制造系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的教學(xué)設(shè)計(jì)探討

周　亮

[摘 要]:針對(duì)制造系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)課程綜合性強(qiáng)、理論與實(shí)踐結(jié)合緊密的特點(diǎn),探討了此課程的教學(xué)設(shè)計(jì),選擇了教學(xué)方法與手段,描述了教學(xué)實(shí)踐過(guò)程,以實(shí)現(xiàn)本課程的教學(xué)目標(biāo)。

[關(guān)鍵詞]:制造系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù) 教學(xué)設(shè)計(jì) 教學(xué)實(shí)踐

一、引言

制造系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)是我校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)主干課程,綜合了多學(xué)科知識(shí),是一門用以培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用制造系統(tǒng)自動(dòng)化原理、設(shè)計(jì)、檢測(cè)、控制和管理等方面知識(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)課。近幾年為更好地適應(yīng)高等教育培養(yǎng)模式的需要,本著對(duì)學(xué)生就業(yè)負(fù)責(zé)、為社會(huì)服務(wù)的原則,根據(jù)畢業(yè)生和企業(yè)的大量反饋信息,及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。

教學(xué)設(shè)計(jì)是運(yùn)用系統(tǒng)方法對(duì)各種課程資源進(jìn)行有機(jī)整合,對(duì)教學(xué)過(guò)程中相互聯(lián)系的各部分做出整體安排的一種構(gòu)想,是在實(shí)施教學(xué)之前對(duì)目標(biāo)、過(guò)程的構(gòu)想與設(shè)計(jì)安排。教學(xué)目標(biāo)是教學(xué)設(shè)計(jì)的根本指向和核心任務(wù),是教學(xué)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

二、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)的確定

制造系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)課程所要講解的內(nèi)容如圖1所示,主要包括制造系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的理論與方法,探討制造過(guò)程自動(dòng)化的新技術(shù)、新方法及其發(fā)展趨勢(shì);制造自動(dòng)化系統(tǒng)的系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì);制造系統(tǒng)自動(dòng)化控制;制造系統(tǒng)物料的自動(dòng)化傳輸;制造系統(tǒng)的自動(dòng)化檢測(cè)與監(jiān)控;制造系統(tǒng)的自動(dòng)化裝配;制造系統(tǒng)的自動(dòng)化管理等方面的內(nèi)容。

在本課程的學(xué)習(xí)中學(xué)生需要用到相關(guān)技術(shù)如圖2所示。從中可以看出,學(xué)生需要已掌握的知識(shí)很多,在講課過(guò)程中,為避免與其它課程內(nèi)容重復(fù),將盡量使理論與實(shí)踐結(jié)合,重點(diǎn)突出各種技術(shù)在制造自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用。

從本課程的教學(xué)內(nèi)容和應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)可知,本課程的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生將所學(xué)的基礎(chǔ)理論和相關(guān)技術(shù)靈活應(yīng)用于制造自動(dòng)化系統(tǒng)中去,讓學(xué)生知道在實(shí)際制造自動(dòng)化系統(tǒng)建立和實(shí)現(xiàn)過(guò)程中應(yīng)用什么知識(shí)及如何應(yīng)用,培養(yǎng)其創(chuàng)新思維、動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)合作精神。

三、教學(xué)方案設(shè)計(jì)

在確定了教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)后,為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo),需要精心設(shè)計(jì)教學(xué)方案。針對(duì)制造自動(dòng)化技術(shù)綜合性強(qiáng),理論與實(shí)踐結(jié)合緊密的特點(diǎn),從以下幾個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)方案的設(shè)計(jì)。

1.理論與實(shí)踐相結(jié)合,引入實(shí)際科研內(nèi)容

在教學(xué)過(guò)程中,將實(shí)際科研內(nèi)容引入教學(xué)中,告訴學(xué)生如何將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于科研中去,并解決實(shí)際問(wèn)題,這是本科學(xué)生所欠缺的,也是學(xué)生所感興趣的內(nèi)容,從而可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。比如,在講到建立制造自動(dòng)化系統(tǒng)模型過(guò)程中,在講解了幾種建模方法后,將與吉林微型客車廠合作的對(duì)車身性能進(jìn)行分析的科研項(xiàng)目引入教學(xué)中,并配合以檢驗(yàn)客車性能的實(shí)際碰撞錄像,取得不錯(cuò)效果,學(xué)生非常感興趣,覺(jué)得所學(xué)的知識(shí)能解決實(shí)際問(wèn)題,并知道如何解決。又如,在講解自動(dòng)化控制中,將與四川某軍工企業(yè)合作的自行火炮調(diào)姿項(xiàng)目引入教學(xué)中,讓學(xué)生知道如何控制,不光告訴他們要采用哪種技術(shù),還要讓他們知道為什么要選用這種技術(shù),達(dá)到“授之以漁”的目的。這樣的例子很多,在課堂教學(xué)中效果顯著,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性。

2.緊跟技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),不斷更新教學(xué)內(nèi)容

為了讓學(xué)生在走向社會(huì),進(jìn)入工作崗位的時(shí)候能站在一個(gè)較高的起點(diǎn),不至于所學(xué)知識(shí)很快被淘汰,在每年的教學(xué)中都將其中的一些內(nèi)容進(jìn)行刪減和增加,將最新的一些制造系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)引入到教學(xué)內(nèi)容中。比如在教學(xué)中引入最新的綠色制造技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)制造技術(shù)、智能制造技術(shù)等,讓學(xué)生站在時(shí)代的前沿。

3.重視實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),開發(fā)合理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

為了配合課堂教學(xué)內(nèi)容,讓學(xué)生能將理論與實(shí)踐相結(jié)合,開發(fā)了12個(gè)實(shí)驗(yàn),每個(gè)實(shí)驗(yàn)都包括自動(dòng)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、自動(dòng)化檢測(cè)、自動(dòng)化控制等內(nèi)容,與課堂教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合。比如用于制造自動(dòng)化傳輸中的自動(dòng)尋跡小車實(shí)驗(yàn)、鏈板履帶式傳輸帶控制檢測(cè)實(shí)驗(yàn)、用于制造生產(chǎn)線中的三自由度機(jī)械手實(shí)驗(yàn)、氣動(dòng)加工中心組裝調(diào)試實(shí)驗(yàn)等。并開發(fā)了18學(xué)時(shí)的大實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生進(jìn)行探索性、創(chuàng)新性的制造自動(dòng)化生產(chǎn)線模型設(shè)計(jì)、組裝、檢測(cè)與控制,以12~15人為一組,老師只給出具體數(shù)據(jù)指標(biāo),讓學(xué)生自己配合進(jìn)行方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),從而培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)合作精神,學(xué)生也從中獲得從理論到實(shí)踐的知識(shí),此類實(shí)驗(yàn)受到了學(xué)生的普遍歡迎。

4.注重教學(xué)效果,布置綜合性作業(yè)

在教學(xué)設(shè)計(jì)中,為了讓學(xué)生能有自由發(fā)揮和靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的空間,在每章課堂講解之后,都布置一個(gè)大作業(yè),它不同于一般的習(xí)題式作業(yè),也不同于課程設(shè)計(jì),而是讓學(xué)生進(jìn)行制造系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)中某一關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入的研究和探討,檢驗(yàn)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題的能力。比如在制造自動(dòng)化控制技術(shù)講解之后,布置一個(gè)機(jī)械手搬運(yùn)工件的設(shè)計(jì)控制大作業(yè);在制造自動(dòng)化裝配技術(shù)講解后,布置一個(gè)由兩個(gè)零件六個(gè)工位的自動(dòng)化裝配大作業(yè);在制造自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)講解后,布置一個(gè)零件各種加工質(zhì)量的自動(dòng)化檢測(cè)大作業(yè)等。從學(xué)生的大作業(yè)結(jié)果來(lái)看,有些學(xué)生的工作非常仔細(xì)和認(rèn)真,對(duì)教學(xué)效果起到了鞏固和提高的效果

5.充分利用現(xiàn)代教學(xué)手段輔助教學(xué)

在教學(xué)活動(dòng)中,采用模塊教學(xué)與整體教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式,讓學(xué)生有總體的制造自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建立與分析的思想,同時(shí)又分模塊將制造自動(dòng)化系統(tǒng)中的控制系統(tǒng)、物料傳輸系統(tǒng)、檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、車間管理系統(tǒng)分別進(jìn)行系統(tǒng)的講解。靈活運(yùn)用多種教學(xué)方法,充分利用現(xiàn)代信息技術(shù),多媒體課件、實(shí)際科研例子為主要教學(xué)手段,展現(xiàn)現(xiàn)代教育技術(shù)的教學(xué)的特點(diǎn),用影像、聲音、文字、動(dòng)畫演示等手段,有聲有影的將本課程內(nèi)容展現(xiàn)在學(xué)生面前。有效激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,調(diào)動(dòng)了學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性,提高了教學(xué)效果。

6.培養(yǎng)學(xué)生全面素質(zhì),多方面考核學(xué)生能力

在對(duì)學(xué)生的考核中,考慮到學(xué)生的全面素質(zhì),從多方面進(jìn)行考核,平時(shí)課堂表現(xiàn)占10%、大作業(yè)占10%、實(shí)驗(yàn)占20%,卷面考試占60%。另外,為突出基本概念、基本理論及基本技能方面的訓(xùn)練,出訓(xùn)練題100余道,這些題具有典型性,可供學(xué)生課后自行學(xué)習(xí)使用,也可配合課堂教學(xué)作為例子使用。

四、結(jié)論

在制造系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)課程的教學(xué)設(shè)計(jì)中,改變了由傳統(tǒng)教學(xué)即以教師為中心的教學(xué)向以學(xué)生為中心的教學(xué)轉(zhuǎn)變,由單純的知識(shí)灌輸向提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性轉(zhuǎn)變。

根據(jù)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu),引入實(shí)際科研項(xiàng)目和最新制造系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù),將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合,讓學(xué)生知道遇到問(wèn)題時(shí)該用什么技術(shù)解決,并知道如何解決,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,使課堂教學(xué)成為學(xué)生探索知識(shí)的場(chǎng)所。

通過(guò)一些創(chuàng)新性、綜合性實(shí)驗(yàn)及大作業(yè),讓學(xué)生將所學(xué)知識(shí)能及時(shí)使用和訓(xùn)練,提高學(xué)生的創(chuàng)新思維、動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。

采用多種教學(xué)輔助手段和合理的考核方式,生動(dòng)地展現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容,讓學(xué)生能主動(dòng)地有興趣地學(xué)習(xí),從而達(dá)到教學(xué)目的。

參考文獻(xiàn):

[1]王明芳.VB程序設(shè)計(jì)教學(xué)設(shè)計(jì)探討[J].無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2007,6(4):75-76.

[2]劉道興.微機(jī)原理及應(yīng)用的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].內(nèi)江師范學(xué)院學(xué)報(bào),2009,24(2):74-77.

[3]劉慶潭.材料力學(xué)訓(xùn)練型課件的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與教學(xué)設(shè)計(jì)[J].長(zhǎng)沙鐵道學(xué)院學(xué)報(bào),2003,21(2):56-59.

[4]李大紅.基于現(xiàn)代教育觀念下數(shù)學(xué)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)的探討[J].廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)板),2007,7(增刊):50-51.