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關鍵詞: 高職機電專業畢業設計 質量提高方法 措施
畢業設計(論文)環節是高職院實現人才培養目標極為重要的綜合性實踐教學環節,是培養學生運用所學知識分析解決實際問題能力、增強學生專業工作能力、培養創新精神、進一步提高綜合素質的有效教學手段。
近年來就業形勢日益嚴峻、高等職業教育規模的擴張,畢業設計期間又恰逢學生尋找工作等諸多客觀因素的影響,使得畢業設計出現了很多質量問題。具體表現在:(1)大部分學生對畢業設計不重視,不能處理好畢業設計、頂崗實習與就業的關系;(2)學生缺乏學術論文寫作的基本素養,缺乏資料查閱、整理、分析、歸納、檢索等獲取信息的能力;(3)畢業設計過程流于形式,理論與實踐脫節,有些學生僅僅依賴于教材、資料的理論知識拼湊論文,對于自己的設計沒有通過實踐驗證,紙上談兵多,實際動手少。最終創作的畢業論文很難有實際的應用價值。(4)成績評定不能完全做到公正客觀。學生論文抄襲原始資料現象嚴重,有些學生在最后答辯環節明顯缺乏對所做內容的理解和把握。那么,如何改革畢業設計,提高畢業設計(論文)質量,達到高職教育人才培養目標的要求?我結合機電專業的畢業設計的探索與實踐談談認識。
一、提前做好畢業設計準備工作
1.時間上的調整。指導老師提前在第四學期期末考試結束就與學生見面,布置題目,下達畢業設計任務。一方面使學生盡快了解課題的類型和方向,另一方面便于教師提前了解學生的情況,如專業學習情況、個人發展方向,等等,從而能夠合理地安排設計任務。另外,安排學生利用暑假,對機械制圖、計算機繪圖、電路分析、單片機、電氣控制與PLC、氣壓傳動等畢業設計相關專業知識內容進行重新溫習,并要求學生完成課題資料查詢、研究方案的確立等工作,為第五學期畢業設計的順利進行做好知識上的準備。第五學期第十一周起進入畢業綜合實訓環節,主要是畢業設計和赴企業進行頂崗實習,第十一周起有計劃地在指導教師的指導下對畢業設計內容予以進一步完善,第五學期不進行答辯,待頂崗實習結束后,第六學期再回學校參加答辯。
2.指導教師充分準備,試做課題。在畢業設計過程中,指導教師準備得是否充分,將直接決定畢業設計質量的高低。教師除應認真準備畢業設計的課題和任務書外,還需對課題進行認真的試做。通過企業調研和分析,得到企業中機電應用產品研發和生產崗位典型工作過程,明確產品功能、準備技術器件資料、硬件設計、硬件制作、軟件設計、軟硬件聯調、產品制作、產品測試。通過試做課題,教師能更好地把握課題的難度和工作量,科學地預測學生在畢業設計各個階段可能出現的問題,從而能夠根據學生的具體情況合理地分配設計任務。
3.畢業設計題目提前滲透至相關課程學習當中,為畢業設計的完成打下扎實的基礎。畢業設計是一項綜合性的實踐環節,一個優秀的畢業設計離不開專業知識的支撐。因此,專業課程的學習尤為重要。在課程學習過程中將畢業設計課題滲透進課堂,讓學生帶著問題去學,這樣可以激發學生學習的欲望,培養學生的創新能力。同時也為大三學生順利地完成畢業設計打下扎實的基礎。以“單片機應用技術”課程教學為例,本課程以智能運動小車作為教學內容載體,該教學載體以單片機作為控制核心,包括運動控制系統、顯示系統、智能感應系統,等等。通過這一載體將單片機應用技術中的各種能力貫穿始終。由于智能運動小車的功能具有很強的擴展性,完全可以作為畢業設計的課題進行綜合的設計和研究,因此在課程教學過程中要有意識地培養學生的設計意識和思路。
當然,在課程學習過程中,學生可以根據自己的專業興趣在保證課程合格的前提下有側重地加強某門課程或者某幾門課程的學習,在此過程中專業老師可以了解學生的具體情況以便于今后畢業設計的分組和選題工作能有實效地開展。
二、立足實際,科學選題
1.以就業為導向,從實際出發,選擇不同的課題。課題必須圍繞專業人才培養目標,符合專業崗位能力要求,具有較高的應用性。目前,機電一體化專業就業崗位的需求有三個方向:機電一體化設備制造與維修、機床數控技術應用、自動機(線)的運行與維修。要按照不同的專業化方向,確定畢業設計課題,對于機電一體化設備制造與維修方向,課題方向重點應放在機械方面,加強鉗工與電工電子訓練;對于機床數控技術應用方向,應增強學生的車工實習及數控機床編程與操作能力;對于自動機(線)的運行與維修方向,應向電的方面適當偏移,加強電工及單片機與可編程控制器訓練。我校機電一體化專業定向于自動生產線的運行與維修方向,在確定畢業設計課題時,結合制造業發展現狀,選擇那些圍繞機電一體化進行產品開發或把微電子技術用于設計、制造、測試和研究等方面的題目,例如單片機控制系統設計、工業機器人系統分析、可編程控制器(PLC)技術及應用設計,等等。
2.畢業設計的選題要堅持理論與實踐相結合的原則。課題的選定要結合目前專業的實際設備,立足實際,避免脫離實踐的純理論性的題目。我校機電一體化專業目前已經擁有較先進的PLC實訓裝置、氣動實訓裝置、機電檢測實訓平臺、單片機實訓設備、自動生產線訓練裝置、機電一體化實訓裝置,等等。因此,畢業設計的選題應考慮到我們現有的實訓設備,為學生畢業設計的實施提供良好的硬件環境。只有結合實際“真題實做”,才能培養出創新型、實用型人才。當然,在畢業設計期間已經開始頂崗實習的同學,可以結合生產崗位選擇畢業設計題目。應鼓勵學生結合崗位實踐內容選擇畢業設計(或論文)課題,但必須有企業專人指導并報學院批準。
3.通過各類技能大賽的鍛煉和滲透,以學生興趣為中心進行畢業設計選題,可以廣泛發掘學生的創造力,選題更具有可行性。專業老師組織學生參加院內外的各類技能大賽,將技能競賽與教學改革相結合。比如機器人大賽,結合單片機課程的學習,選擇一個機器人項目,等等。我校目前已經成功舉行了智能搬運機器人比賽,模擬了工業自動化過程中自動化物流系統實際工作過程。設計一個輪式或人形小型機器人,在比賽場地里移動,將不同顏色、形狀或者材質的物體分類搬運到不同的對應位置。比賽的記分根據機器人將物體放置的位置精度和完成時間來決定。又如“自動線安裝與調試”技能大賽,參賽隊在規定時間內,根據任務書的要求,以現場操作“***自動生產線實訓考核裝置”的方式,完成自動生產線設備部分工作單元的機械安裝和調整,氣動回路的安裝、連接和調整,電氣控制電路的設計、安裝和布線,傳感器安裝與調整,PLC編程,人機界面組態,電機驅動(含變頻器及對應電機、伺服驅動器及伺服電機)參數設定,以及系統統調、運行等工作。我們通過大賽的鍛煉,激發了學生的學習興趣,開闊了學生視野,豐富了學生知識,提高了學生的綜合素質與能力,培養了其團隊意識與合作精神。參加技能大賽的同學,畢業設計的題目可選擇大賽的某個方向展開設計,并撰寫論文。通過技能大賽的鍛煉和滲透,不僅可以提高學生的設計興趣,而且能為畢業設計的順利完成奠定扎實的專業基礎。
三、加強過程指導和管理,嚴格考核制度
對畢業設計全過程實施質量監控是提高質量的保證。加強過程考核,量化畢業設計平時成績的評定。表1為畢業設計(論文)總評成績評定參考標準??傇u成績由指導教師考核成績(40%)、作品(成果)鑒定成績(20%)、論文評閱成績(20%)、設計(論文)答辯成績(20%)四大部分組成。指導老師考核成績由指導老師評定,其余三項成績由相應的評審組老師評定。
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實施周檢查制度,要求學生每周以幻燈片形式進行匯報。匯報的主要內容是本周所做的主要工作、遇到的主要問題、問題的解決方法及心得體會等。匯報過程中,指導老師做好記錄,填寫《畢業設計指導工作記錄本》,對畢業設計指導工作進行實時記載,學生匯報完畢后,指導教師綜合各位學生的情況加以總結,并就學生所提出的問題加以解釋與指導。周檢查制度作為畢業設計平時成績評定的重要依據。同時,學生隨時寫好《畢業設計日志》,內容與教師的《畢業設計指導工作記錄本》相配套。這樣,教師與學生交流緊密,雙向監督,有利于加強畢業設計工作的全過程指導與管理。
畢業設計作品或成果可以是程序、實物、現象、方案等可以表現畢業課題成果的東西。讓作品成為畢業設計的主要內容,并在總評成績中占有一定比例。
對學生數集中的個別單位,因崗位需要無法回校參加答辯的由單位出具證明,學院安排老師到企業答辯。嚴格的答辯將有利于學生樹立良好的學風,促進學生認真做好畢業設計。正確認識畢業設計的重要性將有利于保障和提高教學質量。
表1 畢業設計(論文)總評成績評定參考標準
另外,畢業設計期間,指導老師要為學生進行資料查閱、文獻檢索、論文寫作能力的培訓,培養學生學術論文寫作的基本素養。當然,在整個畢業設計指導過程中,要把學術道德教育和思想教育工作貫穿始終,加強學生的誠信教育,在處于即將走上工作崗位的過渡階段,幫助學生樹立良好的心態,促進畢業生克服不利情緒的同時順利完成畢業設計。這種關心和指導可在每周進行檢查時多與學生交流,也鼓勵學生之間的交流。
四、嘗試畢業設計與頂崗實習一體化改革方案
學生可選擇到企業頂崗實習期間開展畢業設計,將畢業設計、頂崗實習有機結合。指導學生在頂崗實習的過程中,同時完成畢業設計(論文)。鼓勵學生在頂崗實習期間,從事與專業對口的頂崗實習企業生產和技術領域相關的畢業課題設計。學生帶著畢業設計的任務進行頂崗實習,不論是操作控制、質量檢驗還是裝配、測試崗位,都能愛崗敬業,并隨時記錄,在生產實踐中收集自己畢業設計所需的資料和數據。這樣最終必然將以較高的質量完成頂崗實習和畢業設計。若能取得優異的成績,則被企業接收,順利就業。這樣拓寬了就業渠道,增加了就業的機會。這種一體化的教學模式體現了工學結合、產學一體的職教模式。
當然,要想使這種一體化的教學模式取得良好的效果,校企雙方應該共同指導、共同管理。每個學生都必須由校內專業教師和企業指導老師共同指導。校內老師可制定一個詳細可行的計劃和階段性的目標,督查畢業設計的進展情況,指導論文寫作的規范,并協助解決理論問題,定期與學生溝通,溝通方式可以多樣化,比如:電話、QQ、Email,等等。企業指導老師負責從單位的實際出發,現場指導、規范操作、分析故障并解決問題。
五、結語
以上改革措施已在機電專業08級畢業生中進行了實踐,經實踐證明這些策略能充分調動學生的積極性和參與性,提高畢業設計質量。當然,如何提高高職畢業設計質量,是牽涉多個因素的綜合課題,需要我們不斷實踐、不斷總結,完善質量控制措施,使畢業設計教學真正成為培養學生創新精神、職業素質和綜合實踐能力的重要途徑。
參考文獻:
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關鍵詞:機電一體化 發展趨勢 機械工業
1前言
現代科學技術的不斷發展.極大地推動了不同學科的交叉與滲透,導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域.由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化.使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化。使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。論文 畢業論文
2機電一體化的優點
機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術.將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱 其涵蓋“技術”和“產品”兩個方面.是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術.而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊.這是機電一體化與機械+電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別機械工程技術由純機械發展到機械電氣化.仍屬傳統機械.其主要功能依然是代替和放大的體力 但是發展到機電一體化后.其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外.還能賦予許多新的功能,如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制、自動診斷與保護等 即機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸.還是人的感官與頭腦的眼神。機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別是智能化 機電一體化產品的典型例子有:數控加工中心、機器人以及具有檢測控制性能的數碼相機等。總之.一個機電一體化的系統主要是由機械裝置、執行裝置、動力源、傳感器、計算機這五個要素構成。
3 機電一體化的發展歷史
2O世紀6O年代以來.人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能后.刺激了機械產品與電子技術的結合,再后來計算機技術、控制技術、通信技術的發展,為機電一體化的發展更進一步奠定了技術基礎 大約到20世紀8O年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認:機電一體化技術和產品得到了極大發展:各國均開始對機電一體化技術和產品給以很大的關注和支持:2O世紀9O年代后期.開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段.機電一體化進入深入發展時期。一方面,光學、通信技術等進入了機電一體化.微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳.出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支;另一方面對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法.機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。
我國是從20世紀8O年代初才開始在這方面研究和應用。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作.取得了一定成果,但與歐美、日本等先進國家相比仍有相當差距機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合。它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。
機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科.隨著科學技術的不但發展.還將被賦予新的內容。
4 機電一體化發展趨勢的分析
機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合,它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。因此,機電一體化的主要發展方向如下:
4.1 智能化
智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視,機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。誠然使機電一體化產品具有與人完全相同的智能是不可能的,也是不必要的。但是高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能,則是完全可能而又必要的。
4.2 模塊化
模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元,具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣可利用標準單元迅速開發出新產品,同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標準,以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突,近期很難制定國際或國內這方面的標準,但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定,無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業,規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。
4.3 網絡化
20世紀90年代,計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育等人們日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片,企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品?,F場總線和局域網技術是家用電器網絡化已成大勢,利用家庭網絡(homenet)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(computer integrated appliancesystem,CIAS),使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。
4.4 微型化
微型化興起于20世紀80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1cm。的機電一體化產品,并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活,在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術,微機電一體化產品的加工采用精細加工技術,即超精密技術,它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
4.5 綠色化
工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面物質豐富,生活舒適;另一方面,資源減少,生態環境受到嚴重污染。于是人們呼吁保護環境資源,回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生,綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環境保護和人類健康的要求,對生態環境無害或危害極少,資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品,具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境,報廢后能回收利用。
[關鍵詞]機電一體化 技能大賽 中職 機電專業 教學改革 技能實訓
中等職業學校技能比賽并不是社會新鮮事物,很多年前它就是我國技術學校、中專和大學內部選拔人才的一種方式,很多勞動模范和技術能手從技能比賽中脫穎而出。隨著職業教育不斷發展以及企業職業崗位對人才規格、能力要求的提高,傳統的中等職業學校對學生的培養方式已經無法滿足企業對人才提出的技能要求。所以,在國家教育部的指導下,全國中等職業學校技能大賽作為一種新的制度出現,開拓出一條“以就業為導向,以大賽促專業建設改革”的職業學校,不斷提升教學質量的革新之路。
大賽在推進職業教育教學改革方面進行了很多有效的探索和嘗試,取得了豐富的經驗,得到了學校和社會的認可,逐步形成了“普通教育有高考,職業教育有大賽”以及將技能大賽“覆蓋所有中等職業學校、覆蓋所有專業、覆蓋所有教師、覆蓋所有學生”的良好局面。大賽檢閱了職業教育的教學成果,同時展示了職教學生的精湛技能、認真負責的職業態度,體現了學生既有專業知識,又有拓展能力和實際操作能力的綜合素養。本人作為一名中職學校教師,從事機電專業教學已有6年,連續3年帶領學生參加青海省中等職學校技能大賽,經本人指導過的學生在青海省中等職業學校技能大賽中取得了優異的成績。現在此談談機電一體化技能大賽如何為我校機電專業教學指明了方向。
機電一體化技能大賽促進職業教育模式的轉變。
技能大賽促進了職業教育人才培養模式的根本轉變,體現了職業教育的根本特性,實現了引導職業教育科學發展。它不僅檢驗了學生的技能水平,檢驗了學校的師資力量,同時也檢驗了學校的課程建設和管理水平,是一場從學生到學校的全方位檢驗。
我校地處青海省互助縣,學校堅持以服務為宗旨、以就業為導向的辦學方針,在落實“培養我省產業群急需的一線技術工人”這個辦學目標上,把“工學結合、校企合作”作為人才培養模式的切入點,嘗試探索推進“1+1+1”的辦學模式,工學交替,半工半讀,把學生技能比賽、學科建設、實習實訓基地建設與職業資格取證作為工作重點,提高學生的職業能力與綜合素質,幫助學生順利完成由學生身份到企業員工身份的轉變與適應,把學校辦成特色鮮明、效果明顯、能適應經濟發展的技術工人的培養基地。
打造職業教育特色專業,培養技能型人才。
依據機電一體化大賽指導思想,調整課程模塊化設置在機電專業教學計劃中提出培養目標是“應用型、技能型實用人才”,除此之外,還要增加競爭意識的培養和創造思維的培養,突出職業道德教育,加強綜合職業能力和綜合素質的培養。另外,要體現使一部分學生畢業后升入高等職業教育繼續深造的目標要求。所以,課程設計要通過教育思想、體制、內容、方法、手段的創新,根據我省產業需求進行開發。結合我校情況,將課程設置分為幾個模塊:文化基礎模塊、專業理論模塊、技能實訓模塊和崗位訓練模塊。學生在學完文化基礎課和基本專業理論課后,設置鉗工、車工、維修電工、電子電器四個技能實訓模塊。不但要訓練學生的動手操作能力,而且要求學生取得相應模塊的職業資格等級證書,這樣有利于學校培養的學生更貼近于社會經濟發展的需求。
根據機電一體化大賽考核內容,提出技能教學方法為使教學過程更加符合當代中專生的特點,突出中等職業學生的職業技能培養,針對機電專業職業技能教學要求,提出技能教學方法。把以學習課程為中心轉變為以學會技術、完成任務為中心,以項目形式體現其教學內容。全國大賽機電一體化項目的主要形式就是用PLC編程實現任務控制,所以,我在《PLC技術及應用》課程教學中主要采用項目教學為手段,不斷提高學生分析問題、解決問題的能力,結合實際生產控制,制定相應的實訓項目,讓學生分組完成實訓項目,是學生不斷提高解決實際問題的能力。以PLC(Fx2n系列)為例,首先讓學生用學過的指令實現各種電氣控制線路圖,模擬實現工業生產控制中的小項目,如電機順序控制、工業洗衣機、自動軋鋼線、郵件分揀系統等;然后在機電氣一體化實訓臺進行分塊練習,熟練掌握每一個單元的自動控制功能;最終目標是將各單元組合為能夠實現不同生產要求的控制系統。這些技能訓練都來自我們身邊的生活和生產,學生對教學課題感興趣,認識到所學的東西非常有用,能解決現實問題,學習熱情自然高漲起來,從而學習的自覺性和主動性也隨著提高。教師積極利用這一點,引導學生主動思維,開始由教師提出問題,激發學生的興趣,引導學生分析問題、解決問題,再逐漸轉變為學生提出問題、自行分析問題和解決問題。這樣,不但提高了學生學習PLC知識的興趣,而且還提高了學生分析問題和解決問題的能力。
分析機電一體化大賽出題形式,開展實訓項目教學。
縱觀近幾年全國技能大賽機電一體化項目的試題,都是模擬企業中自動化控制要求較高的流水線生產設備設定的控制要求。當然,對這些題目我們在平時教學中不可能遇到,但是對于這樣的任務要求,可以拆分為幾個子項目進行處理,這就是我們近年來研究的實訓項目教學。筆者結合近幾年的機電專業課教學實踐,將實訓內容劃分成若干個可獨立進行的基本訓練單元,每個訓練單元對應一個實訓項目。以《維修電工》課程為例。這門課有一個明顯的特點,就是計算少,理解內容較多,動手能力訓練項目較多。那么,如何使學生更快、更容易、更輕松地學好這門課程呢?本人主要采用項目教學法進行學生的技能訓練。首先要圍繞專業人才培養目標和教學計劃要求,根據實訓室的具體條件設置維修電工實訓項目;接著按照基本技能訓練、專業技能訓練、綜合應用訓練模塊進行分類(其中綜合應用訓練項目可獨立設置為實訓課程,如電機與電器控制),以一個可獨立進行的、有完整教學內容的訓練單元作為實訓項目,并要求有成果展示。學生要根據實訓項目的任務要求,包括實訓目的、方法、步驟、要求、達到的標準以及所需的儀器、設備、工具、材料等,進行獨立的學習和訓練。最后,學生完成實訓項目并寫出實訓報告;教師要給出此次實訓項目的評價。經過幾年的教學摸索,結合平時的實際技能的教學經驗,這種項目教學法使教學效果有了明顯的提高。
從技能大賽中發現問題,加強教師的實踐能力。
隨著我省的開發開放,我校不斷探索推進“1+1+1”的辦學模式,即一年基礎理論知識學習、一年動手實踐能力培訓、一年到企業頂崗實習。在頂崗實習中,學生帶著任務按照崗位技能的要求參加鍛煉,企業按照準職工進行管理,讓學生參與具體的生產實際操作。同時,教師要與學生共同下企業,不僅把學生管理從學校延伸到企業,而且促進了“雙師型”教師隊伍建設,讓學生和教師在企業技術人員的指導下熟悉掌握新知識、新技術和新工藝,在生產實踐中得到鍛煉,以提高學生的綜合素質和職業能力。教師也可以接受新的專業知識和信息,掌握專業技術發展動態,了解企業和社會對本專業的需求。教師從技能大賽中發現問題并在企業實踐中尋求學習路徑和解決辦法,這是提高教師參加企業實踐的關鍵所在。產學研結合是促進教師學習專業知識、提高專業素質和專業能力的有效途徑。學校通過校企合作,積極開展技術攻關或產品研發,也可以利用本專業的技術力量,開展科技服務活動,培養教師的科研素質、創新能力和技術應用能力,提高教師的實踐能力。
隨著科學技術的飛速發展,教育的方法和手段應適應這一發展的需要,傳統的純理論教學已不能適應新的教育目標,加強實踐能力和創新能力的教育已勢在必行。本論文所探討的機電一體化課程教學方法及其教學改革策略的應用研究,是結合當前國內中等職業學校機電一體化類課程教學內容設置及其實驗實踐教學現狀而提出來的,能夠有效地提高機電一體化類課程的教學效果,對于這一類的理論知識多且深、動手實踐能力要求高的課程而言,必須要不斷加強實驗實踐教學的份量,而本論文也是重點探討如何開展實踐動手能力的訓練,對于進一步提高機電一體化類課程的實驗實踐教學效果無論是在理論方面還是在實踐方面都具有較好的借鑒和指導意義。
技能大賽是對我國職業教育成果的大檢閱,它不僅引導人們重新認識職業教育,而且讓社會重視和支持職業教育。中職學校以此促進教育模式改革、課程教學改革、人才培養、“雙師型”教師隊伍建設和實訓基地建設,形成了“普教有高考,職教有大賽”的新局面。
參考文獻
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2016年6月2日,中國正式成為《華盛頓協議》成員國,這將對中國工程教育質量的提高發揮極大的督促作用,促進中國按照國際標準培養工程師,提高工程技術人才的培養質量[1]。國際上廣泛應用的CDIO工程教育模式是在2004年由麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學聯合研究提出的[2]。它主要由構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)和運作(Operate)四部分組成,目的是通過產品研發到產品運行整個過程的鍛煉培養學生理論聯系實際的能力[3]。按照CDIO的培養模式,工程畢業生的能力被分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層次,并通過12條標準來衡量學生的培養質量,這與中國工程教育專業認證的12條標準有異曲同工之處。
我校機械電子工程專業目前雖然已經制定了較合理的專業培養目標和培養方案,培養了結構合理的師資隊伍,形成了較好的理論和實踐教學模式,但是與CDIO工程教育標準的要求相比,在培養方案、教學體系、教師隊伍建設及教學效果評價機制等方面,仍然存在一定的差距?,F有機電專業課程體系存在專業特色不明顯、不同課程之間存在重復或相互沖突的地方等缺點,因此要依據CDIO工程教育理念,借助校企合作平臺,全面地進行機電專業人才培養模式的探討,建立符合CDIO工程教育標準的機械電子工程專業實踐教學體系。
1.我校機械電子工程專業課程體系情況
目前的專業培養方案里包括的核心課程為:機械制圖、理論力學、材料力學、模擬電子技術、數字電子技術、C語言程序設計、單片機原理及應用、自動控制原理、機電傳動控制、傳感技術、機械原理、機械設計、機械工程測試技術、機電一體化系統設計、互換性、工程材料等;主要實踐環節為:社會實踐調查、金工實習、電子電路實訓、工程制圖實踐、創新實踐、生產實習、畢業實習、畢業設計(論文)、PLC與組態技術綜合實驗、測試技術與傳感器綜合實驗、單片機綜合實驗、自動化生產線認知實踐、機械設計基礎課程設計和機電專業綜合課程設計等。
2.CDIO模式下的機電專業教學體系
根據CDIO工程教育標準的要求和我校辦學特色,為適應煤炭行業和地方經濟對機電專業高級技術人才的需求,結合重實踐、重創新的培養目標設計新的課程體系。廣泛吸取企業專家建議,深入探討和修訂機電專業課程體系,強化實踐環節,構建國際化的課程體系和教學模式,從而保證面向工程的課程體系能夠培養學生的實踐能力與創新思維。依據CDIO工程教育理念,選擇典型的工程實踐項目,采取“做中學”的方式,通過在項目中反復訓練鍛煉學生自主學習的能力,這樣不僅可以促進學生對基礎知識的掌握,還可以提高學生解決工程實踐問題的能力,從而使學生綜合素質和能力能達到CDIO標準的要求,增強人才培養對企業的適應性[4]。近年來,主要通過以下措施進行教學體系的改革:
(1)基于CDIO的工程教育理念,構建了“一個核心、兩個方向、四個階段”的工程教學體系。
“一個核心”是以礦業領域的機電一體化系統設計、研發為主,覆蓋了多學科交叉領域,主要涉及機械設計、機械傳動、機械制造、機電傳動控制、PLC、單片機、控制工程、機電一體化系統設計等多種技術;“兩個方向”是指機械設計與制造、電氣控制系統,選修課中增添“煤礦機電設備”、“工業控制網絡與現場總線技術”等課程;“四個階段”是指根據CDIO理念的構思、設計、實現、運行四階段指導,學生要經歷認知實習、基礎課程實驗、專業課程設計與綜合實驗及畢業設計、創新大賽等綜合實訓,才能更好地掌握本專業的工程應用技術。從第三學期開始,每學期均安排工程實踐環節,按照核心知識點和要求來設定每個工程實踐項目,在課程設計與畢業設計過程中企業參與。
(2)依托產學研合作背景,通過專業綜合實訓和企業頂崗實習等環節提高學生工程實踐能力。
我校機械工程學院已經建立了電子創新設計實驗室、慧魚模型創新設計實驗室、機電控制技術實驗室、虛擬儀器綜合實驗室、動態測試技術實驗室等實踐創新平臺,與淮南礦業集團、皖北煤電集團、淮南萬泰電子股份有限公司、淮南潤成科技股份有限公司、平安開誠智能安全裝備有限責任公司、凱盛重工有限公司、淮南階梯電子科技有限公司等開展了長期的產學研合作,從而可以保證給學生提供校內、外實踐實習基地。通過單片機和PLC綜合實驗、課程設計、畢業設計、實訓檢驗學生電工電路、單片機、PLC綜合開發的能力,往往借助典型機電案例(如斜井跑車防護裝置、皮帶機集控系統、立井提升系統過卷過放保護系統等),讓學生經歷“構思—設計—實現—運行”四階段的完整實訓。與此同時,讓學生積極深入到到校企合作的實習基地中,在相關機電系統中頂崗鍛煉,進一步提高學生的理論聯系實踐的能力,縮短學生個人能力與企業要求的差距。
(3)通過創新團隊建設、學科競賽和大學生科研項目培養學生工程實踐創新能力。
為進一步拓展學生科技創新能力,借助學院設置的創新團隊、學科競賽活動、大學生科研項目的平臺,在日常的教學管理中,融入緊密聯系工程實際的大學生課外科技創新能力培養模式,鼓勵學生積極參加“全國大學生機械創新大賽”、“全國大學生機器人大賽”、“全國大學生電子設計競賽”、“全國大學生節能減排大賽”等各種賽事,鼓勵學生撰寫學術論文和申請專利。
3.結語
CDIO工程教育模式與中國工程教育專業認證的標準是高度統一的,只有堅持以CDIO工程教育模式為指導,依據校企合作背景,不斷創新改革機電專業的課程教學模式,才能進一步提高學生的工程實踐應用能力,為國家和企業培養出能在機電行業及相關領域從事機電一體化產品和系統的設計制造、研究開發、工程應用和運行管理工作的復合型工程技術人才,達到國際標準的要求。
1目前存在的問題
我國高等教育長期存在重理論、輕實踐的問題,因此教育部多次強調并明確指出要大力加強實踐教學,建立和完善校內外實習基地,高度重視畢業實習,提高畢業設計、畢業論文的質量。軟件工程專業是一門理論與實踐聯系非常緊密的學科,若按照傳統重視理論的培養模式,畢業生則難以滿足當前社會用人單位的需求[3]。對于相對新興的軟件工程機電一體化方向專業,其專業知識結構及培養目標決定學生面臨的畢業實習與設計問題更復雜,目前存在的主要問題表現在如下幾方面。(1)就業與選題的矛盾?;谠擃悓I的培養目標,畢業生目前就業意向主要有三:一是在軟件產業從事編碼測試、系統分析設計或具有軟件領域知識的復合型技術服務、銷售和管理(軟件方向);二是在機械電子工程應用背景專業領域從事軟件開發及機械研究、產品設計、制造、管理等工作(工程應用方向);三是考研、考公務員和自主創業等(考研方向)。因就業方向的多元化、畢業實習設計老師(包括軟件企業導師)的專業領域和人數限制、實習條件的限制等多重原因,學生難免產生選題與就業意向不相符的矛盾。(2)畢業實習設計與考研、公務員招考時間安排上的沖突。畢業實習設計一般都安排在第4學年的第7學期、第8學期,而這期間,每年一度的全國研究生招生考試和公務員的國考、省考也同時舉行,這就導致“考研方向”的學生在備考和完成學業間的矛盾,如不進行相應調整,勢必影響畢業實踐環節的教學質量。(3)軟件方向與專業方向的不協調因素。軟件方向學生一般采用3+1的培養模式,也就是說,第4學年大多在軟件企業完成基于項目驅動的畢業實習和畢業設計;而工程應用方向和考研方向往往還有幾門課程需要在校學習,在時間和內容安排上往往存在沖突。(4)畢業實習與畢業設計不能有機對接。畢業實習是畢業設計的重要準備階段,畢業實習要結合畢業設計課題,到生產第一線進行專業實踐與社會實踐,收集與畢業設計有關的信息和資料,畢業實習的內容和質量對畢業設計的質量有直接的影響。畢業設計要將所學基礎知識、專業理論與畢業實習的實踐相結合,注重分析問題、解決問題能力的培養,它能在一定程度上檢驗畢業實習的效果[4]。軟件工程培養實用型、復合型人才的特點使其對畢業實習與設計的銜接要求更高,而且該類專業多元的就業意向及其他復合因素使得學生的實習與設計內容往往不能有機銜接。目前軟件工程專業畢業實習設計的教學工作中,面對學生就業自主化的嚴峻形勢,存在著畢業實習與畢業設計不能有效銜接、教師對兩者核心含義把握不好、設計(論文)選題及內容與經濟社會對人才需求脫離以及忽視對學生的創造能力意識培養和訓練等影響畢業設計論文質量的問題,因此進行全新的教學改革已經迫在眉睫。
2畢業實習設計指導需考慮的因素
1)學習動機。自我效能感、學習動機和學業成就三者之間存在相關關系,且自我效能感與學業成就、學習動機和學業成就之間均呈顯著正相關[5]。自我效能感是人們對自身能否利用所擁有的技能完成某項工作行為的自信程度;學習動機是推動學生進行學習活動的內在動因,是激勵、指引、維持、調節學生學習的強大動力[6];學業成就指經過學習和訓練后所獲得學業方面的知識和技能,是學生學習狀況和水平的集中體現。高校畢業班級學生處于即將告別學生時代而走向社會的特殊階段,畢業、考研和就業等諸多問題以及社會價值日趨多元和競爭壓力日益加劇的強烈沖擊,對其學習和心理產生了重大影響[7]。為增強學生的學習動機,從選題入手,貫穿畢業實習設計各環節,融學生興趣愛好、就業意向與學生畢業實習設計于一體,激發學生的內在動力,是取得好的設計質量的關鍵因素之一。2)項目驅動。有效地整合指導教師的各類縱向、橫向在研項目并將其進行深入的挖掘和提煉,根據畢業實踐環節具體要求細分軟件工程項目,將其引入到學生畢業實習設計中,采用以項目驅動為主體的人才培養模式,優化管理體制與實驗室運行機制,探索一種新的實踐教學模式,以期實現實踐教學過程可控化、項目實施團隊化、項目資源共享化的目標,培養具有扎實的工程實踐能力、較強的技術創新能力、良好的團隊協作能力和可持續發展能力的人才[3]。3)導師制。采用指導教師全程負責制是確保后續創新模式實現的關鍵。導師可以是從學校選定的各方向專業教師,也可以是從企業選出的工程技術人員,還可以是兩者的結合(雙導師制)。導師既要完成畢業實習與畢業設計的組織工作,又要完成這兩個環節連貫且相互滲透的業務指導工作。為確保這種教學模式有條不紊地實施,指導教師應認真履行相應的職責。首先,根據畢業實綱和設計大綱的要求,與企業協調好學生的畢業實習設計課題和企業的生產技術工作需要之間的關系,落實畢業實習內容及合適的畢業設計課題;其次,要對學生畢業課題進行方案論證,及時提供指導和質量監督,確保教學任務的完成[4]。
3畢業實習設計指導創新模式的設計
結合軟件工程機電一體化方向的專業特色,在現有基礎上設計的畢業實習設計創新模式總體框架如圖1所示,其主要內容包括如下幾方面。1)以學生為本,模塊化組織?;趯W生的學習動機,根據學生某方面的專業特長和未來的發展取向,該模式分為3個大模塊:以軟件設計、軟件測試、軟件維護和軟件項目管理等為目標的軟件模塊(軟件方向);立志于進一步深造的考研、公務員考試等模塊(考研方向);面向工程的工程應用模塊(工程應用方向)。大模塊下再設子模塊,如以工程應用為背景的模塊又分為UG、PRO/E等大型軟件的工程應用模塊;以單片機、PLC等程序開發為主的工控模塊;CAD、UG、PRO/E等面向應用軟件的二次開發模塊。學生根據學業基礎、就業意向及學習興趣自主選擇。2)畢業實習設計一體化。畢業實習與畢業設計是保證教學質量的重要階段,二者的關系越來越密切,將二者人為分割的教學模式已不太適應教學的需要,必須建立二者緊密結合的教學新模式。具體來說,軟件模塊將畢業實習和畢業設計兩個階段合并為一個階段,形成一個相對較長的時間整體,與大型軟件公司合作,安排在第4學年,這也是軟件工程專業目前比較流行的模式;工程應用模塊中學生可以根據畢業設計課題有針對性地開展畢業實習工作,實習、設計由同一導師指導,采取集中實習和反復調研的形式,實習圍繞設計的需要展開;考研模塊則將實習和設計的時間提前,第6學期即由指導老師提前介入,預先安排相應工作,在充分保證設計質量的前提下,為考研創造條件。至于軟件方向與背景專業方向課程安排上的沖突,軟件學院采取課程置換與學分互認方式,拓寬學生的專業課程知識,達到多元方向的均衡。3)導師制和項目驅動貫穿始終。采取導師負責制,將部分學生(考研方向)的畢業設計提前到第6學期開始,到第8學期結束,歷時1年半時間。在導師的指導與安排下,學生開展的工作包括文獻檢索,熟悉設備,儀器校準,實驗計劃,實驗開展,項目調研、開展、改進和總結各環節?;陧椖框寗?,每一學生的實習設計選題均為某方向科研子項或工程子項,學生通過一個完整的項目鏈,在熟悉科學研究方法、步驟和科研組織等環節基礎上,全面培養動手能力、獨立工作能力和創造性的思維能力。4)建立全程質量監控體系?!叭獭敝笍漠厴I設計選題、畢業實習指導、教師下任務書、學生做開題報告、方案設計、實驗、中期檢查、撰寫論文到答辯評分、總結歸檔等質量形成的全過程;以制訂計劃、明確目標執行計劃檢查、反饋處理、糾偏制訂新的計劃、目標為質量監控途徑。針對畢業實習、畢業設計的各個環節,制訂詳細可行的規范,把握各階段的時間節點和考核標準,目前要求教研室審核的關鍵節點包括選題、任務書、開題、中期檢查、綜合評價、答辯等。
4工程實踐環境的構建
要保證上述模式的良好運行,必須有一個穩定而可行的工程實踐環境。我們一直注重軟件工程專業實踐應用型人才培養,不斷加強與IT等用人企業的合作。從軟件工程機電一體化方向專業開辦以來,江西理工大學軟件學院先后在中興軟件、中天電子、江西微軟、上海杰普等多家大型軟件公司和IT培訓機構建有校外實習基地,在江西銅業公司、中金嶺南股份公司、恒天動力有限公司等建有校外專業背景方向實習基地。打造相對穩定、整體素質較高的導師隊伍是實現該創新模式的有效保障,學院應考慮:①從實習基地遴選指導教師;②選派軟件方向教師到合作基地工程實訓;③選派專業方向教師到國內知名院校訪學。對畢業實習設計各環節,軟件學院制定有詳細的《畢業實習設計規范》,系部成立“軟件工程畢業設計領導小組”。教研室針對該內容進行深入調研與問題分析,在教師中開展動員,提前落實并布置工作;在學生中宣傳動員,使學生在思想上有準備,重視畢業實習、畢業設計;在畢業設計過程中,強調過程質量控制和管理,及時跟蹤控制,及時發現問題、解決問題。
5結語