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本次师资培训开阔了我的眼界,通过与其他兄弟院校老师的交流,我进一步认识到机电一体化专业发展的重要性以及前景的广阔性。该专业就业涉及建筑、自动化生产、汽车生产、机加工、自动化控制、企业维修电工、精密加工、一体化生产系统、仓库存储系统等众多领域,就业前景广阔。另外,随着社会的发展,该专业逐渐向着自动化、智能化方向发展。并且,该专业具有一定的技术含量,可以提高我院学生专业素质,进一步优化我院学生的分配。
二、知识的学习
我此次参加的是可编程控制器(PLC)新技术专业的学习,在此次培训中,我学习了西门子S7—200的基本编程思想、基本控制方法、基本编程等知识。
这些知识都是基于一个立体仓储系统的设计来进行的,其中包含了以下内容:
任务一:多地自动往返控制
任务二:两轴位置控制
任务三:气动控制技术
任务四:立体仓储系统设计
另外在上一个总任务的基础上,基于“五站”系统还学习了:
任务五:WINCC上位机控制
任务六:MPI、PROFIBUS多机通信
任务七:直流调速系统(分三个子任务完成)
这些知识在我校机电专业学习中都还没有涉及到,此次入门学习,为我以后的自学打开了大门,为我校机电一体化专业发展以及设置技师班提供了基础。
三、教学方法的学习
在本次培训的开班典礼上,相关领导对本次培训做了说明,培训重点是体验新的教学方法。此次培训各位授课老师也充分展现了一体化教学法、项目教学法、任务教学法等。我在学习的过程中,也深深体会到了一体化教学法配合其他教学法的优势。新教学法根据当代学生的特点,能充分发挥学生的主观能动性和学习的积极性,促进学生的动手能力、思考能力、分析能力以及解决问题的能力。当然一体化的教学方法离不开一体化的教学设备,本次培训协办的山东技师学院,各项一体化设备一应俱全,为老师的培训和学生的教学提供了优良的基础设施,也希望我院在以后的教学中加大设备配置的力度,审时度势建设同行业内领先的机电专业。
二中职院校机电一体化专业实训基地建设的对接
1.与机电行业企业内部的对接
中职院校机电一体化专业的培训理念是:发展生产行业,注重引进先进的企业管理模式,在学生管理、教学管理模式中,不断结合企业管理模式,有效完善校中厂模式。在引进企业管理模式的同时,完善学生日常的实训管理制度,选择合适的小型企业,建立健全厂中校的教学模式。除此之外,还应该与合作企业之间共同制定切合实际的教学内容,积极开展多种多样的教学活动,充分实现校企的零度对接。
2.与职业标准的对接
机电一体化专业的职业资格证书包括:数控维修工种、维护电工工种以及机电一体化工程师等。学生可以根据不同的岗位要求,进行不同的技能考核。同时,中职院校还应该积极鼓励学生,参加一些要求等级较高的职业技能大赛,最大限度地帮助学生提高综合素质以及操作能力。除此之外,学院还应该重视学生对机电一体化行业的技术标准以及行为规范的正确理解。充分利用现有的资源,从企业内部聘请资历较深的专家,教授学生一些实践性较强的学科。
3.与课程体制的对接
我国的中职院校涵盖了基本的实训教学内容,即:机电一体化实训中心、自动化实训中心。同时,部分中职院校中,基本实现了与企业之间的深度合作,即:共同开发机电一体化专业的生产过程控制的有关课程,主要包括:数控机床故障的维护、控制系统的运行与维护以及电气控制等。
4.与终身学习的对接
第一,完善教育教学平台。中职院校应该加强对建立健全校企一体化的教学模式,充分完善教学机制。与企业之间开展多种形式的办学实践活动,例如:签订校企订单培养、组织学生顶岗实习以及强化师资力量等。在企业的帮助下,不断探索一种新型的教学机制,提高学生学习的自动性、探索性、创新性,完善学生终身学习的体制。第二,建立健全职前职后的人才订单培养机制。在我国部分中职院校中,基本上已经实现了个性化的职前人才订单培养机制。依据企业内部以及市场的需求,全面制定一套切合实际的教学方案,开展一系列的职业技能考核,提高学生的实践操作能力,打造一批机电一体化专业的复合型人才。同时,与中职院校一些合作的单位、企业,还应该为学生提供所需的教学场所、相关设施以及日后的顶岗实习安排。中职院校还应该与合作企业之间建立多元化的人才订单合作;充分利用现有的教学资源以及企业资源,积极开展校企之间的合作,加强学生的企业化培养。与此同时,中职院校应该加强对机电一体化专业毕业生或者是企业员工开展重新回到校园学习的项目,这样不仅有利于提高机电一体化专业人才的综合能力,同时还有利于提高行业内部的竞争力。为了满足市场的需求,培养机电一体化的专业复合型人才,中职院校还应该努力构建具有特色的中职教育终身学习的平台。第三,建立完善的中职院校机电一体化专业招生机制。中职院校应该充分重视对机电一体化专业学生的教学工程,努力实现学生职业教育的贯通。充分利用校企合作的教学模式,切合实际地与企业之间实现零度对接,从而有效地拓展中职院校机电一体化专业的招生机制。
中国分类号:TH-39
1引言
机电一体化技术是20世纪70年展起来的一种系统工程技术,它综合应用了机械技术、微电子技术、自动控制技术、信息技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术、信号变换以及软件编程等技术,是多种技术交叉融合的产物,并不断地通过学科交叉、技术融合与创新持续发展【1】。
2目前高职机电一体化技术专业课程设置
机电一体化技术专业是一个基础理论知识面广,实践动手能力强的专业【2】。根据对多个高职院校机电一体化技术专业课程开设情况调研,现将目前高职机电专业的课程设置总结如下:
(一)照搬机械制造专业、电气控制专业及计算机专业的主干专业课程。使课程量大大增加,学生负担加重。
(二)将机械、电子电气、计算机相关专业课程进行了优化,可有些课程有脱节,整个课程设置体系不科学,学生不能理解。
(三)课程设置太偏机械专业。有些高职院校的机电一体化技术专业仅仅在机械设计与制造专业上增加了数控技术专业相关课程。
(四)课程设置偏重理论,实训技能课程少。
课程体系优化,如何优化、精简、合理组织以及创新开发课程是关键。
3课程设置优化
在培养高职学生的技能中,课程是关键【3】。课程是教师教学的指南针,是学生接受知识的最主要的来源。因而,课程设置与优化对学生个方面素质培养非常关键。
(一)调研高职机电毕业生就业岗位群,分析职业岗位对应的主要工作任务及职业资格证书。
高职机电专业毕业生就业岗位主要是面向生产(管理)一线的机电设备的操作、安装、调试、检测、维护及管理,其次是面向家电、智能控制行业企业、智能玩具行业企业等的技术支持及售后维修人员。
(二)课程设置需要考虑因素
1)课程设置一定要从职业岗位群需求知识技能出发
机电专业课程设置,要从学生毕业就业岗位群所需要的知识和技能作为出发点,为行业企业培养无缝衔接的员工,就应该充分考虑到岗位群的需要,量体裁衣。
2)课程设置要突出专业基础知识点和面
机电专业涉及到机械、电子电气、计算机控制多学科多专业,因而课程设置不能只偏向否一个学科,面太窄,就不是机电专业。当然在课程学习中,不可能面面俱到,因而要突出重点。
3)课程设置中要着力培养学生动手能力
高职机电专业,动手能力一定要重点培养。因而在课程中就要设置实践课,不仅仅在某些单独的专业课中有实训项目,可以独立出来专门的实训课程。比如,将电工技术、PLC技术、伺服电机技术等根据高职技能要求整合成电控实训课。
4)课程设置的课程体系系统性好,前后衔接自然。
课程设置先后顺序,一定要符合教学规律,这样才不增加学生学习负担,也有利于养成好的逻辑思维习惯。
5)专业技能的课程要加大学时。专业技能的训练,要孰能生巧。
要加大专业技能课程的学时,实训重在学生训练,关键在于教师的有效指导实训。
6)专业课程要构建模块化。把几门相近的专业基础课和专业课组成一个模块,或者根据完成实际项目所需要的联系紧密的课程构建一个模块【4】比如,编程模块,可以包括PLC技术、单片机应用技术、C语言等课程,因为现在单片机应用技术用C语言来开发。
7)课程内容一定要优化,要将行业职业标准融入课堂,融入课程。我们高职机电专业学生课程内容一定要简化,删除复杂理论推导,重点在基本概念解释和实践能力训练。行业企业标准学习以及职业资格证书考试,都将成为高职课程的特色。
4总结
高职机电一体化技术专业课程优化任重而道远,只有各方面给予充分的支持,集思广益,不断实际总结,不断对课程设置进行探讨,遵循教育规律,实现能力培养的递进性和渐进性。满足社会行业企业对高职对机电毕业生的要求。
参考文献
[1]张立勋,主编.机电一体化系统设计[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2010.
作者简介:金美琴(1969-),女,江苏南通人,南通农业职业技术学院机电系机电一体化教研室主任,讲师,工程师。(江苏 南通 226007)
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)25-0060-02
高等职业院校以服务社会为宗旨,以崭新的办学理念和鲜明的职业特色成为我国高等教育发展的一支生力军。[1]随着科学技术的发展,机电一体化已从原来以机械制造为主的领域拓展到目前的汽车、化工、轻工、仪表、通信、电力、建筑、冶金等广泛领域。机械和电子两大学科的内容本身已经十分广泛,本科院校学生掌握机电一体化知识已经很难,让一个高职学生在短短的三年时间里既掌握“机”又掌握“电”是不现实的。[2]高等职业院校开设机电一体化技术专业应明确专业培养目标,构建以就业为导向、以能力为本位的课程体系,既要防止出现教学内容过多、过杂、过深、专业技能不突出的现象,[3]又要防止不恰当地降低理论课的学习要求,培养出的学生缺乏迁移能力和应变能力,将来无法胜任工作,影响升职和发展。
一、合理定位,明确人才培养目标
高职院校的人才培养方案应适应市场需求,瞄准经济与产业结构调整的走向,以就业为导向,制订“突出职业技能培养,关注学生全面发展”的人才培养方案,实现“宽基础、强技能、高素质”的人才培养规格的总体要求。以“够用、实用、适用、先进”为原则,既重视培养学生的就业适应能力,注重实现零距离上岗就业,同时也关注培养学生毕业后的转岗能力、职业迁移能力、竞争能力以及可持续发展能力。
当前南通的工业化水平正处在中期向后期过渡的阶段,企业技术升级加快,集中表现为以信息化带动工业化,制造业的技术含量持续增加。[4]通过人才市场调查发现,机电一体化专业毕业生就业单位不仅是机电一体化产品的制造企业,更多的是使用机电一体化设备的广泛的行业领域。机电一体化专业人才主要从事的岗位为:机电一体化设备操作、安装调试、维护维修、升级改造和技术管理等。其中机电一体化设备操作岗位对从业人员的知识、技能要求相对较低,往往以技校生、中职生为主,也是高职生的初次就业岗位;机电一体化设备安装调试岗位、维护维修岗位属于综合技能型工作岗位,一般对学历有一定要求,从事该工作的人员基本为高职生和本科生;机电一体化设备升级改造和技术管理岗位则不仅有学历要求,还有工作经验的要求。这类岗位的任职资格一般需要大专以上的知识素养,并经过操作岗位、安装调试、维护维修岗位锻炼过的高技能型人才。
多年来的专业调研表明:计算机、网络等高新技术已渗透到传统的机电行业,控制方法和手段也悄悄发生着变化,具有“智能化”的特征是机电—体化与机械电气化在功能上的本质差别。我院机电一体化技术专业以技能培养为主线,将机电行业中普遍使用的可编程控制器(PLC)技术作为职业技术课程的核心,构建“以电为主,以控制为核心”的课程体系,突出计算机技术和先进的智能控制技术在机电产品中的应用,培养学生在掌握“够用、适用”的机、电知识与能力的基础上重点掌握机电一体化“融合”技术,从而克服原来的机电一体化专业“机”不如机制专业、“电”不如自动化专业的尴尬局面,并且做到具有一定的前瞻性、拓展性,培养学生既要具有实践动手能力,更要具备随产业升级的岗位迁移能力。
二、构建基于工作过程的课程体系
按照“企业调研—职业能力分析—工作任务—行动领域—学习领域—学习情境”的步骤构建基于工作过程为导向的课程体系。
1.进行专业调研,明确职业工作岗位
深入南通及长三角地区各行业中涉及机电产品、自动化设备与生产线的制造、使用的企业调研,由企业专家提供有关本专业的工作岗位及实际工作任务。全面打造机电设备运行维护、机电产品检测、装配、调试能力以及故障诊断及维修技能等专业核心能力,使其符合培养高技能应用性人才的需求。
2.整合典型工作任务,归纳行动领域
对企业调研所获取岗位的工作任务进行分析、归纳,明确就业岗位的典型工作任务及做好这些任务必须具备的能力。机电一体化专业人员的典型工作能力概括为:熟知机电一体化设备的构造和信息流程,会定期进行检查、拆装和、保养;对设备常见故障有判断力、预见性,了解适当的处理、防范措施;会根据工艺要求调整传感器和执行机构等器件的安装位置和运行参数;能看懂和调试PLC控制程序、设置变频器参数等等。
3.基于实践能力培养,构建学习领域
以上的工作能力都要求学生具备读图、识图能力和常见工具仪器仪表的使用能力,根据认知及职业成长规律,结合高职学生的学习习惯及相关教育方法论对行动领域进行整合,围绕学习目标确定教学内容,本着注重基础、强化共性的原则,整合知识点。确定了五门专业核心课程:机械零件加工与拆装、传感器安装与信号处理、电气控制与PLC应用技术、交流伺服与变频器技术和自动生成线的安装调试及维护。
4.由浅入深排序,设计学习情境
根据职业特征分解学习领域,以项目、任务、案例、设备、现象、产品等为载体,进行学习情境设计。工作项目的选择由易到难,将学习内容按由简单到复杂、由局部整体系统、由单一技能到综合技能的顺序,循序渐进地安排教学进程,将知识的学习和企业实际工作过程有机结合,通过实际案例的分析加深学生对知识的理解和技能的提升,实现教师的传授由多到少、学生自主学习程度由低到高递进。
5.加强校企合作,深化课程改革
广泛听取行业企业意见,与企业技术专家一起共同研究课程描述、学习情境划分、学习项目(任务)的划分、推荐考核方式等内容,经教学实践不断地修改完善,最终建立成熟的课程标准。按照“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”的课程开发六步法进行课程教学设计和项目化教材编写。教材内容与课程结合紧密,以实际工作任务和新方法、新内容、新规范、新标准等作为编写内容,校企合作共同开发、对接国家职业标准、符合职业岗位要求。
三、建设“教、学、做”一体化的校内外实训基地
“巧妇难为无米之炊”,实训是促使学生掌握职业技能的关键环节,为培养学生真正的职业技能,要有真实的或类似真实的机电一体化实训设备,只有职业化的设备才可能培养出职业化的人。[5]学校要增加机电一体化专业的硬件投入,购置符合行业现状、技术先进的机电一体化实训设备,建立“教、学、做”一体化教室,采取类似真实工作情景的实训教学模式,制订符合真实工作要求的严格的考核办法。
加强实验实训基地内涵建设,创建企业真实的工作环境和氛围,以企业员工的标准要求学生。在项目中让学生分别担任操作员、检验员、工艺员、技术员等不同的角色,经历制订计划、设计工艺、准备材料、生产运行、质量控制、产品交付等产品生产的全过程。在项目评分中,让学生体会到将来的工作要求,促使他们在今后的学习和工作中以职业标准来严格要求自己,全面提高学生的职业适应能力、实践应用能力与团结协作能力。
将课程教学尽量安排在实训室、生产现场进行,“理实一体”,将元件、仪器带进课堂,对着实物讲原理,按照实景讲流程,老师边讲解、边演示,学生边实践、边学习,在“教、学、做”一体化的现场教学环境下增强了学生的感性认识和动手能力。例如:电子技术这门课项目化改革后,将学生按个人兴趣分组,分别组装收音机、门铃、小音箱、万用表等常见常用的电子产品,从元器件的选择、焊接、安装、调试到最后能正常使用,学生完成任务时很有成就感,极大地激发了其学习热情和主动参与能力,提高了其实践技能。
四、提高教师的专业素养与实践能力
“打铁先要自身硬”,提高教师专业素养与能力是强化学生实践能力培养的保障。机电一体化专业教师要有较完善的专业知识结构、较强的实践动手能力,[6]并且对机电一体化工作岗位的要求、行业标准和规范要非常熟悉,能把理论教学与企业生产实际结合起来,能正确地指导学生实训实习,并积极参与到教学改革中,能结合机电专业知识进行项目教学和案例教学等。
坚持“走出去、请进来”,建设“素质优良、结构合理、专兼结合、数量足够”的双师型教学团队。专业教师通过到国内外研修先进的职教理论和到企业学习、锻炼,参与企业横向课题,解决企业的技术难题,从而拓宽视野、掌握行业动态和先进机电一体化技术;从企业聘请技术专家和能工巧匠从事实践教学工作。校企合作共同开发制订专业人才培养方案和任务导向、项目驱动的实训项目、课程、教材,发挥企业技师、工程师丰富的工作和管理经验优势,从而打造出一支专兼结合、技术过硬的优秀教学团队。
五、结束语
总之,新形势下机电一体化技术专业的人才培养应从服务地方经济、实现学生职业发展的需求出发制订明确的培养目标,并进行基于工作过程的课程体系的全面推广以及校企合作、工学结合培养模式的探索和总结,购置适应行业发展趋势的先进教学仪器设备,不断完善实验实训条件,同时培养和提升师资队伍素质,从而提高实训教学的质量和水平,确保人才培养目标的顺利实现。
参考文献:
[1]陈为,范骏.以就业为导向的机电一体化专业设置与专业建设研究——以江苏城市职业学院机电一体化专业为例[J].岳阳职业技术学院学报,2009,(6).
[2]王怀奥,徐智跃.机电一体化专业人才培养方向的探讨[J].浙江工商职业技术学院学报,2007,(3).
[3]刘焕平.高职机电一体化技术专业课程改革的探索与实践[J].教育与职业,2009,(3).
关键词: 高职;专业建设;机电一体化;港口
Key words: higher vocational colleges;specialty construction;Mechatronics;harbour
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)19-0263-03
0 引言
近年来,国家经济的快速发展,带动了港口的大发展,我国已成为世界上港口吞吐量最多、增长速度最快的国家,港口经济在促进经济发展中扮演着极其重要的角色。以青岛港为例,2013年吞吐量已达到4亿吨,港口经济已经成为区域经济发展的增长极。隶属于青岛港的青岛港湾职业技术学院是一所具有港口特色的企业办学制高职学院,其机电一体化专业是历年来招生人数最多、最受社会欢迎的专业之一,在经过多年的建设目前已成为港口特色鲜明的重点专业,在专业建设思路、人才培养目标、课程建设、师资队伍建设、实训室建设、教材建设等方面付诸大量实践,取得良好效果。
1 专业建设总体思路
在国家大力发展职业教育的大背景下,坚持“以服务为宗旨,以就业为导向,校企合作、工学结合”的办学方针,充分发挥企业办学的优势,把专业建设重点放在内涵建设上。依据山东省周边经济发展的特点,准确定位人才培养目标;按照人才培养目标需求,归纳专业岗位群;从岗位工作过程的实际出发,总结职业能力需求;以此构建工作过程导向的机电一体化专业全新的课程体系,将企业工作任务转化为学生的学习任务;在实训室建设中,利用企业办学的体制优势,实现校港共融、校港共建、校港共利;“把学校办到港区,把课堂搬到码头”,创新教学组织模式;“专任教师进码头,港口专家上讲台”,打造双师结构教学团队;紧紧围绕课程建设、师资队伍建设、实训室建设、教材建设等要素实现专业建设规模、质量、效益的协调发展。
2 人才培养目标定位
高职院校有服务区域经济的职能,2011年国务院正式批复《山东半岛蓝色经济区发展规划》,这标志着山东半岛蓝色经济区建设正式上升为国家战略,成为国家海洋发展战略和区域协调发展战略的重要组成部分。港口经济是山东半岛蓝色经济区建设的重要组成部分,青岛港是山东半岛港口发展的龙头,目前,青岛港货物吞吐量已超过4亿吨,尤其是近年来董家口港区的大规模建设,将青岛港的吞吐量提升到未来的6亿吨。港口的大发展为社会带来大量的就业机会,也为我院机电一体化专业的发展带来了新的契机。港口是以货物装卸为主要任务的企业,港口的主要装卸设备是以门座式起重机、岸边集装箱装卸桥、轮胎式起重机等为代表的大型机电一体化设备,这些设备的操作、维修、安装调试、保养维护需要大量的高技能型人才。因此,机电一体化专业建设紧紧围绕服务区域经济的使命,将人才培养目标定位于培养适合港口机电设备的操作、维修、调试、保养的高素质高技能型人才。
3 专业课程体系建设
根据专业人才培养目标,分析企业、行业的各个就业岗位,根据岗位工作任务分解学生应具备的职业能力,再依据职业能力的需要提炼学生所需要掌握的知识,据此将这些知识、能力化解在课程体系中,将企业工作任务转化为学生的学习任务。这是专业课程体系建设的思路。
3.1 职业岗位能力分析 依据上述人才培养目标,就山东省青岛港、烟台港、日照港以及周边锦州港、曹妃甸港等港口进行调研,根据港口装卸作业的流程提炼职业岗位,机电一体化专业的学生从事的核心职业岗位包括港口机电设备司机、机械维修工、电气维修工、电工、机械加工操作工等。将每一个工作岗位的典型工作任务进行详细分解,总结归纳出专业职业岗位能力,其核心职业能力主要包括专业能力、方法能力、社会能力三部分。
3.1.1 专业能力 ①运用计算机进行日常办公和技术交流;看懂本专业英语技术文件和商务文件,并具备初步听说能力。②使用常用电工工具,利用所掌握的电工技术、电子技术和电气控制的基本知识,能对一般低压电气设备进行检测和故障排除、器件更换;③能使用普通机床进行常规机械加工;④港口机电一体化设备操作基本能力;⑤使用港口机电一体化设备检修专用工具,能对港口机电一体化设备常见故障进行故障检测、器件更换;⑥港口机电一体化设备管理的能力。
3.1.2 方法能力 ①针对岗位常见问题,能制定出切实可行的工作计划,提出解决实际问题的方法; ②能自主学习新知识、新技术,通过多种途径获取有效信息,并对工作结果进行评估;③全局思维与系统思维、整体思维与创新思维的能力;④工作岗位常见问题的决策、迁移能力;能记录、收集、处理、保存各类专业技术的信息资料。
3.1.3 社会能力 ①在职业精神的指导下,通过团队合作共同完成工作任务,在其过程中能有效地协调人际关系,并具备较强的心理承受力、参与意识和自信心;②有自己的理想和精神追求,对自然、社会生活和艺术的一般鉴赏能力;③具有从事专业工作安全生产、环保、职业道德等意识,能自觉遵守国家相关的法律法规。
3.2 知识体系的分解和课程体系的建立 根据岗位职业能力分解知识体系,采取校企合作分析会的形式,由教师、港口技术人员、港口专家、往届毕业生等共同组成研究小组,对岗位职业能力进行分解,归纳核心的知识体系。机电一体化专业核心知识体系主要包括:电工技术基本原理;电子技术基本原理;机械结构基本原理;电机及电气控制应用;PLC及变频器应用;液压系统原理应用;港口机电设备原理应用;机械维修方法;电气维修方法;专业英语阅读;机械电气识图;港口机电设备故障检测与排除方法;机械加工方法;安全用电知识。
将知识体系归纳整理,构建工作过程导向的机电一体化专业的核心课程体系,如下图所示。
4 实训基地建设
实训基地建设过程中充分利用企业办学的优势,依托青岛港这一得天独厚的条件,按照校企合作共建、师资及设备资源共享的思路,开拓实训、社会技术服务为一体,教学、培训、服务一条龙,保障实训基地持续良性运行和发展。
4.1 校内实训基地建设 ①根据课程教学需要,建设校内实训室,如表1所示。②从港口调用大型机电一体化装卸设备:门座式起重机、轮胎式起重机各一台,用于教学、参观、技能培训和鉴定。③定制港口大型机电设备“岸边集装箱装卸桥”的仿真设备,用于教学实训。
4.2 校外实训基地建设 青岛港是机电一体化专业最大的校外实训基地,利用办学体制的优势,学生在学校学习期间不定期到港口进行参观、实训、顶岗实习,使学生在学校期间提前感受到自己将来可能从事的工作岗位,学习更加有目标和针对性。除此以外,通过与其它港口和企业共建“订单班”、员工技术培训等形式加强校企合作,形成“互利共赢、共建共用”长效机制,建立稳定、合作良好的校外实习基地。
5 师资队伍建设
职业学院的教师要求教学和实践两方面能力并重,国家也提倡职业学院的教学具备双师素质,机电一体化专业在师资队伍建设方面注重全体教师素质和综合能力的提升,以校企合作为途径,采用“请进来、走出去”的方式,打造结构合理的双师型教学团队。①“请进来”。根据个人意愿,从青岛港港口装卸、维修等一线岗位选拔一批既有一定的理论水平同时又有丰富实践经验的工程师或高级工程师,调入学院充实到专职教师队伍中去,利用他们的实践经验加强教师实践能力。由于学院和港口同属于青岛港集团,使人事调动手续简便、渠道通畅,客观上促进了教学团队的的发展。同时,长期聘用港口同行业专家作为专业的外聘教师,不定期到学院进行专业讲座,交流港口装卸一线发展动态,为专业建设的改进和调整积累资料。② “走出去”。青岛港为教师实践能力的提升提供了一个大舞台,学院制定了专职教师定期轮训制度,每学期都要选派专职教师到港口实践锻炼,深入到港口装卸、维修第一线,参与港口生产活动,了解岗位工作过程、设备运行情况、专业技术的运用和发展动态,提升实践能力和综合素质。
6 教材建设与教学方法
根据课程教学目标的需要,在教学方法上摈弃传统的以讲授为主的方法,专业性课程采用项目化教学或理实一体化教学,理论性较强的课程采用基于自主学习的教学方法,强调培养学生的自学能力。课程内容紧贴港口发展的实际,并根据机电一体化技术的发展实时进行调整,专业性课程采用自编教材,逐步实现全部课程均采用自编教材授课。教材编写邀请港口一线技术人员参加,所选设备与港口同步,做到“港口用什么设备,我们就讲什么设备”。
7 结束语
专业建设是高职院校内涵建设的核心内容,也是体现高职院校人才培养能力的关键因素。在专业建设中,体现行业优势、发挥专业特长,将专业建设与企业需求和区域经济的发展紧密结合起来,时刻把握专业技术更新的脉搏,实现专业建设的动态发展,这些都是专业建设中不可忽视的关键环节。
参考文献:
二、淘汰过时实验内容,以适应新形势现今开设的实验中有许多已不适应技术的发展。对于机械专业的学生来讲,电类基础课应该以应用为主,现在其他高校早已淘汰了此种方式,采用的是将汇编语言直接输入计算机,由计算机直接翻译成机器码自动运行。
机电专业综合实训课程集合了气压技术、液压技术、电机与电气控制、自动检测技术、PLC及其自动控制技术、网络通信技术等相关课程,融合了实训和生产,是机电专业学生顶岗实习前的综合课程。
对五年制高职教育而言,由于培养目标定位在为企业培养高技能型人才上,通过机电专业综合实训课程的学习,促进学生综合实践能力的提升、职业能力的培养、创新思维的发展,紧扣机电专业核心技术,即检测、控制与执行三大环节展开,同时需具备一定的网络通信技术。
综合实训课程建立在机电结合的基础上,企业调查结果显示,机电设备的控制很多都采用PLC作为控制系统。对机电综合实训课程,选择某生产流程的模拟控制系统为实训载体,通过模拟仿真控制,掌握生产岗位的控制技术,吴中中等专业学校选用了光机电一体化设备YL-235A自动化生产加工系统。
PLC在机电一体化设备教学中的应用
1.PLC在机电一体化设备中的功能
整个系统通过PLC控制,各个环节有序结合。该装置配置了触摸屏模块、PLC、变频器装置、气动装置、传感器、气动机械手装置、上料器、送料传动和分拣装置等实训机构。根据其特有的属性,系统的控制部分采用触摸屏模块和PLC,执行机构由气动电磁阀-气缸构成的气压驱动装置和变频器控制步进电机的传送装置,实现了整个系统自动运行。整个实训装置的模块之间连接方式采用安全导线连接,以确保实训操作的安全。系统分三大模块:
(1)送料机构的控制
采用24 V直流减速电机,转速6 r/min;用于驱动放料转盘旋转,PLC通过输入信号发出输出信号,驱动送料机构运行。
(2)机械手感应机构的控制
整个搬运机构能完成四个自由度动作,手臂伸缩、手臂旋转、手爪上下、手爪松紧。机械手的动作通过磁性开关和接近开关的感应信号传送给PLC,PLC根据内部程序执行发出信号,驱动电磁阀-气缸完成机械手的动作。
(3)物料传送和分拣机构的控制
由皮带输送、推料气缸、变频器、步进电机构成,PLC通过感应信号发出输出信号给变频器,变频器驱动步进电机运行,皮带转动,实现物料的传送,通过传感器感应信号,使得PLC驱动电磁阀-推料气缸动作,实现物料分拣。
2.PLC在机电一体化设备控制系统中的设计方法
建立一个PLC控制系统,必须根据被控系统所要求的动作,正确分配I/O口,综合应用顺序功能图,完成梯形图的设计,达到所预定的动作过程。
顺序控制设计法是按照工艺要求,在各个输入信号的作用下,根据内部状态和时间顺序,在生产过程中各个执行机构自动地有序地进行操作。首先要根据工艺过程,画出顺序功能状态图,然后根据顺序功能图画出梯形图。
顺序功能图是描述控制系统控制过程、功能和特性的一种图形,是描述控制系统控制过程的一种有力工具。利用顺序功能图的方法已经成为控制梯形图设计的主要方法。利用PLC的编程元素(如状态寄存器S和辅助继电器M)来代替各步。
顺序功能图由工步、有向线段、转换条件和动作组成。顺序功能图的基本结构又分为三种:单序列、选择序列和并行序列三种形式。如图1所示:
3.PLC在机电一体化设备中的教学方法
机电综合实训课程采用项目、任务型教学,打破教材本身的框架,围绕PLC课程在设备中的应用展开,将其分解成若干个小任务,结合实际操作,了解该设备所能完成的任务和工作流程,分析设备的硬件组成和各元件功能。通过实际拆装、编程与调试、故障诊断、维修及保养等,掌握该设备的装配、操作和维护的能力。
实训课程采取阶段式训练,并将企业的6S管理融入教学过程中。
1.设备认知,熟悉设备和设备元件,拆装注意事项,安全用电等。
2.掌握知识,掌握设备需具备的理论知识和操作步骤,注意细节,融入平时所积累的操作经验和诀窍等。
3.拆装操作,结合企业实际操作要求,理解拆装顺序和要求,学会工具和仪器的使用,理解设备结构和各部件之间的关系,达到一定的技能水平。
通过调查发现,目前大部分职业学校机电一体化专业学生在校期间往往只是学习了简单的几门专业课程,或者仅仅经过机械或电气技术的专项实训,而机电一体化技术是一个系统工程,学生缺乏机电综合实践技能和职业素养的系统性培训,毕业后很多学生无法满足一些需要机电综合技能的设备安装与调试、运行与维护岗位的工作要求;一些学生缺乏职业素养,缺乏职业道德和团队合作精神,跳槽频繁。
针对这种情况,许多电气公司和学校开始陆续开发适合机电一体化学生学习的实训设备,例如亚龙、星科、天煌等教学仪器。其中亚龙教仪YL-235A型光机电一体化设备以其独特的优势和特点,出现在历年的全国技能比赛中,深受广大职业院校的推崇,逐渐成为各职业学校机电实验实训室中的必备设备。
该设备采用模块化设计。包括主令电器模块、传感器模块、控制模块、变频器模块、驱动电磁阀、被控制的机械机构。设备虽小,但它涉及了机电一体化专业的各个方面的知识,很好的概括的阐述了机电一体化专业所包含的内容。
应用YL-235A型光机电一体化设备进行实训教学,必须根据设备的使用特点设置实训任务。
首先,制定的实训任务应具有以下几个特点:
(1)“任务”要能引起学生的兴趣
兴趣是最好的老师,是学生学习的源动力,学生若对教学任务感兴趣,教学就成功了一半。实训任务的设计,要从学生的实际出发,根据他们的认知能力,选择其熟知的事物或现象设计实训任务,以引起学生的学习兴趣,再将教学目标、知识点隐含到一个个任务中。例如对于各个模块之间的控制关系的教学中,教师根据教学内容,选定机械手抓取工件作为一个实训任务,通过演示基本的动作过程,使学生明白整个的控制过程,并能了解各个模块之间的控制关系,这样学生既了解了具体的学习内容及要求,又激发了学习兴趣。
(2)“任务”要能引导学生思考
在PLC入门阶段的学习中,学生认识了编程元件和基本编程指令,对知识点有一定了解,但掌握得还不是很牢固,实际应用中还有一定难度,有“云里雾里”的感觉,对所学知识点能再认不能再现。YL-235A型机电一体化设备模拟了一整套完整的自动化生产线,在这条生产线上可以完成对产品的生产加工、传输分拣、检测包装。每一个生产过程可以有不同的编程方式实现,对知识有不同的要求,能引导学生去积极思考,最后通过各个模块相互配合完成。
(3)“任务”要结合工业应用实际
YL-235A型机电一体化设备模拟了一整套完整的自动化生产线,很好的模拟了工业生产设备的自动化生产过程,实验项目准工作过程化。通过对学校周边工厂的调研,结合学校设备的实际,将机械手、分拣装置等设计成“工作任务”,可以增强教育教学的针对性和实效性,体现教学密切结合工业生产实际。
(4)“任务”要能提高学生的综合技能
YL-235A型光机电一体化实训设备的特点就是综合了各专业知识,把本来分散的学科知识综合到一起,所以要让学生在实训过程中能综合的运用各个学科的知识,在不断的实习实训中熟练掌握各学科之间的联系,并最终提高自身的综合技能。
(5)“任务”实施中要能培养学生的职业素养
在实训中除了提高学生的综合技能之外,希望通过学生在解决问题的过程中培养良好的团队协作精神和刻苦钻研的精神。学生通过分组进行各个工作任务,在协作中完成,对完成任务过程中遇到的问题积极商讨最佳解决方案,并在最快的时间内完成。每学习完成一个实训任务,既提高了小组同学的合作意识,又培养了良好的职业素质。
结合以上要点,从硬件装调和软件编程两个方面入手,确定适合综合实训流程的实训任务。
其次,制定任务实施方法和实施过程。
在每个工作任务的实施过程中,采用以“项目教学法”和“任务驱动法”为主要教学方法开展教学过程的教学模式,改变以往“教师讲,学生听”这种被动的教学模式,“以项目(任务)为主线、教师为引导、学生为主体”, 通过 “做中学”的方式,通过实际操作学习,理解和应用理论知识,实现学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式。
最后,制定考核评价方法。
项目教学的考核过程不再采取“一卷定终身”的考试方法,而是采取以任务完成为主,以素质考核为辅的形成性考核(见下表)。任务完成主要以工作任务完成情况作为考核,主要内容为能力目标和知识目标;素质考核具体包括平时出勤,劳动积极程度,完成项目的态度,遵守纪律,项目完成的程度,困难问题的解答,团队合作,5S实施等等。课外包括资料查阅情况,作业完成情况和项目总结书完成情况。
评
价
考
核 序号 考核内容 标准 评分(打A、
B、C)
1 机械设备安装 A、很好 B、一般 C、差
2 基本知识应用 A、很好 B、一般 C、差
3 项目完成情况演示 A、很好 B、一般 C、差
4 团队合作能力 A、很好 B、一般 C、差
5 工作态度 A、很好 B、一般 C、差
6 教师评价成绩 A、优秀B、及格C、不及格
教师签名 总评
以“传送带的分拣任务”为例进行简要说明工作任务实施过程。
工作任务要求:
当有物料放到传送带上时,传送带启动运行,运行频率30Hz。如果是金属工件,被电感传感器检测到后,推入料槽A;如果是白色塑料工件,被光纤传感器Ⅰ检测到后,推入料槽B;如果是黑色塑料工件,被光纤传感器Ⅱ检测到后,推入料槽C。
要求学生掌握的知识和技能如下:
(1)了解传感器的工作原理;
(2)掌握可编程控制器的基本编程知识;
(3)能正确安装调试工件识别装置;
(4)能编写调试工件识别的PLC程序
实施过程如下:
(1)布置工作任务。
①介绍工件识别装置任务要求;②视频演示任务工作过程。
(2)任务实施――学生分组进行。
①小组成员根据分工不同,自主分配任务;②安装调试设备,画连接图,编写程序,分别进行;③老师巡回指导,并答惑解疑,同时发挥咨询者和协调人的作用。
(3)考核与评价。
①评价标准,参考考核评价表;②评价内容:机械设备安装、基本知识应用水平、任务完成情况、团队合作能力、工作态度、项目完成情况演示;③评价方式:小组成员互评、自评各占30%,教师评价40%。
通过使用YL-235A型机电一体化设备,学生在实训过程中,完整的认识到了所学知识的关联性,同时通过综合训练,很好的掌握了各门学科之间的练习,做到了机电一体化技术的系统化、全面化。通过完整的综合实训,克服学生学习中不能综合、灵活的使用各个学科知识,采用“聚零为整”的方法,真正提高学生专业技能和职业素质,培养出符合企业需要的优秀的技能型综合人才,使毕业生具备机电一体化技术的综合职业技能,在进入毕业实习单位之后,快速的适应用人单位的需求,对于提高社会对职业学校学生的认知度和认可度有重要的意义。
参考文献
[1] 杨少光,机电一体化设备的组装与调试,广西教育出版社,2009.5
[2] 吕景泉,自动化生产线安装与调试,中国铁道出版社,2008.12
[3] 孙振强,可编程控制器原理及应用教程,清华大学出版社,2005.2
[4] 李晓钟,液压传动与气动技术,南开大学出版社,2012.6
[5] 王庆有,光电传感器应用技术,机械工业出版社,2008.12
[6] 亚龙YL-235A型光机电一体化实训考核装置实训指导书
随着当前社会的发展、机电一体化技术的提升,企业对机电专业人才的需要也发生了很大的变化。在这样的背景下,我国高职机电专业人才培养模式也应产生变化,相关高职院校应积极改革机电专业人才培养模式,加强机电专业教师队伍建设,并积极建立“一体化”实训基地以促进学生专业与技能的共同提升,推进机电专业人才培养目标的实现。但在高职机电专业教育中应采取怎样的人才培养模式呢。对此,笔者提出以下建议。
一、采取以岗定课,且将课证融合
传统高职机电专业教学中,通常都是学校选取认为适合学生学习的教材后,统一定制教材,相关专业教师以教材内容为依据,为学生讲解知识、传授技能。教材一般几年换新一次、且没有考虑到当前学生实际学习需求。导致教材中一些内容过于陈旧、枯燥,不能与时俱进且学生学习兴趣不高。对此,新时期机电专业教学中,学校可以采取以岗定课的教学策略,并将课证融合以提升教学质量,促进学生知识与技能的提升。首先,相关高职院校可以组建机电专业教学小组,鼓励小组教师加强与企业之间的联系,积极走进企业观察当前机电一体化发展现状、了解企业对机电专业人才需要,然后加强与企业沟通,根据企业机电专业需完成工作任务所需具备的知识与技能要求,制定相关课程内容,以满足高质量技能型人才培养的目标。如:所制定的课程应体现机电专业相关岗位(安装调试岗、产品制造设备的操作岗以及设备管理岗)与职业素质、理论知识与专业技能的普遍性需求,提升人才的应用能力。另外,学校应注重课程融合,尽量保证所设课程可以满足机电专业职业资格考证需求。如:学校可以以机电专业考证教材结合当前机电专业发展与学习学习需求编制教材,以保证课证相融,然后在期末考核中可以采取以证代考以提升学生的重视。
二、优化教师建设,提升教师专业
教师是学生成长与学习的引导者,是高职人才培养的主要负责人。因此,为保证人才培养模式的科学、有效,首先相关院校应加强或优化学校机电专业教师人才队伍建设,提高教师专业素养与能力,为学生的理论知识与专业技能培训提供良好的保障,以促进学生综合能力的提升。学校可以组织相关专业的教师参与专业化的培训,如:聘请相关专业的专家与企业相关技术指导到学校组织教师培训。将专业岗位要求、行业标准与规范传递给教师,同时可以通过技能训练、教师考核等形式帮助教师建立完善的专业知识结构、提升教师专业实践动手能力。另外,教师应积极提升自身专业素养,如:积极参加国内外研修先进的知识理论与技能;可以走进企业学习、锻炼以开阔视野,增加自身对机电专业的了解。同时有助于教师掌握行业动态,了解并学习先进的机电一体化技术。最后,教师在教学中应注重将教学理论知识与企业生产实际结合,鼓励并引导学生参与实训、实习,可以提升学生教学知识的应用能力,促进学生综合能力的全面发展。
三、建立一体基地,实践理论结合
当前社会竞争激励,包括教育竞争、企业竞争等,但说到底都是人才间的竞争。因此,高职院校在教学过程中应重视校企合作,学校可以有针对性的为企业培养人才,而企业可以为学校提供人力、物力与财力的资助,通过校企资源与信息共享以实现“双赢”。所以,在高中机电专业人才培养中,可以校企合作共建“机电一体化实训基地”,将理论与实践教学相结合以满足人才培养需求。为强化学生职业技能,实现人才培养目标。学校可以通过与企业的合作,共同建立“机电一体化实训基地”。在基地中添加真实的或是仿真的机电一体化实训设备,定时定期组织学生在实训基地上课。教师借助设备为学生讲解理论、实际操作,在此基础上教师就可以为学生创设真实的工作情境,在基地真实的环境与氛围中随机指定学生为操作员、检验员、工艺员与技术员等不同的角色,并要求学生按照企业真实岗位的工作流程完成相应的工作任务,并以职业标准严格要求学生,促进学生职业适应能力的提升。
四、总结
总而言之,在高职机电一体化专业的人才培养中,学校应重视相关专业课程的科学、合理,积极优化教师队伍、培养并提升教师的专业度。然后通过校企合作共建实训基地以实现理论与实践的融合,促进社会需要的技术应用型人才的培养。
参考文献:
[1]吴连连,曾维林.以岗位群为导向的高职机电一体化专业人才培养模式探讨[J].当代职业教育,2014,06:64-66.
二、网络智能化对机电一体化专业教学带来的挑战与机遇
1.在网络智能化背景下,机电一体化专业教学内容与方法亟需变革与创新,这是一个新形势下的新问题,现有的研究借鉴较少。本文通过文献阅读整理、企业实地调研、专家访谈等方式,明确了网络智能化背景下的机电一体化专业教学的新问题和新特点,以经典的职业教育理论为基础,结合新形势下中国企业的生产实际,丰富和拓展了机电一体化专业的教学理论,完善了现有的教学体系。
2.网络智能化背景下新问题不断涌现,对教学内容的完备性和及时性提出了新的要求和挑战,本文通过教学内容与教学方法互动的方式,在教学中不断丰富和完善教学内容。
3.网络智能化这一新形势,对机电一体化专业的教学方法也提出了新的要求,本文认为教学内容与教学方法不应是独立的,只有形成教学内容与教学方法的互动才能保证教学与社会发展的实际相接轨,人才培养与企业人才需求相接轨。
三、网络智能化背景下机电一体化专业教学内容与方法互动的具体方案
1.分析网络智能化给传统的机电一体化课程带来的新问题,并结合经典理论形成新的教学内容体系。第一,分析互联网信息技术的发展,尤其是物联网的出现与应用,对企业生产方式的影响,探讨企业生产模式变革后带给机电一体化专业教学的新问题与新挑战。第二,针对网络智能化给企业生产模式带来的机遇与挑战,拓展、丰富传统的机电一体化教学内容。(1)网络智能使得现代企业的生产模式发生了巨大的变化,由传统的批量式生产、统一规格化生产变革为按照客户需求的个性化、定制化的生产模式,因此机电一体化专业的教学理念也需进行相应地变革,突出个性化、定制化的思维;(2)网络技术的应用,推动了我国企业生产和管理流程的智能化,使得企业更加注重低能耗与高效率的有机结合,因此,机电一体化专业在教学中应该更加注重人才综合素质的培养,重视传授知识的综合性与全面性;(3)网络技术将持续推进企业生产模式的变革,因此机电一体化专业的教学要更加重视人才的适应性,培养人才不断适应新环境的能力。
2.针对教学内容,建立多层次、多样化、互动式的以研究为基础、以问题为导向的教学模式。(1)多层次。一年级的新生,正处于打基础的阶段,教学中应注重培养互联网、物联网将不断推动企业生产模式变革的理念,并建立一种问题导向的学习观念,夯实机电基础知识的学习。二年级的学生,属于提升阶段,教学重点在于培养其理论联系实际的能力,引导学生主动探索网络智能化背景下的工矿企业面临的新问题,并结合所学内容,寻找解决问题的方法。三年级的学生,属于成果转化阶段,通过实习、实训等方式,将形成的问题分析与处理能力及团队合作理念运用到企业生产实践中,实现质的飞跃。(2)互动式由于教师与学生都已经具备一定利用信息网络进行研究与学习的能力。因此,在教学中可以安排教师与学生通过互联网针对同一问题,从不同视角进行分析和解答,从而延伸书本上的内容。(3)多样化①结合传统的PPT等多媒体教学手段,通过教师讲授的方式,提炼教学内容;②通过软件、网络以及模拟实训室等方式,锻炼学生的实际动手操作能力;③通过应用新技术,帮助学生掌握并熟练运用多种现代化分析工具;④教师提出问题,学生进行网上自学,以作业的方式回馈,扩充学生知识量。
3.实现教学内容与教学方法的互动式发展。(1)针对不同教学内容,需要匹配与之相适应的以问题为导向的教学方法。如配合网络上机模拟、网络实训等教学手段,同时网络智能化背景下,新问题不断涌现,教学内容的及时更新,也为以研究为基础的教学方法提供了很好的素材。(2)通过互动式的以研究为基础教学方法,使老师和学生在有针对性的解决问题过程中发展新问题。以问题为导向,通过总结、提炼等方式不断丰富、扩展教学内容,完善教学体系。