摘要:本文围绕“工学结合,教、学、做一体化”的教改思路,针对高职“机电一体化系统设计”课程教学中存在的问题,构建适合工学结合人才培养模式的课程教学模式和考核模式,使学生“学到实处,用到实处”。并在教学实践中进行尝试和探索,取得了良好的教学效果。
关键词:工学结合;教学模式;考核模式
作者简介:王琰(1980-),女,陕西西安人,南京化工职业技术学院自动控制系,讲师,工学硕士,主要研究方向:机电一体化技术。(江苏 南京 210048)
工学结合模式下的课程建设注重以学生为主体,以工作过程为导向按典型工作任务进行课程设计,使学生在校内外的学习和实习过程中都与工作知识紧密结合,也使教师与学生成为实施工学结合课程的共同体。本文以工学结合的人才培养模式为指导,从教学模式和考试评价体系的构建两个方面对高职“机电一体化系统设计”课程进行探讨。
一、“机电一体化系统设计”课程信息和存在的问题
1.课程基本信息
(1)学分:4学分。
(2)学时:60学时。
(3)授课对象:机电一体化专业大二学生。
(4)课程性质:机电一体化专业的专业核心课程。
(5)课程任务:使学生了解机电一体化系统组成、特点,掌握机电有机结合的理论与机电一体化系统设计的基本规律及其关键技术的基本设计方法。树立正确的系统设计思想,培养理论联系实际能力、调查研究能力和创新能力,为学生毕业后从事机电专业工作打下一定的基础。
(6)先修课:机械基础、电工技术、电子技术、C语言程序设计、自动控制原理、单片机技术、电气控制与PLC、传感器技术、液压与气压传动技术等。
(7)后续课:毕业设计、顶岗实习、机电一体化技能培训(考证)。
(8)学时安排:第一章 绪论(2)
第二章 机电一体化机械系统理论与设计(10)
第三章 机电一体化检测系统(10)
第四章 机电一体化计算机控制及接口技术(14)
第五章 机电一体化伺服控制系统(10)
第六章 机电有机结合分析与设计(6)
第七章 典型机电一体化系统设计举例(8)
(9)成绩考核:平时成绩(出勤、作业、提问)40%、期末考试(闭卷笔试)60%两部分。
2.课程教学存在的问题
“机电一体化系统设计”是学生毕业设计和顶岗实习前期的训练课程,也是走向工作岗位前设计能力的锻炼阶段,对于学生综合知识的应用有着重要的意义。本课程涵盖面广、知识量大,几乎每一章都包含了一门或几门专业基础课程。传统教学过程中存在的问题主要表现在以下四方面。
(1)理论性太强,实践能力培养太少。学生普遍对该课程提不起兴趣。
(2)课程综合性太强,理论知识太多,教学中缺乏对学生的吸引力,教学效果很不理想。
(3)学生在对这门课程的认识上存在许多误区,认为本课程的学习是对前面所学知识的复习,而恰恰是这一点阻碍了课程的发展和作用的发挥。
(4)课程的考核仅局限于教材,考试方式单一,理论考试多,实际操作能力考查少。
以上问题是影响和降低教学质量的主要因素。为了使本课程发挥作用以提高学生的职业能力,对课程的改革和建设势在必行。
二、“机电一体化系统设计”课程教学模式构建
围绕“工学结合,教、学、做一体化”的教学思路,主要从教学理念、教学方式和教学内容三个方面构建课程新的教学模式(如图1所示)。
本教学模式的教学理念是以学生为主体,强调学生学习的自主性,采用基于工作过程的任务驱动式教学方式。在企业调研的基础上,对机电一体化技术岗位工作任务进行分析,确定教学内容,设计相应的学习任务,使课程的学习任务尽量与企业工作岗位任务一致。
1.教学内容设计
为了体现“做中学,学中做”的教学理念,提高学生学习兴趣和求知欲望,锻炼学生的职业技能,将教学内容设计为理实一体化的校内学习和后续的包括毕业设计、顶岗实习综合实践环节的企业学习两大部分。
校内的课堂学习采用基于工作过程的任务驱动式教学方式,理论知识的选取紧紧围绕工作任务完成的需要展开,重点知识融入子任务中。主要知识包括机械系统的选择与设计模块、传感检测系统的选择与设计模块、控制系统的选择与设计模块以及执行元件的选择与设计模块(如图1所示)。以工作任务为中心,以现场模拟与实际操作为载体,在实际训练中进行能力培养,帮助学生掌握知识、方法、技巧。融“教、学、做”于一体,实现课程教学实施方式的转变。
校内学习结束后,学生将要进入毕业综合实践环节的学习,主要包括了毕业设计和顶岗实习两个环节。学生可以通过各种途径去了解生活中常见的机电产品以选择毕业设计的选题,在此基础上进行机电结合设计,即图1中“模块五”的内容。毕业设计题目可以为全自动洗衣机系统设计、自动售货机系统设计、电梯系统设计等等。学生可以通过这些产品的设计,发现自己知识的不足,然后去补充,这非常有利于锻炼学生的综合设计能力,有利于培养知识全面的复合人才。另外,也可安排学生学完本课程后到企业进行调研,了解不同企业的岗位要求,明确自己能做什么,再经过指导教师的指导,最终进行毕业设计的选题。这样就可以解决学生毕业设计理论与实践脱节,纸上谈兵多、实际动手少的问题。在学生到企业现场进行顶岗实习阶段,学生在生产现场应用所学知识,并学习新的知识。可以考虑将毕业设计和顶岗实习同时进行的教学模式,学生在自己的实习岗位边工作边学习,在做中学,学中做,最后完成毕业设计及论文。
2.学习情境(任务)设计举例
考虑课改的可行性,选择两个具体的工作任务,即X—Y 自动绘图仪的机电一体化系统设计和MPS模块化生产加工系统的安装与调试。各个子项目设计及课时安排如表1所示。
设计表1的目的是为了达到大纲要求的知识目标和能力目标。由于任务一中缺少关于检测系统的能力训练,控制器选择了单片机的应用。鉴于重点知识的完整性,又设计了任务二,将检测系统和另一常用控制器PLC的能力训练融入到任务二中。两个大项目为并列关系,对于机电一体化系统功能要素的分析、机械系统的设计和动手拆装、常用传感器的应用、工业控制中常用的控制器即单片机和PLC的应用以及常用执行元件即步进电机、气缸的应用等知识均可通过这两个大项目得到实践。
通过学生们亲自动手拆装、测绘、编程、调试,可更好地锻炼学生的动手能力,真正起到提高能力、培养创新思维的作用。
三、“机电一体化系统设计”课程考试评价体系构建
本着“以能力考核为主,兼顾知识考核,注重过程评价”的指导思想,改革传统的以一张试卷定成绩的考试评价方式。结合本课程知识和能力的培养目标,构建适合“工学结合”人才培养模式下的考试评价体系。“机电一体化系统设计”课程理论性和操作性都比较强,鉴于平时学习过程的重要性,考核以平时项目评价为主,兼顾期末的理论考核及其他,教学模式中课堂学习考试评价的构建如表2所示。
(1)注重过程评价。评价内容由平时成绩(20%)、技能操作成绩(50%)和期末理论成绩(30%)三部分组成。
(2)平时成绩(20%)与传统的平时考核评价基本类似,包括学生上课的出勤情况(10%)、纪律(20%)、回答问题(40%)以及查阅资料情况(30%)。其中传统的作业成绩列入技能操作成绩中,以任务报告的形式来考核,目的是培养学生认真严谨的工作态度和工程文档的撰写能力,为毕业论文的撰写打下基础。
(3)理论考试(30%)与技能操作考核(50%)相结合,突出技能考核。理论考试即学生的期末理论成绩,一般以闭卷笔试的形式进行,考核学生对理论知识的掌握。技能操作考核体现在平时的“工作过程”中,包括了学生职业素养的评价(10%)和“任务”完成情况的评价(90%),任务完成情况评价包括具体任务的现场动手操作能力、硬件原理图、程序的调试结果等可展示成果的评价,另外还有小组答辩成绩以及任务报告(作业)成绩。
(4)评价主体可以多元化。以教师评价为主,学生自评和互评为辅,达到全面考查学生职业技能的目的。
另外,关于企业实习的考试评价标准,是由企业与学校共同参与制定的,评价主体主要由企业实践指导教师和授课教师组成。考试评价内容依然注重过程考核,主要从职业素养、实践能力、毕业答辩及论文或者顶岗实习述职总结这几方面进行评价。
四、结束语
工学结合是当前高职教育改革与发展的方向,本文探讨的基于工学结合模式的“机电一体化系统设计”课程教学及考核模式,经实践证明能充分调动学生的学习积极性和参与性,提高教学效率和教学质量。今后还需要进一步改善教学条件,比如教材的建设、理实一体化教室的建设等,为更高效地实施工学结合人才培养模式创造条件;以增强学生的实践动手能力为突破口,提高学生职业素质,最终达到提高就业水平和就业质量的目的。
参考文献:
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[2]何亚峰,金卫东,等.机电一体化系统设计课程建设体系的构建与探讨[J].装备制造技术,2009,(11):177-178.
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[4]蒋庆刚.浅谈高职教育“工学结合”模式下考试评价体系[J].河南教育(中旬),2009,(4):21.
(责任编辑:麻剑飞)
