机电一体化专业课程建设研究

1 机电一体化专业课程建设研究机电一体化专业课程建设研究 广东省自动化与信息技术转移中心 黄伟明 广州市教育局教研室 吴必尊 广州市电子信息学校 徐治乐 黄东铭 一 专业建设和人才培养模式的改革与创新一 专业建设和人才培养模式的改革与创新 围绕 自动化技术 专业 通过广泛调研就业岗位群工作范围和技术领域 分析人才知识 能力和素质结构 在借鉴德国高职教育教学经验的基础上 以 社会人才市场现实与未来发展对人才的有效需求为导向 以职业岗位 群 能 力需求为依据 从而确定毕业生综合技术应用能力结构和应有的知识 能力 素质结构 形成了 四层两段一贯穿 的课程结构体系 构建了 相互平行 融合交叉的理论和实践教学体系 创建了 核心技术一体化 教学模式 1 四层两段一贯穿四层两段一贯穿 的课程结构的课程结构 在借鉴德国教学模式的基础上 结合自身办学的经验和条件 采用分段教 学 模块训练型课程模式 逐渐由基础向专业发展 它分为基础教学 专业教 学 专长教学 毕业设计与专业实习四个层面 基础学习和主体学习两个阶段 在整个三年教学时间内 专业技能实践培训模块贯穿始终 以机电一体化专业为例 基础学习阶段基础学习阶段为第一 二两个学期 学生除进行公共课学习之外 主要学 习专业基础理论课程 电工学 电子学 机电原理与制图 计算机应用和专业 英语等 该阶段学生并不获得职业方面的专业能力 同时伴有相应的基础实验 教学和为数 3 个 为期 6 周的专业基本技能实训模块教学 主体学习阶段主体学习阶段分 4 个学期 完成专业学习 专长学习 毕业设计与专业实 习 其中 在主体学习阶段中规定有两个实习期 第一个实习期在第三学期的 相关专业课和实训课中安排学生到企业和校内车间实习 其目的在于使学生对 职业有进一步的了解 获得一定的职业经验 并使其学到的专业基础理论得到 2 应用和拓展 第二个实习期为最后一学期 学生在完成毕业考试后 主要进行 毕业设计和企业实习工作 企业实习的培训计划由校企协调委员会中的企业委 员会同毕业设计指导教师共同商议确定 结合学生专业特点和企业实际情况共 同确定具体实习内容 实习目标和考核方式 毕业设计一般采用实习企业或校 内实践中的真实课题 为实习企业和学院解决技术上的实际问题 专业学习中 学生获得大量的专业知识和专业技能 为其打下较为宽泛的 职业基础 而专长学习是专业能力培养的深化 学生将学习到该专业中最新 最具特色的专业知识和技能 专业学习和专长学习中 学生将利用相关的实训 设备进行专门化技能实训模块的培训 这些模块包含了机电一体化领域内的最 新应用技术 大量采用 实例实例 和 真实环境真实环境 方式培训 学生动手 动脑相 结合 专业能力培养和素质培养相结合 独立思考 独立探索能力培养同集体 协作 共同交流能力培养相结合 专长学习中 为了保障实训模块的有效进行 先进教学方式和方法的有效 应用 一般采用 分组实施 小班教学分组实施 小班教学 的方法进行 尽量保证每位学生独自 使用一个工位 一个机台 一名教师指导 12 位学生 所以 实训模块课时利用 率高 实效性强 从而保证了实训质量 2 相互平行 融合交叉的理论和实践教学体系相互平行 融合交叉的理论和实践教学体系 将课程进行了有机整合 形成了上下贯通的理论和实践教学体系 两个教 学体系相互平行 融合交叉 把技术的综合应用能力 实践能力和创新能力培 养作为交叉点和教学重点 相互平行 是指两套体系的教学计划相互平行 课程流程相互平行 相互 融合 是指课程知识内容与技术 技能培养相互融合 理论和实践教学场所相 互融合 相互交叉 是指两套体系的功能相互交叉 知识 技术和技能培养的 落脚点相互交叉 3 举例 电气安装 实训模块课主要对学生进行各种实际照明电路和电器 机床控制电路的布线方法 安装工艺维修技巧和控制布线图等方面进行培训 其中涉及常用低压电器 电机 可编程控制器 机床电器和故障诊断方面的内 容 但是电机 可编程控制器及各种电器只是作为被连接对象让学生获得感性 了解 并不涉及原理方面的内容 此实训课程对于 电机与拖动技术 可编 程控制技术 机床电器和工厂供电 以及 故障诊断技术 专业课的学习进 行了前期铺垫和准备 第 3 学期的企业实习对于学生了解工业现场 并获得电气 控制经验也起到了相关铺垫和扩展作用 3 核心技术一体化核心技术一体化 教学模式教学模式 核心技术一体化 教学模式包括两个一体化 即 核心技术课程设置一体 化 和 核心技术教学环境一体化 它是以技术应用能力培养为中心 以核 心技术综合应用能力培养为重点 将理论与实验 实训相结合 以课堂与实验 实训 室 实习车间 工厂车间四点为交叉网络的一体化教学模式 在本专业的课程体系中 尝试构建 可编程控制技术 驱动技术 传 感技术 等核心技术 为了突出对中职学生在这些反映工业自动化技术最具代 表性和先进性的技术综合应用能力培养 我们构建了针对这些核心技术的一体 化 下面以 可编程控制技术 为例 介绍 核心技术一体化 模式 4 可编程控制技术 是自动化相关专业中的核心技术之一 它开设有 84 学 时的 可编程控制技术 主干专业课 该课为 42 学时的专业理论和 42 学时的 专业实训 理论教学与学生上机编程 调试相结合 动脑与动手相结合 使学 生能够较完整地掌握 PLC 的基本原理 程序编制 程序操作和故障诊断技术 另外 电机与拖动技术 和 机床电器与工厂供电 专业课中也将分别涉及到 PLC 在过程监控中的应用 PLC 与驱动装置相结合构成自动化控制系统和 PLC 在 机床电器控制中的应用 除此之外 在技能实训模块课中我们还开设有 电气 安装 和 电气控制 实训模块 电气安装 为 3 整周 电气控制 为 2 整 周 将按照操作工艺与规范 实际安装继电接触器控制和可编程序控制系统 并对真实主控对象进行控制 学习现场故障诊断和排除方法 在技能实训课 机械手编程 中要了解 PLC 控制技术在机械人控制中的应用情况 而在 机 电一体化 实训模块中要在真实的机电一体化生产线上完成 8 个可编程序控制 站生产线控制的调度和程序设计 学生将较全面地掌握现代控制系统的综合应 用技术 另外同可编程序控制技术相关的实训模块还有 变频与软启动 实训 模块等 该种课程设置使学生既掌握了 PLC 基本知识和程序操作 同时在相关专业 课中又涉及到 PLC 在不同场合的应用 而在相关实训模块课中学生将 PLC 技术 综合应用到各种不同的生产环境中去 5 在每个实训室都有一种主要技术单元 同时 还有其它技术单元出现 宾 主相拥 多次重复 但角度不同 强调的应用领域和水平不同 二 教学内容的改革与创新二 教学内容的改革与创新 可编程控制技术课程作为机电类专业的核心技术课程 在主干课程中同时 增加了自动化 PLC 技术的工业现场总线 现场排故和新技术展望等内容 相关 实践性教学重新设置 增加了如 CD R 生产线实训 柔性加工生产线实训和模块 化生产线等综合性实践教学内容 更加强化了专业核心技术的综合应用能力培 养 三 教学方法与教学手段教学方法与教学手段 1 1 行为引导 强化目标 突出实践体验 行为引导 强化目标 突出实践体验 按照职业教育的理念 在教学的整个过程中 强调教学目标的统一 教师与学 生的主导与主体地位的重新确认 教师的示范性与学生动手实践体验结合 教学 顺序的集中 小组工作 再集中的有机组织 引导学生建立实用合理的知识结构 强化学生的自觉体验和掌握知识的迁移能力 使学生建立与其未来职业生涯相适 应的分析问题和解决问题的能力 2 2 教学辅助手段的科学合理使用 教学辅助手段的科学合理使用 为本课程的实施配有专用多媒体教室 专业实训室 具备工业生产级的柔 性生产线 这些教学条件的合理运用 使学生完成了实践 理论 再实践学习 过程 而这一过程的长期坚持是对教学成本的科学管理得以充分保证 也是消 化和吸收德国职教经验的结果 电气安装实训 可编程控制技术 气动 液压实训柔性加工生产线实训 变频调速实训电机拖动实训 机电 机电整合 一体化设备实训 核心技术核心技术 6 3 3 相关课程中常用的两种教学法 相关课程中常用的两种教学法 在课程的室训教学中大量采用在课程的室训教学中大量采用 行为引导教学法行为引导教学法 项目教学法项目教学法 以行为引导教学法为例 行为引导 是指以行为或工作任务为主导方向的 职业教育教学改革策略 行为引导关注培养学生的关键能力 综合职业行为能 力与全面素质 自 20 世纪 80 年代以来 逐渐成为职业教育教学论中的一种新 思潮 日益被世界各国职业教育界和劳动界的专家所推崇 行为引导 教学的基本特点 a 学生互相合作解决实际问题 所有需要学生解决的教学问题 由学生共同参与 共同讨论 共同承担不 同的角色 在互相合作的过程中使问题获得解决 解决问题的过程 也是学会 学习的过程 也是获得经验的过程 b 学生参加全部教学过程 从信息的收集 计划的制定 方案的选择 目标的实施 信息的反馈到成 果的评价 学生参与问题解决的整个过程 这样学生既了解总体 又清楚了每 一具体环节的细节 c 学生表现出强烈的学习愿望 这种强烈的学习愿望 缘于积极的参与 一方面是内在的 好奇 求知欲 兴趣的提高 另一方面是外在的 教师的鼓励 学生的配合 取得成果之后的 喜悦等等 d 教师的作用发生了变化 教师从知识的传授者成为一个咨询者或者指导者 从教学过程的主要承担 者中淡出 但并不影响教师发挥作用 相反 对教师的要求则是提高了 行为引导 教学的实施方法 在实践课教学中 我们引入行为引导教学法的教学组织形式是小组方式与 独立工作相结合 两人或四人为一组 定期交换 首先项目课题放在小组内让 学生讨论 每个小组成员都要提出自己的见解和工作计划 锻炼学生的交流与 合作能力 在这一过程中学生相互启发 相互学习 个人的知识欠缺将通过共 同讨论 集思广益来弥补 锻炼学生的学习和思考能力 经过大家讨论群策群 力最终确定出较好的解决问题的方案 锻炼学生解决问题和创造性思维能力 这期间实践指导教师给予必要的指导和帮助 按照确定的最优解决方案 学生 独自或以小组方式在各自独立制定的工作计划指导下完成工作 工作结果要按 照预定的目标来进行自我和相互的检查并判断达到的效果如何 锻炼学生的责 任心 质量意识及评估方法 概括起来行为引导教学法在项目式实践课应用中 7 分为以下几个阶段 a 收集信息阶段 学生了解课题工作要求 根据自己掌握的专业知识 独 立收集 分析和整理信息 b 独立制定工作计划阶段 学生按照课题实际需要 自己独立确定各自的 工作计划 包括 工作步骤 工作时间 检验计划 需求计划 设备使用计划 等 c 决定阶段 各自的工作计划在组内共同讨论的基础上确定最终的实施方 案 d 实施阶段 学生按选定的最终工作计划 各自