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通過采用啟發式和討論式的教學模式,使學生產生較高的學習熱情,進而提高課堂教學效率和教學質量,使培養的學生覺得學有所用,學有所長。師生在討論式互動教學過程中坦陳已見,做到良好溝通,促進教學良性循環,從而達到教學相長的目的。
教師既要在課堂上講好本課程的基本概念、基本原理和基本計算、分析方法,又要指明本課程的重點和難點,使學生對所學知識有整體把握。這就要求教師講課時能夠做到突出重點,牢固基礎,透析各知識點的內在聯系,連接好知識網絡。對于本課程和相關領域內的新知識點、新技術應用及時適當補充、說明,拓展學生視野,以適應其工作需求。對于本課程教學中的一些相對次要內容,可以采用多媒體課件的形式,或引導、幫助有興趣的學生課后學習。這種針對不同教學內容采用不同教學手段的教學模式,可以充分發揮現代化教學設備的功效。所采用多媒體課件和仿真實驗、配電柜裝配、試驗臺操作等的先進教學手段,可以較好地改變過去的教師講、學生記的弊端,對于一些比較抽象的物理概念,通過直觀化圖形、動畫教學課件使學生理解相對容易,并可吸引學生注意力,培養其學習興趣。并不是要求所有課程內容都采用多媒體教學模式,要根據不同章節的不同知識內容采用不同的教學方法。對于電力負荷計算、導線截面選擇、短路電流計算及電氣設備校驗等內容,仍采用傳統的板書教學方法,在課堂上講授好重點知識,學生通過課后習題、作業等對知識點進行加深理解和拓展。對電氣工程基礎等基本概念,繼電保護裝置整定計算,工廠供配電裝置防雷與保護接地,高低壓供電線路選擇、設計與敷設,變電所地址選擇與供電系統設計、布置,以及系統無功補償與高/低壓放電實驗等內容,可以采用計算機仿真教學、觀看現場錄象和校外供電廠實習基地教學等手段,進一步增強學生對該知識點和領域的掌握與理解程度。對變壓器和高低壓供、配電設備,如各種配電柜等的結構、原理、設計方案和設計標準等內容,則充分利用校外配電柜實習基地的便利條件,以下廠培訓為主,實物教學為輔,使學生充分理解和消化相關內容。
二、增加課程設計環節
電氣工程基礎課程設計是對學生進行工程概念滲透和培養的重要教學環節,也是電氣工程基礎課程教學與實踐的有機結合。通過課程設計訓練,可以讓學生集中精力進行課程復習與設計,包括工廠供配電系統設計方案經濟、技術比較,方案選擇,具體設計步驟及設計內容等,保證了課程設計質量。通過課程答辯,強化學生對知識點的掌握,到企業后經比較短的見習就能較快適應本專業技術工作。
(一)選擇設計題目
通常選擇10/35kV變電所作為設計藍本。在設計中,提供給學生較新的參考資料,如設計規范、設備手冊等,供學生設計時參閱。這樣,可以使學生課程設計內容與當前電氣工程基礎技術相適應,不至于落后甚至流于形式。同時,采用AutoCAD等工程設計軟件,使學生能夠跟上社會發展,滿足社會對畢業生工作技能的要求。
(二)加強過程管理
加強并做好課程設計過程管理工作,充分利用并發揮班級學生干部和學習骨干的帶頭作用。將學生分成幾個小組,每小組中選出一到兩名學習成績較好、責任心較強的學生為小組長,全面管理本小組設計工作,如制定設計方案,合理安排設計進程,對設計任務和小組成員進行任務分配與協調,定時進行考勤和組織討論等,向教師提供本小組的設計成果,并進行總結與報告。指導教師主動、及時與小組長聯系,既不包辦,也不放任。指導教師可以提出指導性建議和意見,培養團隊精神和協作能力,使學生課程設計能夠圓滿完成[7]。
(三)注重總結和考核,及時點評
關鍵詞:城市軌道;車輛工程;課程設計
作者簡介:師蔚(1981-),女,新疆伊寧人,上海工程技術大學城市軌道交通學院,講師;鄭樹彬(1979-),男,廣東揭陽人,上海工程技術大學城市軌道交通學院,副教授。(上海 201620)
基金項目:本文系2012年上海高校本科重點教學改革項目(批準號:滬教委高〔2012〕49號)、上海工程技術大學城市軌道交通車輛工程“卓越工程師”培養平臺建設項目(項目編號:11XK10)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)19-0117-02
作為教育部首批“卓越工程師”教育培養計劃試點專業,上海工程技術大學城市軌道車輛工程專業培養方案重視知識、能力與工程實踐的融合,理論聯系實際,著力提高學生的工程意識、工程素質和工程實踐能力。[1]城市軌道學院車輛工程系教師不斷探索,總結該專業在培養過程中的經驗,并對本專業的發展方向、培養過程中出現的問題不斷研究、改進,從而完善和優化了本專業的課程體系。其中,重要的改進部分為在新的培養計劃中添加了系列綜合課程設計,注重課程設計選題的綜合應用性、工程實踐性及多樣性,旨在著力培養城市軌道交通車輛工程專業學生在城市軌道車輛方面的綜合設計、工程實際應用能力及創新能力。并通過前期研究及一系列規劃及籌備,達到了開設條件,取得了一定的成果。
一、系列綜合課程設計設置依據
城市軌道車輛工程專業課程體系設置原則主要是緊貼本專業“卓越工程師”培養目標,在系列綜合課程設計中著重考慮了其在工程素質和能力培養需求方面的作用,并與課程體系中其他課程保持良好的相互銜接,進一步提升理論及實踐教學效果。
1.城市軌道車輛工程專業培養需求
上海工程技術大學城市軌道交通車輛工程專業的培養目標為:以城市軌道交通車輛工程為背景,培養具有城市軌道交通車輛工程基礎知識與應用能力,能面向工程實際,從事城市軌道交通車輛運行保障及維護、故障診斷及維修并可延伸至整個軌道交通領域等方面工作的高級工程技術人才。[2]在培養目標中,本專業注重與工程實際的結合,因此設置具有工程實踐特點的系列綜合課程設計正是滿足本專業培養目標的需要。
2.銜接專業課程群需求
城市軌道車輛工程專業課程群設置主要包括學科基礎課程群、專業課程群及集中實踐環節課程群三大部分。其中學科基礎課程群主要包括機械、電力電子、測試控制等相關課程。通過對該部分課程的學習,使學生掌握扎實的機械、電力電子及測試控制方面的基本知識,具備獨立分析課程相關內容的能力,為后續專業課的學習打下良好的理論和技能基礎,為從事專業技術工作做好基本培養和鍛煉。
專業課程群則包括城市軌道車輛結構與原理、城市軌道車輛電力牽引與控制、城市軌道故障診斷技術等專業課程。該部分的課程則使學生系統掌握城市軌道交通車輛結構、控制、檢測、維護保障等方面的知識。通過這些課程的學習,使學生掌握城市軌道交通車輛機械結構、電力牽引、電氣設備等相關城市軌道車輛的組成和原理,以及其故障診斷、檢修方法及手段。
專業課程中的集中實踐環節課程群則包括企業實踐環節和系列綜合課程設計環節。該部分課程中的企業實踐環節的主要目的是提高學生工程實踐能力,使理論聯系實際,增強理論教學效果。而系列綜合課程設計環節則是學科基礎課程群、專業課程群及企業實踐環節的綜合應用,通過在設計應用過程中使用各課程群中的知識點,不僅彌補了專業基礎課程抽象不易理解,理論教學效果不理想的不足,又解決了專業課程涉及知識領域廣、實踐性強、不易掌握的問題。并且讓學生將學校的“所學”與企業實踐的“所見”充分結合,使知識體系得以融會。系列綜合課程設計正是起到了銜接及促進各專業課程群效果的作用。
二、內容設置
城市軌道車輛工程專業系列綜合課程設計包括:城市軌道交通車輛結構與原理課程設計、檢測與傳感技術課程設計、城市軌道交通車輛電氣設備課程設計。在內容設置方面傳統課程設計僅隸屬于某一門課程,并不注重課程體系其他課程的內容銜接,難以達到訓練學生較全面知識體系的目的,而改革后則避免了這一缺點。在系列綜合課程設計中主要體現以下特點:
1.綜合應用性
首先在設計選題時,教師考慮其綜合應用性,將分散的多門課程串聯起來并系統化,使學生得到綜合性的應用訓練。具體做法是各綜合課程設計教師首先開設多個選題,供學生選擇,并考慮其具體特點,即在城市軌道交通車輛結構與原理課程設計中,將機械原理、機械設計、工程力學、城市軌道交通車輛結構與原理等課程聯系起來;檢測與傳感技術課程設計將檢測與傳感技術、城市軌道車輛故障診斷技術等課程聯系起來;而城市軌道交通車輛電氣設備課程設計則將電子技術、電力電子技術、電力牽引、控制理論等課程聯系起來,在綜合課程設計的任務書中就體現出各選題的綜合應用性。
2.工程實踐性
在考慮選題時,所有的選題都應與城市軌道車輛工程應用有關,使學生具有實際應用的前提,有利于提高課程設計的興趣,調動學生的積極性,有利于發揮學生的主觀能動性和創造性,也增強了學生在實踐中發現問題、解決問題的能力,做到理論與實踐相結合。
3.多樣性
即選題多樣性。選題有的來自于企業的需求,即需要解決的問題,做創新性的開發;有的來自于國內外文獻資料,學生進行實踐重新設計,實際復現;有的課題來自于教師科研課題中成熟的研究成果轉化,指導學生進行前瞻性的設計。總之,學生可以根據自己自身的特點及能力,選擇適合自己的設計選題,達到提高綜合能力的目標。
4.開放性
在系列課程設計中,借鑒開放式課程設計模式,以綜合課程設計選題為主線,在管理上首先實施開放性管理,指導教師以階段成果作為考核設計進程標準,給學生開放的課程設計空間,使他們有更多自學和研究的機會。同時配有開放的教學實驗室為基地,滿足學生開放式實踐機會。[3,4]
三、組織實施
根據上述系列綜合課程設計設置的內容及特點,需要指導教師具有較強的城市軌道車輛綜合應用能力及工程實踐經驗,因此在組織實施該教學內容時主要通過本專業專職教師的培養、企業導師的參與,同時積極構建課程設計平臺,并針對系列課程設計在院內立項研究,從硬件、軟件上得以為系列課程設計的實施提供有利的保障。
1.系列課程設計教師培養
在系列課程設計的指導教師配備上使用雙導師制,即同時配備學校專職教師與企業導師共同指導系列課程設計。由于有企業導師的介入,使系列課程設計的選題可以更加實用,設計過程更加接近工程實際。而學校專職教師則可以在課程設計中把握學生對新技術的應用,引導創新設計思路,并管控課程設計過程,使系列綜合課程設計在實施過程中滿足學校培養體系的要求及規范。
在學校專職教師培養過程中,注重企業掛職鍛煉環節,使掛職鍛煉成為專業課程教師的必修環節。通過企業的掛職鍛煉,讓教師充分了解本專業領域的工程實踐相關知識,促進教師提高解決實際問題和進行實踐教學的能力。并促使教師不斷學習,不斷更新知識和工程實踐經驗,使教學內容與本專業需求保持緊密的聯系。對于企業兼職導師,則需要他們具有碩士以上學歷,在企業有豐富的現場及實踐經驗,彌補專職教師在培養學生過程中出現知識、技能和視野以及對新技術應用方面的不足。
2.系列課程設計平臺搭建
為保證系列課程設計的正常進行,除了在指導教師配備及培養方面進行努力外,還進行了系列課程設計的硬件平臺的搭建。主要包括設置系列綜合課程設計用教室,提供基本計算機,仿真設計軟件,實驗平臺。同時還充分利用實驗室等其他平臺,具體如下:
(1)充分利用專業實驗室。在系列課程設計場所的選用中,通過開放性管理,充分利用城市軌道交通學院已有的實驗室,如城市軌道交通列車結構實驗室、城市軌道車輛自動駕駛實驗室、城市軌道車輛檢測實驗室等場所及相應實驗平成部分實驗,使專業實驗室得到充分利用。
(2)利用科研平臺。當學生的課程設計選題為教師科研成果轉化的題目時,學生則可利用專業教師的科研平臺進行設計、實驗等相關內容。
(3)利用學生創新工作平臺。通過學院已經搭建的大學城創新工作室及相關設備,部分學生選題接近時,可以進入這些工作室進行相應的課程設計工作。
3.系列課程設計立項研究
在系列綜合課程設計的總體設計方案落實的基礎上,為了進一步對各綜合課程設計進行細化,如選題論證、設計步驟規范、設計工作量的核算、設計指導書的編制等工作,通過院內立項研究,做到選題必須具有工程實踐性,設計內容必須具有先進性。對選題進行學生試做,充分驗證其課程設計的工作量是否合理,難度是否適中。通過試做學生反饋進行調整,為正式執行教學計劃打下基礎。
四、結論
在城市軌道車輛專業課程體系中,增加系列綜合課程設計是卓越工程師培養目標的需求,同時也是銜接課程體系各課程的重要內容。通過對指導教師的培養、企業導師的介入,并搭建了系列課程設計平臺,在軟件及硬件上進行建設,并通過立項研究選題,把握其綜合性、工程應用性、多樣性等特點,取得了一定成果。
參考文獻:
[1]柴曉冬,方宇,鄭樹彬,師蔚.城市軌道交通特色專業群卓越工程師人才培養模式研究[J].中國科教創新導刊,2012,(5):75-76
[2]師蔚,鄭述彬,方宇.城市軌道電力牽引系列教學環節建設的探討[J].中國電力教育,2012,(20):80-81.
關鍵詞:教學改革 課程設計 Fulidsim軟件 紐帶
中圖分類號:G420 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)11(c)-0110-02
Abstract:The writer introduced FluidSIM software in the first,using the Components of photos,structure diagram、The animated simulation and other Technical means making the theory teaching more vivid and easy to understand.At the same time,proposed the curriculum design flow of teaching reform,through teaching reform and teaching practice in"Hydraulic and pneumatic technology",we Found that the curriculum design is very good for the classroom,and aroused the students enthusiasm,exert students'subjective initiative and creativity,benefited the students on studying theory knowledge,then summarizes the linking role of software in teaching reform.Provided a reference for similar courses in teaching reform.
Key Words:The teaching reform;Curriculum design;Fulidsim software;Linking role
《液壓與氣動技術》課程是機械類各專業的一門重要專業技術基礎課,具有實踐性強、與生產實際聯系緊密等特點。尤其是這些年來,隨著機械、電子技術的進步,它與微電子、計算機、檢測等技術相結合,使“液壓與氣動技術”進入了機、電、液(氣)的發展階段。
傳統的“一個教師、一支粉筆、一塊黑板”的教學模式已不再適應現在的教學內容和學生情況,教學改革勢在必行。針對我國高職院校的機械類課程培養目標,在教學內容的選擇上,以“實用、夠用、會用”為標準,理論聯系實際,將課堂設置在實驗(訓)室,讓“學生在做中學、教師在做中教”,充分體現課堂以學生為中心。《液壓與氣動技術》課程在我院已經開始進行教學改革,通過兩屆學生的實踐,取得了良好的教學效果,而FluidSIM軟件在《液壓與氣動技術》課程教學過程中起著將理論聯系實踐的紐帶作用,教學中節省時間、精力和教學成本。
1 FluidSIM軟件簡介
FluidSIM軟件由杜伊斯堡大學測量與控制研究室和Paderborn大學專家系統研究室聯合開發研制。軟件分為FluidSIM-P和FluidSIM-H兩部分,是專門用于液壓與氣壓傳動的軟件。該軟件能對液壓和氣動系統進行快速有效的設計,并能對所設計的系統進行仿真,檢驗系統的工作過程是否符合設計要求。本文以《液壓與氣動技術》課程教學中雙作用缸自動往復設計為案例,利用FluidSIM進行液壓系統設計,同時對課程教學進行了詳盡的敘述。希望對此類課程教學改革提供了一定的借鑒。
2 課程設計過程
教學改革后的課程設計堅持以堅持以職業技能培養為核心,以職業素養養成為主線,以知識教育為支撐的理念,每個教學情景提出一個案例(任務),而FluidSIM軟件就是這一教學過程的紐帶。如圖1是課程設計流程圖。
2.1 軟件在理論講解時的應用
在軟件中含有“液壓(氣動)技術多媒體教學”模塊,利用該模塊中元器件照片、結構原理圖、動作仿真動畫等技術手段,可以使學生更容易地掌握抽象的理論知識。如對兩位五通換向閥進行講解時可以找到結構原理圖,并能進行動作仿真,如圖2所示。
2.2 軟件在課程教學中的應用案例
2.2.1 課程案例(設計任務)
設計要求為:設計某物料的自動往復式抓取機的機械臂,要求通過雙作用液壓缸的自動往復動,實現機械臂的伸縮。提供的液壓、電氣元件為雙作用液壓缸、電控行程開關、三位四通雙電控換向閥、電氣控制盒等。學生完成設計后,能夠在按下電氣控制按鈕時,使雙作用液壓缸在一定范圍內進行自動往復運動。提示可以先利用軟件進行液壓、電氣回路設計,設計正確后可以利用實訓室內現有元器件進行驗證。
2.2.2 利用FluidSIM―H進行設計驗證
提示學生的設計過程:(1)按照設計任務新建液壓回路文件,然后將采用的圖3液壓回路,將液壓元件和電氣元件繪制在軟件的設計區域內,并對回路進行連接。利用軟件的仿真功能驗證液壓是否正確,是否能夠達到設計要求。(2)液壓回路設計過程完成后,進行電氣控制回路的設計。圖3中S1、S2為電氣行程開關。如何設計回路是雙作用液壓缸的活塞桿在S1、S2的范圍內運動?提示學生當活塞桿運動到S2時,使1Y2電磁鐵得電,并形成自鎖回路;當運動到S1時時1y1電磁鐵得電,并形成自鎖回路,還要是1Y2斷電形成互鎖回路設計。(3)學生設計完全正確后,在實驗臺上進行驗證。(4)教師在巡視指導過程中解決學生在實踐中出現的問題,如液壓管中因有油壓,而不能順利接到液壓上等問題,同時在指導過程中對優先完成任務的同學提出新的要求,進行改進設計。
2.2.3 教師點評講解
教師根據在指導實踐過程發現的問題進行解答分析,對學生出現的不良動作進行糾正,聽取學生對任務完成情況進行匯報、互評,最后教師進行分組點評和總體評價,并根據任務完成情況和每個同學的具體表現給出綜合評價成績。同時在講解后可以針對部分優秀同學的改進設計(新思路)進行講解,以拓寬同學們的視野,發揮同學們的創造性。
3 結語
在《液壓與氣動技術》課程的兩屆學生教學改革實踐中,發現這種課程設計能夠很好地調動學生的課堂積極性,發揮學生的主觀能動性和創造性,利于高職高專學生對本課程的理論知識的掌握。通過改革后的課程設計,在改革中發現了FluidSIM軟件的紐帶作用。
參考文獻
[1] 王瑞清,馬宏革.電氣液壓與氣動技術[M].北京:化學工業出版社,2011.
[2] 余金偉.FluidSIM軟件在氣動系統設計中的應用[J].現代制造技術與裝備,2008(6):22-23.
關鍵詞: 電子技術 課程設計 職業技能 創新能力
1.引言
模擬電子技術課程設計(模電設計)是電子類專業學生的第一門課程設計,它是模擬電子技術課程的重要和必要的補充。模擬電子技術課程設計的有效開展對加深模擬電子技術基本理論的理解,提高學生的設計能力、動手能力、軟件仿真能力、總結報告能力及學生之間的協作協調人際交往能力都有一定的作用。總之,通過模擬電子技術課程設計課可以提高學生的綜合能力。反之,模電課程設計流于形式,學生找一個簡單電路焊接上應付了事,甚至電路都是別的學生代勞的。這不僅浪費時間,而且為以后的設計課程產生消極的影響,學生認為凡是設計類課程都可以混過去。并且課程設計導致消極學風,對學生專業課程的學習、職業技能的培養及未來的職業生涯都非常不利[1]-[3]。所以,研究如何搞好模電的課程設計是非常必要和重要的。根據我院多年的課程設計經驗和自己的教學實踐,我從思想上重視、加強過程管理、貫穿職業技能培養這三方面加強模電課程設計的教學。
2.思想上重視
課程設計是工程實踐課,其目的不僅僅是鞏固、深化補充和擴展理論課的教學效果,課程設計在提高學生的職業技能、工程素質和創新能力上起到關鍵的作用[4]。工程課程設計人數多上課分散,真正負責的教師的實際工作量比較大,如果教師責任感不強,學生不認真對待,課程設計就比較容易流于形式。首先教學管理部門應給予特殊的重視。教務處實踐管理科應該親自過問督促,親自檢查抽查學生的上課情況,并把意見和建議及時反饋給學院,以便及時糾正。建議督學對設計課程給予關注,及時提出寶貴意見。教學院長或系主任應全程跟蹤管理。其次,課程設計之前要給學生開一次動員會,讓學生明確課程設計的目的和意義,提出相應的要求。讓學生在思想深處真正認識到課程設計的重要性和必要性,讓學生積極主動地以極大的熱情投入模電課程設計學習中。給學生開動員會,要求指導教師必須參加,讓教師對課程設計給予足夠的重視。
3.加強過程管理
(1)把好用人關(選擇好指導教師)
教師的良好的工作態度和工作作風具有很大的表率作用,這對學生的素質有正面的影響,教師應該表現出認真、負責、嚴謹、周密的態度,在指導課程設計時在設計前的準備、設計中的管理及設計后的總結中都進行精心的準備、組織和安排。
選擇好指導教師是非常重要的,它直接決定模電課程設計的成效。應選擇對模電理論比較熟悉、實踐技能比較好、責任心比較強的教師參加,不能因為要平衡工作量,而選用一些對模電理論不太熟悉、實踐技能比較差的教師,這樣做對學校、學生和教師都是不負責任的。這樣的指導教師往往處于很尷尬的狀態,學生也很茫然。學生作品出現實際問題教師不知怎么調,學生問的理論問題教師解決不了,只好硬挺或躲著學生。但這并不是說,年輕沒經驗的老師就不能上設計課。他們可以把模電理論好好復習,然后選擇一些設計題目反復做一下,積累一些經驗,經考核達到要求后再參加課程設計的指導。
(2)把好選題關
首先是審查指導教師所出的選題報告,選題報告應有明確的設計要求、設計目的和注意事項及所需的基本理論和主要參考書。題目應該是學生綜合利用所學的模電知識,再利用參考資料能設計出來的,最好是有聲光指示,可以提高學生的興趣。但要力戒花哨,禁止超范圍的設計題目,如利用數字電路做出的或者在網上等查處的高難度的電路。這樣的電路學生只是照圖焊接并未得到實益,教師和學生都不要有電路越復雜越好的攀比心理,要看學生是否得到實際利益,即要以有利于培養學生的職業技能和創新能能力為宗旨。選題的難度要有ABC等級,以適合不同水平的學生選做。選題也不宜過于簡單,比如有的題目是設計輸出電壓為12伏的集成穩壓電源,這樣的題目仿真、焊接及報告兩三個學時就完事,其他時間學生就浪費掉,學生在課程設計中也沒學到什么東西,最多就相當于一次模擬電路實驗。題目最好能綜合放大、振蕩、濾波、電源等模擬電子技術的基本內容,讓學生有抓手,即所謂“跳一跳夠得著”的內容,嚴禁過難和過于簡單的題目。一個指導教師(或兩位),所帶的學生是一大組,一大組中的所有題目盡量涉及模電所有內容,以便學生互相交流,全面復習和提升對模電知識的理解。
其次是學生選題,原則上學生要在教師出的題目中根據自己的學習狀況選擇適和自己的題目,但學生可根據自己的能力和愛好自選題目,自選題目的難度要適中,經過指導教師的允許。同時也要注意的是以往課程設計只允許每個同學選一個題目即“單選”,但對于能力較強的學生應支持和鼓勵他“多選”。同時要求一般學生不單單熟悉自己題目的設計方法,更要在課程設計期間熟悉其他學生的設計方法(至少熟悉同組的其他題目),可以不焊接電路只做軟件仿真。總之,選題要切合實際、分量適當、理論性要求高、技術性要求適當。
(3)把好時間關
課程設計時間選擇很重要,它關系到課程設計的質量。摸電課程設計可以選擇集中時間停課進行,也可以選擇不停課分散進行。集中停課進行可以安排在學期初,前三周進行。這樣在上學期的期末就應該把題目布置下去,學生在假期可以對模擬電子技術進行復習、查資料、簡單的設計等準備工作,開學就可直接進入正題。分散時間進行效果相對較好,缺點是戰線拉得較長,教師投入的工作量較大。但如果真正把課程設計搞好,還是應該選擇分散時間進行,如每周兩個晚上連續12周。學生可以有充足的時間對自己的設計進行完善。
(4)把好驗收關和成績評定關
建立三級驗收制度,即組內驗收,年級統一驗收,學院對各組抽查驗收。驗收時先由各組教師組織學生進行組內驗收,然后由基礎電子教研室組織年級驗收,最后由學院組織抽查驗收。這樣可引起學生和教師的充分重視,使應付了事的學生大大減少。驗收時可從選題的難度、設計的情況、焊接的質量、布局的好壞及原理的敘述和回答問題等方面進行。
實行兩級成績評定,即教師打分和學生打分。成績評定工作很重要,它不僅能反映出學生設計的好壞,而且影響學生的積極性,對以后的設計課程會產生積極或消極的影響。要讓設計好的學生得到好成績,讓不認真的學生不能蒙混下去。為此學生成績可以由教師打分學生打分兩部分組成,教師打分可占70%,主要有出勤成績、報告成績、作品質量成績和學生對設計原理的敘述及回答教師提的問題。學生打分占30%,主要反映作品是否是自己做的及該學生在組內協作的能力。
4.貫穿職業技能培養
在模擬電路課程設計中要始終強調培養學生的基本技能的訓練,如:原件識別與測試、常用儀器的使用、資料的查詢和電路的仿真、焊接技術、基本設計能力、設計報告基本寫作的訓練及設計可行性論證的語言表達能力等。
(1)設計能力培養
選完題目后,學生可以根據題目的要求,選擇合理的設計方案。方案確立后分組對方案進行討論,每位學生都要對自己的設計方案進行論證,這樣也鍛煉學生的邏輯思維和語言表達能力,同時也可以是學生之間互相借鑒,取長補短,也對其他學生的題目的設計有所了解。教師要對學生的設計方案細致的研究,提出改進措施。
(2)創新能力培養
模擬電子技術課程設計要有真正的設計內容,哪管是其中的一部分,絕不能變成電路組裝。如果學生只是按照教師給的電路或在網上找的電路進行組裝,調試成功后上交一個作品,那就意義不大。作品必須是學生自己利用模擬電路的相關知識設計出來的,當然教師要給予相應的指導,而不能布置完題目就撒手不管。退一步說,即使個別學生按照現成的電路組裝的,其中一定要再加一些自己設計的附加功能。否則就不能稱得上設計,也不能培養學生的職業技能和創新能力。
(3)動手能力培養
焊接技術是實踐技能的一項重要指標,指導教師首先要指導學生進行拆件練習,可用利用以往課程設計的廢板。拆集成電路元件時可首先讓學生練習使用傳統的吸錫線,熟練后再練習使用吸錫烙鐵進行拆卸。在正式焊接作品前,先指導學生利用舊板和拆下的舊件進行焊接練習,焊接出兩個作品后再進行正式作品的焊接。焊接前應該指導學生如何進行元件布局。
(4)解決問題能力的培養
設計好電路,經仿真成功后就可以焊接調試。學生在焊接時往往有虛焊、漏焊、錯焊等現象。學生沒有經驗,只能逐個元件地找,實在找不出來就只有重焊。重新焊接再不好使,學生就沒有辦法了,只有求助指導教師,這時指導教師往往代勞,幫助學生查出故障。這種做法是錯誤的,正確的方法是調試前就教會學生調試方法,教會學生如何診斷判斷故障和排除故障,讓學生自己調試,出現問題時教師給予及時的指導,這樣可以使學生少走彎路,并且鍛煉學生分析和解決實際問題的能力。調試完成之后,學生要及時總結分析問題的經驗,提高對模擬電子技術課程設計的認識,為解決其他設計課中出現的問題奠定基礎。
5.結語
課程設計是學生完成學習―構思―設計―實現的工程訓練過,是培養工程師的最初步的訓練內容。要做好模擬電路課程設計,需要先做好思想工作,讓教師和學生充分重視,要制定一套嚴格的管理運行程序,選好教師選好題目,選擇好時間,抓好三級驗收、兩極成績評定和總結工作,這樣才能保證模擬電路課程設計的質量,為學生后學設計課程起個好頭,為學生創新能力和職業技能的培養奠定基礎。
參考文獻:
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[4]蔡方凱.電子信息類實踐教學模式改革的探索[J].實驗科學與技術,2009,7:95-98.
關鍵詞:應用型人才;電氣控制與PLC;教學改革;電工職業技能
當前,應用型人才被許多高校列為培養目標。這是因為科學技術和社會經濟的飛速發展,生產過程中的技術含量大幅度提升,社會對技術型、技能型(即應用型)人才提出了迫切的需求[1]。電氣自動化控制類作為一個長線專業,在社會上需求量很大。該專業學生應該具備那些方面的職業能力和職業素質,而社會上對該專業學生真正需求的能力是什么,面對這樣的問題,我們通過調查,從課程體系中的具體課程入手,解析他們與學生能力培養的關系。在該專業中選擇了針對工業現場生產設備的電氣控制技術、與工廠實踐密切結合的《電氣控制與PLC》這門具有代表性的課程,作為該專業學生基本應用能力培養的平臺,通過以提高學生應用型能力為主要目的的課程教學改革與設計,以適應社會對該專業應用型人才的需要。
一、本課程對專業應用型能力培養的重要性
現在大力提倡應用型能力的人才培養,是為了滿足社會需求的變化。應用型人才是應用客觀規律為社會謀取直接利益的人才。是實現科學技術轉化為現實生產力的一支十分重要的力量[1]。電氣自動化控制類專業的學生應該掌握什么樣的應用型能力?對這個問題的正確回答只能來源于實踐。通過與我們校企聯合的一些單位的深入調查,與單位負責人,技術人員進行深入交流,根據“電氣自動化控制類”專業的培養目標及相關行業生產第一線的實際需要和職業資格認證要求,歸納出本專業學生應該具備電路應用技術、單片機應用技術、電氣控制與PLC應用技術和電氣傳動應用技術等四大模塊的應用技能[1]。而在這四種技能中具有代表性的、實用性最強的應該是電氣控制與PLC應用技術。《電氣控制與PLC》課程包括低壓電器、電動機控制線路、機床設備的電器控制線路和PLC控制技術的應用。是將電氣自動化控制類課程體系中電路分析、自動控制原理、電力電子技術、電機與拖動、自動調速系統和微機控制技術等集于一體的綜合性、應用型課程。課程內容涵蓋了電氣識圖、設備運行、設備安裝、設備調試、設備維護、故障處理,電氣設計等基本應用型技能,內容設計上與維修電工的國家職業技能要求相融通。也就是說電氣自動化控制類專業畢業的本科生掌握電工職業技能,應該是基本應用能力。因此在電氣自動化控制類專業的能力結構中,本課程占有重要位置。
二、本課程改革的目的
1、現實狀況
在就業現場,往往很多單位都對用人有一個工作經驗的要求,甚至對剛畢業學生也是這樣。什么是工作經驗?實際就是應用能力問題。以前是學生在企業中獲得工作經驗,現在這一任務下移到學校。社會需求發生的變化,學校不能無動于衷。不然你培養的人與社會需要是脫節的。這樣不僅造成學生就業困難,而且學校自己生存也會帶來危機。在工業現場,只要打開電氣控制柜,里面盡是電氣元器件及其組成的控制線路。盡管內容在校都學了,但下廠實習時學生能一下子正確認識的并不多。這說明學生應用型能力培養是不成功的。原因是多方面的:有學生自身的問題,教師教法的問題,也有課本內容跟不上技術發展步伐等問題。
(1)學生學習自主性不強,學習興趣不高。現在的高等教育已經是大眾化教育,學生的素質差別較大,尤其是我們新晉升的二本院校中的學生素質更是如此。如何讓這樣的一些人,在大學的教育過程中收獲一些東西,掌握一定的專業技能,立足于社會,是我們要積極面對的實際情況。在電氣自動化控制類專業中,學生四年要學習的課程很多,要做到都學好是不實際的。因此在教學課程體系中,要正視學生的這些特點,選擇一些理論知識不太難,實用性強的能體現職業技能的課程,作為教學的重點引導和調動學生的學習積極性,讓他認識到學習這些課程對他以后職業生涯的重要性,從而改變學生的學習態度。
(2)現在好多教師自身缺乏工廠實際經驗和工程背景[2]。講課不能理論聯系實際,仍然繼承傳統教學模式,老師黑板上講課,學生底下被動聽講。在小學中學是這樣,到大學還是這樣,偏重于強調知識的傳授,而不是能力的培養,所培養的人才理論與實際脫節。我們通過問卷調查,老師上課的方法不科學是現在學生厭學的一個主要原因。并且對大學老師上課的技能有更高的期待。因此探索和應用新的教學模式,提高教師自身素質,增強學習效果也是高校老師自身研究的問題。
(3)課本內容落后于技術發展的步伐是普遍的問題。當今技術發展非常快,工廠企業都在使用了,我們的課本內容還沒有反映,尤其是電氣技術的進步更是日新月異。因此根據當下實際情況,要加快教材內容建設,快速反應社會需求。
2.課程改革的目的
當前,許多學校都把應用型人才定位為培養目標。專業不同,應用型能力也是不同的。每種專業應具備什么樣的應用型能力,以及構建怎樣的課程體系,使用什么樣的教學模式來具體實現培養目標,都是我們高校老師要面臨的新課題。我們在電氣自動化控制類專業課程體系中,結合我們學校自己的具體情況,選擇了理論知識不太難,實用性強的能體現職業技能的課程《電氣控制與PLC》作為改革平臺,探索以具體專業課程體系中的某些代表課程對應學生專業應用能力的思路,以專業應用能力提升為牽引目標,重新對課程開發與設計。通過課程教學改革,提高學生自主學習的興趣,也提高教師自身教學水平。為本學校應用型人才的培養方案和目標的具體實施探索一定的方法,總結一定的教學經驗。
三、課程整體開發方案設計
《電氣控制與PLC》課程的內容體現出實用性、技能性、應用性的特點,該課程在專業教學體系中起著體現學生專業基本應用能力的重要作用。所述知識技能是學生適應崗位能力的基本要素,也是進一步掌握專業其它課程知識、技能的基礎。我們在專業培養方面有的放矢地制定教學方案,圍繞應用型能力提升開發課程教學體系。
以學生未來崗位技能為核心,結合維修電工國家職業技能考核標準和行業發展的新技術、新方法、新設備,突出以維修電工職業技能為該專業基本應用型能力的培養,確定出該課程的教學目標(知識目標、技能目標、素質目標),見圖1所示。根據教學目標構建課程理論教學和實踐教學任務,再按照教學規律將理論學習和實踐學習內容設計為該課程的教學環節,形成基于工作過程、項目引導、任務驅動為主要思想的案例教學、理論與實踐并行教學、現場教學、課程設計、課程實訓、生產實習、職業技能認證、畢業設計等教學環節[3],見圖2所示。以突出維修電工職業技能為該專業基本應用型能力的課程設計方案,在教學設計上解構了傳統的學科體系的教育模式,以實踐性和職業性作為切入點,體現該專業學生基本應用型能力的要求。
四、課程教學環節的組織與實施
在理論教學上注意理論與實踐高度融合,強化動手能力培養,促進以學生就業的職業教育思想引領課程教學,按照“工學結合、職業導向、技能本位”的理念組織課程教學;以豐富的教學資源、真實的實踐環境作為課程教學的基礎和支撐;創新教學方法和手段,突出應用、強化能力,實現課程教學目標。為此我們要求做到三個“一體化”[4]:(1)教材一體化。即理論教材與實驗(實踐)教材融合;(2)教室一體化。即大部分理論內容課程搬到實驗室中去上,使教、學、動手相結合;(3)教師一體化。即理論課與實踐課由一位老師講解,做到了教學和實驗兩個環節的有機銜接。三個一體化的目的就是有利于學生對課程的認知和實踐的結合。一改往日理論教學和實驗教學分離,不能有機結合互相支持的局面。
1.理論教學內容的組織與實施
理論教學內容按照課本進行整合,吸納了變頻器和觸摸屏等新設備和新技術。形成了以低壓電器原理應用、電動機控制線路、機床設備的電氣控制線路、PLC控制技術、變頻器技術和觸摸屏技術等模塊為主要教學內容的形式,使本課程內容更加充實、完善和實用。課本只是知識的一個載體,不能課本上有什么講什么,沒有我不講。一定要對課本內容進行自我消化,進行序化整合,補充或者刪減。不能按部就班講課。
在每一個模塊理論教學內容中都設計一些簡單但非常典型能幫助理論學習的實踐內容,將教學任務中的理論教學和實踐教學融為一體。例如低壓電器原理應用模塊,就設計了交流接觸器、按鈕、繼電器的拆裝練習。通過 “低壓電氣器件的認識” 這個工作項目,具體擬定成一個工作任務:“交流接觸器、按鈕、繼電器的拆裝練習”。通過學生在實驗室工作臺上親自動手完成“工作任務”,借助多媒體課件,老師一邊講、學生一邊做的過程,達到認識交流接觸器、按鈕、繼電器的結構及組成部件,比以往看圖抽象講解要真實得多,更符合知識的認知規律,從而輕松掌握其工作原理、應用的方法和注意事項。再如“PLC控制技術”內容教學時,先找來一段由PLC控制的自動生產線視頻播放給大家看,借助大家興致很高,急切想了解為什么的時候,再引入到PLC的作用和結構等正題上來。在實驗室PLC控制臺上,老師邊講邊做,親自搭接一個簡單的PLC控制的紅綠燈輪流點亮的演示實驗,這樣本來一堂很枯燥的理論課,由于加入了視頻背景和演示實驗這樣的案例,使學生的學習熱情和主動性得到提高,從而喚起學生動手實踐的欲望。另外在PLC指令的學習中,應采用學、說、做一體化的教學方法,每一個指令都要在電腦上練習一遍,觀察其功能變化。對于像《電氣控制與PLC》這種實用性和實踐性很強的課程,只有動手練習才會有學習效果。如果還是在課堂上按照課本宣講的舊模式,不創新理論聯系實際的新模式,學生是根本沒有興趣聽下去的。讓學生親自動手去摸、去做,身臨其境教學,增加動手的時間和機會,有利于提高學生的應用型能力。
2.實踐教學內容的組織與實施
應用型能力的培養,實踐教學是非常重要環節,為了凸顯該課程在學生應用型能力培養的重要性,采用連續的、強化性的、與實際工作過程任務對接的形式,制定實踐教學計劃。設計了電工實訓,大型實驗,電氣控制與PLC課程設計,電氣控制與PLC課程設計實訓,電工職業資格證考取培訓(課外)及畢業設計等6個實踐教學環節。各個環節之間呈銜接與遞進關系,由簡單認知到綜合性設計、組裝、調試、排障過渡,從單純的教學過渡到崗位需求能力培養,做到環節連續,強化訓練。
由于在理論課時,已經安排了支持理論內容教學的基礎性小實驗,因此該課程的實驗環節都設計成大型實驗,采用基于生產過程,貼近實際的項目為引導,即實驗內容綜合,控制功能完整的實驗項目為主不再做驗證性實驗。例如設計了“PLC控制變頻器多段頻率調速實驗”[5],掌握PLC和變頻器兩個智能控制設備配合使用的方法。還有“繼電控制、PLC控制及變頻器控制的電動機正反轉綜合實驗”[5]。從這個實驗中可以分析不同控制方法的特點。課程設計和畢業設計環節以任務驅動、行業規范引導,選擇真題實作,按照實際工程設計步驟、方法去要求。例如設計結果的成形圖紙,就要求使用CAD計算機制圖,圖框、標題欄、設備表等一應俱全,圖形符號、文字符號、畫法要求都要遵循國家規范和電氣行業規范要求,比對國家甲級設計院出圖標準,引導學生進行真實的職業能力訓練。課程實訓主要基于具體的課程設計為項目引導、任務驅動進行,即以實際工作過程還原課程設計結果,在真實的環境中檢查自己的設計結果,從而完成設計、安裝、接線、調試、修正等工藝環節。即訓練技能也要求崗位職業素質。在強化對技術型和技能型人才的培養過程中,國際上普遍推行雙證制度---畢業證和職業資格鑒定證書。社會化的職業資格鑒定體系為技術和技能的資格認定制定了科學合理的標準,是對擁有某種能力的通用證明。借助職業技能鑒定平臺,在實踐環節的設計上,以職業導向、技能本位的思想引導鼓勵學生考取電工資格鑒定證書。我們利用課外時間,對參與的同學進行輔導和開放實訓場地練習。幫助他們成功獲取證書,證明自身能力。
五、結語
培養應用型人才,不能簡單認為就是在課程體系中加大實踐環節學時數。一定要將應用能力的獲得追根溯源即學生應用型能力培養與專業課程之間的關系,抓住這個關鍵點,再將實踐學時有的放矢地分配好,利用現代教學理念探索利于專業應用型能力培養的教學模式,重構理論與實際相結合的的一體化教學形式。我們基于這樣的認識,通過分析電氣自動化控制類專業學生應用型能力培養與專業課程之間的關系,以該專業典型應用性課程《電氣控制與PLC》改革為切入點,將社會變化需求,轉化成自身生產力。改善了教學與企業和工廠對人才使用要求脫節的問題;提高了電氣自動化控制類專業的教學質量和學生的自主參與學習能力,較好地解決了學生動手能力弱的問題,得到用人單位的普遍好評。
[參考文獻]
[1]錢平,趙金榮.電氣自動化控制類大學生職業技能培訓教材(PLC應用技術卷)[M].北京:高等教育出版社,2005。
[2]張艷明.地方本科院校應用型人才培養與CDIO教學模式的實施[J].首都教育學報,2012,06:84-86。
[3]劉燕,王峰.基于工作過程導向的《發電廠電氣部分》課程開發[J].高教論壇, 2009,07。
[4]任曉芳.電氣控制與PLC教學改革探索[J].中國科教創新導刊,2012,05:38-39。