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課程體系是一個(gè)專(zhuān)業(yè)所設(shè)置的課程相互間的分工與配合,是由各類(lèi)課程構(gòu)成的有機(jī)的、完整的統(tǒng)一體,是學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)與培養(yǎng)規(guī)劃的具體化,課程體系是否合理直接關(guān)系到人才培養(yǎng)的質(zhì)量。合理的課程體系應(yīng)根據(jù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn),以企業(yè)崗位需求為導(dǎo)向,結(jié)合企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)案例進(jìn)行構(gòu)建,所培養(yǎng)的人才應(yīng)能夠適應(yīng)科技和社會(huì)發(fā)展的需要,具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、較寬的知識(shí)面、較強(qiáng)的實(shí)踐能力和較高的綜合素質(zhì),并且具有一定的創(chuàng)新精神。目前,企業(yè)所需要數(shù)控技術(shù)人才主要有3個(gè)方面:進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的操作和日常維護(hù)工作的技術(shù)工人、從事數(shù)控編程的工藝人員以及數(shù)控維修人員。從人才崗位需求的調(diào)研情況分析,數(shù)控類(lèi)技術(shù)人才中操作工所占比例最大,其次為數(shù)控編程員,最后為數(shù)控維修員。因此,做為以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的高等院校,可結(jié)合企業(yè)對(duì)人才的需求情況,將數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用分為兩個(gè)方向:以機(jī)為主的數(shù)控編程與加工技術(shù);以電為主的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用與數(shù)控設(shè)備維修。根據(jù)本院校機(jī)制專(zhuān)業(yè)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用為目標(biāo)定位的發(fā)展方向和現(xiàn)有教學(xué)資源,將培養(yǎng)數(shù)控加工工藝、編程與操作人才作為目標(biāo),結(jié)合職業(yè)崗位能力要求,構(gòu)建以零件加工為中心的數(shù)控技術(shù)課程體系。通過(guò)相關(guān)課程教學(xué),使學(xué)生掌握機(jī)制專(zhuān)業(yè)必備的工程材料與熱處理、互換性與測(cè)量技術(shù)和金屬切削加工工藝等基本知識(shí),具備數(shù)控機(jī)床的操作、日常維護(hù)和編制中等復(fù)雜程度機(jī)械零件的數(shù)控工藝規(guī)程和加工程序的能力,并且能運(yùn)用三維CAD/CAM軟件進(jìn)行三維造型設(shè)計(jì)和自動(dòng)編程。
2目前數(shù)控技術(shù)課程體系存在的問(wèn)題
(1)課程教學(xué)內(nèi)容缺乏系統(tǒng)性。數(shù)控技術(shù)屬于一門(mén)綜合性技術(shù)類(lèi)課程,綜合應(yīng)用CAD/CAM、機(jī)械加工工藝、機(jī)械制造和數(shù)控機(jī)床與編程等相關(guān)內(nèi)容,這些課程之間應(yīng)該是相輔相成,相互關(guān)聯(lián)的。但是,在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中,這些課程的教學(xué)內(nèi)容設(shè)置未從數(shù)控技術(shù)人才的需求角度進(jìn)行系統(tǒng)性的統(tǒng)籌安排,沒(méi)有將相關(guān)課程構(gòu)成課程體系,所確定的教學(xué)內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立,沒(méi)有考慮其它相關(guān)課程的開(kāi)設(shè)情況,缺乏必要的銜接。例如:本校開(kāi)設(shè)的《機(jī)械制造技術(shù)》課程中涉及零件加工工藝的內(nèi)容,但學(xué)生卻無(wú)從檢驗(yàn)所制定的工藝是否合理。而《數(shù)控機(jī)床與編程》課程又只側(cè)重?cái)?shù)控編程本身,對(duì)加工工藝的制定過(guò)程重視不夠。在課程設(shè)置時(shí),如果只針對(duì)該課程本身單獨(dú)確定教學(xué)內(nèi)容,則不利于學(xué)生理解掌握完整的零件數(shù)控加工過(guò)程,導(dǎo)致學(xué)生不能系統(tǒng)的掌握所學(xué)知識(shí),無(wú)法提高綜合應(yīng)用能力。因此,在課程內(nèi)容設(shè)置時(shí)應(yīng)充分考慮機(jī)制專(zhuān)業(yè)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用方向?qū)χR(shí)體系的要求,通過(guò)一條主線,將相關(guān)課程的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有效串聯(lián),按照企業(yè)對(duì)數(shù)控技術(shù)人才的需求進(jìn)行教學(xué)。
(2)課程理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)未較好融合,且教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際脫節(jié)。目前,本校的理論課程與實(shí)踐課程均為單獨(dú)開(kāi)設(shè),獨(dú)立完成,由此會(huì)導(dǎo)致理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)不能較好地融合。考慮到目前企業(yè)數(shù)控系統(tǒng)的使用情況和市面適合使用的教材,本校理論課程采用Fanuc系統(tǒng),但是學(xué)校工程實(shí)訓(xùn)中心使用的機(jī)床為華中數(shù)控系統(tǒng),由此導(dǎo)致理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)出現(xiàn)分離,雖然兩者在編程和操作方面比較接近,但是對(duì)于初學(xué)者而言?xún)烧卟唤y(tǒng)一會(huì)對(duì)系統(tǒng)地掌握編程和操作方法產(chǎn)生較大的阻礙。目前所進(jìn)行的數(shù)控實(shí)訓(xùn),主要目的是讓學(xué)生掌握數(shù)控機(jī)床的操作與編程,而對(duì)于零件加工工藝卻沒(méi)有嚴(yán)格按照企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)編制相關(guān)工藝文件,如此進(jìn)行的實(shí)踐教學(xué)沒(méi)有充分結(jié)合《機(jī)械制造技術(shù)》課程所學(xué)的理論知識(shí),由此培養(yǎng)的人才難以適應(yīng)數(shù)控編程技術(shù)崗位的需求,脫離了加工工藝的數(shù)控實(shí)訓(xùn)僅僅只能夠培養(yǎng)機(jī)床操作工人,這與本校數(shù)控技術(shù)應(yīng)用方向人才培養(yǎng)定位存在偏離。
3數(shù)控技術(shù)課程體系的構(gòu)建
3.1數(shù)控技術(shù)課程體系結(jié)構(gòu)與內(nèi)容的確定
建立數(shù)控技術(shù)課程體系首先必須根據(jù)企業(yè)崗位對(duì)人才的要求,設(shè)置課程體系結(jié)構(gòu),確立課程體系所包括的課程及每門(mén)課程的地位、作用,注重課程之間的內(nèi)在聯(lián)系和相互銜接。在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置上以實(shí)用、夠用為原則,選擇能夠充分反映本課程體系最必須、最實(shí)用的內(nèi)容,對(duì)課程中的重復(fù)內(nèi)容和繁瑣的理論推導(dǎo)等實(shí)用性不強(qiáng)的理論進(jìn)行壓縮,確保課程教學(xué)的效果和效率。根據(jù)本校機(jī)制專(zhuān)業(yè)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用方向所開(kāi)設(shè)的課程和從事數(shù)控編程工藝人員的專(zhuān)業(yè)知識(shí)要求及崗位能力需求,將《機(jī)械制圖》《互換性與技術(shù)測(cè)量》《工程材料》和《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》作為機(jī)制專(zhuān)業(yè)數(shù)控技術(shù)方向的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生制圖、讀圖的能力,使學(xué)生了解零件加工的各項(xiàng)技術(shù)要求,掌握工程材料的基礎(chǔ)知識(shí)和毛坯成型、零件加工的基本理論,培養(yǎng)分析和解決機(jī)械制造過(guò)程中一般技術(shù)問(wèn)題的能力,為后續(xù)數(shù)控技術(shù)核心課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。作為數(shù)控技術(shù)課程體系的核心課程《數(shù)控機(jī)床與編程》和《機(jī)械CAD/CAM》一方面使學(xué)生掌握基本數(shù)控加工編程方法,另一方面結(jié)合數(shù)控技術(shù)的發(fā)展需要使學(xué)生熟練操作一種CAD/CAM軟件。除了理論課程以外,還應(yīng)開(kāi)設(shè)制圖測(cè)繪實(shí)訓(xùn)、機(jī)械加工工藝課程設(shè)計(jì)和數(shù)控機(jī)床實(shí)訓(xùn)。通過(guò)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)使學(xué)生在掌握理論知識(shí)的基礎(chǔ)上,提升動(dòng)手能力和工程實(shí)踐能力。在開(kāi)設(shè)必修的理論課程和實(shí)踐課程的基礎(chǔ)上,還可結(jié)合企業(yè)需求開(kāi)設(shè)《模具制造工藝》和《先進(jìn)制造技術(shù)》等選修課程或涉及制造業(yè)新思維、新知識(shí)、新技術(shù)的專(zhuān)題講座,讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛(ài)好及對(duì)今后的發(fā)展目標(biāo)自主選擇學(xué)習(xí)。
3.2以零件加工為中心的數(shù)控課程體系構(gòu)建的思路
在課程體系構(gòu)建時(shí)可以典型零件加工為主線,將相關(guān)課程的理論和實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行有效串聯(lián)。以實(shí)際生產(chǎn)中一些典型零件的加工為案例,如可分為軸類(lèi)、盤(pán)套類(lèi)、平面輪廓類(lèi)、曲面輪廓類(lèi)和箱體類(lèi)幾種加工項(xiàng)目,每一類(lèi)零件按照由易到難,分為若干個(gè)零件加工項(xiàng)目,如軸類(lèi)零件加工可具體分為階梯軸、曲面軸和偏心軸等項(xiàng)目,所確定的項(xiàng)目一方面要能夠反映企業(yè)真實(shí)的加工案例,另一方面要覆蓋數(shù)控技術(shù)課程體系中所有的知識(shí)點(diǎn)。同時(shí),將每個(gè)零件加工項(xiàng)目劃分為若干個(gè)任務(wù)階段,按照學(xué)生的課程學(xué)習(xí)過(guò)程,將數(shù)控技術(shù)課程體系的相關(guān)知識(shí)點(diǎn),如零件三維建模、零件加工工藝設(shè)計(jì)、數(shù)控編程和數(shù)控機(jī)床操作等內(nèi)容,通過(guò)若干個(gè)典型零件加工的項(xiàng)目串聯(lián)起來(lái),形成系統(tǒng)的知識(shí)體系。在課程教學(xué)過(guò)程中,所有課程都以零件加工為中心,以完成加工項(xiàng)目為目標(biāo),將項(xiàng)目教學(xué)法貫穿始終。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,綜合利用所學(xué)的機(jī)械制圖、互換性與技術(shù)測(cè)量、工程材料和機(jī)械制造技術(shù)等專(zhuān)業(yè)知識(shí),分析零件圖樣,創(chuàng)建三維實(shí)體模型,根據(jù)加工條件選擇合適毛坯、加工設(shè)備和刀具,擬定詳細(xì)的數(shù)控加工工藝規(guī)程,并借助數(shù)控仿真軟件進(jìn)行手工編程或利用CAD/CAM軟件完成自動(dòng)編程,最后在工程實(shí)訓(xùn)中心利用加工設(shè)備完成零件加工,并對(duì)有關(guān)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè),根據(jù)零件加工情況,分析加工過(guò)程中各種誤差產(chǎn)生的原因,同時(shí)針對(duì)原因提出改進(jìn)措施。通過(guò)構(gòu)建以零件加工為中心的數(shù)控課程體系,將企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)案例作為項(xiàng)目引入課程教學(xué),以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué),不僅能夠使學(xué)生了解企業(yè)完整的零件加工過(guò)程,改變目前教學(xué)過(guò)程中工藝設(shè)計(jì)與加工制造分離的現(xiàn)狀,而且還可以通過(guò)具體的項(xiàng)目,使學(xué)生具有明確的學(xué)習(xí)目的,充分激發(fā)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,系統(tǒng)地掌握所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐知識(shí),提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。通過(guò)完成項(xiàng)目在學(xué)校內(nèi)模擬企業(yè)工作環(huán)境,培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)與職業(yè)技能,提高技術(shù)應(yīng)用能力,為學(xué)生今后就業(yè)及盡快適應(yīng)崗位需求奠定基礎(chǔ)。
3.3編寫(xiě)適用于課程教學(xué)的教材
關(guān)鍵詞:過(guò)程控制;教學(xué)改革;教學(xué)方法
作者簡(jiǎn)介:陳容紅(1979-),女,湖北京山人,北京電子科技職業(yè)學(xué)院自動(dòng)化工程學(xué)院,講師;肖瑩(1972-),女,內(nèi)蒙古牙克石人,北京電子科技職業(yè)學(xué)院自動(dòng)化工程學(xué)院,高級(jí)講師。(北京100176)
基金項(xiàng)目:本文系北京電子科技職業(yè)學(xué)院科研基金資助項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):YYR2009037)的研究成果。
中圖分類(lèi)號(hào):G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2012)10-0074-02
過(guò)程控制是一門(mén)與工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程聯(lián)系十分密切的課程,在整個(gè)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的課程體系中占有重要的地位。[1]它主要針對(duì)六大參數(shù)的控制問(wèn)題,包括溫度、壓力、流量、液位、成分和物性等,[2]能在新建的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中起到巨大的作用,同時(shí)也能在傳統(tǒng)工業(yè)的改造中,節(jié)約能源和原材料、提高質(zhì)量、減少污染。過(guò)程控制技術(shù)是控制理論、自動(dòng)化儀器儀表、工藝知識(shí)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)等知識(shí)相結(jié)合而構(gòu)成的一門(mén)應(yīng)用學(xué)科。[3,4]
高職教育的目的是培養(yǎng)合格的技能應(yīng)用型人才。為了提高學(xué)生素質(zhì),需注重對(duì)他們進(jìn)行綜合職業(yè)能力的培養(yǎng),包括知識(shí)運(yùn)用能力、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和可持續(xù)發(fā)展能力等。
近年來(lái),隨著現(xiàn)代控制理論的廣泛應(yīng)用以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展,“過(guò)程控制”這門(mén)課程的內(nèi)容不斷更新,傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)很難取得好的教學(xué)效果。結(jié)合“過(guò)程控制”的課程特點(diǎn)、社會(huì)對(duì)高職人才的需求以及多年來(lái)的授課經(jīng)驗(yàn),筆者合理安排教學(xué)內(nèi)容、改革實(shí)踐教學(xué)、改進(jìn)教學(xué)手段與方法,取得了較好的教學(xué)效果。
一、合理安排教學(xué)內(nèi)容
目前過(guò)程控制技術(shù)的教材很多,其中也有不少教材引入了一些新技術(shù)、新方法,但基本上都是指導(dǎo)理論學(xué)習(xí)的,理論與實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié),學(xué)生學(xué)習(xí)之后,不能學(xué)以致用。
高職學(xué)生更加重視知識(shí)運(yùn)用能力、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力的培養(yǎng)。為此,筆者對(duì)過(guò)程控制課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了精心地選擇、較大地整合和創(chuàng)新。
1.對(duì)教學(xué)內(nèi)容的選擇
根據(jù)本專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn),精心選擇教學(xué)內(nèi)容;強(qiáng)化專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí),重點(diǎn)介紹該門(mén)課程最基本、最重要的內(nèi)容,刪除一些相對(duì)落后的和重復(fù)性?xún)?nèi)容的介紹;做到授課內(nèi)容豐富、信息量大、概念清晰、調(diào)理清楚。
2.注重與先修課程的交叉和融合
過(guò)程控制與自動(dòng)化系的很多先修課程聯(lián)系緊密,比如自動(dòng)控制原理、PLC控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制、傳感與檢測(cè)等相關(guān)課程。為了使過(guò)程控制課程更好地與其他先修課程進(jìn)行交叉和融合,教師對(duì)各章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行了適當(dāng)?shù)倪x取和重新編排。這樣,學(xué)生能更清楚本門(mén)課程在自動(dòng)化課程體系中的位置和作用。
3.注重理論聯(lián)系實(shí)際
把實(shí)驗(yàn)以及實(shí)際工程中的實(shí)例引入課堂,結(jié)合實(shí)際來(lái)講解理論知識(shí),讓學(xué)生更容易理解教材中抽象的理論知識(shí)。
4.拓展教學(xué)內(nèi)容
課堂上讓學(xué)生進(jìn)行控制系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì),積累工程經(jīng)驗(yàn),為今后從事自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、項(xiàng)目管理等工作打下良好的基礎(chǔ)。
5.跟蹤新技術(shù)、新發(fā)展
過(guò)程控制中一些新技術(shù)、新發(fā)展不斷涌現(xiàn),教師及時(shí)跟蹤過(guò)程控制技術(shù)、儀表技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的最新發(fā)展,隨時(shí)把它們補(bǔ)充到課堂內(nèi)容中來(lái)。
二、改革實(shí)踐教學(xué)
實(shí)踐教學(xué)在高等院校人才培養(yǎng)和改革發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用,是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)和工程素養(yǎng)的主要途徑。尤其是高職院校,實(shí)踐教育開(kāi)展得好,人才培養(yǎng)就有了保證。筆者主要從以下方面進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)改革。
1.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置,精選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
針對(duì)過(guò)程控制課程的特點(diǎn),考慮學(xué)生基本技能、實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)和工程素質(zhì)的培養(yǎng)要求,學(xué)校建設(shè)了過(guò)程控制實(shí)訓(xùn)室。
過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)包括:上水箱、下水箱、PLC、超聲波液位傳感器、流量傳感器、壓力傳感器、壓力表、溫度傳感器、比例調(diào)節(jié)閥、氣動(dòng)控制閥、手動(dòng)閥、離心泵、離心泵控制電機(jī)、電容式臨近開(kāi)關(guān)、浮子式液位開(kāi)關(guān)、溢出報(bào)警液位開(kāi)關(guān)、加熱器、上位機(jī)和相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)等。
該實(shí)驗(yàn)室綜合了自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化儀表技術(shù)等。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室綜合利用所學(xué)的理論知識(shí),完成與課堂內(nèi)容配套的相關(guān)實(shí)驗(yàn),包括液位、流量、壓力、溫度等的控制實(shí)驗(yàn),包括上水箱兩點(diǎn)液位控制實(shí)驗(yàn)、兩點(diǎn)溫度控制實(shí)驗(yàn)、上水箱液位連續(xù)閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)、流量閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)、壓力閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)、溫度閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)等。
在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮O(shè)計(jì)方案,進(jìn)行手動(dòng)閥的不同開(kāi)關(guān)組合,實(shí)現(xiàn)不同的控制回路。同時(shí),根據(jù)不同的控制對(duì)象,進(jìn)行不同的參數(shù)設(shè)置,應(yīng)用不同的程序,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)獨(dú)立控制系統(tǒng)的控制。通過(guò)工作站的接口模塊,可方便地將輸入、輸出信息與PLC相連,并在PLC的環(huán)境下編寫(xiě)控制程序。另外,通過(guò)設(shè)備上的模擬量接口與EasyPort相連,再通過(guò)電纜與計(jì)算機(jī)連接,可通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備輸入信號(hào)的測(cè)量及對(duì)輸出信號(hào)的控制。
學(xué)生通過(guò)對(duì)手動(dòng)閥的不同開(kāi)關(guān)組合來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的控制回路,通過(guò)對(duì)軟件的PID等參數(shù)設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的控制方法。學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性高,他們認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分析實(shí)驗(yàn)曲線,直到得出滿意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過(guò)實(shí)驗(yàn),鞏固了課堂上學(xué)到的理論知識(shí),進(jìn)一步提高了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
2.實(shí)訓(xùn)裝置與仿真軟件相結(jié)合
由于實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備套數(shù)有限,不能滿足班級(jí)所有同學(xué)同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的要求,教師設(shè)計(jì)了過(guò)程控制仿真軟件,同學(xué)們分組進(jìn)行硬件實(shí)驗(yàn)和仿真實(shí)驗(yàn)。
在該仿真系統(tǒng)中,可通過(guò)選擇參數(shù)、設(shè)定控制對(duì)象來(lái)觀察不同控制系統(tǒng)中過(guò)程的動(dòng)態(tài)曲線。
實(shí)踐證明,過(guò)程控制實(shí)訓(xùn)裝置與仿真軟件相結(jié)合的實(shí)踐教學(xué),大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高了學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,取得了較好的教學(xué)效果。
3.嘗試一體化、多層次、開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式
根據(jù)實(shí)驗(yàn)的難度和對(duì)學(xué)生的不同要求,對(duì)過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)分為以下幾個(gè)方面:基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、研究性實(shí)驗(yàn)。
基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)是大綱要求的必做的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過(guò)儀表的調(diào)試、調(diào)節(jié)器參數(shù)的設(shè)置和數(shù)據(jù)的采集與分析,培養(yǎng)一定的實(shí)驗(yàn)技能,達(dá)到了解實(shí)驗(yàn)裝置和控制對(duì)象的目的。
綜合性實(shí)驗(yàn)更全面地涉及相關(guān)理論知識(shí),學(xué)生需在教師的監(jiān)督指導(dǎo)下獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn),充分發(fā)揮自主創(chuàng)造性,大大提高學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
研究性實(shí)驗(yàn)主要吸納少部分對(duì)本課程感興趣的優(yōu)秀學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng),讓學(xué)生參與資料的收集、系統(tǒng)的涉及以及硬件的調(diào)試等,在教師的指導(dǎo)下開(kāi)展獨(dú)立的專(zhuān)題研究,從而提高學(xué)生的科研能力和專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)。
一體化、多層次、開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性,學(xué)生跑市場(chǎng)、查資料、參與開(kāi)發(fā),開(kāi)闊了視野,增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的興趣。
三、改進(jìn)教學(xué)手段與方法
過(guò)程控制課程實(shí)踐性強(qiáng),與生產(chǎn)過(guò)程密切結(jié)合,但目前現(xiàn)有教材中理論知識(shí)較多,學(xué)生學(xué)習(xí)之后,不能學(xué)以致用。筆者改革了傳統(tǒng)的教學(xué)手段和方法。
1.采用啟發(fā)式教學(xué)
對(duì)課程的重點(diǎn)及難點(diǎn)問(wèn)題,進(jìn)行課堂提問(wèn)或課堂討論,加強(qiáng)與學(xué)生的互動(dòng),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2.充分利用相關(guān)軟件
過(guò)程控制課程中有大量的工藝流程圖、方框圖和原理圖,對(duì)于這部分內(nèi)容的教學(xué),筆者采用多媒體和傳統(tǒng)板書(shū)相結(jié)合的方法,充分發(fā)揮多媒體直觀、生動(dòng)、信息量大的特點(diǎn),提高教學(xué)效果。同時(shí),利用組態(tài)軟件等現(xiàn)代化的教學(xué)手段,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)過(guò)程控制課程的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)提高了教學(xué)效果。
3.跟蹤課程發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)
教師可以在授課過(guò)程中及時(shí)向?qū)W生介紹學(xué)科發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)。特別是近年來(lái)智能控制、魯棒控制、自適應(yīng)控制等方面,控制理論取得了重要進(jìn)展,教師在課堂上可選取一部分與授課內(nèi)容相近的知識(shí)介紹給學(xué)生,以保持課程內(nèi)容的先進(jìn)性。
另外,積極引導(dǎo)學(xué)生充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,登陸相關(guān)的專(zhuān)業(yè)網(wǎng)站,閱讀有關(guān)的學(xué)術(shù)期刊,了解目前所學(xué)知識(shí)在本領(lǐng)域所處的位置,從而讓他們能站在更高的起點(diǎn),更好地適應(yīng)學(xué)科未來(lái)的發(fā)展需求。
四、結(jié)束語(yǔ)
在過(guò)程控制課程的教學(xué)改革中,筆者通過(guò)科學(xué)地安排理論與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、改革實(shí)踐教學(xué)、改進(jìn)教學(xué)手段與方法,大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高了學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手和創(chuàng)新能力。
但僅有以上三方面的改革還是不夠的,高水平的師資隊(duì)伍是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)、提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。課堂是教師工作的高雅藝術(shù)舞臺(tái),課堂教學(xué)給了教師在這個(gè)學(xué)術(shù)殿堂上展示才華的機(jī)會(huì)。一堂出色的課堂教學(xué),會(huì)使莘莘學(xué)子受益匪淺,終身難忘。因此,教師還需在教學(xué)思想、教學(xué)觀念、教學(xué)藝術(shù)等方面多下工夫,勤思考、多改善,利用教材建設(shè)、實(shí)踐改革、教學(xué)方法改進(jìn)等,進(jìn)一步提高過(guò)程控制課程的教學(xué)質(zhì)量與效果。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞: 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 學(xué)習(xí)興趣 教材 教學(xué)方法 實(shí)踐能力
計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域,主要研究如何將計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制理論應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。它是我國(guó)高等工科院校中高職和高專(zhuān)各類(lèi)工業(yè)電氣自動(dòng)化、機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、自動(dòng)化儀表、測(cè)控技術(shù)等主干專(zhuān)業(yè)課之一。由于計(jì)算機(jī)控制技術(shù)理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng),同時(shí)變化和發(fā)展較快,新知識(shí)層出不窮,如何在有限的課時(shí)內(nèi)教給學(xué)生基本的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐技能,對(duì)廣大教師來(lái)說(shuō)是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。教學(xué)實(shí)踐中,我在以下幾個(gè)方面作了一些有目的的嘗試。
1.培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性
“興趣是最好的老師”,培養(yǎng)學(xué)生的興趣是關(guān)鍵。不論教師講得多好,如果學(xué)生對(duì)講的內(nèi)容不感興趣、感覺(jué)沒(méi)用,他就不會(huì)努力學(xué)習(xí)這門(mén)課程,教學(xué)肯定是不成功的。為了避免學(xué)生出現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)這門(mén)課的誤解,對(duì)它失去興趣,起初上課時(shí),教師不要講授太多太深的理論知識(shí),可結(jié)合學(xué)生所學(xué)專(zhuān)業(yè),進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)參觀和動(dòng)畫(huà)演示。實(shí)例的有效引入,可以讓學(xué)生了解計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的實(shí)用性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性調(diào)動(dòng)起來(lái)了,教學(xué)也就成功了一半。另外,還可利用網(wǎng)絡(luò)通訊工具和學(xué)生交流,鞏固學(xué)生已經(jīng)樹(shù)立起來(lái)的學(xué)習(xí)積極性,如在網(wǎng)上論壇上設(shè)立留言板和討論板,學(xué)生可以向教師提出問(wèn)題,教師在網(wǎng)上解答學(xué)生的問(wèn)題,同時(shí)教師也可以在網(wǎng)上相關(guān)材料,讓學(xué)生展開(kāi)討論,這樣能極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使得以往教師的“滿堂灌”的填鴨式教學(xué)變成學(xué)生自主式學(xué)習(xí)。
2.精心選擇教材,吃透教材,形成適合教學(xué)的講義
作為一門(mén)現(xiàn)代的交叉學(xué)科,計(jì)算機(jī)控制涉及自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)等諸多學(xué)科,呈現(xiàn)開(kāi)放性、集散性、智能性和信息電子化與網(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn)。基于本學(xué)科的這種特征,初學(xué)者很難掌握計(jì)算機(jī)控制的精髓,并應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。因此,一本好的教材將有助于初學(xué)者理解、掌握和應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)。
選用教材的原則:首先,根據(jù)教學(xué)大綱選擇教材,對(duì)于高職學(xué)生,不能選擇本科教材,因?yàn)閷?duì)于不同的學(xué)生,教材的側(cè)重點(diǎn)不同,但教師可以選用本科教材作為參考書(shū)。其次,盡可能選用優(yōu)秀教材、名校教材。最后,不能只憑訂書(shū)單上的名稱(chēng)和簡(jiǎn)介來(lái)選定教材,選定之前應(yīng)該看到樣本。總之,選擇合適的教材,既要有利于教師設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程,又要有助于學(xué)生的學(xué)習(xí)。
教師拿到教材后,應(yīng)盡早地備課。教師必須吃透教材,做到融會(huì)貫通,舉一反三。這樣才能對(duì)教材有整體把握,才能根據(jù)大綱的要求,合理地安排章節(jié)的取舍、章節(jié)的學(xué)時(shí)數(shù),包括理論課、實(shí)踐課等。教師應(yīng)當(dāng)發(fā)揮創(chuàng)造性,應(yīng)該有自己的風(fēng)格,不能“照本宣科”,要適當(dāng)?shù)卮┎逡恍?shí)際的資料,從而形成適合教學(xué)的講義,提高教學(xué)質(zhì)量。
目前,我院正在進(jìn)行示范校建設(shè),將逐步對(duì)專(zhuān)業(yè)課教材進(jìn)行改革,我所講授的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程也進(jìn)行了一些有目的的嘗試。其核心就是采用“基于工作過(guò)程”的教學(xué)模式,使教材更接近學(xué)生實(shí)際,更接近生產(chǎn)實(shí)際。
3.以學(xué)生為主體,不斷改進(jìn)教學(xué)方法
計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程的內(nèi)涵十分豐富,涉及的知識(shí)單元和知識(shí)點(diǎn)很多。因此在教學(xué)過(guò)程中,教師不僅要培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)控制技術(shù),而且要培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)分析和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的技能。實(shí)施“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”的教學(xué),課堂教學(xué)中往往以教師講課為主,要求學(xué)生緊跟教師的思路,但是教學(xué)方法極易造成教與學(xué)的脫節(jié),限制學(xué)生創(chuàng)造力的正常發(fā)揮。因此,教師應(yīng)以學(xué)生為主體,緊扣教學(xué)大綱所確定的培養(yǎng)目標(biāo),以應(yīng)用為目的,以必需夠用為尺度,打破課程界限,將相關(guān)課程的知識(shí)點(diǎn)加以整合,按照“實(shí)際、實(shí)用、實(shí)踐”的原則重新組織教學(xué)內(nèi)容。這是計(jì)算機(jī)控制技術(shù)教學(xué)方法的重要方面,也為教師在講課過(guò)程中提出了更高要求。
根據(jù)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程教學(xué)的實(shí)際要求,現(xiàn)有課程一般都在多媒體網(wǎng)絡(luò)教室中授課。教師通過(guò)廣播系統(tǒng)可將講課內(nèi)容和操作計(jì)算機(jī)的過(guò)程同步顯示在所有的學(xué)生機(jī)上,可以使講解的內(nèi)容更加直觀形象,更易于理解,極大地豐富課堂教學(xué)內(nèi)容,加大傳遞信息的容量,提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。但這種方式也有不足之處,首先,多數(shù)學(xué)生可能沒(méi)有接觸過(guò)這種教學(xué)方法,缺乏相應(yīng)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。其次,授課過(guò)程中,教師將講課內(nèi)容制作成電子教案或教學(xué)課件進(jìn)行課堂演示,信息量大,如果速度太快,學(xué)生將無(wú)法做到邊聽(tīng)課邊做筆記,學(xué)生印象較淺,容易遺忘。因此,我改進(jìn)了教學(xué)方法,建立了個(gè)人的網(wǎng)站,為學(xué)生提供教學(xué)相關(guān)的信息資源支持環(huán)境。學(xué)生可以通過(guò)上網(wǎng)獲取教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃等文件,也可以下載相關(guān)學(xué)習(xí)課件、實(shí)驗(yàn)素材和習(xí)題等,進(jìn)行復(fù)習(xí)或自學(xué),以加強(qiáng)和鞏固課堂上所學(xué)的內(nèi)容。另外,教師在教學(xué)過(guò)程中的角色轉(zhuǎn)換也是一個(gè)重要環(huán)節(jié),除了原有理論課教學(xué)、上機(jī)指導(dǎo)、習(xí)題課以外,還需加強(qiáng)包括網(wǎng)上通知、網(wǎng)上答疑、在線討論等方面與學(xué)生的溝通和交流。
4.強(qiáng)調(diào)實(shí)踐環(huán)節(jié),以培養(yǎng)學(xué)生能力為中心
計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是一門(mén)實(shí)用性很強(qiáng)的課程,既有理論又有實(shí)踐,既講方法又講動(dòng)手能力。許多知識(shí)和技能是要靠學(xué)生自己動(dòng)手,在實(shí)踐中獲取的,實(shí)踐是學(xué)生認(rèn)知的重要環(huán)節(jié)。經(jīng)驗(yàn)表明,通過(guò)實(shí)踐可以提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決實(shí)際問(wèn)題的能力,可以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力,可以提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,可以提高學(xué)生基于問(wèn)題式的學(xué)習(xí)能力。
合理安排課堂講授與實(shí)踐的比例,這體現(xiàn)了對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)。以我的經(jīng)驗(yàn),過(guò)去安排的學(xué)生實(shí)踐比例太少了,應(yīng)該適當(dāng)增加。
實(shí)踐方式也應(yīng)該豐富多彩。實(shí)踐的目的首先是印證對(duì)理論的理解,然后熟悉、掌握所學(xué)技能,最后綜合利用所學(xué)知識(shí),啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造能力和創(chuàng)新精神。在實(shí)踐環(huán)節(jié)里,應(yīng)盡量減少驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的比重,適當(dāng)增加設(shè)計(jì)型、綜合型及實(shí)用型實(shí)驗(yàn)。目前大部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行,缺點(diǎn)是學(xué)生無(wú)法看到真正的實(shí)物。為了增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),授課教師可以準(zhǔn)備一些如傳感器、調(diào)節(jié)閥、小電機(jī)等實(shí)用的散件,要求學(xué)生完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試實(shí)驗(yàn),以提高學(xué)生的動(dòng)手能力,為學(xué)生創(chuàng)造性發(fā)展提供良好的條件。
1、采用先進(jìn)的教學(xué)方法和手段在實(shí)踐教學(xué)中大力采用“工學(xué)結(jié)合”、“行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)”、“現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)”、“項(xiàng)目教學(xué)”、“團(tuán)隊(duì)工作”、“做、學(xué)、教一體化教學(xué)”等先進(jìn)的教學(xué)方法和手段,充分體現(xiàn)職業(yè)教育培養(yǎng)職業(yè)技能的特點(diǎn),為培養(yǎng)學(xué)生掌握符合企業(yè)崗位需要的技能和職業(yè)素質(zhì)服務(wù)。
2、建立突出職業(yè)能力培養(yǎng)和職業(yè)資格水平的課程標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)體系采用任務(wù)完成考核、技能實(shí)操考核、職業(yè)資格考核等多種評(píng)價(jià)方式,規(guī)范課程教學(xué)的基本要求。
3、建設(shè)高水平的網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)平臺(tái)學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)錄像、網(wǎng)絡(luò)教材、網(wǎng)絡(luò)課件進(jìn)行自主學(xué)習(xí),還可以完成在線測(cè)試、網(wǎng)上答疑、技術(shù)咨詢(xún)等,與課堂教學(xué)形成立體交叉的教學(xué)方法。
4、整合教學(xué)內(nèi)容針對(duì)完成典型情景任務(wù)所需的能力及職業(yè)崗位需要,確定能力目標(biāo),依據(jù)能力目標(biāo)選擇訓(xùn)練載體,根據(jù)課程設(shè)計(jì)理念和培養(yǎng)這些能力所需知識(shí)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合。
二、發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)檢修課程職
業(yè)能力目標(biāo)的確定通過(guò)對(duì)汽車(chē)維修企業(yè)維修崗位調(diào)研,對(duì)電控發(fā)動(dòng)機(jī)故障檢修實(shí)際工作過(guò)程進(jìn)行分析,得出發(fā)動(dòng)機(jī)故障檢修過(guò)程的工藝流程,即發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷與排除的步驟。通過(guò)分析檢修流程,汽車(chē)檢修專(zhuān)業(yè)崗位需要的綜合職業(yè)能力不僅包括專(zhuān)業(yè)能力,還包括方法能力和社會(huì)能力,結(jié)合圖1所示的10項(xiàng)工作任務(wù),我們得出本課程所對(duì)應(yīng)的能力目標(biāo)有以下三點(diǎn)。
1、專(zhuān)業(yè)能力
能掌握電控發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器、電子控制單元、執(zhí)行器及開(kāi)關(guān)信號(hào)的結(jié)構(gòu)、工作原理;能夠熟練使用檢測(cè)設(shè)備及維修工具;能利用不同手段檢測(cè)傳感器、電子控制單元、執(zhí)行器及開(kāi)關(guān)信號(hào);會(huì)查找相關(guān)技術(shù)資料;能分析相關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù);能分析、排除發(fā)動(dòng)機(jī)控制部分的故障。
2、方法能力
具有較好的分析解決問(wèn)題的方法能力;具有較好的學(xué)習(xí)新知識(shí)和技能的能力;具有查找資料、文獻(xiàn)獲取信息的能力;具有熟練使用檢測(cè)設(shè)備及維修工具的能力;具有一定的技術(shù)數(shù)據(jù)分析的能力
3、社會(huì)能力
具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和較強(qiáng)的溝通能力;具有較強(qiáng)的敬業(yè)精神和良好的職業(yè)道德。
三、發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)檢修課程設(shè)計(jì)
在課程能力目標(biāo)確定之后,課程還要進(jìn)一步細(xì)化,分析出典型情景任務(wù),依據(jù)電控發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)檢修課程特點(diǎn)歸納出具有普遍適應(yīng)性的4個(gè)學(xué)習(xí)情景,即:發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈亮的檢測(cè)、發(fā)動(dòng)機(jī)不易起動(dòng)的檢測(cè)、發(fā)動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)的檢測(cè)、發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)及排氣超標(biāo)檢測(cè),并對(duì)各個(gè)學(xué)習(xí)情景進(jìn)行描述。依據(jù)教學(xué)規(guī)律與職業(yè)規(guī)律,依托任務(wù)載體對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)一步整合,將4個(gè)學(xué)習(xí)情景分為19個(gè)情景任務(wù),共計(jì)88學(xué)時(shí),各學(xué)習(xí)情境按照發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)故障現(xiàn)象相互依賴(lài)的特點(diǎn)進(jìn)行工作任務(wù)分類(lèi),每一個(gè)學(xué)習(xí)單元內(nèi)容都是一個(gè)完整的工作過(guò)程,按照從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從單一到綜合的順序進(jìn)行教學(xué),具體學(xué)時(shí)分配見(jiàn)36頁(yè)表1。
四、教學(xué)內(nèi)容的組織安排與實(shí)施
針對(duì)每一個(gè)學(xué)習(xí)情景,結(jié)合教學(xué)能力目標(biāo),按照電控發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)故障現(xiàn)象進(jìn)行單元教學(xué),這樣設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容有利于發(fā)動(dòng)機(jī)的故障表征,按故障現(xiàn)象查找故障,具有針對(duì)性和有效的實(shí)施性,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)工作內(nèi)容及工作過(guò)程的理解,提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
五、課程考核重點(diǎn)放在對(duì)學(xué)生的崗位職業(yè)能力
關(guān)鍵詞:精品課程;數(shù)控機(jī)床與數(shù)控編程技術(shù);教學(xué)模式
作者簡(jiǎn)介:劉芬(1981-),女,山東臨沂人,山東英才學(xué)院機(jī)械學(xué)院,講師。(山東濟(jì)南250104)
中圖分類(lèi)號(hào):G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2012)14-0075-02
精品課程是指具有鮮明特色和一流教學(xué)水平的優(yōu)秀示范性課程。精品課程的建設(shè)要遵循“以服務(wù)為宗旨,以就業(yè)為導(dǎo)向”的教育理念,將最新的教學(xué)技術(shù)、方法與手段引入課程教學(xué),在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法與手段、教材建設(shè)、實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)以及教師隊(duì)伍建設(shè)等各個(gè)方面均能體現(xiàn)現(xiàn)代教育思想的科學(xué)性和先進(jìn)性。
精品課程的建設(shè)是高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的重要組成部分。通過(guò)精品課程的建設(shè),聚集優(yōu)質(zhì)的教育資源,提高課程的教學(xué)水平,使學(xué)生得到最好的教育,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生迅速適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求的基本素質(zhì)和職業(yè)技能。同時(shí),在專(zhuān)業(yè)課程體系建設(shè)中起到良好的示范與推動(dòng)作用。
一、“數(shù)控機(jī)床與數(shù)控編程技術(shù)”精品課程建設(shè)概述
“數(shù)控機(jī)床與數(shù)控編程技術(shù)”是山東英才學(xué)院(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我院”)高職數(shù)控技術(shù)、機(jī)械制造及自動(dòng)化、機(jī)電一體化等專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)核心課程。課程定位于高等職業(yè)教育,是培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)的關(guān)鍵課程之一。課程內(nèi)容基于機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)械制造技術(shù)、工程材料與成型技術(shù)基礎(chǔ)、電工學(xué)、液壓技術(shù)、機(jī)械CAD等多門(mén)先修課程知識(shí),同時(shí),也為數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床故障分析與維修等后續(xù)課程打下良好的理論和實(shí)踐基礎(chǔ),具有較強(qiáng)的實(shí)踐性和綜合性。
隨著數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)代制造業(yè)中應(yīng)用的普及,社會(huì)對(duì)于數(shù)控人才需求的數(shù)量和質(zhì)量都在不斷地提高,特別是對(duì)高素質(zhì)、高技能型數(shù)控技術(shù)人才的需求已是迫在眉睫。因此,在課程建設(shè)的初期首先確定課程的培養(yǎng)目標(biāo),即培養(yǎng)具備良好的職業(yè)素質(zhì)、較強(qiáng)的數(shù)控機(jī)床操作能力、數(shù)控加工工藝分析能力和數(shù)控編程能力,能在生產(chǎn)一線從事數(shù)控編程、操作、維修、生產(chǎn)組織和管理等方面工作的復(fù)合型數(shù)控人才。在此基礎(chǔ)上,積極開(kāi)展了“數(shù)控機(jī)床與數(shù)控編程技術(shù)”精品課程的建設(shè),著重在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法與手段、教材建設(shè)、實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)以及教師隊(duì)伍建設(shè)等方面進(jìn)行了認(rèn)真地探索與實(shí)踐,并取得了一定的成果。
二、課程建設(shè)的具體內(nèi)容
1.教學(xué)內(nèi)容
教學(xué)內(nèi)容的選取和整合應(yīng)從職業(yè)崗位能力分析入手,以就業(yè)為導(dǎo)向,以能力培養(yǎng)為主線,以“必須、夠用”為標(biāo)準(zhǔn),充分體現(xiàn)職業(yè)崗位需求和先進(jìn)性原則。通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研和企業(yè)考察,從數(shù)控機(jī)床操作實(shí)際應(yīng)用出發(fā),并結(jié)合本校的教學(xué)現(xiàn)狀,對(duì)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了合理的的設(shè)計(jì)和調(diào)整,如圖1所示。
首先,根據(jù)數(shù)控車(chē)、銑、加工中心操作工崗位實(shí)際工作任務(wù)所需要的知識(shí)、能力和素質(zhì)要求,將課程內(nèi)容劃分為數(shù)控車(chē)床操作、數(shù)控車(chē)床程序編制、數(shù)控銑床和加工中心操作、數(shù)控銑床和加工中心程序編制等教學(xué)模塊。在此基礎(chǔ)上,以“任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目導(dǎo)向”的原則組織實(shí)施教學(xué),即以工作過(guò)程為導(dǎo)向,以企業(yè)的典型零件為載體,遵循由淺入深、由易到難、層層深入的原則對(duì)每個(gè)教學(xué)模塊進(jìn)行具體項(xiàng)目的設(shè)計(jì),保證每個(gè)項(xiàng)目都來(lái)源于企業(yè)的真實(shí)生產(chǎn)過(guò)程。如圖1所示,在數(shù)控車(chē)床程序編制模塊中包含有外圓柱面零件的編程與加工、外圓錐面、圓弧面及溝槽零件的編程與加工、外螺紋面零件的編程與加工、套類(lèi)零件的編程與加工、典型回轉(zhuǎn)體零件的加工、非圓曲線零件的加工等六個(gè)項(xiàng)目。針對(duì)每個(gè)項(xiàng)目,首先提出擬實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)和具體任務(wù),然后圍繞如何順利地實(shí)施該項(xiàng)目展開(kāi)教學(xué),包括所需理論知識(shí)的歸納、講解和實(shí)踐技能的示范、指導(dǎo)。最終使學(xué)生能夠獨(dú)立、正確地完成該項(xiàng)目,并可以將所學(xué)的知識(shí)和技能靈活運(yùn)用于同類(lèi)型的其他產(chǎn)品的加工。
通過(guò)循序漸進(jìn)的理論學(xué)習(xí)和實(shí)際操作訓(xùn)練,學(xué)生不僅能夠掌握數(shù)控編程的基本知識(shí),而且能夠掌握企業(yè)典型零件數(shù)控編程及加工的方法,并達(dá)到高級(jí)數(shù)控車(chē)工、數(shù)控銑工或加工中心操作工的要求,為學(xué)生畢業(yè)后迅速進(jìn)入工作狀態(tài)打下良好的基礎(chǔ)。
2.教學(xué)模式和教學(xué)方法
(1)教學(xué)模式。本課程的實(shí)踐性較強(qiáng),為了將理論知識(shí)和數(shù)控加工生產(chǎn)實(shí)際操作結(jié)合起來(lái),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,保證教學(xué)效果,筆者采用理論講授、仿真模擬和加工實(shí)訓(xùn)并行、并重的基于工作過(guò)程的教學(xué)模式,從而使學(xué)生建立起從“抽象的編程加工―半抽象的仿真加工―實(shí)際的操作加工”的思維轉(zhuǎn)變。
其中,理論課采用多媒體教學(xué),充分發(fā)揮圖片、視頻的輔助作用,實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的多元化;仿真教學(xué)利用仿真軟件,模擬實(shí)際的生產(chǎn)加工過(guò)程,強(qiáng)化理論知識(shí),熟悉機(jī)床操作,提高實(shí)訓(xùn)效率,降低實(shí)訓(xùn)危險(xiǎn);實(shí)訓(xùn)教學(xué)中由指導(dǎo)教師示范操作,邊講邊練,通過(guò)典型零件的加工,強(qiáng)化所學(xué)的理論知識(shí),并針對(duì)學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題,教師面對(duì)面引導(dǎo)解決,增強(qiáng)了學(xué)生的自信心、解決問(wèn)題的能力和成就感,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
(2)教學(xué)方法。在教學(xué)活動(dòng)開(kāi)展的過(guò)程中,重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo)的原則。針對(duì)課程中所設(shè)計(jì)的每個(gè)項(xiàng)目,采用了教學(xué)過(guò)程五步法,具體實(shí)施步驟如圖2所示。在這其中,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要,融合了多種形式的教學(xué)方法,如任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、講授法、現(xiàn)場(chǎng)示范教學(xué)法、案例教學(xué)法、討論式教學(xué)法、類(lèi)比法、分組教學(xué)、“一幫一”教學(xué)等。在提高教學(xué)效果的同時(shí),更有利于學(xué)生獨(dú)立思考能力、實(shí)際動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的培養(yǎng)。
另外,筆者也不斷地充實(shí)和完善多媒體課件、電子教案、習(xí)題庫(kù)、實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)以及拓展學(xué)習(xí)資料等教學(xué)資源,并建立了精品課程網(wǎng)頁(yè),將優(yōu)質(zhì)課程資源在校園網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)共享,使課程的課內(nèi)學(xué)習(xí)與課外學(xué)習(xí)充分整合,學(xué)生隨時(shí)隨地都能進(jìn)行學(xué)習(xí)和測(cè)試,將課堂延伸到學(xué)生生活的每個(gè)角落,有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成。
3.教材建設(shè)
教材的編寫(xiě)是課程建設(shè)的重要組成部分,在確定了課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式之后,選用或編寫(xiě)合適的教材就成為有效提高教學(xué)質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)更高層次課程建設(shè)目標(biāo)的重要保障之一。
目前,我國(guó)有關(guān)數(shù)控機(jī)床編程與操作方面的統(tǒng)編教材有很多,但其中都或多或少存在一些問(wèn)題,具體表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。第一,多數(shù)教材都是按照章節(jié)順序編寫(xiě),沒(méi)有把編程、工藝和加工操作有機(jī)融合,也沒(méi)有體現(xiàn)企業(yè)真實(shí)產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程,從而無(wú)法滿足項(xiàng)目化教學(xué)方法的需求;第二,不同學(xué)校對(duì)于數(shù)控人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位有所不同,具體的教學(xué)條件、實(shí)訓(xùn)設(shè)施也均不相同,教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)的選取也會(huì)存在一定的差別。而現(xiàn)有的多數(shù)教材都是概括性地講解數(shù)控編程的相關(guān)概念和方法,針對(duì)性相對(duì)較弱。
因此,課程組成員在完成了實(shí)訓(xùn)教材《機(jī)械工程實(shí)訓(xùn)教程》、校本《數(shù)控實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)》的編寫(xiě)和出版后,又積極開(kāi)展了《數(shù)控機(jī)床編程與操作》教材的編寫(xiě)工作。在該教材的編寫(xiě)過(guò)程中,重點(diǎn)注意了以下幾方面的問(wèn)題。
(1)教材的內(nèi)容和形式必須與已經(jīng)確定的課程教學(xué)內(nèi)容保持一致,即采用基于工作過(guò)程的項(xiàng)目教學(xué)方式進(jìn)行編寫(xiě),每個(gè)項(xiàng)目均由學(xué)習(xí)目標(biāo)、任務(wù)導(dǎo)入、相關(guān)知識(shí)、項(xiàng)目實(shí)施、能力拓展五個(gè)部分組成。
(2)綜合考慮本地區(qū)企業(yè)對(duì)數(shù)控人才的需求狀況、學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)和接受能力、中高級(jí)數(shù)控機(jī)床操作工職業(yè)技能鑒定要求以及本校現(xiàn)有的實(shí)訓(xùn)設(shè)備等各方面因素,按照“理論與實(shí)踐有效融合”“易學(xué)夠用”的原則進(jìn)行編寫(xiě)。
(3)作為高職高專(zhuān)“任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目導(dǎo)向”型教材,教材內(nèi)容應(yīng)圍繞職業(yè)活動(dòng),突出崗位操作技能,重在培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)崗位能力。
4.實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)
精品課程的建設(shè)需要有一流的實(shí)踐教學(xué)基地作為保障。為了實(shí)現(xiàn)課程的培養(yǎng)目標(biāo),給學(xué)生營(yíng)造一個(gè)良好的實(shí)訓(xùn)環(huán)境,我院投入了大量資金于2007年開(kāi)始建設(shè)數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)基地,經(jīng)過(guò)幾年的不斷擴(kuò)建和更新,已建設(shè)成為一個(gè)具備真實(shí)生產(chǎn)環(huán)境、能滿足教學(xué)需要、并兼有生產(chǎn)和職業(yè)資格技能鑒定功能的先進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)基地。目前,該基地已擁有數(shù)控加工中心、數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床、數(shù)控線切割機(jī)床、數(shù)控電火花等主要教學(xué)設(shè)備,并配置了FANUC、廣州數(shù)控等多種數(shù)控系統(tǒng)。同時(shí),還建設(shè)了多個(gè)數(shù)控加工仿真實(shí)驗(yàn)室和CAD/CAM實(shí)驗(yàn)室,每個(gè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)均配置60臺(tái)電腦,并安裝了AutoCAD、UG、CAXA、上海宇龍數(shù)控仿真系統(tǒng)等多種專(zhuān)業(yè)軟件。
另外,為了充分利用企業(yè)資源,實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),學(xué)院積極開(kāi)發(fā)了一些設(shè)備先進(jìn)、管理先進(jìn)、技術(shù)先進(jìn)、環(huán)境良好的企業(yè)作為校外實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)基地,并簽訂了長(zhǎng)期、穩(wěn)定的校企合作協(xié)議,如皇明太陽(yáng)能集團(tuán)、青島海信集團(tuán)等。這些實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)基地可以充分滿足我院學(xué)生的專(zhuān)業(yè)認(rèn)知參觀、頂崗實(shí)習(xí)以及畢業(yè)就業(yè)等需求。
5.教師隊(duì)伍建設(shè)
擁有一支優(yōu)秀的教師隊(duì)伍,才能將課程建設(shè)的成果的真正地應(yīng)用到實(shí)際教學(xué),充分提高課程的競(jìng)爭(zhēng)力。為此我院開(kāi)展了多項(xiàng)措施來(lái)加強(qiáng)教師隊(duì)伍,特別是“雙師型”教師隊(duì)伍的建設(shè)。
(1)充分發(fā)揮老教師的“傳、幫、帶”作用,通過(guò)開(kāi)展公開(kāi)課、示范課以及課程教學(xué)研討會(huì)等活動(dòng),交流教學(xué)方法和教學(xué)經(jīng)驗(yàn),提高青年教師的講課水平。
(2)從企業(yè)聘請(qǐng)具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)業(yè)人才到學(xué)校擔(dān)任兼職教師或校外實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師,并建立科學(xué)的評(píng)價(jià)機(jī)制和聘用制度。
(3)鼓勵(lì)和支持青年教師通過(guò)繼續(xù)攻讀更高學(xué)歷、外派到其他學(xué)校進(jìn)行交流學(xué)習(xí)或參與各種校內(nèi)外的師資培訓(xùn)班等形式來(lái)優(yōu)化自己的知識(shí)結(jié)構(gòu),提高自身素質(zhì)。
(4)利用假期,有計(jì)劃地安排教師到企業(yè)進(jìn)行鍛煉,積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),提高職業(yè)技能和基于工作過(guò)程的教學(xué)能力。或者組織教師技能培訓(xùn)班,提高教師的實(shí)踐動(dòng)手能力,并鼓勵(lì)教師通過(guò)本專(zhuān)業(yè)的職業(yè)資格鑒定,獲取相應(yīng)的證書(shū)。
(5)鼓勵(lì)青年教師積極參與教材的編寫(xiě)、論文的撰寫(xiě)以及教研、科研項(xiàng)目的研究,進(jìn)一步提高自身學(xué)術(shù)水平和教研、科研能力。
目前,“數(shù)控機(jī)床與數(shù)控編程技術(shù)”課程的主講教師均達(dá)到研究生以上學(xué)歷,并具備了“雙師素質(zhì)”,全程參與了該課程的理論、仿真和實(shí)訓(xùn)的教學(xué)工作,具有豐富的教學(xué)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。同時(shí),還參與并完成了多項(xiàng)校級(jí)教改項(xiàng)目的研究和多個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)。實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師也均具備中級(jí)以上專(zhuān)業(yè)技術(shù)職務(wù)。通過(guò)建設(shè),已逐步形成了一支以專(zhuān)業(yè)教師為主,專(zhuān)兼結(jié)合的高水平的“雙師型”教師隊(duì)伍,以滿足課程建設(shè)的需要。
三、結(jié)語(yǔ)
“數(shù)控機(jī)床與數(shù)控編程技術(shù)”精品課程的建設(shè),使得該課程的軟、硬件教學(xué)條件都有了較大的改善。經(jīng)過(guò)了幾個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐,取得了良好的教學(xué)效果,學(xué)生的專(zhuān)業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)也得到了一定的提高。同時(shí),作為我校數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)核心課程,該課程的探索和研究也帶動(dòng)了專(zhuān)業(yè)內(nèi)其他課程的改革和建設(shè)工作,在我院數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程體系整體建設(shè)中起到了一定的示范和推動(dòng)作用。
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