機(jī)電專業(yè)綜合實(shí)踐課程教改方案

胡文偉 錢麗丹

(江西旅游商貿(mào)職業(yè)學(xué)院，江西 南昌 330100)

針對(duì)機(jī)電專業(yè)“培養(yǎng)能夠從事機(jī)電一體化設(shè)備運(yùn)用、調(diào)試、維護(hù)、技術(shù)改造、經(jīng)營(yíng)等工作的高素質(zhì)勞動(dòng)者和技術(shù)技能型人才”這一目標(biāo)，我們提出了“基于機(jī)電類專業(yè)綜合實(shí)踐課程的熱泵干燥機(jī)”的課題。該課題貫穿了機(jī)電專業(yè)幾乎所有課程的學(xué)習(xí)，是一項(xiàng)適合機(jī)電專業(yè)的實(shí)踐性和綜合性很強(qiáng)的研究工作。為了更好地完成課題的研究工作，提高學(xué)生的專業(yè)知識(shí)和執(zhí)業(yè)能力，我們計(jì)劃對(duì)機(jī)電專業(yè)的綜合實(shí)踐課程進(jìn)行教學(xué)改革。

一、教學(xué)內(nèi)容

課題組選擇有一定專業(yè)基礎(chǔ)的高年級(jí)學(xué)生作為實(shí)踐對(duì)象，這部分同學(xué)已經(jīng)經(jīng)過(guò)了、《機(jī)械制造基礎(chǔ)》、《機(jī)械制圖》、《電工基礎(chǔ)》和《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》、等課程的學(xué)習(xí)，具備了基本的職業(yè)素養(yǎng)和相應(yīng)的理論基礎(chǔ)。“基于機(jī)電類專業(yè)綜合實(shí)踐課程的熱泵干燥機(jī)”課題要求師生共同參與，課題組教師帶領(lǐng)學(xué)生查閱專業(yè)學(xué)術(shù)期刊、教育專著及網(wǎng)絡(luò)資源，對(duì)涉及各類熱泵干燥的相關(guān)性能參數(shù)和使用資料進(jìn)行收集整理，同時(shí)對(duì)其他單位設(shè)計(jì)與使用的熱泵進(jìn)行比較，吸取精華，建立實(shí)驗(yàn)裝置。

由于多功能熱泵系統(tǒng)對(duì)不同的環(huán)境、不同的干燥物品有不同的干燥模式，同時(shí)要求熱泵能夠按照不同的干燥模式啟動(dòng)不同的組件，并保證在該工況下正常工作，并隨著干燥的進(jìn)行改變運(yùn)行模式，這就要求熱泵的控制系統(tǒng)比較復(fù)雜。因此熱泵的控制系統(tǒng)是課題研究的核心問(wèn)題，圍繞該課題的《電氣控制技術(shù)》、《單片機(jī)原理及應(yīng)用》、《可編程控制器原理》、《電力拖動(dòng)》等專業(yè)核心課程將不能再按照以前那樣單獨(dú)教授，更不能像之前那樣按照每門課的書本內(nèi)容按部就班的進(jìn)行講解。我們要整合各門課程的教學(xué)順序和每門課程牽涉到的有用知識(shí)，連貫的進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)，同時(shí)融入前沿的設(shè)計(jì)理念和先進(jìn)的熱泵干燥機(jī)信息。例如任務(wù)：熱泵溫度檢測(cè)與控制、熱泵濕度控制等用到傳感與檢測(cè)技術(shù)、可編程控制等知識(shí)，我們經(jīng)過(guò)提煉，為項(xiàng)目任務(wù)的完成提供支持。

熱泵要對(duì)不同的外界環(huán)境，不同的物品干燥溫度都要有較好干燥效率，其中的壓縮機(jī)、冷疑器(內(nèi)、外)、節(jié)流閥、與蒸發(fā)器(內(nèi)、外)要如何配置才能實(shí)現(xiàn)不同工況下的正常工作？為此課題組的師生要在各種條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，收集和分析數(shù)據(jù)，找出不足，進(jìn)行改進(jìn)，及時(shí)分析和解決實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。這一課題任務(wù)的完成，要求整合《Protel軟件》、《機(jī)電設(shè)備故障診斷與維修》、《車工實(shí)訓(xùn)》、《鉗工實(shí)訓(xùn)》、《數(shù)控實(shí)訓(xùn)》等課程的教學(xué)順序和進(jìn)行課程內(nèi)容的正確選取。例如，保溫箱體加工任務(wù)就需要整合焊接和鉗工實(shí)訓(xùn)的知識(shí)。同時(shí)，還要不斷向?qū)W生滲透認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)、吃苦耐勞的職業(yè)素養(yǎng)，同時(shí)讓學(xué)生對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)生直觀的印象。

總之，教學(xué)內(nèi)容要優(yōu)化為合理的項(xiàng)目任務(wù)，這些任務(wù)既要能夠充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，同時(shí)還注意把教師和學(xué)生所花費(fèi)的時(shí)間和精力控制好，防止不切實(shí)際；既注重學(xué)生的個(gè)性發(fā)展，又注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

二、教學(xué)方法

根據(jù)機(jī)電專業(yè)人才培養(yǎng)方案，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，選擇靈活適用的教學(xué)方法，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。建立以培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力為中心的教學(xué)體系，開(kāi)創(chuàng)啟發(fā)式項(xiàng)目教學(xué)，提高學(xué)生的綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。以熱泵干燥機(jī)的實(shí)驗(yàn)為主線，教師把牽涉的專業(yè)課程項(xiàng)目化，合理設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)、組織教學(xué)，建立工作任務(wù)與知識(shí)、技能的聯(lián)系；學(xué)生深入實(shí)驗(yàn)情境，完成項(xiàng)目的過(guò)程中學(xué)習(xí)理論知識(shí)，提高實(shí)踐能力和感受職業(yè)氛圍。

這次綜合實(shí)踐課程的教改方案，是以“恒溫?zé)岜酶稍餀C(jī)的研制與試驗(yàn)”作為一個(gè)項(xiàng)目，學(xué)生與課題組都全程參與。

1、保溫箱體的設(shè)計(jì)

由于課題研制的是恒溫干燥，因此必須制造出保溫的箱體。采用鋁槊板作為箱體的外部板料，輕便美觀，強(qiáng)度也適合。箱體的主結(jié)構(gòu)件采用小號(hào)槽鋼，副結(jié)構(gòu)件采用20的角鋼，材料為QQ235。雖然箱體的結(jié)構(gòu)要求不是太高，但考慮循環(huán)風(fēng)機(jī)在箱體的上部，為了減少震動(dòng)和噪音，選用結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好的槽鋼保溫材料選用20的保溫朔料板，用膠水拈在板子的內(nèi)面。設(shè)計(jì)制作好主要部件的安裝附件：壓縮機(jī)的安裝板；內(nèi)、外蒸發(fā)器的安裝固定板；落水盤的安裝板；循環(huán)風(fēng)機(jī)和空氣能風(fēng)機(jī)的安裝固定板。設(shè)計(jì)制作好貨架、門。使用切割機(jī)對(duì)槽鋼和角鋼下料，然后使用電弧焊把槽鋼焊接好，做好主支架，再把角鋼焊接上去，做成了整個(gè)構(gòu)架。用鋁朔板覆蓋，做好了箱體的外觀。使用自攻螺絲固定，拆卸便捷。使用專門的膠水，把保溫板固定在鋁朔板的內(nèi)面。學(xué)生實(shí)訓(xùn)可按照表格一實(shí)行。

表格一 箱體設(shè)計(jì)制作過(guò)程

2、電器控制線路的設(shè)計(jì)與連接

熱泵干燥裝置的控制電路其實(shí)比較簡(jiǎn)單，各個(gè)部件的邏輯關(guān)系如下：

可以先設(shè)置一個(gè)溫度的區(qū)間(一般是需干燥物品的最合適干燥溫度)，那么，干燥機(jī)基本可以保證干燥箱內(nèi)的溫度一直處于這個(gè)溫度區(qū)間內(nèi)。設(shè)置一個(gè)濕度區(qū)間(指干燥物品最后的濕度要求)，干燥箱內(nèi)的濕度高于設(shè)置濕度時(shí)，啟動(dòng)除濕干燥。溫度、濕度都需要啟動(dòng)時(shí)，溫度優(yōu)先。學(xué)生實(shí)訓(xùn)內(nèi)容可按照表格二實(shí)行。

表格二 控制線路的制作步驟

圖一 單相電機(jī)啟動(dòng)接線圖

3、干燥機(jī)主要部件的安裝于連接

壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器(兩個(gè))、循環(huán)風(fēng)機(jī)、電磁閥、作為熱泵干燥機(jī)的主要附件，要進(jìn)行安裝固定和管路的連接。按照表格三的步驟實(shí)行。

圖二 控制柜接線圖

序號(hào)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容完成人完成情況教師審核評(píng)分1壓縮機(jī)的固定2兩個(gè)蒸發(fā)器的固定3冷凝器的固定4電磁閥的固定5蒸發(fā)器落水盤的固定6連接銅管的焊接7保溫管的處理8干燥系統(tǒng)的檢漏

4、干燥機(jī)的試運(yùn)行與試驗(yàn)

干燥機(jī)全部安裝完成后，進(jìn)行設(shè)備的調(diào)試、試運(yùn)行與試驗(yàn)了。其實(shí)，學(xué)生在這部分要學(xué)的主要是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和科學(xué)的試驗(yàn)方法。按照表格四的步驟實(shí)施。

表格四 試運(yùn)行與試驗(yàn)步驟

每個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行前，教師會(huì)提前布置工作任務(wù)，提出任務(wù)所需達(dá)到的目標(biāo)，講解相關(guān)的知識(shí)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，讓學(xué)生明白所學(xué)知識(shí)和任務(wù)之間的連系，任務(wù)過(guò)程中的注意事項(xiàng)以及完成任務(wù)后應(yīng)該掌握什么知識(shí)和具備什么技能，這是一個(gè)把教師教學(xué)任務(wù)轉(zhuǎn)變成學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)的過(guò)程。學(xué)生受到啟發(fā)引導(dǎo)后，主動(dòng)閱讀教材、參考資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)，訪問(wèn)相關(guān)的課程資源網(wǎng)站獲取所需資料。學(xué)生在完成任務(wù)的過(guò)程中，不斷養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)，分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。當(dāng)然，還要采用其他的教學(xué)方法：

①示范指導(dǎo)法

由于我們的課程是圍繞課題實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的，較之以前的教學(xué)有很大的改變和突破，同時(shí)機(jī)電實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)操作都有一定的危險(xiǎn)性，教師要進(jìn)行示范講解。在示范操作的過(guò)程中，教師傳授學(xué)生知識(shí)，講解操作要點(diǎn)，提出注意事項(xiàng)。學(xué)生按照教師的操作步驟實(shí)施任務(wù)，隨時(shí)和教師溝通，教師進(jìn)行指導(dǎo)。

②提問(wèn)獎(jiǎng)勵(lì)法

提問(wèn)法是傳統(tǒng)的教學(xué)方法之一，有著自身的不可替代的優(yōu)點(diǎn)。在任務(wù)實(shí)施過(guò)程中提問(wèn)，不但可以引起學(xué)生的重視，加深印象，還能激發(fā)學(xué)生的興趣和養(yǎng)成思考的能力。教師通過(guò)提問(wèn)，可以突出重點(diǎn)，解決難題。問(wèn)題回答情況均納入總成績(jī)的考核中。

③小組討論法

任務(wù)下達(dá)后，讓學(xué)生以小組的方式進(jìn)行分組討論，交流想法，不斷優(yōu)化，最終制定合理的項(xiàng)目實(shí)施方案。在完成項(xiàng)目的同時(shí)，也訓(xùn)練了學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

三、教學(xué)手段

教學(xué)改革后，機(jī)電專業(yè)的課程教學(xué)將更充分地運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)。例如，多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子通訊技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)手段，多種教學(xué)手段的融合將使教學(xué)內(nèi)容更直觀形象，便于理解，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣更高，對(duì)知識(shí)的掌握更牢。

1、多媒體演示

多媒體動(dòng)畫演示是一種應(yīng)用廣泛的教學(xué)手段，它可以充分地展示機(jī)械零件的工作動(dòng)態(tài)，例如《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程中的齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)等的工作狀態(tài)；可以形象地描述過(guò)程，例如《機(jī)械制圖》課程中的三面投影過(guò)程。這些知識(shí)很難用語(yǔ)言表達(dá)，經(jīng)過(guò)動(dòng)畫演示后，生動(dòng)直觀，學(xué)生非常容易理解。

2、電子通訊手段

手機(jī)是最常用的電子設(shè)備，學(xué)生可以方便地從手機(jī)上搜索需要的資料和信息，每次布置任務(wù)后，學(xué)生都要用手機(jī)或電腦先查閱大量的相關(guān)資料；手機(jī)也是現(xiàn)代課堂的必備武器，師生之間的作業(yè)的布置、交流與互動(dòng)等都是以手機(jī)為載體，運(yùn)用先進(jìn)教學(xué)軟件，例如Umu、藍(lán)墨云班課等互動(dòng)平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)。學(xué)生還可以利用手機(jī)作為延伸課堂內(nèi)容的學(xué)習(xí)工具，拓展知識(shí)，進(jìn)一步提升自己。

3、實(shí)驗(yàn)操作手段

實(shí)驗(yàn)或操作是學(xué)生鍛煉實(shí)踐技能的最有效的途徑?！盎跈C(jī)電類專業(yè)綜合實(shí)踐課程的熱泵干燥機(jī)”課題的實(shí)踐性是非常強(qiáng)的，不但鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，加深學(xué)生對(duì)項(xiàng)目中機(jī)械和電氣自動(dòng)控制相互配合的理解，也讓課題組成員和學(xué)生在完成課題的同時(shí)，對(duì)于機(jī)電產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制作流程有更深的體會(huì)。每次的項(xiàng)目任務(wù)都有對(duì)應(yīng)的操作技能練習(xí)，特別是有些項(xiàng)目任務(wù)直接和課題實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)，教師要先進(jìn)行示范教學(xué)，之后學(xué)生操作。

四、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

每門課程按項(xiàng)目完成情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)考核。一般根據(jù)出勤情況、平時(shí)表現(xiàn)、任務(wù)完成情況、期終考試四部分進(jìn)行評(píng)價(jià)。

出勤情況：出勤成績(jī)占總成績(jī)的10%(缺勤5次以上，該課成績(jī)?cè)u(píng)定為零分)。課程的所有環(huán)節(jié)均要求學(xué)生參與并簽到，無(wú)故缺勤5次或以上者，取消本門課程的考試資格。

平時(shí)表現(xiàn)：平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)的20%。包括學(xué)習(xí)態(tài)度、回答問(wèn)題情況、協(xié)作能力等方面。具體打分按照表格五實(shí)施。

表格五 學(xué)生評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

任務(wù)完成情況：任務(wù)完成成績(jī)占總成績(jī)的40%。包括任務(wù)前的準(zhǔn)備(查閱資料情況)，任務(wù)實(shí)施過(guò)程中操作熟練程度(事故或失誤率多少)和任務(wù)后的自評(píng)、互評(píng)和點(diǎn)評(píng)(產(chǎn)品合格情況或?qū)嶒?yàn)結(jié)果)。不參與任務(wù)的同學(xué)，該任務(wù)判為零分。期終考試：期終成績(jī)占總成績(jī)的30%。主要考察學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握情況以及學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。

作為具有綜合實(shí)踐性的研究課題，我們希望通過(guò)本課題的研究，不單學(xué)生的專業(yè)知識(shí)，實(shí)踐能力和職業(yè)素養(yǎng)有了極大的提高，教師的職教能力，鉆研精神也得到極大的改善。

《“基于機(jī)電類專業(yè)綜合實(shí)踐課程的熱泵干燥機(jī)”》課題組。