高職院校機(jī)電一體化綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)的實(shí)踐探討

金 芬 陶亦亦 陸春元

摘要:闡述了高職院校開(kāi)展機(jī)電一體化綜合實(shí)訓(xùn)的必要性,圍繞機(jī)電一體化綜合實(shí)訓(xùn)的目標(biāo),結(jié)合實(shí)訓(xùn)的實(shí)踐情況,對(duì)綜合實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容、實(shí)施過(guò)程和教學(xué)方法等方面做了探討。

關(guān)鍵詞:高職院校;機(jī)電一體化;綜合實(shí)訓(xùn);項(xiàng)目教學(xué)法

機(jī)電一體化綜合實(shí)訓(xùn)的意義

高職院校的培養(yǎng)目標(biāo)是生產(chǎn)、建設(shè)、管理和服務(wù)第一線需要的高素質(zhì)技能型專門人才。這一培養(yǎng)目標(biāo)決定了重視實(shí)踐教學(xué)是高職院校的一大特色,是實(shí)現(xiàn)高職人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)。實(shí)踐教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、敬業(yè)精神和責(zé)任心;同時(shí),也是學(xué)生完成專業(yè)知識(shí)向?qū)I(yè)技能轉(zhuǎn)變、學(xué)生角色向員工角色轉(zhuǎn)變的重要過(guò)程,并可為學(xué)生將來(lái)的職業(yè)生涯發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

隨著現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展,自動(dòng)化控制技術(shù)的集成應(yīng)用正起著越來(lái)越重要的作用。由氣動(dòng)、液壓、傳感器、PLC、網(wǎng)絡(luò)及通訊等技術(shù)的相互滲透而形成的機(jī)電一體化技術(shù),已成為當(dāng)今工業(yè)科技的重要組成部分,它的應(yīng)用范圍涉及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、能源、國(guó)防等眾多領(lǐng)域。在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的“長(zhǎng)三角”地區(qū),數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、電路板封裝線、MPS柔性生產(chǎn)系統(tǒng)等自動(dòng)化程度極高的先進(jìn)設(shè)備得到了廣泛應(yīng)用,這必然需要大量掌握機(jī)電一體化技術(shù)的技能型人才從事機(jī)電一體化設(shè)備的操作、維修、檢測(cè)和管理工作。為了適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要,滿足社會(huì)的需求,高職院校在機(jī)電一體化專業(yè)開(kāi)設(shè)機(jī)電一體化綜合實(shí)訓(xùn),進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)探索,目的是培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技能和職業(yè)素質(zhì),為進(jìn)入企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)做好準(zhǔn)備,最大限度地增強(qiáng)對(duì)就業(yè)崗位的適應(yīng)性。

機(jī)電一體化綜合實(shí)訓(xùn)的教學(xué)方案

實(shí)訓(xùn)課程的建設(shè)理念良好的職業(yè)素質(zhì)是高職學(xué)生踏上工作崗位必不可少的基本要求之一。要想實(shí)現(xiàn)學(xué)校教育與崗位需求的有效對(duì)接,培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)是高職教育的重要任務(wù)之一。實(shí)踐教學(xué)改革必須加強(qiáng)素質(zhì)教育,全面的素質(zhì)教育通過(guò)素質(zhì)體系中的顯性實(shí)踐環(huán)節(jié)和隱性實(shí)踐環(huán)節(jié)完成。具體設(shè)想是:(1)培養(yǎng)職業(yè)興趣;(2)強(qiáng)化職業(yè)能力。要想做好工作,僅有興趣是不夠的,訓(xùn)練時(shí)既要強(qiáng)調(diào)相關(guān)的專業(yè)知識(shí),又要強(qiáng)化分析問(wèn)題和處理問(wèn)題的能力,注重專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用;(3)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力;(4)引導(dǎo)學(xué)生掌控職業(yè)情緒,在工作崗位上應(yīng)當(dāng)以熱情的、積極的態(tài)度對(duì)待工作;(5)強(qiáng)化現(xiàn)代企業(yè)所要求的“5S”管理。

實(shí)訓(xùn)課程的目標(biāo)機(jī)電一體化專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)課程是集氣壓技術(shù)、液壓技術(shù)、電機(jī)及電氣控制技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)、PLC及其自動(dòng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)于一體的專業(yè)技能綜合訓(xùn)練課程。課程緊扣機(jī)電一體化技術(shù)的核心技術(shù)環(huán)節(jié),即檢測(cè)、控制與執(zhí)行三大技術(shù)環(huán)節(jié)展開(kāi),同時(shí)引入最新的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)。訓(xùn)練時(shí)應(yīng)遵循以學(xué)生為中心、以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力為中心和以培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)為中心的原則,通過(guò)實(shí)訓(xùn),使學(xué)生既能掌握機(jī)電一體化專業(yè)理論知識(shí),又能從事機(jī)電設(shè)備或自動(dòng)化生產(chǎn)線操作、安裝、調(diào)試、維修、維護(hù)以及設(shè)計(jì)改造等方面的工作,并具有良好的職業(yè)素質(zhì)。

實(shí)訓(xùn)課程的內(nèi)容與模式圍繞實(shí)訓(xùn)目標(biāo),綜合實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容應(yīng)根據(jù)本專業(yè)所對(duì)應(yīng)的職業(yè)崗位群確定。機(jī)電一體化的綜合實(shí)訓(xùn)可以選擇某一生產(chǎn)流程的模擬控制系統(tǒng)或典型的機(jī)電產(chǎn)品為實(shí)訓(xùn)載體,通過(guò)對(duì)某生產(chǎn)流程或產(chǎn)品的模擬仿真控制,掌握生產(chǎn)崗位的控制操作技術(shù)。我校選用了自動(dòng)化生產(chǎn)加工系統(tǒng)(Modular Production System簡(jiǎn)稱MPS),在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中以該系統(tǒng)為載體,以工作任務(wù)為中心,按照工作任務(wù)的相關(guān)性來(lái)組織課程。在教學(xué)內(nèi)容組織上,基本理論以“必需、夠用”為度,以學(xué)生為主體,以培養(yǎng)能力、提高學(xué)生綜合素質(zhì)為目標(biāo),并采用行之有效的項(xiàng)目培訓(xùn)模式。所謂項(xiàng)目培訓(xùn)模式,就是打破教材本身的框架,圍繞一個(gè)典型設(shè)備展開(kāi),將學(xué)習(xí)過(guò)程分解成若干個(gè)小任務(wù),并結(jié)合實(shí)際操作,將所要求的知識(shí)點(diǎn)、能力點(diǎn)和職業(yè)素質(zhì)融于培訓(xùn)過(guò)程。訓(xùn)練時(shí),首先結(jié)合實(shí)際的裝置,了解該裝置所能完成的任務(wù)及工作流程。其次,如圖1所示,分析該裝置的硬件組成,讓學(xué)生明白各部分硬件的組成元件,各自完成何種功能;再說(shuō)明本設(shè)備所包含的技術(shù)和應(yīng)掌握的知識(shí)點(diǎn),如圖2所示的機(jī)械手包括了傳感器技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、裝配技術(shù)、氣動(dòng)技術(shù)、PLC技術(shù)、通訊技術(shù)等;然后通過(guò)實(shí)際操作,如拆裝、調(diào)試、故障診斷、維修及保養(yǎng)等,掌握機(jī)電設(shè)備的裝配、操作和維護(hù)該設(shè)備應(yīng)具備的能力。再次,將所要掌握的知識(shí)點(diǎn)和技能歸類,并做一定的延伸,使部分能力較強(qiáng)的學(xué)生有所發(fā)展。

實(shí)訓(xùn)課程的時(shí)間安排與實(shí)訓(xùn)條件機(jī)電一體化綜合實(shí)訓(xùn)課程是在完成主要專業(yè)課程的理論學(xué)習(xí)和各主要技能專項(xiàng)實(shí)訓(xùn)后,在學(xué)生進(jìn)入企業(yè)實(shí)習(xí)或就業(yè)前,綜合運(yùn)用本專業(yè)(崗位)的主要知識(shí)和技能,在校集中進(jìn)行的綜合性、系統(tǒng)化訓(xùn)練,實(shí)訓(xùn)時(shí)間為四周。我校建立了機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)基地,由師生參與自主研制的PLC實(shí)訓(xùn)室、校企共同投入建設(shè)的氣動(dòng)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)室及自動(dòng)化生產(chǎn)加工系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)室等組成,供開(kāi)展實(shí)訓(xùn)課程使用,并且實(shí)訓(xùn)期間實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行開(kāi)放式管理。

實(shí)訓(xùn)課程的考核方式為突出學(xué)生的能力培養(yǎng),我校在考核上也進(jìn)行了相應(yīng)的改革?？己说臉?biāo)準(zhǔn)為:(1)是否有創(chuàng)新,即能否運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)分析、處理實(shí)際問(wèn)題,能否就所給的條件提出合理的觀點(diǎn)和可行的處理方法;(2)識(shí)圖能力和動(dòng)手能力;(3)是否能搜集資料,報(bào)告內(nèi)容是否合理;(4)是否有團(tuán)結(jié)協(xié)作精神;(5)寫(xiě)作與表達(dá)能力;(6)計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力等?？己说男问?理論與技能考核相結(jié)合?？己顺煽?jī)的評(píng)定:理論測(cè)試成績(jī)占20%;實(shí)訓(xùn)報(bào)告成績(jī)占25%;實(shí)踐環(huán)節(jié)占55%,其中拆裝操作占20%,編程、調(diào)試與排除故障占25%,安全與環(huán)保意識(shí)考核占10%。

機(jī)電一體化綜合實(shí)訓(xùn)的實(shí)施過(guò)程

綜合實(shí)訓(xùn)可促進(jìn)教學(xué)與就業(yè)崗位的“零距離對(duì)接”。一般是針對(duì)崗位群,培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)具備與就業(yè)崗位“零距離對(duì)接”所要求的綜合職業(yè)能力。以往的課程教學(xué)比較強(qiáng)調(diào)課程中知識(shí)點(diǎn)和單項(xiàng)技能的掌握,忽視知識(shí)與技能在實(shí)際工作中的綜合應(yīng)用。綜合實(shí)訓(xùn)則針對(duì)這一問(wèn)題,重點(diǎn)解決如何綜合應(yīng)用知識(shí)與技能來(lái)分析實(shí)際問(wèn)題和處理實(shí)際工作中所遇到的問(wèn)題。

以引導(dǎo)為主,以輔導(dǎo)為輔,堅(jiān)持以學(xué)生為中心在完成任務(wù)的過(guò)程中,讓學(xué)生自己去查資料、自己去尋找答案、遇到問(wèn)題盡量自己去解決、去體會(huì)理論知識(shí)如何應(yīng)用于實(shí)踐活動(dòng)。但教師一定要提供及時(shí)的引導(dǎo)、輔導(dǎo),給予必要的指點(diǎn)、解釋。

采取遞進(jìn)式訓(xùn)練,以團(tuán)隊(duì)方式突出能力培養(yǎng) 遵循以學(xué)生為主體,教師為輔的原則設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程,學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中擁有雙重身份,既是學(xué)習(xí)者,又是教學(xué)活動(dòng)的實(shí)施者。整個(gè)過(guò)程以小組為單位進(jìn)行,并將企業(yè)的“5S”化管理貫穿于其中。具體步驟:(1)現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)知。熟悉現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、明確設(shè)備名稱、工藝流程、操作步驟、安全規(guī)則等。(2)理解知識(shí)。掌握完成該工作任務(wù)必須具備的理解性知識(shí),知道“為什么要這樣操作”。對(duì)操作知識(shí)的分析可以較為詳細(xì),注意細(xì)節(jié),最好能容納操作經(jīng)驗(yàn)、操作訣竅等。(3)拆裝操作。拆裝操作是企業(yè)技術(shù)、維護(hù)人員的經(jīng)常性工作,也是一項(xiàng)必備的技能。通過(guò)拆裝可以了解拆裝的順序,學(xué)會(huì)工具及儀器儀表的使用,深刻領(lǐng)會(huì)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、各部件相互間的關(guān)系,設(shè)備的動(dòng)作情況及工作原理等,將理論知識(shí)融于實(shí)踐操作中。(4)編程與調(diào)試。該環(huán)節(jié)需要小組成員互相討論,集思廣益,默契配合完成,同時(shí)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。(5)排除人為設(shè)置的故障和其他故障。教師通過(guò)巧妙的設(shè)置故障或設(shè)置企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中的常見(jiàn)故障,要求學(xué)生用學(xué)到的理論知識(shí)分析、處理操作中遇到的問(wèn)題,該環(huán)節(jié)可以較好地提升學(xué)生的綜合能力。(6)總結(jié)鞏固。以書(shū)面形式完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告,考查學(xué)生的繪圖能力、文字表達(dá)能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力、實(shí)訓(xùn)總結(jié)等。

采取多種教學(xué)形式,項(xiàng)目引領(lǐng),注重實(shí)訓(xùn)效果 圍繞核心培養(yǎng)目標(biāo),激發(fā)學(xué)生的求知欲。選擇教學(xué)方法時(shí),要強(qiáng)調(diào)該方法必須有助于學(xué)生主動(dòng)、積極地參與,有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能與培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,同時(shí)也必須有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力。具體的操作模式是項(xiàng)目、任務(wù)型教學(xué),即通過(guò)呈現(xiàn)項(xiàng)目任務(wù)—教師演示—模仿操作,逐步達(dá)到技術(shù)操作。其中每一步都圍繞技術(shù)任務(wù)展開(kāi),把技術(shù)和知識(shí)綜合起來(lái),完成預(yù)定的目標(biāo),并有一定的拓展。具體的教學(xué)方法有:(1)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法。采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng),將項(xiàng)目按照學(xué)習(xí)過(guò)程分解成若干個(gè)小任務(wù),圍繞任務(wù)或問(wèn)題引出知識(shí)點(diǎn)或解決方案,結(jié)合實(shí)際操作,再總結(jié)提高,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解與應(yīng)用能力,強(qiáng)化動(dòng)手能力。(2)互動(dòng)交流教學(xué)法。學(xué)生分組對(duì)某個(gè)任務(wù)進(jìn)行討論,通過(guò)學(xué)生互相提問(wèn)與互動(dòng)交流明晰各知識(shí)點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題和分析問(wèn)題的能力,也有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。(3)充分利用多媒體開(kāi)展教學(xué)。利用多媒體,教師可以給學(xué)生提供大量的實(shí)物圖片、信息和機(jī)械內(nèi)部結(jié)構(gòu)等。多媒體和實(shí)際的實(shí)訓(xùn)設(shè)備結(jié)合的教學(xué)方法,能大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促使學(xué)生理解各知識(shí)點(diǎn),拓展學(xué)生的思路。(4)仿真教學(xué)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,借助仿真軟件,不僅能大大縮短新技術(shù)的開(kāi)發(fā)周期,而且可節(jié)約大量的人力和物力。機(jī)電一體化綜合實(shí)訓(xùn)在實(shí)物訓(xùn)練以前,也可借助軟件采用仿真教學(xué),如利用FESTO軟件組建氣動(dòng)回路和電氣控制回路,并進(jìn)行仿真調(diào)試。又如借助觸摸屏和組態(tài)技術(shù),實(shí)現(xiàn)PLC控制的仿真等等。仿真教學(xué)直觀又生動(dòng),學(xué)生非常喜歡,且樂(lè)于接受。

實(shí)訓(xùn)與考證結(jié)合,增強(qiáng)激勵(lì),有助就業(yè) 機(jī)電一體化考證培訓(xùn)課程的內(nèi)容貫穿于實(shí)訓(xùn)過(guò)程中。機(jī)電一體化考證培訓(xùn)課程的培訓(xùn)方式也是以實(shí)際機(jī)電一體化裝置為平臺(tái)的,以裝置中的實(shí)際應(yīng)用為載體,完成各知識(shí)點(diǎn)、能力點(diǎn)的培訓(xùn)。其知識(shí)目標(biāo)和能力目標(biāo)與綜合實(shí)訓(xùn)完全吻合。通過(guò)考證,獲得國(guó)家認(rèn)證,可以為今后的就業(yè)多準(zhǔn)備一塊“敲門磚”。

幾點(diǎn)思考

通過(guò)短短4周的實(shí)訓(xùn),我校學(xué)生普遍感覺(jué)收獲不小,學(xué)生的綜合職業(yè)能力有了較大的提高。首先,大部分學(xué)生能初步將以往零碎的課程知識(shí)和技能進(jìn)行整合并應(yīng)用于實(shí)際工作中。其次,對(duì)現(xiàn)代企業(yè)管理要求的“5S”化有了較深刻的認(rèn)識(shí)。再次,識(shí)圖能力、動(dòng)手能力和撰寫(xiě)報(bào)告等方面的能力均有了較大的提高。達(dá)到這樣的效果,不但要求教師勤于實(shí)踐,練就過(guò)硬的實(shí)踐技能,還要求教師的知識(shí)要全面,能隨時(shí)回答學(xué)生提出的各種問(wèn)題。指導(dǎo)綜合實(shí)訓(xùn)課程對(duì)教師提出了專業(yè)知識(shí)、技能與教學(xué)方法的雙重挑戰(zhàn)。

綜合實(shí)訓(xùn)課程需要綜合性的教學(xué)方案和與之相配套的教學(xué)資源 重視實(shí)訓(xùn)課程勢(shì)必要求加快加大現(xiàn)代化的教學(xué)設(shè)備、實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地的建設(shè)。但這些設(shè)備往往價(jià)格較高、更新快,學(xué)校不可能大量購(gòu)買機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)所需的儀器設(shè)備,因此,借助企業(yè)的力量,如校企共同投入建設(shè)實(shí)驗(yàn)室,或校企合作為機(jī)電一體化專業(yè)建設(shè)實(shí)訓(xùn)基地,將成為支撐機(jī)電一體化改革的必要措施。

實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的教材建設(shè)是實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容體系改革之一目前,機(jī)電一體化專業(yè)實(shí)踐系列教材還處于探索和初步建設(shè)階段,很難找到適用于機(jī)電綜合實(shí)訓(xùn)的教材,機(jī)電一體化綜合實(shí)訓(xùn)使用的都是教師自編的講義。因此,圍繞實(shí)訓(xùn)的目標(biāo)、結(jié)合實(shí)際的訓(xùn)練設(shè)備和根據(jù)本專業(yè)崗位群應(yīng)具備的知識(shí)和能力來(lái)編寫(xiě)實(shí)訓(xùn)教材,從校本教材建設(shè)入手,逐步推進(jìn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)教材建設(shè)是實(shí)訓(xùn)教師的重要工作之一。

另外,由于實(shí)訓(xùn)采取以引導(dǎo)為主,輔導(dǎo)為輔,自主學(xué)習(xí)的方式進(jìn)行,使學(xué)生的個(gè)性得到充分的發(fā)展,但還應(yīng)當(dāng)注意學(xué)生的兩極分化,特別是個(gè)別后進(jìn)生,他們的自學(xué)能力和自控能力都比較差,容易產(chǎn)生依賴思想,所以要合理分工,互相合作,除教師多關(guān)注后進(jìn)生外,還應(yīng)安排優(yōu)秀生幫、拉、帶后進(jìn)生參與整個(gè)實(shí)訓(xùn)過(guò)程。

綜合實(shí)訓(xùn)以項(xiàng)目和任務(wù)為中心,最好能夠反映生產(chǎn)實(shí)際和崗位要求,使技術(shù)知識(shí)實(shí)操化。這種模式不是把技術(shù)知識(shí)平面地展示給學(xué)生,而是把他們組織在完成技術(shù)任務(wù)所必須的空間系統(tǒng)中,講究訓(xùn)練效果。同時(shí),為保證綜合實(shí)訓(xùn)的有效性,要求學(xué)生接受全過(guò)程的操作訓(xùn)練。

實(shí)訓(xùn)方式與過(guò)程多種多樣,需要我們?nèi)ネ晟坪吞接?。有條件的還可以安排到對(duì)口的生產(chǎn)單位或校外實(shí)訓(xùn)基地開(kāi)展實(shí)訓(xùn),或以工學(xué)結(jié)合的方式進(jìn)行?？梢赃m當(dāng)增加一些探索性、自設(shè)性的內(nèi)容,讓學(xué)生有針對(duì)性地以解決一個(gè)生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題來(lái)設(shè)計(jì)總體方案,并實(shí)施全過(guò)程,突出核心能力和綜合能力的培養(yǎng),提升學(xué)生的技能,這也是高職高專教學(xué)改革的主要目標(biāo)。

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作者簡(jiǎn)介:

金芬(1969—),女,江蘇蘇州人,碩士,蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程系講師,研究方向?yàn)殡姎饪刂萍敖虒W(xué)。

陶亦亦(1963—),男,江蘇蘇州人,碩士,蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程系教授,研究方向?yàn)闄C(jī)電控制、高職教育與教學(xué)。

陸春元(1979—),男, 江蘇蘇州人,蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程系講師,江蘇大學(xué)在職碩士研究生,研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)控制工程。