三角隸屬度函數。
3)建立計算各級模糊綜合評價模型,以及由評價結果組成模糊關系矩陣模型。
4)應用建立的模糊綜合評價模型,對機電一體化課程進行實際評價。
參考文獻
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一、培養目標
培養具備機械設備維修與檢測、租賃與銷售、使用與管理的專業知識和技能,具有機械設備維修與故障檢測、營銷與技術服務、使用與機務管理的專業核心能力,能夠勝任機械營銷、維修、管理等崗位的高素質技能型人才。
就業崗位面向機械設備制造、維修企業、建筑施工等企業,從事工程機械設備的制造、安裝與調試、維修與保養、營銷與機械設備管理等工作。
主干課程工程機械制圖與公差配合、機械產品生產管理、工程機械結構分析與應用、工程機械CAD/CAM、工程機械零件加工、液壓系統組裝與檢測、工程機械電氣系統安裝、工程機械柴油機運用與維護、工程機械安裝與調試、機械設備綜合故障檢測與維修、機械化施工組織與管理、機械設備營銷、工程機械操作和使用。
二、教學內容改革
(一)課程優化整合,強調技能
理論教學模式多樣化,采用多媒體、動畫、圖片、討論等多種形式相結合,以充分激發學生們對課堂理論知識的學習興趣和激情,保證理論教學的效果。實習教學和理論教學緊密結合,即理論和實踐一體化教學模式。在相應的理論知識講解結束之后,我們緊隨相應的實習環節。讓學生們通過實際的動手操作,來加深課堂上理論知識的理解和掌握,以提高我們學生們對知識掌握的效率。將職業崗位要求的知識與技能融入本課程的教學內容,強調操作技能的培養。
(二)將工程項目帶進課堂,將教改實踐融入課堂
雙師型的師資隊伍有豐富的工程經驗和教學經驗,團結、實干、敬業。課程組成員從事過多項工程項目,參與過多次高職教育的改革項目,教師有企業經驗和科研成果支撐,將工程項目帶進課堂,將教改實踐融入課堂。實訓課題全部從工程案例中精心提煉出來。能夠按照一定的要求,進行創新性的設計,通過獨立設計和實際操作來鍛煉并培養學生的創新性思維,以及團隊合作精神。工學結合將課程與崗位相結合;實訓基地與就業相結合;現場指導與聘請企業專家主講課程相結合;實踐教學與實際工程相結合。廣泛與企業合作,對企業規模大,結合本課程實踐效果好的企業,建立長期的合作關系。從企業的業務活動中提煉出本課程的實踐內容。教師從事工程項目,帶動培養年輕教師,將學生帶出學校,豐富了教學內容,鍛煉了學生的能力。實現實踐教學由模擬環境向真實環境、技術實踐向工程實踐的躍進,在教學中突出崗位職業能力的培養,實現教學與工作崗位間的“無縫連接”。
實現實訓課程全程錄像上網。多媒體課件、教學大綱、教案、實驗實訓指導、習題、常見問題解答、參考資料等內容全部上網,并向學生免費開放,通過網絡化的教學方式,學生可以在課外自主學習。充分利用網絡輔助教學手段,教師通過網絡平臺答疑,不分時間和空間,學生可以在任何時候提出問題,教師的回答可以使多個學生從信息共享中受益。便于教學的實際工程案例,開發了大量的實驗實訓指導,多媒體課件,形成了本課程“立體化”的實踐教學環境。
(三)自編一流的專用教材,教材建設完善,形成該課程立體化教材系列
有課程組自己編寫出的一流的國家級十五規劃高職高專教材作為本課的專用教材;開發制作了電子教材、電子教案、電子講稿;開發制作了教學輔助演示課件;編寫了全套實訓環節指導書;習題庫、試題庫;開發制作了技能訓練操作指導幻燈片;開發制作了全套的實訓操作多媒體教學演示屏幕錄像課件。
運用基于范例的學習方法,建立了基于問題的實訓方法,引入多元教學法,將講授課、實驗與職業技能訓練有機結合起來。收到很好的效果。
三、多種教學方法的運用
科學合理的教學方法能使教學效果事半功倍,達到教與學的和諧完美統一。而教學方法的確定又是與學生的具體情況相結合。根據課程教學的培養目標和高職學生樂于動手的實際情況。教學方法突出職業教育特點,采用 “三位一體”教學法,講、學、練三結合。提高教學的直觀性,調動學生的積極性,增強了學生的動手能力,達到了教、學、做合一,手、腦、機并用的效果。
(一)項目引導和任務驅動相結合
在教學中打破章節的限制,根據滿足各項教學任務的實際需求,統籌考慮和選取教學內容,融教、學、做相結合為一體。通過項目引導和任務驅動,激發學生解決問題的興趣,引導學生逐步完成項目中的每個任務。除了實訓設備上的任務訓練,還充分利用各種多媒體教學軟件,引入大量工程項目,以提高學生的工程實踐能力。
(二)啟發式及互動式教學方法
課堂教學注重師生交流,方式靈活多變,以活躍課堂氣氛。由若干問題啟動課堂教學,經過啟發式的推理,最后歸納總結,引導學生循問題而思考,提高對知識的領悟力,加強對關鍵內容的理解; 在練習環節加強師生互動活動,活躍課堂氣氛,促進學生自主思考提出問題,分析問題,解決問題的能力,激發學生潛能;情景式教學,使學生身處實踐現場,講練結合、交互滲透。
四、現代教學技術手段的應用
(一)運用信息技術,制作多媒體課件,并應用小班課堂講授形式,改善教學效果;
(二)運用動畫技術,制作一些簡單動畫,在講解理論的同時,通過動畫演示來幫助同學們對相關知識的理解,提高了教學質量。
(三)運用網絡教學平臺,將相關的課件、視頻及時的傳到網上,并及時的修改完善,以方便學生們的自我學習。
參考文獻:
【中圖分類號】G【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2013)05C-0076-03
一、研究背景
機電一體化技術綜合運用了機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術,改變了傳統行業的生產工藝和相應的生產裝備,逐漸發展為以智能儀器與儀表、可編程控制器(PLC)、工業控制計算機、數控加工設備、工業機器人等先進的自動化設備,來構建柔性制造系統、現代集成制造系統,提升生產設備性能,提高勞動生產率,確保生產過程的安全、穩定、高效運行。
作為廣西北部灣經濟區機電職業教育龍頭地位的廣西機電職業技術學院,在培養機電類專業技術人才方面,積累了大量的經驗。該校機電一體化技術專業目前已榮獲自治區高等學校特色專業、自治區示范性高等職業教育實訓基地。在特色專業項目建設進程中,廣西機電職業技術學院與眾多企業深度合作,依托與上汽通用五菱股份有限公司、柳州五菱汽車股份有限公司、廣西玉柴機器股份有限公司、西門子(中國)有限公司等企業,共同制定人才培養方案,共同開發教材,共建、共管、共用實訓基地,建立訂單班培養,互派教師和工程技術人員,共同確定教學內容,共同培訓學生、教師、員工,并引進人才評價標準,構建校企共同參與人才培養全過程的人才培養模式。為給企業輸送專業對口人才,該校2008年起與上汽通用五菱股份有限公司合作開辦五期“五菱班”、“聯發班”訂單班,目前大部分學生已成為企業的骨干力量。本文擬以廣西機電職業技術學院為例,對如何構建具有區域特色的高職機電一體化技術專業職業化課程體系進行研究。
二、高職機電一體化技術專業職業化課程體系構建思路
廣西機電職業技術學院機電一體化技術專業堅持以廣西區域經濟建設為宗旨,面向中國―東盟自由貿易區、廣西北部灣經濟區,重點面向北部灣地區汽車、機械兩大先進制造業和鋁業、制糖造紙兩大資源型產業以及現代港口物流兩大新興特色產業(以下簡稱“兩制兩資兩特”產業)的機電一體化設備制造企業、機電設備及自動化生產線應用企業,倡導“校企合作、工學交替”的人才培養模式,構建“以崗促學、課證融合”課程體系,堅持“理實一體化、企業訂單班”的實踐教學環節。近年來,該校機電一體化專業團隊教師通過為企業技術員工培訓、到企業鍛煉、參與企業橫向科研課題及重點產業項目建設,與上汽通用五菱股份有限公司、柳州五菱汽車股份有限公司等企業合作,開展了“2+1”訂單班人才培養模式教學改革。同時,與企業合作共同開發任務驅動的項目化課程,編寫具有行業特色的職業化教材,依照崗位職業標準、職業資格考核標準,由企業專家與專業教師共同制定課程標準、實訓內容、課程考核標準要求?;趯φn程體系改革及原有的學科體系的解構與新的行動體系重構的過程的重新思考,廣西機電職業技術學院機電一體化技術專業職業化課程體系構建思路如圖1所示。
三、構建高職機電一體化技術專業職業化課程體系的做法
(一)與企業深度合作,確定工作崗位群
廣西機電職業技術學院機電一體化技術專業課程團隊成員堅持“職業教育要面向先進制造業服務,面向生產業”的目標,主動適應地區經濟發展,圍繞北部灣地區“兩制兩資兩特”產業的機電一體化設備制造企業和應用企業,通過篩選,選擇了上汽通用五菱股份有限公司、柳州五菱汽車股份有限公司、廣西玉柴機器股份有限公司、西子奧蒂斯電梯有限公司、西門子(中國)有限公司等一批在區內外知名度高、生產自動化程度高的典型企業進行調研,通過對企業的生產規模、產品市場前景、生產設備的先進性及工作崗位進行分析,歸納總結出專業工作崗位群,如圖2所示。
(二)圍繞工作崗位群,分析典型工作任務,確定崗位職業能力
根據崗位能力及素質要求,確定職業崗位任職要求,如圖3所示。
(三)職業化課程體系的具體構建
中圖分類號:G424;TH39 文獻標識碼:A 文章編號:1674-9324(2017)01-0243-02
機電一體化專業課程普遍具有實踐性強的特點。在現有的機電一體化專業課程教學中,大多采用的是傳統的終結性考核方法。然而,傳統的終結性考核只是對教學效果的結論性評價,在目前以提高學生的綜合素質為目標的情況下,采取單一的終結性評價無益于專業課程教學質量的提高。
本文從機電一體化專業課程教學設計的角度出發,探索形成性考核體系的設計,分析形成性考核體系對促進課程教學的意義,并以機床電氣控制課程為例,說明形成性考核體系的具體構建形式。
一、機電一體化專業課程形成性考核體系的設計思路
設計機電一體化專業課程的形成性考核體系,主要目標是有效監控教學過程管理,在提倡學生自主學習的同時有效評價其學習狀態和效果,保證教學任務的如期完成,貫徹落實學生全面發展和素質教育的要求。
需要明確的是,形成性考核與終結性考核對于建立完善的學業評價體系而言,缺一不可,二者相輔相成、相得益彰。基于上述考慮,機電一體化專業課程形成性考核體系的設計并非完全排除終結性考核,而是以形成性考核與終結性考核并重作為行動指導原則。
設計機電一體化專業課程的形成性考核體系,重點是要在原有考核體系的基礎上,進一步提高形成性考核的比重,豐富形成性考核的內容,創新形成性考核的形式。
二、考核體系的內容和形式
遵循上述設計思路,機電一體化專業課程的形成性考核體系主要包括形成性考核和終結性考核兩部分。其中,形成性考核比重從原有的20%-30%提高到40%-50%,相應降低終結性考核的比重。
1.形成性考核的內容和形式。成性考核內容涵蓋學生學習過程中知識、素質和技能方面,主要包括學習態度、學習能力和學習效果。其中,學習態度主要指學生課程學習的積極性、主動性和創造性;學習能力主要指學生選擇學習資源、學習媒體、學習方式與方法進行課程學習的合理性與有效性水平;學習效果主要指學生獨立或分組完成課程學習內容、課程作業、課程實踐環節的數量及質量。
形成性考核的形式不僅包括紀律考核、課堂表現考核、作業考核,還包括自主選擇學習資源完成指定任務考核、階段性測驗考核、實踐環節考核。紀律考核主要考查學生理論課和實踐課的出勤情況及是否遵守紀律,特別是實訓室的規章制度;課堂表現考核主要考查學生學習態度是否認真、回答問題是否積極、是否能夠主動提出問題并與老師溝通;作業考核主要考查學生對所學模塊的某一個或幾個重要知識點的掌握情況;指定任務考核分小組進行,每組4-5人,綜合考查學生的自學能力、交流溝通能力及團隊協作能力;階段性測驗考核主要考查學生對某一模塊知識的掌握情況;實踐環節考核主要考查學生的動手操作能力及運用所學知識解決實際問題的能力。
考核過程中注意考核主體的多元化,特別是在指定任務考核環節,采取教師評價與小組互評、組內成員互評、學生自我評價相結合的方式,加強對學生學習能力及學習過程的評價,提高學生的學生主動性,彌補傳統評價體系中以教師評價為主的不足。
2.終結性考核的內容和形式。終結性考核仍采取期末試卷考核的形式,考核內容以學習效果為主,對具體內容進行更為合理的設計。按照最新制定的機電一體化專業課程標準對于知識點的要求,將課程內容劃分為了解、理解和掌握三個層次。終結性考核所涵蓋內容的80%~90%均為掌握的內容,是指課程的基本知識和基本原理;其余10%~20%為理解的內容,此類考核內容要求學生在理解基本知識和基本原理的基礎上舉一反三。
機電一體化專業課程的形成性考核體系設計本著全面性和科學性的原則,便于課程形成性考核的實施。體系內容便于量化,并考慮到考核主體的多元化。以機床電氣控制課程為例,課程形成性考核體系的設計如表1所示,其中實踐環節考核要點及評分標準如表2所示。機電一體化其他專業課程的形成性考核體系設計可參考表1進行。
三、結語
機電一體化專業課程形成性考核體系的設計,旨在增強形成性考核在機電一體化專業課程教學中的可操作性,并總結出一套適用于機電一體化專業課程教學的考核機制,有效解決目前專業課教學中普遍存在的問題,如:學生對課程的學習過程重視不夠,出現曠課、不按時交作業等現象;實踐環節依賴于小組中的其他同學,自己不親自動手操作;學期末為了通過終結性考試,出現作弊現象等等。
機電一體化專業課程形成性考核體系的設計,將有助于促進教師的教學和學生對教學標準的理解、認知和掌握;引導教師在形成性考核分析報告的基礎上及時把握學生的學習需求、動態,調整教學方案;同時學生可以借助形成性考核工具動態評估學習效果,逐步形成適合自己的學習策略,提高自主學習能力。
值得注意的是,在形成性考核體系中,專業課教師需要作為考核主體全程參與到考核的各個環節當中(如表1所示),這無疑大大增加了教師的工作量。因此,建立相應的考試管理制度是保障形成性考核體系順利實施并全面推廣的關鍵因素之一。
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Design of a System for Formative Assessment of Mechatronics Curriculum
SHI Yan,ZHANG Tie-bi,LIU Wei,JIA Xin-li
由于每屆或每班的指導教師不同,設計題目、內容、要求、難易程度偏離太大。如有數控機床改造設計、伺服系統控制設計、交通燈控制設計等,要求、工作量也不相同。有的設計任務偏難,有的設計任務又太簡單。
(2)設計資料缺乏。
由于機電一體化是一門新興的技術和專業,這方面的知識內容都在相關的雜志刊物登載,書籍相對少一些。要進行課程設計,收集這方面的資料較困難。沒有現成的資料匯編及設計手冊,學生要花費較多的時間找資料,往往是教師幫助尋找資料。而且沒有像機械零件設計那樣的系統完整的課程設計指導書。在設計中盲目性較大。
(3)師資不足。
最早幾年機電專業方向只有一個班或兩個班,指導教師有2~4人即可。一般由主講或熟悉機電一體化控制系統課程的教師指導。近幾年隨著學生的擴招,機電專業擴展到4~5個班,指導教師需要8~10人,明顯不夠,因此有必要進行培養。
2機電一體化課程設計改進措施
(1)編寫合適的機電一體化課程設計指導書,配齊設計資料。
到目前為止未見過公開出版的機電一體化課程設計指導書,所以有必要編寫合適的機電一體化課程設計指導書,并收集較全的資料進行匯編,與指導書匯編成冊。
(2)規范設計題目,統一要求。
規范設計題目不是整個設計都用同一個題目,而是在一個范圍內選擇題目,教師根據所選的題目按統一的要求下達任務書。設計題目一般以簡易數控機床設計、數控機床改造設計、機器人及控制設計較為合適。在市場上可見的機電產品多得很,不是所有的機電產品都適合做題目,因其難易程度是不同的。機電專業的課程設置是以機床設計、機器人設計控制為典型產品的,在機電一體化課程設計中要反映課程設置的內容。機電專業方向課程有機電一體化系統設計、計算機控制技術、機械制造裝備設計、機器人導論等課程。這些課程的內容在電的方面主要介紹了以計算機為核心的控制系統;機械方面介紹了機械運動、機械傳動、機械結構及相關的標準部件,如滾動導軌、滾珠絲杠等。在選題及設計中要反映上述的內容。因此規范化的題目主要為數控車床(或銑床、鉆床等)設計、車床(或銑床、鉆床等)數控化改造設計、或是工業機器人及控制設計。這些都具有一定的機械部分內容,如數控機床進給軸傳動部件,機器人的腰身、手臂運動部件及滾珠絲杠、導軌的應用等。電的方面包含數控系統電路設計,計算機控制系統設計及對機械部分的控制;從而實現了機電結合。對規范化的題目、要求及上述設計內容都已編入指導書中。
(3)指導教師的培養。
首先被培訓的教師可以跟班聽課,熟悉掌握相關的課程內容,然后在機電一體化課程設計進行中跟班輔導,以培養出合格的指導教師。
(4)加強督察。
當指導教師接到指導課程設計任務后,首先拿到機電一體化課程設計指導書,根據要求寫出課程設計任務書;并由教研室主任或院教學指導委員會審查,合格才可向學生下達任務。指導中,教師要填寫指導日志,隨時記錄指導中的難點、及出現的問題和解決方法,并進行小結,以便下一次指導時提高設計水平。
3機電一體化課程設計指導書主要內容
3.1設計題目確定及要求
3.2總體方案確定
(1)總體方案設計;
(2)繪制總體方案圖。
3.3伺服系統機械傳動部件設計
(1)切削力計算;
(2)滾動絲杠螺母副的計算與選型;
(3)伺服系統傳動設計;
(4)步進電機當量扭矩計算及選型;
(5)機械傳動結構設計(繪制一個軸的機械裝配圖)。
3.4控制系統硬件電路設計
(1)確定控制系統方案及繪制系統框圖;
(2)單片機的選用;
(3)存儲器的選用與擴展;
(4)譯碼電路設計;
(5)接口電路設計;
(6)繪制控制系統硬件電路原理圖。
3.5基本的參考圖表匯編。
4近一屆學生機電一體化課程設計進行情況
4.1教師配備
近一屆機電專業學生,每屆有四個班進行機電一體化課程設計,共配備6名教師;其中有四名為獨立指導教師,兩名為輔導教師,為培養新的指導教師儲備力量。
4.2指導書的使用及設計過程
設計學生和指導教師每人一份機電一體化課程設計指導書。教師按照要求寫出機電一體化課程設計任務書,并經研究所長審查后發給學生。設計題目主要有CA6140普通車床數控化改造設計、C6132普通車床數控化改造設計。在同一個題目的學生中,要求設計進給軸部件時,一部分學生設計X軸進給部件,另一部分學生設計Z軸進給部件。整個過程根據設計任務書的題目、要求和機電一體化課程設計指導書給出的設計步驟、方法,先進行總體方案設計,再進行機械傳動部件設計,最后進行CNC硬件電路設計。整個過程經過了機械、電子兩方面的訓練,實現了機電結合,達到預期效果。
4.3填寫指導日志
教師在指導設計的過程中,及時填寫指導日志,記錄設計中的難點、問題,并進行小結。