时间:2023-12-04 10:04:10
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关键词:数控专业 理实一体化 课程体系构建
现代制造技术不断发展进步,各种数控机床的应用也日趋普及,传统教学模式中的课程体系已经不能满足现代社会的需求。
一、目前数控专业课程体系存在的问题
1.专业基础课的课程系统性不够
基础课课程内容交叉多,如《数控加工工艺》与《数控机床的编程与操作》有很多的内容是重复讲解,整个课程体系不能够适应现在的教学。这导致学生不愿意学、教师不愿意教,学生的学习效率直线下降。
2.专业基础课教学与实训教学不能完全结合
实习指导教师与专业理论课教师分开。如数控车的实习教师专业理论课教学时可能教的是普车的工艺课,而普车实习的教师专业理论课教学时教的是数控铣床的编程。这造成学生的专业理论课与实习课的学习内容不一致,理论与实训严重脱节。
3.有强调操作而忽视基础课的倾向
相关数控专业基础课的内容不能充分地展现给学生,学生不能完全接受基础知识。这造成学生专业基础知识不够扎实,只是学习了一些皮毛,最终结果是职业院校只能培养出机床操作工。
4.实践教学与工厂生产脱节
现在实习教学的设备与工厂中用到的实际加工生产的设备不一致,导致学生不能学以致用。现在的教师多数是从大学毕业来到学校,缺乏工厂实践操作的相关技能。
二、对课程体系构建的改进思路
1.突出专业基础课的应用性
将《刀具》《机械基础》《夹具》等专业基础课整合到一起,把《数控加工工艺》以及《数控加工技术应用》《数控编程》三门专业理论基础课与实习课融合到一起,编制成适应笔者所在学校实际教学的校本教材《数控车编程与加工工艺应用教程》,实现了专业课程体系与生产实践所需综合性知识相统一。
2.重点培养学生动手操作的实践能力
学生平时见习参观的多,实际加工操作的时候少,单个的操作训练多,多元的技术实践少。这造成了在一体化的专业课程进行中,只是单独强调操作技能的培养,而忽略了特殊技术实践能力的培养,不能满足当前社会对应用型人才的迫切需求。
3.校企联合办学
改变实训设备及实验器材的投资方式,与工厂联合办学,可以将实验室搬到工厂中去,让学校与工厂完全接轨,充分发挥出学校与工厂一起培养学生技术实践能力的作用。
4.以“理论基础+模块”的模式构建一体化专业理论课程体系
专业理论课以课堂理论教学加车间实验教学的形式授课。实际训练模块以工作任务为导向,教师根据实际工厂岗位的要求设计训练项目,从而能够按社会的实际需要设计教学。
三、理论实践一体化教学具体实施方法
1.将学生分成若干个小组
我们采用分散的管理方法,对学生进行分组管理。比如数控车操作实训工作任务中,共有机床五台,我们开展了五个针对数控车操作的兴趣小组,将对数车编程和操作特别有兴趣的学生分在这些小组中,让他们一起编程序,一起制定工艺,一起查阅资料。
2.对教学内容进行重组
按照本课程教学培养目标,我们将实习任务进行详细分解,按其所包含的基本操作技能划分为三大主要项目:车床实习工作项目,数控车实习工作项目、数控车实习仿真工作项目。以数控车床实习项目为基础内容,模拟数控车实习项目任务,然后将数控车实习任务在实践中进行。
普通车床实习工作项目主要突出以中级车工为重点进行讲解,让所用到的基本实践操作知识让学生必须掌握,为后期学生数控车的学习打好基础。
数控的实践操作是所有实习内容的重中之重。对于高级班的学生来说,数控机床一类的学习要求基本是相同的,就是要求学生按照国家职业技能鉴定规定的要求完成零件的加工。
仿真实训内容重点包括数控车、数控铣、数控加工中心等的基本实践操作过程、数控模拟仿真加工过程等。 在学生进行实际操作之前,首先通过讲述专业理论知识,让学生进行仿真操作。在仿真通过的情况下,再进行实际的操作,可减少学生实践加工中程序的修改次数,提高学生的自信心。
3.数控教学一体化
要求教师与学生一致,即教师的教与学生的学一致,学生在学习的过程中完成教师安排的各种项目的具体任务,并最终达成按照教学计划要求的教学目标。
4.及时评价反馈
关键词:师资队伍建设;课程设置;内容与效果;特色与创新
一、前言
培养适合区域经济特色的高技能人才,是社会发展的客观需求。结合德国“双元制”职业教育理念,基于岗位工作过程系统化的学习领域课程模式,紧密结合企业生产实际进行课程设计及行动导向教学,以培养适应岗位工作需要的专业能力及适应专业发展需要的关键能力,兼顾着职业培训属性和人本教育属性,进行职业教育探索,是当今培养技能英才的重要课题。课程改革是在解构完成专业工作所需的知识和技能等能力点的基础上,以同性质类别的典型工作任务集为同一学习领域,以一个个完整的工作任务为情境,以完成总体工作过程时相关岗位群的具体工作环节为情境的学习任务,结合具体工作环节的任务要求进行跨学科相关知识与技能等能力点的重构。
《零件手工制作》是在“数控技术专业工学结合一体化课程开发与实践”这一课程改革研究背景下,经过大量数控加工类企业的实践和调研,按照基于工作过程导向的职业技术教育课程改革思路,为数控专业课程体系重构后所确立的。该书由广州机电技师学院教师封富成为代表的教学团队编写,具有以下特点:
(一)内容的构建基于工作过程
课程内容基于企业工作岗位要求,在章节安排方面依照“资讯、计划决策、实施、检查、评价”的完整工作过程序列,情境序化后,依照从简单到复杂的认知规律进行构建,使工作过程与学习过程相结合,满足于课程体系序化遵循职业成长规律。
(二)内容逻辑严密、实践性强
《零件手工制作》是通过顶板的加工制作、底板的加工制作、连接板的加工制作、景观凳的装配,四个学习任务项目,按照企业中零件实际加工的工作过程有机整合为一体,结合行动导向的教学活动设计而组织编写的,符合知识技能认识的规律,具有严密的逻辑性。
(三)课程适合国家职业资格标准
在本课程内容编撰过程中,编者除了消化大量的企业调研信息、毕业生跟踪调研信息,参考以往积累的教学经验外,同时还参考了钳工(初级)国家职业资格标准的知识与技能要求,使本书的可推广性进一步增强。为达到预期学习效果,本书需要配备相应数控编程与操作方面的教材,以及一体化教学专业课室使用。
二、《零件手工制作》课程改革建设的过程
《零件手工制作》在建设过程中,由教学团队先进行企业调研,然后经过大量资料整理后编写,并进行教学实践,再经多次教学实践和改编后,才定稿出版。下面重点从师资队伍建设、课程设置的内容与教学效果、课程设置的特色与创新三个方面进行详细阐述。
(一)师资队伍建设
本课程组是一支具有较丰富教学经验、理论知识渊博,实践操作技术强的“双师”结构教学团队,专任教师教学经验丰富,教学效果良好,且有广东省技术能手、广州市技术能手及参加技能竞赛的冠军和指导竞赛的金牌教练;企业兼职教师有多年产品开发和管理经验,同时承担实训教学和教师培训。
1.“双师”结构与专兼职教师比例
课程组主要有8名教师,其中5名专任占62.5%;2名外聘兼职教师占25%;1名专家教授占12.5%。团队中专任教师全部取得相应的职业资格证书。外聘兼职教师分别来自广州型腔模有限公司和上海润品有限公司,他们都是企业技术骨干,在课程建设和实施中发挥了重要作用。
2.学缘结构
课程中教师团队都是来自于不同的高校,学缘要布较广泛,专业相近,有利于沟通和交流,对课程建设发挥着有力的支撑作用。
3.年龄结构
课程组教师平均年龄35岁,年富力强,业务能力强,有丰富的教学经验和实践经验,对课程改革、开发、建设及教学方法改革方面都具有较强的执行能力。
4.职称与职业资格结构结构
专任教师全部达到双师素质,职业资格证书获得率100%,所有团队均有相应职称资格,图表略。
(二)课程设置的内容与教学效果
《零件手工制作》课程是广州市机电技师学院数控技术专业的一门专业基础课。全国大部分职业院校的机械类专业都开设此类课程,此课程在本校是校级精品课程。
1.设计理念和思路
该课程在设计理念上,以数控实训中心制造生产线为载体、以零件生产岗位需求为导向,突出课程教学能力培养目标;在教学过程中,以学生为主体,实施教、学、做一体化项目,引入企业真实生产任务的教学模式。其课程设计思路如下:
(1)校企合作,共同开发资源,实现课程内容与岗位能力结合。本课程从生产制造的实际工作出发,基于工作过程采取“逐层深入、循序渐进”的由简到难原则,以实训中心零件生产制造为平台,以学习情境为主线,以项目为导向,以典型工作任务为驱动,设立课程教学项目,通过教师指导学生开展自主学习,完成工作任务,实现对工作过程的认知和对完成工作任务的体验,从而形成职业岗位能力。
(2)模拟真实工作环境,实现学习情境与工作情境结合。课程案例来源于企业,设计4个学习情境。从基本的锯錾锉培训,到钻扩锪铰训练,再到螺纹加工训练,最后进行整体装配训练,在完成这4个学习情境后,学生已经具备了初级钳工操作的职业能力。通过在校企合作实践平台进行零件加工生产,并按企业质量要求考核学生,实现学习情境与工作情境相结合。
(3)教学情境设计由简单到复杂。课程组经过与企业的研讨,为4个教学情境确定如下图所示的4个引导型项目,这些项目以零件手工加工为主线,由简单到复杂,层层递进。前三个学习项目为生产制造三种类型的零件,第四个学习项目则把前三个零件装配形成一个整体,其中项目由简到难,应用工量具由少到多的渐进模式,具有鲜明的特色。
(4)以职业能力培训为重点,突出职业性、实践性、开放性。本课程在设计开发过程中考虑模具钳工岗位的任职要求,并选择企业的真实项目作为学习的载体,充分体现职业性;在实施过程,通过一化的教学模式,采用教、学、做一体的典型零件加工实境训练,突出实践性;在载体选择上,充分考虑企业中先进技术、工艺及新材料的应用情况,通过设置拓展任务,实现课程的外延,并随着技术的发展和进步,教学载体可替换,又通过设备校外实习基地完成的工作任务和课外拓展项目及第二课堂教学活动,培训学生的创新思维和可持续发展的能力,形成全方位、全时段、开放式的学习环境。
2.《零件手工制作》教学效果
课程组编写了基于工作过程导向的配套校本教材,开发了引导文、课件、任务书、考核评价表等体现工学结合的教学文件,建设了视频录像、动画、试题库等教学资源,为学生自主学习提供便利。
(1)编写特色校本教材 课程组结合课程学习和训练体系的改革,在原有校本教材《钳工实训》、《钳工入门指导与技能训练》的基本上,围绕零件手工加工工作岗位所需的知识、技能要求,突出适应性、针对性、应用性和可持续发展性等特点,结合学生的认知规律,参照钳工的职业资格标准,进行工作过程导向的教材建设。教材中四个学习情境所涉及的内容,即涵盖了钳工加工岗位所需的专业知识和岗位技能,又满足了学生知识技能拓展的需要。
(2)选取优质参考教材 在《零件手工制作》校本教材的基础上,课程组还选取了《钳工工艺与技能训练》、《钳工工艺学》、《钳工项目式应用教程》作为学生参考书,见参考文献。
(3)开发体现本课程特色的教学文件 为了使教学具有规范性、针对性和目的性,课程组编写了一系列教学文件。如课程标准、课程教学设计、教学课件、引导文、任务书、任务检查单、考核评价表等。
教学组通过编写教材、教学实践、再改编再实践,多次反反复复,教学效果明显,取得较好成绩。具体表现如下:
校外专家评价 广州市职业技术教研室课改专家,广东职业教育示范导师辜东莲评价说:《零件手工制作》课程是数控技术专业核心课程的基础,只有掌握了零件的切削加工原理,熟悉加工工艺的制定方法及工艺参数的选用原则,熟练选择工具、夹具及量具,并进行正确操作,才能为后续机加工的学习打下牢固的基础。
校内教学督导评价 课程定位准确,教学理念先进,思路清晰,内容丰富,针对性强。课程组以工学结合为突破口,围绕数控技术专业的培养目标,强化基础训练,注重能力培养。教学内容与行业联系紧密,注重学生实际应用能力培养,使学生能有效掌握加工工艺理论知识和实践技能,充分体现学生在学习中的主体性,教学效果好,缩短了学生毕业后适应生产实践的时间。
后续课程教师对本课程的评价 通过《零件手工制作》课程的学习,进一步验证了此学材开发的良好效果。学生们对板材件的加工工艺流程有了一定的理解和掌握,对于加工刃具的选择,加工方法的优化及加工操作技能的提升都有了一定的实践经验,为后续课程的顺利开展奠定了坚实的基础。
学生评价 学生总体教学效果如下:(1)教学态度 态度严谨,上课负责,准备充分,语言精准到位;(2)实训纪律 整个实训过程中,能按时上下课,课程安排合理,讲解示范到位,不断巡回指导,确保实训安全等;(3)实训内容 课程安排内容丰富,老师上课很生动,学生易于理解,掌握重要知识;(4)教学方法 利用多种方法多手手段,结合辅助仪器设备等进行教学,注重交流展示及信息反馈等,收到良好效果。
(三)课程设置的特色与创新
《零件手工制作》在教学内容设置上,具有比较显明的特色和创新点,突出了课程改革一体化的优势和工学结合、学习与工作过程以项目驱动模式成效。
1.《零件手工制作》课程设置的特色:
(1)该课程是制造专业的专业基础课,具有专业优势。
(2)师资队伍强大,教学经验丰富,科研能力强,多为双师型教师。
(3)教学条件优越,有完善的校内实训条件及校外实习基地。
(4)根据社会发展对高职高专人才培养的要求,更新和调整课程体系,构建合理且具特色的课程体系,提出改革方案。
(5)优化教学内容,完善教学方法和手段。
(6)强化实践教学。
2.《零件手工制作》课程设置的创新点:
(1)注重技能培养、突出实践教学,职业教育与企业紧密结合。本课程从高职教学模式出发,加强理论与技能的结合,突出实践训练,强化动手能力。在教学理念上,倡导“与岗位结合、为就业服务”的指导思想。
(2)以就业为导向,突出产、学结合。实施校企合一的办学特色,建立稳定的校内外基地,加强工学结合,实现基于工作过程的项目驱动教学模式,通过与企业实际生产对比学习,培养学生的务实意识。
(3)突出学生为主体,教师为主导。在教学方法上,改革了传统的教学方法,形成以学生“能力培养为核心”的教学理念和“项目驱动、学生为主体”的教学方法。
(4)在教学上,坚持循序渐进,因材施教,采用高水平多位一体现代教学手段。在教学过程中,项目由简单到复杂,循序渐进,通过分数激励法等鼓励接受能力好的学生完成更多的项目。在手段上,应用网站、模拟仿真、实操、多媒体课件等,资源丰富,充分满足教学的需要。
三、结束语
通过以上阐述,我们可以看出《零件手工制作》在经过多次教学实践和修编后,具有显明的特色和创新,并对中等职业教育示范建设课程改革有一定的参考价值。
为更进一步提高教学效果,在今后的教学实践中我们还要:(1)加强企业引进产品,的工作方法,严格挑选引进的产品,让其更好的为课程服务。行业企业的技术是不断发展的、变化的,我们应该紧跟发展的方向,与行业企业专家适时调整教学内容,使学生学有所用,在有限的时间内,为企业培养高素质高技能人才。(2)优化教学团队。课程组将教学团队的建设放在重要位置,通过下厂实践、及外出培训等方法,不断提高教师理论水平与实践操作能力。
致谢:
作者在撰写本文过程中,非常高兴得到了教学团队中几位老师的有益指导,并对本文的修改提供了宝贵意见,谨此表示感谢。
参考文献:
[1]封富成.零件手工制作[M].北京:机械工业出版社,2013.8
[2]劳动部教材办公室.钳工工艺与技能训练[M].北京:中国劳动保障出版社,2001.
关键词: “CDIO” 《EDA技术》 课程教学
《EDA技术》是高等职业学校电子专业的一门专业核心课。它集知识传授、技能培养于一体,实践性很强,要求学生既要学好理论知识,又要掌握实际操作技能。以教师讲解为主,学生进行模仿的传统教学方式无法充分调动学生的参与积极性,解决实际问题的能力得不到体现。笔者在认真研究高等职业教育培养目标,弄清《EDA技术》的基本教学要求后,在EDA教学中引入了“CDIO”模式,既发挥了教师的主导作用,又体现了学生的主体作用,充分展示了现代职业教育“以能力为本”的价值取向,使课堂教学的质量和效益得到了大幅度的提高。
一、“CDIO”的内涵
“CDIO”是构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)、运行(Operate)4个英文单词的缩写,它是“做中学”原则和“基于项目的教育学习”的集中体现。它以工程项目为载体,以从科研到运行为生命周期,让学生主动参与实践,以课程之间有机联系的方式学习工程。“做中学”是工程教育改革的战略之一,中国教育部于2008年开始组织课题组进行试点。
二、将“CDIO”模式应用于EDA课程教学中的意义
1.将“CDIO”模式应用到EDA课程符合高职教育培养的目标要求。
“CDIO”模式突破了传统教学模式,通过选取工程项目创设情景,通过协作学习开展教学,通过完成项目达到意义建构,通过解决问题实现学生对知识的掌握,能充分体现高职教育的职业性、岗位性和应用性等特点。教师将“CDIO”应用到教学,学生不仅能掌握专业基础理论及其相互联系,还能训练岗位所需的生产操作和组织能力,而且具能备参与项目生产的理念、能力,以及适应项目变化的潜力。“CDIO”模式以实际工业项目为逻辑主线组织教学,让学生以项目为学习中心,在项目中做,在项目中学,能充分发掘学生的创造潜能,提高解决实际问题的能力。同时教师在构思设计课程项目包的过程中,也会对所授课程有更深层次的理解,从而促进教学效果的提升。
2.将“CDIO”模式应用到EDA课程充分体现了学生的教学主体地位。
以真实项目为载体的项目式教学的开展,能使学生亲身经历产品构思、设计、实现、运作的项目开发生命周期,在与课程紧密联系的项目实践中积极主动地学习专业知识,提高学生对理论知识的应用能力和实践动手能力,增强学生的成就感,充分挖掘学生的创造潜能。不同项目的设定有利于满足不同层次学习者的学习需求,便于开展个性化、差异化教学。通过个体和合作的形式进行项目学习和实训,学生不仅能培养自主学习的能力,而且能培养合作、沟通和组织能力。项目完成后的及时反馈,又有利于学生间经验的分享。该模式构建出一个开放性、研究性的学习环境,充分体现了以学生为中心、以学生的全面发展为中心的教育思想。
3.将“CDIO”模式应用到EDA课程有利于教学科研水平的提高。
EDA技术是一门借助计算机来完成各种电子电路设计的自动化过程,是一门实践性很强的课程。要将“CDIO”模式应用到课程教学,教师必须结合院校教学实际,以及高职学生的知识层次、结构能力,合理制定教学大纲,优选教学内容,加强教材建设,不断改进教学方法、教学手段,理论结合实践,设计工程项目,体现以能力培养为主的原则。这个过程本身就是一个学习知识、提高理论层次和教学水平的过程,也是“CDIO”的具体体现。这个过程有利于进行多种资源的有效整合,不仅要求教师具有良好的专业设计经验和教学组织能力,而且善于发挥学生的主体地位和教师的主导地位,培养学生的综合应用能力,能极大地提高教师的业务能力和教学科研水平。
三、“CDIO”模式实施的具体过程
1.构思、设计。
笔者结合我院编写的EDA教程一书,收集整理大量资料,优选教学内容;结合我院学生实际,制定合理的教学大纲,整理出EDA项目指导的活页讲义,构思设计出若干具有针对性、特色性的EDA工程项目包,将所有知识点融入到工程项目中,以项目任务为教学单元进行教学。
教学内容由基础理论教学、实验教学和综合应用三块构成。理论教学以够用为度,实验教学则精讲多练,在完成一定量的基础实验和理论教学后我们引入综合训练项目,如时钟电路、数字频率计、正负脉冲数控调制信号发生器、序列检测器等的设计。
考核形式采用多样化原则,笔试、口试、常规编程、焊接操作、上机调试、小制作和小论文均可作为考核手段,将以上成绩综合即成为学生的最终成绩。
2.实施、运行。
根据学生特点进行分组,每组成员3―6个不等。首节课以课程概述为主,其余学时均以项目为主线实施教学。如为了使学生能更清楚地熟悉软件,了解原理图、语言设计的全流程,笔者引入了“用原理图及VHDL语言设计半加器,再利用半加器实现全加器”的项目设计;为了使学生充分把握VHDL的语句分类、语言结构及要素,笔者引入了“组合电路、时序电路的设计及拓展”,并要求学生根据拓展要求尝试性地进行修改,编写功能拓展程序;为了使学生对自上而下的设计理念有更明确的认识,笔者引入了“计数器及拓展”项目设计,学生根据要求依次设计十六进制计数器,十进制计数器,带清零、置位、进位的N进制计数器,以及用六十进制、二十四进制计数器构建数字钟并实现最终的下载。在这样一个不断拓展和提升的过程中,学生边学边做,边做边学,在做中讨论、体会、总结,随着知识点不断攻克,经验不断累积,解决方案变得越来越好。课时最后,笔者会分配三到四周的项目开发训练,通过推荐项目和学生自定项目,让学生了解从选题、调研、制定设计方案,采购元器件、硬件软件设计、线路焊接到调试检测的整个设计过程。对于项目所涉及的内容,如电路板的研制、电源设计等,笔者引导学生运用以前所学来合作完成,以培养学生完整的软件、硬件系统设计能力。考虑到学生在实验中独立完成一个完整的项目体系具有一定的难度,在项目指导书中笔者随附了一些程序,以供学生阅读理解。
四、“CDIO”模式实施后的教学反馈
在将“CDIO”模式应用到《EDA技术》课程教学改革后,学习的过程变成了人人都能参与创造的实践过程。学生在项目实践中,理解并把握了课程要求的知识与技能,体验着创新的艰辛与乐趣,培养了分析问题和解决问题的思想和能力。
教师在教学中引入“CDIO”模式应注意以下几点:重视项目的完成,但不能忽略基础知识的掌握,要让学生建构一个系统、全面的知识框架;学生分组是一个重要的环节,要防止学生出现依赖思想,应注意学生的全面发展和个性发展,避免两极分化;创设学习的资源和协作学习的环境是教师教学过程中最主要的工作;教材可以实际项目为主线进行改革,项目的合理选取是关键;课程考核机制应着重于实际应用能力,以学生完成项目的情况来评价学生学习效果;教学计划可根据学生的掌握实际进行适当调整。
参考文献:
[1]查建中.工程教育改革战略“做中学”的CDIO工程教育模式[EB/OL].jk.ivt.省略/news/show.asp?id=956.