時間:2022-03-04 16:17:55
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電機實訓個人總結,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
電機實訓教學是高職電氣專業教學的重要組成部分。實訓教學是培養學生將基本理論知識形成實踐能力的重要教學手段,所以,教師在教學中不但要教給學生知識,還要注意提高學生各方面能力的培養。隨著社會的發展和需求,對高職學生實際應用能力的培養得到各方面的高度重視。因此,如何在電機實訓教學中,培養學生的應用能力,是電機實訓課的重中之重。
一、加強理論聯系實際
理論和能力是有不同內涵的,二者是有區別的。理論是對客觀規律和客觀事物的本質的反映,而能力則是人們順利完成某種活動和事物的本領,屬于個人的心理狀態或心理特征。理論知識是后天獲得的,而能力既有先天因素又有后天環境、教育等因素,更重要的是后天的教育。理論知識的獲得是無止境的,發展相對要快些;而能力的發展是有限的,相對要慢一些。我們常說某些學生高分低能,就說明理論和能力不是一回事,所以過去有人認為有了理論就有了能力,這是片面的,因此不能用掌握理論多少來衡量能力的高低。理論和能力又是相互聯系、相互促進的。人們從事任何活動都是需要理論知識和能力的,能力通常在掌握知識的過程中逐步形成和發展起來,而已形成的能力反過來又會影響掌握理論知識的速度、深度和廣度,掌握理論知識是發展能力的條件和基礎,能力又是掌握理論的前提和結果。高職學生畢業后,要從事各項工作,因此在學校期間就必須要掌握一定的基礎知識,獲得一定的再學習能力。
通過電機理論教學,學生已經掌握了電機的基礎知識。實訓教學中我們要理論聯系實際,提高學生動手操作能力、邏輯思維能力、開拓創新能力以及由此產生的分析問題和解決問題的能力等。在注重能力培養的過程中,又注意知識的積累,使他們從掌握知識不多到很多,將有限的知識轉化為一定的能力。
二、改革教學模式 注重學生能力的培養
為了實現高職培養目標,改變傳統的實訓教學模式,將“電機及電力拖動”課實踐性較強的章節內容移到實訓室來上,結合著電機實訓內容,教師邊講解邊示范,邊指導學生操作實踐。理論與實踐實行了零距離的接近,實現了理論與實踐一體化的教學模式。教學課堂搬到實訓室,使學生很容易理解電機的工作原理和維修工藝。在實踐中加強了學生對理論知識的理解和應用,提高了學生的學習興趣和積極性。為了加強學生的實踐技能,實訓不再以傳統的驗證性實驗為主,而是更多地向應用性、綜合性訓練轉變,真正加強了實訓教學的內涵。同時加強了實訓操作考核力度,操作和提問考核隨時進行。電機實訓課考核既不能單純采取卷面形式,也不能單純考查實際操作,一是容易造成理論與實踐的脫節,二是難以真實反映學生的理論基礎或實際操作能力。在電機實訓課的考核上采取了“三合一”的策略,也就是理論知識部分占30%,采取問卷考試,要求考核點緊密結合專業內容,突出實用性;實訓操作部分占40%,著重檢查學生基本操作技能的規范和熟練程度;實訓表現部分占30%,重點考查學生在實訓期間的行為表現、職業道德、勞動態度等。這種考核方式,既堅持了理論聯系實際,知行統一的原則,同時突出了專業課的特點,激勵學生注重實踐技能、職業道德的綜合統一。促進學生重視平時所學的理論知識和實踐操作訓練,既有效地調動了學生的學習積極性,強化和鞏固了理論知識,又培養了學生獨立分析和解決生產中實際問題的能力。
三、改革教學手段 加強學生創新能力的培養
通過教學實踐,筆者總結了以下幾種教學改革方法。
1.穿插多媒體教學,創設教學情境。把多媒體輔助教學應用到電機維修實訓中來,讓學生與現代化教學手段親密接觸,這樣不但提高了學生學習的積極性,更讓他們知道了學習的重要性和必要性。電機維修中的繞組制作及繞組嵌線都是比較難以講透的內容,只能在操作中去體會和理解,不妨采用FLASH或其他的軟件制作一些電腦課件和動畫,穿插在教學的過程中。為實訓注入了新的內容,豐富了學生的學習空間。引入形象、生動、直觀的多媒體教學,既擴充了教學內容,又提高了實訓教學的效果。
2.實物比較法教學,增強學生的動手能力。實物比較法教學,就是在教學中運用與教學內容有關的實物來進行比較。讓學生在體驗和感知實際事物的同時,激發起學習制作的欲望和要求。在電機維修過程中,不難發現有很多的工藝技術,都是可以采用實物比較法來完成的。比如在維修電機相繞組燒毀的故障時,就可以找來一臺同樣規格完好的電機,按照工藝要求查出線徑、匝數、繞線形式等,讓學生通過對實物的觀察和對比,找出維修的依據及工藝方法,以增強學生對電機維修的感性認識和興趣,從而提高學生動手操作維修的能力。
3.演示方法教學,提高學生思維能力。在電機維修實訓中,教師可以采用演示――問題――思考――結論的教學方法,從而提高了學生大腦思維能力和分析、解決問題的能力。如在講授電機質量檢驗時,將定子繞組通入電壓較低的三相交流電,然后在定子腔內放入鋼珠,如果鋼珠沿著定子內周快速轉動,說明電機繞組連接正確,反之存在故障。這時向學生提出:“鋼珠旋轉說明什么問題?與電機繞組連接有什么關系?”
論文摘要:通過對電力電子與自控系統實驗教學的改革,總結了北京建筑工程學院實驗中心實踐教學改革的經驗,將課程中涉及的理論、實踐和工程實訓進行多層次、模塊化劃分并有機結合,提高了學生的分析問題、解決問題和創新能力。
論文關鍵詞:實踐教學;創新能力;模塊化;教學體系
科學技術和現代經濟的高速發展需要基礎知識和專業寬厚、具備創新精神和創造能力的高素質人才。突出綜合素質與能力培養是高等學校本科教育的目標。教育部早在《關于加強高等學校本科教學工作提高教育質量的若干意見》文件中明確指出:“實踐教學對于提高學生綜合素質、培養學生的創新精神與實踐能力具有特殊作用。”因此,高等教育必須適應社會經濟發展對人才的需求,實踐教學始終是人才培養的重要環節,有著其他教學過程無法替代的顯著作用。應用型人才應具有一定的理論基礎、較高的專業技能和很強的工程實踐應用能力。根據北京建筑工程學院“立足首都,面向全國,依托建筑業,服務城市化”努力培養為城市化服務的、德智體美全面發展、具有工程實踐能力和創新意識的應用型高級專門人才的辦學基本定位,針對北京地區二類學生的學習基礎,結合北京建筑工程學院(以下簡稱“我院”)的辦學特色和歷屆畢業生的追蹤反饋信息及建筑生產企業對高校教學的要求,對“電力電子”、“電機拖動與自控系統”及“交流調速”課程體系進行系列實驗教學改革。
一、課程體系總體結構
根據我院辦學定位,提出了以“工程應用能力”培養為主線,專業內容以“應用為目的”,基礎理論以“夠用為尺度”的教學改革思想。通過對課程的基礎理論和實踐環節進行調整,強調了掌握概念、強化技能、培養工程應用能力的教學重點。明確了專業課程教育目的是為北京市城市經濟建設培養從事建筑行業及相關領域的工程技術應用型人才。建立起了以北京重點實驗室“建筑電氣與智能化實驗教學中心”為核心,搭建起多層次、模塊化教學為主平臺,輔以多元化教學方式的實踐基地。
二、傳統課程存在的問題
目前,我國普通高等學校的教學模式普遍存在著重理論輕實踐的現象。由于我院電氣工程及自動化專業是由傳統工業企業自動化過渡而來的,是一個強電為主,強弱電技術、計算機技術相互滲透的寬口徑專業,而“電力電子”、“電機拖動與自控系統”及“交流調速”課程的特點是所涉及的基礎理論和知識面廣,要求基礎理論扎實,學生要有很強的分析問題和解決問題能力以及實踐能力。而傳統課程表現出教材厚、內容廣、學時多,教學過程強調的是知識的系統性和理論的完整性,缺乏工程應用的針對性和實用性,尤其是課程所設及的內容不能結合建筑領域,學生不知上述課程學完以后在建筑行業能有什么用處,學習積極性不高,這種學術型的教學模式顯然不適應對高級應用型人才培養的辦學目標,因此,對上述課程改革勢在必行,為了強調工程應用能力的培養,首先需要改革的便是實踐教學環節。
三、教學內容的改革與實踐
1.改革實驗教學體系,探索新的實驗教學方法
近年來,我院實驗中心在如何拓寬學生素質培養平臺,強化創新意識、創新能力的培養等方面進行了一系列有針對性的研究和實踐。
(1)調整實踐教學計劃。在學時安排上增加了實驗學時,壓縮了理論學時,如電力電子實驗課由過去的6學時改為8學時,并增加了2周電力電子綜合大實驗。將“交流調速”與“直流拖動控制系統”兩門課程合并,原實驗學時不變。把原有3周直流調速系統設計大實驗改為4周交、直流調速系統綜合實訓。為此,新購進20套實驗設備。同時為了提高實驗設備的利用率,將“電力電子”、“交流調速”、“電機拖動與自控系統”課程的實驗分為不同學期,這樣可以使學生由過去的3個人一組改為2個人一組,增加了學生的動手能力。
(2)完善實驗教學體系。在實驗中心的正確領導下,和任課教師一起修改了實驗教學計劃、實驗大綱,重新編寫了實驗指導書。完善了學生重修、重做一般性實驗、綜合性實驗、設計性試驗及實訓管理制度,學生實驗登記制度。從教學管理上督促學生從思想上重視實踐能力的培訓。
(3)重視實驗考核和實驗成績。在實驗教學的考核上,強調要嚴格按照實驗教學大綱和項目中規定的考核標準進行,既有實際操作技能的考試,同時增加了筆試內容,提高實驗成績在期末成績的比重,平時實驗成績占期末總成績20%~30%,特別注重過程考核和綜合能力測評,以確保實驗教學質量。對于綜合實驗,設計型大實驗及實訓課,采用單獨考試,以答辯的形式進行考核。幾年來取得了明顯效果。
現在“電力電子”、“交流調速”、“電機拖動與控制系統”的實驗教學正按照教學改革計劃制定的實驗教學體系有目的、有步驟地進行和完善。從已完成的實驗項目來看,教學的目的性、針對性及其實際效果都有了明顯的提高。 轉貼于 2.建立多層次、模塊化教學體系
根據對人才所需知識、能力和素質結構的要求,重新構建了電專業教學體系,確定了由易到難循序漸進的分層次、模塊化教學方法,強調了理論與實踐并重,理論為應用服務的原則,增大實踐教學環節比重,采用“基礎、綜合、設計和實訓”多層次實踐教學模式,體現以培養具有獨立思考和創新精神和創新能力為重點的教育特色。
(1)基礎性實驗。基礎性實驗多以驗證性為主,屬于培養學生的認識實踐能力。主要對學生進行實驗基本知識、基本方法、基本技能的規范性、嚴謹性訓練和指導。通過這些基礎實驗,使學生掌握常用儀器、儀表的使用,學會參數測試、實驗數據的記錄,實驗結果分析等基本實驗技能。以培養學生實驗操作能力為目的,鞏固深化理論知識。這其中安排了鋸齒波觸發器實驗、單相橋式可控整流實驗、三相半波可控整流實驗、三相全波可控整流實驗、開環直流調速系統實驗、單閉環直流調速系統實驗和三相交流調壓調速試驗等。通過這些實驗教學,加深了學生對基礎理論知識的理解,培養了學生學習的興趣,養成了嚴謹、求實、科學、思維開放的實驗作風。
(2)綜合性實驗。綜合性實驗是培養學生動手能力、開發智力和創新意識而進行的實驗教學。要求學生對所學的知識能靈活掌握,培養學生對專業理論知識的應用能力,鍛煉學生綜合實驗技能,積累科學實驗經驗。在驗證性實驗的基礎上,形成具有綜合知識內容的綜合性實驗。主要安排了三相可控整流仿真系統實驗、雙閉環直流調速系統試驗、異步電動機SPWM與電壓空間矢量變頻調速系統實驗、基于DSP的矢量變換控制與直接轉矩控制變頻調速系統實驗。這些實驗涉及到模電、數電、電力電子、自控系統、電機拖動、自控理論及交流調速等課程。學生通過綜合性實驗,將這些知識有機的串聯起來,達到了培養學生綜合應用知識和創新能力的目的。
(3)綜合設計性實驗。主要是培養學生獨立分析問題和解決問題的能力、科學的研究和創新能力。創新能力是在認識能力、應用能力培養的基礎上進行更高層次的能力培養。我們在實踐教學方法中采用了開放式的實踐教學模式,學生可以隨時進出實驗室。我們主要教學計劃是:第一,安排2周時間,通過電力電子等課程所學知識,設計制作一臺不間斷穩壓電源;第二,安排3周時間,設計調試直流拖動雙閉環調速控制系統。
綜合設計性實驗課一改過去教師扶著學生走的傳統實驗方法,而讓學生自己設計原理圖、硬件電路及流程圖。并親自動手焊接、調試電路。這對學生是一種全新的實驗方式,在這里將給學生一定的自主權,使他們面對實際問題來發揮自己的聰明才智,檢驗自己的學識水平,在解決實際問題中來提高自己分析問題和解決問題的能力。學生學會了查閱文件資料,撰寫論文,總結經驗,最后拿出自己的設計制作實驗成果,為今后科學研究打下基礎。
(4)工程實訓。注重培養學生的專業技能和動手能力,強化工程應用能力和實操訓練是工科院校教學實踐的內容。結合我院的辦學定位和行業特色,明確了專業課程教育目的是為北京市城市經濟建設培養從事建筑行業及相關領域的工程技術應用型人才。為此,電信學院建立了“建筑電氣智能控制中心”實訓基地和電力電子與電力傳動控制系統大興校區實訓基地。兩個實訓基地,可完成電梯控制系統、風機水泵交流變頻調速控制系統、空調控制系統、消防控制系統、動力和照明配電系統、低壓電器控制設備等內容的實訓。這些系統完全是建筑電氣領域中真實系統的微縮,完全模擬實際系統運行的真實情況,是真實可操作的實驗系統。它突出行業特點,整個工程實訓過程也就是鞏固理論、擴展知識面、增加動手能力和開拓智力的過程。它使以往所學的知識在緊張的思維設計、巧妙的具體使用中得到升華,并在解決一個又一個的難題中得到樂趣。
學生在實訓基地中既可接受實際操作的職業素質訓練和職業技能訓練,又可以對現代建筑中的幾大典型電氣控制系統建立真實的感官認識和工程應用技能操作訓練,對未來所從事的行業充滿信心,可以更好地找到理論與實踐的結合點。
項目教學法是指將傳統的學科體系中的知識內容轉化為若干個教學項目,圍繞著項目組織和展開教學,使學生直接參與項目全過程的一種教學方法。學生在完成指定項目的同時,學習和應用已有的知識,在實踐的第一線培養解決問題的能力,是一種“真刀實槍” 的演練。在項目教學中,學習過程成為一個人人參與的創造實踐活動,注重的不是最終的結果,而是完成項目的過程。學生在項目實踐過程中,理解和把握課程要求的知識和技能,體驗創新的艱辛與樂趣,培養分析問題和解決問題的能力及團隊精神和合作能力等。
《電力拖動》作為機電一體化專業的專業基礎課,主要培養學生掌握各電器元件的選用,利用電氣元件進行電氣電路的設計以及維護維修電氣電路的實踐能力,該課程在專業的整個課程體系中,起著承上啟下的作用。在傳統的授課過程中,仍沿用“以教師為中心” 的注入式教學模式;實踐教學以模仿為主,突出技能性訓練,而缺少設計性、創新性,教學效果不十分理想。
鑒于該課程在教學中存在的諸多問題,有必要進行教學模式的改革,《電力拖動》課程中應用項目教學法,可以取得較好的教學效果。
在《電力拖動》教學中,首先將理論知識分解成電機原理、電機繞制、低壓電器、電機的控制環節及機床電器控制五大知識模塊,然后圍繞這五大知識模塊設置相應的項目,每一個項目都是一個實際應用的研究課題,應充分考慮生產實際和工作中可能發生的問題。項目實施時,由教師進行必要的課堂教學和實驗,使學生掌握必要的基礎知識,然后按一定原則對學生分組,布置項目任務,學生分別對項目進行討論、查找資料,并寫出各自的設計思想與方法、畫出設計原理圖、選擇元器件、再由學生正式實施項目,寫出總結,包括實施項目成本核算,最后教師進行評估總結。
一、項目實施步驟
1.項目的設置是“項目教學法”成功的關鍵。
在明確的教學目標指導下,綜合考慮項目的統籌設置、項目間的聯系和層次遞進。項目的選擇要以教學的內容為依據,既要與書本的知識緊密結合,又要有一定的想象空間和難度,充分發揮學生的自主意識和創新能力。如“運料小車往復運動” 的電氣控制項目,在學習低壓電器、三相異步電動機正反轉電氣控制之后提出,此項目的控制電路設計靈活多樣,可促使學生學習和運用新的知識、技能,解決過去從未遇到過的實際問題。
2.分組設計項目。
任務確定后,教師提出設計方法,明確該項目要解決哪些問題,關鍵在哪里。學生們分組設計,教師引導各小組根據項目任務查、找相關資料,使各小組同學獨立進行設計。這樣學生成了教學中的主角,而教師則轉換為引導者,教學的服務者。學生根據實際問題設計出的電路往往是五花八門的,盡管有漏洞或設計不完全合理,卻是學生自己努力的結果。如“運料小車往復運動”的電氣控制項目的延時電路的設計,有的用斷電延時時間繼電器,有的用通電延時時間繼電器,有的用一個,有的用兩個時間繼電器來設計,項目設計完畢后,組織學生互評,修改自己的杰作,互幫互學,不但學到了知識,而且培養分析問題和解決問題的能力。
3.教師的評估總結是“項目教學法” 的重要環節。
學生的設計會存在各種各樣的問題,教師在評估中要指出問題的所在及解決的方法,要總結比較各組的特點,引導他們學習別人的長處來改進和提高自己的設計,使學生的各種能力在評估中得到提高,評估的過程是總結以前學過的知識,提出和學習新知識的過程.在“運料小車往復運動”項目評估時,教師詳細分析各套方案的特點,指出哪些是可取的,哪些是不可取的,總結“行程開關”、“時間繼電器”的靈活應用方法,詳細說明怎樣對電動機進行互鎖控制,再通過成本核算比較,最后總結出_套合理、可行、實用的方案供大家實施.使教師的評估總結過程成為學生一個學習的過程、提高的過程。
二、項目教學法對教師的要求
1.教師必須具備實踐技能。
在教學過程中,教師要設計好每個教學項目要完成的任務,將實踐技能和實踐經驗結合到項目建設中。項目教學法在電氣控制技術課程中的實施,圍繞部分機床進行多個項目設計,如車床CA6140刀架移動電機的控制、車床CA6140主軸電機的控制、臥式車床CA6140電氣控制電路的檢修等。以上設計出的每一個項目都有其附著體,需要帶領學生觀察機床的實際工作和機床的電路,使學生身臨其境,激發學習興趣,達到學習和工作零對接的目的。因此,教師要具備一定的實踐技能,才能完成各項項目的教學。
2.教師必須熟練掌握理論與實踐間的銜接。
進入項目教學以后,就把原有的教材知識體系打亂了,教師需要按照設定的項目將知識重新連接起來。項目需要哪部分知識,就把哪部分知識教給學生,如進行車床CA6140移動電機的控制電路安裝與調試項目時,要給學生介紹的相關知識有第一章的低壓電器的基本知識、手控電器及主令電器動合按鈕、接觸器,第二章的控制線路原理圖及接線圖、三相鼠籠式異步電動機的直接控制線路點動部分。
3.教師必須有多學科知識綜合技能。
在項目教學過程中,每個科目都不是獨立存在的,教師要掌握課程的關聯內容,以便對學生進行指導、評價與考核。例如,電機與拖動部分的電機參數、電機的拖動方式等都是電氣拖動基礎課內容,在電氣控制技術課項目設計過程中是不可缺的;工廠供電課程中的電氣安全距離、電源和設備的保護等內容也是分析和設計電氣控制電路必須掌握的知識,電氣控制技術課指導教師也必須掌握。
通過“項目教學法”在《電力拖動》課程教學中的應用與實踐,為學生提供更加有效學習的良好環境,把理論教學與實踐教學有機的結合起來,不僅有利于學生加深理解和掌握書本的理論知識,更使他們懂得怎樣靈活應用這些知識,提高了學生的各種能力,在整個教學過程中既發揮了教師的主導作用,又體現了學生的主體作用,充分地展示中職教育“以能力為本” 的價值取向,使課堂教學的質量和效益得到更大幅度的提高,培養出來的人才更能夠適應社會的需要。
在項目教學的過程中,學生提高了學習能力,教師提高了業務水平。在科學技術飛速發展的今天,新知識和新設備不斷涌現,傳統的教學已無法面面俱到,具有終身學習能力的人才能適應社會。所以,項目教學法是一種值得推薦的適合職業學校采用的教學方法。
參考文獻:
關鍵詞:柔性生產線 高職 傳感器技術 項目教學
高職教育在教育部16號文件《教育部關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》思想的指導下,一直在以能力為本位,以高素質技能型人才為目標的人才培養模式上探索著。在進行課程教學改革的進程中,行動導向的教學、基于項目的教學、基于問題的教學等各種教學方法都被應用到各專業的各類課程的教學中。教學如何更貼近企業生產工作崗位實際,學生怎樣才能將知識與技能有效的融合,培養專業素質,是課程教學改革的出發點,也是落腳點。本文主要討論基于柔性生產線的高職傳感器技術課程項目教學的實踐。柔性生產線為亞龍YL-221型機電一體化柔性生產實訓系統。
基于柔性生產線的高職傳感器技術課程項目教學改革思路
傳感器技術課程是高職高專電氣工程類、機電一體化類及自動化類專業的一門專業主干課程,教學目標是培養學生具備常用傳感器及測量電路的基本知識與技能,熟練掌握各類傳感器的工作原理及信號處理,培養機電技術的高素質綜合型技能人才。
多數高職院校的傳感器技術課程還是相對獨立的進行學科式的教學。基本上是按照教材的知識結構,分不同類型的傳感器進行原理分析,數據處理分析,再配套一些驗證性的實驗,在實驗箱上完成。在傳感器的應用方面,也只是泛泛的介紹,或空洞的引入一些工業應用實例。這樣講授式的課堂教學,因為學生的專業基礎水平參差不齊,課程教學內容多,學生會感覺到這門課程非常深奧,非常難學,聽不懂,沒有學習積極性,教學效果自然可想而知。即便是部分教師在傳感器技術課程的教材、教學內容上做了一些整合調整,引入更多的應用實例,學生也會感覺是紙上談兵,并沒有從根本上做到培養學生的實踐技能,達到能力培養的目標。筆者在教學改革的實踐中,以提高學生的學習興趣,加強實踐能力的培養為目標,對傳感器技術課程的教學內容、教學方法進行了調整,采用項目教學法,以工業現場任務為主線,以柔性生產線為載體,結合可編程控制技術(PLC),整合了課程知識,綜合了專業技能。主要以工業企業實踐中常見物理量的檢測組成幾個項目,將被測量融合到每個工作項目中形成項目教學。結合傳感器綜合實驗臺及柔性生產線,使學生在饒有興致的技能操作實戰中理解各類傳感器原理,掌握相關的測量方法,掌握各類傳感器在工業企業生產線中的實際應用(安裝調試)和技術維護。每一個項目都會是一個典型的實際應用,各個項目綜合,組成了一套完整的生產線模擬系統。學生在項目實踐過程中,理解和把握課程要求的知識和技能,在實踐中找到學習的樂趣,企業工作崗位綜合素質的養成,真正達到了培養高素質技能型人才的教學目標。
基于柔性生產線的高職傳感器技術課程項目教學實踐
教學項目的確定
教學項目的確定是“項目教學法”的關鍵。以課程教學目標為基礎,以企業工作崗位技能要求為指導,將知識分解整合為具體的項目。筆者在進行項目教學的實踐過程中,充分利用實訓基地的實訓設備,將柔性生產線的各分站作為教學項目,結合綜合型傳感器實驗臺,設置六個教學項目。每個項目都有獨立的知識點,如溫度傳感器、壓力傳感器、速度傳感器、色標傳感器等,知識涵蓋了工業企業中常用的現代傳感器,更是一個個具體的應用實例。項目在柔性生產線上實施前,還可以提出相關的子項目任務和要求,學生可以按要求在綜合型傳感器實驗臺上完成。下表1是基于亞龍柔性生產線的傳感器技術課程教學項目。
表1基于柔性生產線的傳感器教學項目
教學項目 主要傳感器 項目主要技術應用 實踐能力
供料單元 渦流接近開關傳感器、光電反射傳感器 托盤定位檢測、工件到位檢測 應用分析、安裝調試
噴涂烘干單元 溫度傳感器 噴涂室溫度檢測 應用分析、安裝調試
加蓋及頂銷單元 接觸式行程開關、光纖傳感器 加蓋檢測、上銷釘檢測 應用分析、安裝調試
檢測及鏈條傳送單元 稱重傳感器、色標傳感器、數字編碼器、渦流接近開關傳感器 工件重量檢測、工件蓋、銷釘的有無檢測、銷釘材料檢測、工件顏色檢測、鏈條電機轉速檢測 應用分析、安裝調試
成廢品分揀單元 電磁閥控制傳感器、渦流接近開關傳感器 機械手電磁閥控制、成廢品檢測 應用分析、安裝調試
提升入倉單元 伺服電機磁電編碼器、光電反射傳感器 提升臺控制、工件入倉檢測 應用分析、安裝調試
項目教學的實施
根據教學培養目標將教學項目確定好以后,授課教師在課前先實施完成各個教學項目,收集整理相關數據并對可能出現的問題進行預分析處理。一方面對整個教學項目會有比較全面具體的了解,便于教學實施,也能更好的指導學生;另一方面在項目的提出時,可以在柔性生產線上給學生展示成果,使學生有明確的目標和感性認知的過程,了解實施該項目要解決什么問題,關鍵點在哪里。在課程的項目教學實施過程中,由于設備條件限制,要求對教學班級分組分項目進行教學。下面以“檢測及鏈條傳送單元”為例說明基于柔性生產線的傳感器技術課程項目教學的實施過程。
教學項目:檢測及鏈條傳送單元
項目描述:項目的功能要求分為工件的指標檢測和傳感器的安裝調試。檢測內容主要包括工件的重量、工件蓋和銷釘的有無、銷釘材料是否是金屬的、工件的顏色識別(能識別紅綠黃三種)、鏈條傳送帶的運行速度(直流電機轉速測量);安裝調試內容包括各傳感器在生產線上的安裝調試。本項目的重點傳感器主要有:稱重傳感器、色標傳感器和數字編碼器。
教學目標:要求學生會識別常見稱重傳感器、色標傳感器、數字編碼器,熟悉其原理,并掌握傳感器在柔性生產線中的實際安裝調試與應用。
教學組織:將教學項目劃分為四個單元來實施:單元一,教師結合綜合型傳感器實驗臺及多媒體,介紹稱重傳感器、色標傳感器、數字編碼器的實體、原理、應用,演示項目功能效果。小組成員自行熟悉傳感器工作原理,根據項目的功能要求,分析討論用什么類型的傳感器實現。單元二,學生根據之前的小組討論分析,在柔性生產線對應的工作站上安裝傳感器、配線調試。完成后教師進行檢查指導,提出出現的問題或故障,學生繼續調試,直到安裝合理、配線正確后進入下一單元。單元三,小組成員結合PLC控制技術,實踐稱重傳感器、色標傳感器、數字編碼器的程序控制。要求能實現項目的功能要求,教師負責關鍵編程技術指導。單元四,項目實踐總結,教師和學生分別就項目的實踐過程總結。
為便于組織教學,建立項目實訓小組:6人一組,共6組。每個項目的教學學時為14學時,其中單元一4學時;單元二4學時;單元三4學時;單元四2學時。單元一可6組同時進行,單元二、三、四分6個站6個小組分別進行,10個學時后循環輪換項目,即課程的總學時為64學時。各專業可根據教學實際,合理安排學時或有針對性的選擇教學項目。
具體實施步驟如下:
1、下發項目任務單,教師利用多媒體和綜合型傳感器實驗臺,介紹傳感器的外觀、結構、原理并演示。學生了解了其原理,并具備了一定的應用知識后,教師再在柔性生產線上演示傳感器在生產線中的實際應用,包括安裝調試及控制。學生可以在綜合型傳感器實驗臺上完成一些主要類型傳感器的原理驗證及測量,如應變式、電容式、電感式、電渦流式、光電式等,以及溫度、氣敏、濕敏等傳感器。
2、學生小組討論分析,擬出項目接線布局圖紙,在生產線上進行傳感器的實際安裝、配線調試。小組成員之間要求相互學習、相互幫助。教師跟蹤指導。
3、學生在柔性生產線上進行傳感器應用的可編程控制,完成項目功能目標,并討論解決相關的技術問題。小組成員之間要求相互學習、相互幫助,以會的帶不會的,直到全都會。教師跟蹤指導。
4、學生在完成了項目任務后,需要提交一份項目報告,總結主要傳感器在柔性生產線工作站的應用,分析實踐中遇到的問題及解決方法。
5、6個實訓小組在完成了一個工作站的項目后,進行下一項目的輪換。到第二輪換學時時,各小組之間還可以相互學習,相互幫助,提高項目的實施進度,提高項目教學的效率效果。
項目實施的總結
項目的總結也是“項目教學”的重要環節,主要由教師對學生的項目任務完成情況的評價、學生的自我評價兩部分組成。教師的評價主要基于各組各個學生在項目實踐過程中的綜合表現和所提交的項目報告,即采用過程考核方式。根據每組各成員在項目實踐中的完成情況和解決問題的能力等綜合表現,給出一個考核成績,每個項目的考核成績,加上學生的項目報告成績,即是該學生該門課程的成績。學生要進行自我評價,每組學生分別總結項目實施過程中遇到的具體問題和解決方法,注意事項以及個人收獲等。教師最后對學生完成項目的情況進行總結,對具有創新的實踐方法進行表揚,對項目實施過程中出現的一些共性問題提出解決思路,讓每個學生都有一種成就感,期待下一個項目的實踐了。
基于柔性生產線的高職傳感器技術課程項目教學效果
項目教學法緊緊圍繞工作項目選擇知識理論,以夠用實用為原則,更加注重培養學生的實際應用能力,培養學生實際企業工作崗位技能和綜合素質。目前,基于柔性生產線的傳感器技術課程項目教學在我院系的教學中已在實踐,并取得了很好的教學效果。通過項目教學,以生產線為項目實施平臺,學生對課程的興趣濃厚了,對需要掌握的知識明白了,對學生的專業技能水平提高了,也讓學生感到技能訓練更加貼近實際工作崗位了。每一個項目經過實踐,學生都掌握了一類或幾類傳感器的外觀款式、基本原理、安裝接線、信號處理、實際應用維護等技術能力。對授課教師來說,通過項目教學,使得專業知識的銜接與融合更加緊密,課堂教學思路更清晰、更有活力。學院對課程的項目教學實踐的評價是:有效利用了自治區示范實訓基地的資源優勢,將傳感器技術課程的教學場所從教室搬到實訓基地,讓學生的技能訓練可以更加貼近崗位工作實際,提升了學生的專業綜合技能,提高了課程教學效果,給相關的專業課程改革提供了參考。
基于柔性生產線的項目教學在傳感器技術課程的教學實施過程中,還需解決提高之處有:一是如何根據有限的教學條件,增加完善更全面的、適應現代傳感器技術發展的教學項目;二是如何有效地對課程的項目教學實施進行過程監控,就是出現6個項目同時進行,課堂管理稍顯松散、教師指導不到位等問題。解決改進的方法是:一是主講教師與實訓指導教師一起,不斷研究傳感器新技術,并在生產線上增加新的傳感器類型、內容,保持課程教學內容的與時俱進性;二是在項目實施過程中,任課教師配備一名實訓指導教師,全程共同指導學生。每個實訓小組安排一個小組長,負責協助教師管理課堂,其他服務等。通過項目管理卡,對各小組成員進行過程監督,對那些不主動學習,坐享組員成果的學生,進行全班通報批評,并在考核成績上體現。
基于柔性生產線的傳感器技術課程項目教學,能夠更好的發揮實訓基地的教學作用,提高學生的專業技能水平和綜合素質,增強了學生的就業競爭力。
參考文獻:
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【關鍵詞】PLC;電機控制;案例教學
Abstract:Higher vocational education curriculum should enable the students to obtain work process involved in the complete procedural knowledge,occupation skill and related occupation experience,in order to promote the formation of occupation ability as purpose."The programmable controller technology and application" is carried by the project or the case,innovates the organization mode of the curriculum,gradually realizes the learning areas and work are as consistent,the learning process and work process consistent,the learning task and work task consistent,Initial implementation.
Key words:PLC;Motor control;Case teaching
1.引言
高等職業教育肩負著向特定的行業和崗位培養合格的生產或服務第一線的高素質技能型專門人才的使命,如何提高學生的技能水平和綜合素質,是高等職業院校一直在探索的一個具有現實意義的課題。本文以《可編程控制器技術及應用》課程教學改革為例。該課程是理論性與實踐性均很強的課程,且PLC可應用的指令較多,傳統教學采用逐個指令的使用講解為主,先介紹基本指令、再講授高級指令,很難從根本上提高學生學習質量和實效性。為加強高職學生就業競爭力,我們改革教學方法,實施了將實際案例引入到教學過程中,采用了項目教學法教學,充分調動了學生的學習興趣,引導和激勵了學生們學習新的知識,大大地提高學生的各種技能,包括獨立思考、獨立操作、創新等方面,取得了明顯的教學效果。
2.課程設計
本課程設計打破以知識傳授為主要特征的學科課程模式,從“工作任務與職業能力”分析出發,設定職業能力培養目標,變書本知識的傳授為動手能力的培養,開發基于工作過程的項目課程,以工作任務為中心組織課程內容,讓學生在完成具體項目的過程中來構建相關理論知識,并發展職業能力。本課程以電氣自動化崗位能力需求為主線,培養學生PLC基本編程能力、PLC控制系統調試能力、PLC控制系統維護管理能力;以交通燈設計、PLC控制傳送帶和氣動機械手、現場PLC模塊故障診斷排除等工作任務為中心,組織課程內容,融合高級維修電工對PLC技術知識、技能的要求,實現理論與實踐一體化教學。課程內容突出對學生職業能力的訓練,理論知識的選取緊緊圍繞工作任務完成的需要來進行,同時又充分考慮了高等職業教育對理論知識學習的需要,并融合了相關職業資格證書對知識、技能和態度的要求。本課程按照上述設計原則,設計了三大學習領域,課程內容根據工業生產系統的典型控制設計,采用12個項目加一周校外實訓進行教學。各個項目包含的學習內容不同,采用循序漸進、由簡單到復雜的順序進行設置。其中項目一到項目八選用教學中相對較簡單的完整工作過程作為教學案例進行情境設計,包含了電機控制、交通燈系統設計、多種液體混合系統設計等項目,通過該部分項目的練習,達到對學生PLC系統基本編程能力的培養。項目九到項目十一設置了較復雜系統的設計,包含MPS系統、鍋爐液位系統及電梯系統的控制,通過該部分項目的訓練,達到對學生PLC控制系統調試能力的培養。一周校外實訓可以滿足對學生控制系統維護管理能力的培養。
3.項目實施
在運用案例教學法時,《可編程控制器技術及應用》課程可引入的案例有很多,教師要善于設置案例,引導學生思維,適時地進行案例討論,并通過相類似案例的練習,從而不斷提高學生的理論知識與操作能力。貨物升降機上升、下降的控制線路是實際生產機械運動的典型控制線路,在實際生產中廣泛應用。下面就以“小型貨物升降機的PLC控制”項目為案例說明。
3.1 案例描述
某貨物升降機由交流電動機M控制,由電動機的正反轉實現貨物升降機的上升和下降運行。以該貨物升降機的繼電-接觸器控制為載體,用PLC實現升降機的上升和下降運行。其基本結構示意圖如圖1所示。SQ1~SQ4 可以是行程開關,也可以是接近開關,用于位置檢測,起限位作用。控制要求:手動實現上升和下降的切換。按下上升按鈕,貨物升降機上升并連續運行,按下下降按鈕,貨物升降機下降并連續運行。按下停止按鈕,升降機停止運行。
圖1 升降機結構示意圖
3.2 案例實施
(1)實施環境
該項目在PLC實訓室進行。該實訓室現有西門子S7-200PLC裝置13套,學生分組進行,3人一組進行項目的實施進展。
(2)實施方法
采用“做中學、做中教”的方法教學。教師先啟發學生了解一些夠用的基本指令,結合實際進行適時的講解,再將PLC的主要設計步驟要求具體化,包括輸入、輸出點的分配,PLC型號的選擇、外部接線、編程設計、運行等環節。
(3)實施步驟
①提出任務,引入新知識;
本次課要求學生完成小型貨物升降機的PLC控制系統設計。要求設計硬件接線圖、原程序并調試成功。教師簡單介紹系統控制要求及工藝結構。
②介紹授課目標、學習方法和考核要求;
授課目標:了解PLC基本原理;掌握PLC基本指令;了解PLC內部元件;掌握繼電接觸器控制如何改造為PLC控制;熟悉編程軟件的使用。學習方法:小組討論設計系統控制方案并上機調試。考核要求:分小組考核,每小組向每個人提問,打出個人成績。
③講練過程;
第一階段:學生分組設計該系統的電氣控制線路,教師解答學生設計過程中遇到的問題。第二階段:介紹將繼電接觸器控制線路改造為PLC程序控制的基本方法,以點動控制及連續運行控制為例講解轉換過程。介紹PLC基本工作原理;講解PLC基本指令,包括常開、常閉觸點及線圈的使用方法;介紹梯形圖編制的基本規則;介紹內部元件輸入映像寄存器和輸出映像寄存器。第三階段:介紹PLC編程的基本步驟。根據控制要求列出PLC控制的輸入輸出分配表見表1。第四階段:學生分組討論,設計系統梯形圖程序。教師解答學生設計過程中遇到的問題。第五階段:教師講解PLC硬件接線圖的設計。學生根據接線圖完成接線。系統硬件接線圖如圖2所示。第六階段:學生分組調試已設計的程序,并觀察結果。教師解答學生調試過程中遇到的問題。參考程序如圖3所示。
表1 輸入輸出分配表
輸入分配表 輸出分配表
輸入電器 輸入地址 輸出電器 輸出地址
正轉起動按鈕SB2 I0.1 正轉接觸器KM2 Q0.0
反轉起動按鈕SB3 I0.3 反轉接觸器KM1 Q0.1
停止按鈕SB1 I0.2
過載保護繼電器FR I0.0
圖2 輸入輸出配置及外部接線圖
圖3 系統梯形圖程序
④學生休息;
⑤各組對本次內容進行總結陳述,教師最終總結;
⑥根據課程能力訓練項目設計要求布置相關課后項目作業,請同學們課后認真完成。
(4)案例反饋
通過該案例,讓學生從實際例子中學會選擇PLC型號、掌握接線知識,理解PLC的基本應用,重點是常開、常閉及線圈等基本指令的使用。同時掌握西門子編程軟件的使用。在具有基本設計的基礎上,進行知識點的拓展,此時就需要教師在教學中的創新應用,包括知識如何拓展,拓展的知識量,拓展知識的前后聯系。結合實際,可參考下面的案例設計。案例拓展控制要求:在上例的基礎上,將題目要求適當增加,增加SQ1~SQ4行程開關的控制,按上例步驟組織教學,讓學生參與設計。
4.教學效果
(1)加強了學生團隊合作的能力。
項目進行過程中,要求學生以小組的形式,進行軟硬件設計、系統調試,并寫出總結及心得。通過項目訓練及考核測試,重在給學生傳遞一個信息:注重團隊合作能力的培養,而且從學生寫的實訓日記、總結及心得體會中均能看出學生深刻體會到了團隊間相互合作的重要性。
(2)提高了學生學習的積極性。
以前該課程教學模式主要以講授為主,該模式效率低下,學生積極性不高。改革后的教學模式,完全跳出了舊有教學模式,使知識能夠最快速、最大限度地讓學生吸收,并能夠大大提高學生學習的積極性,教學效果也顯著提高。
5.結束語
本文以《可編程控制器技術及應用》課程建設為切入點,對高職教育中的項目教學模式進行了探索與實踐。著重在教學設計、教學方法方面進行實踐和探索,提出一些具體措施,從而激發學生的學習興趣,培養學生的職業能力,實施教師指導下的學生自主性學習,在教學實踐中取得良好的效果。
參考文獻
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摘要:本論文針對高校基礎課程與專業課程理論教學脫節,枯燥無趣,教學效果差的目前現狀,以具體專業課程中的某一內容的教學設計過程為例,對于在專業課程的教學設計中如何引用并聯系基礎課程教學,進行了深刻細致的描述,提出了重視基礎教學,利用基礎課程的知識點導入專業課程教學的教學理念,培養學生重視基礎理論知識學習的必要性,同時也豐富了專業課程的教學設計。
關鍵詞:基礎教學;專業教學;教學設計
在高等教育的課程中,從人才培養目標或是崗位就業的角度上來說,學生往往會有重視專業課忽略基礎課學習的情況出現,甚至有些專業課教師歧視基礎課教學的教師,認為他們缺乏專業技能與專業知識等。無論是課程設置還是教學本身,都不應該脫離學生的實際情況,更不該脫離教學本身,否則將會對學生的成長、學習和就業造成不良后果。在實際教學過程中,我一直沒有放棄基礎課程的教學與研究,這使得我在專業課程的理論教學中,特別是復雜且抽象的知識分析或是較難理解的程序編制中,都能夠有堅實的理論基礎,并且能夠較好的把基礎課程中的知識點,引入到專業課程的教學過程中。下面以具體《電器控制與PLC應用技術》課程中的課程內容“三相異步電動機的啟動控制線路”的教學設計過程為例,對于在專業課程的教學設計中引用并聯系基礎課程教學,與大家分享共同學習。
一主要教學內容
控制系統的最終對象就是電機。對于電機來說,主要是啟動、制動、正反轉控制。可列舉洗衣機的工作情況。引出問題:在生活中見到的啟動控制有哪些?引導學生思考:比如在大眾實習的生產線上都有哪些方式的啟動?結合學生所說的啟動現象,讓學生給不同的啟動控制起名字。再由教師總結具體啟動控制的方式分類,及優缺點。異步電機按照內部轉子結構不同分為鼠籠式和繞線式。工程實際多數使用鼠籠式,所以為教學重點。1.鼠籠式異步電動機直接啟動控制1)點動控制舉出生活中,機床中點動控制的例子。機床對刀等等。可舉例畢業時裝訂論文前,裁剪論文尺寸時對刀,就是點動控制。由于控制線路簡單,可直接要求學生根據控制原理圖,分析控制過程。2)連續運行控制引出問題:點動控制應用在啟動控制電路有什么缺點嗎?提示:按鈕和開關的區別。引出在實際生產中,往往要求電動機實現長時間連續轉動,即所謂的長動控制。根據電路以及長動控制的概念,引導學生總結出自鎖的概念,并指出電路圖中哪里是自鎖環節。3)給學生幾分鐘理解并記憶自鎖的概念,可找學生按照自己的理解說出自鎖的概念。強調這是考試必考內容,以及今后學習編程必有的環節。引導學生分析工作過程,學生分析講解啟動控制過程,教師總結。4)提問電路中需要加幾種保護?又由什么電器實現保護?(復習第一章內容)短路保護:短路時熔斷器FU的熔體熔斷從而切斷電路,起保護作用。電動機長期過載保護:電動機長期過載時,熱繼電器才會動作,用它的常閉觸點斷開使控制電路斷電。(強調短路電流與過載電流的區別?)欠電壓、失電壓保護:通過接觸器KM的自鎖環節來實現。2.鼠籠式異步電動機降壓啟動控制引出問題:實際啟動時,往往要用降壓啟動,為什么?學生隨意回答。教師給予鼓勵并總結。電動機直接啟動時,定子啟動電流約為額定電流的4~7倍。這個是不可避免的。過大的啟動電流將影響接在同一電網上的其他用電設備的正常工作,甚至使它們停轉或無法啟動,根據歐姆定律,想要降低電流,負載不變,唯一方法就是降低電壓。因此往往采用降壓啟動。再次引出問題:讓學生大膽猜想,分析降壓啟動的方法?提示學生把這個問題聯想到簡單的物理電路中,你能想到的降低電壓的方法(基礎知識教學)?教師根據學生所回答的內容,(串聯分壓,變壓器等等)總結出主要內容。鼠籠式異步電動機常用的降壓啟動方法主要有:1)定子串電阻降壓啟動控制電路2)自耦變壓器降壓啟動控制電路3)Y-降壓啟動控制電路前二種降壓啟動的方式學生們較好理解。可以以一張原理圖作為重點,另一張控制原理圖讓學生獨立分析。但是對于第三種教學過程需要慢一些。有必要帶領學生復一電工基礎,講負載星形連接、三角形連接的基礎知識,并在黑板上畫出二種連接的電路,分析電壓與電流的關系,讓學生指出,哪種連接方式下電壓大?降壓啟動先后連接順序應該是怎樣的。三種方法每部分都可以讓學生根據原理,獨立分析講解電器控制原理圖,為今后閱讀分析電路做準備。可以分組討論,讓學習好的學生幫助理解較慢的學生,帶領落后的學生慢慢學會閱讀和分析電路圖。沒有必要由教師一步步講解,教師主要指導,引領,鼓勵學生獨立完成分析。講解后,讓學生總結出每種方法的優缺點。
二教學反思
電動機的直接啟動或是降壓啟動電路的工作過程等知識抽象難理解,在傳統教學中,僅靠教師的語言描述,學生很難領會,并且會感到課堂枯燥乏味,會漸漸的失去學習興趣,很難堅持學習。電器控制部分的基礎沒有掌握好,對后面PLC編程的學習會有很大影響。而本次課的教學,教師在教學設計過程中,把復雜的知識點拆分出若干個小的知識內容,逐步引導學生,由淺入深,層層深入,能夠吸引學生,激發學生在聽課學習過程中不斷思考,便于學生理解與認識。通過在專業知識的教學中,適當巧妙的引入基礎課程知識的教學內容,大大簡化了專業課的知識難度,突出了基礎課教學的重要性,突破了教學課程容易脫節的教學難題,為后續教學特別是實訓教學打下了堅實的理論基礎。
總之,在專業課程的教學中適當引入基礎課程知識的教學是十分必要的。要想使學生能夠學好復雜高深的專業課程,改變學生重視專業課輕視基礎課的學習觀念,同時解決教師在專業課教學中需要大量時間重復基礎教學的問題,提高專業課程的教學目標。這就需要在長期的專業教學過程中適當引入基礎課程的教學。當然,這對教師提出了更高的要求,一位優秀的教師,不能僅僅局限在一門專業課的教學,只有扎根于教學,立足于教學,才能符合新時代對于教師的要求。以上是我個人的思考與見解,還存在許多不足,希望各位同仁專家給予幫助,共同提高。
作者:張春蓉 單位:長春職業技術學院
Electric Motor Mounting, Maintaining and Trouble Shooting
Zhang Guijin
(Xi'an Aeronautical Polytechnic Institute,Xi'an 710089,China)
摘要: 《電機安裝維護與故障處理》是西安航空職業技術學院電氣自動化技術專業的一門專業核心課,該課程的教學目的是讓學生在熟悉了電機的基本結構和工作原理之后,掌握電機的安裝、日常維護及常見故障的分析與處理方法。文章通過該課程一體化教學的實踐,將教學中的經驗、成果與大家分享,以期提高整個高職教學水平。
Abstract: Electric Motor Mounting, Maintaining and Trouble Shooting is one of the core courses in the Department of Electrical Engineering of Xi'an Aeronautical Polytechnic Institute. The purpose of the course learning is to make the students master the basic methods of electronic charting, motor mounting, motor daily maintaining and trouble shooting after they know the motor's structure and operating theories. This paper will share the experience and achievement with all of us to improve the level of polytechnic education through the integration learning practicing in the course.
關鍵詞: 電機 安裝 維護 故障處理 一體化教學
Key words: electrical motor;mounting;maintain;trouble shooting;integration learning
中圖分類號:G42文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2011)21-0191-02
0引言
隨著職業教育改革的深入發展,與教學目標相適應的教學模式也逐漸形成,一體化教學就是其中較為突出的一種。
所謂一體化教學,就是把理論教學和實踐教學融為一體的教學方法,在教學過程中,結合項目教學,邊講邊練,使枯燥的理論與生動的實際應用緊密聯系,從而實現職業教育的目標:培養具有一定專業理論知識,又具有熟練操作能力的高素質的技能型人才。
在《電機安裝維護與故障處理》課程的教學中,嘗試使用一體化教學,比較以前的教學方式(理論+實驗+實訓),教學效果在學生理解、分析和處理電機故障中有明顯的提高。將個人在教學中的思路、方法和體會拿出來與大家共享,這對教學質量的提高、培養出有知識、有技能、高素質的職業技術人才將有一定的意義。
1課程教學設計的總體思路
電機的日常維護是電氣自動化技術專業學生所必須具備的崗位技能。電機一旦安裝就緒,在運行的過程中,為了保證生產的安全性、可靠性和連續性,不但在有故障時,能及時處理,更多的時候是日常巡檢和定期檢修,將隱患消除在萌芽狀態。
對于《電機安裝維護與故障處理》實踐性較強的課程,要通過教學使學生具有分析、解決生產實際問題的能力,為實現就業零距離打下基礎。在教學總體設計上,采用:“設置故障分析現象處理故障回歸現實上升理論”這樣的流程。
設置故障,就是教師對正常運行的電機根據本次教學內容,人為地設置故障;
分析現象,就是讓學生認真觀察教師的所作所為,對再次運行時的異常現象進行分析,得出初步結論;
處理故障,就是根據分析結果,找出故障原因,給出解決方案;
回歸現實,生產實際中的故障并不如此簡單易見,它的產生原因和故障表象都可能是多種多樣的;
上升理論,只有了解了電機的基本結構、工作原理之后,才能對這些故障進行準確地分析判斷,進而處理。因此理論學習是必須的,不僅是用到什么學什么,而且理論學習也要有系統性,這便于學生后天的進一步發展。
2故障處理方法
不管是何種故障,一般都具有以下特點:
①隱蔽性:電機的故障和人的疾病有相似之處,具有一定的隱蔽性。②不確定性:這主要是指時間的不確定性。電機制造時工藝工況的差異,運行環境的變化及使用者操作的不當都可能使故障隨時發生。③多樣性:產生原因和表現結果的多樣性。一個故障可能由多種原因產生,因此要綜合考慮;同樣的故障由于其所處的環節不同而表現出不同表象。④可控性:故障是可以控制的,也就是說電機是可維護的。
了解了故障的這些特點之后,在生產實際中,就可以在“戰略上藐視它,在戰術上重視它”。通過認真地巡檢、仔細地觀察、全面地分析,對于生產過程中設備的故障,確定切實可行的解決方案,最終解決問題。
電機的故障檢查與處理一般常用定性判定和定量檢測相結合的方法。
定性判定,主要是通過望(看一看有無冒煙、振動等現象)、聞(聽一聽有無雜音異常振動噪音等)、嗅(聞一聞有無臭味焦胡味等異味)、切(觸摸一下電機外殼看是否發燙等)等方法進行初步診斷,通過故障現象,給出初步的處理意見。
定量檢查(不是必須的),如果故障不能通過表象分析出來,就要做定量分析,也就是在定性檢查的基礎上,通過儀器儀表進行確診。通常采用電阻法(萬用表、兆歐表等)對電機的繞阻進行匝間、相間及對地的絕緣檢測,確定故障發生的位置,為最后的故障處理提供依據。
值得注意的是,每做出一個判斷,就可以依據此判斷做出相應的處理,如果問題還不能解決,再做進一步的分析。
3教學實踐過程舉例
例:電機異常振動故障分析與處理。
情景:老師讓學生接好電機,運行正常。運行30s后斷電,老師擰松電機底腳螺絲,重新接通電源,30秒后斷電。
老師問學生三個問題:
①你看到老師做了些什么?這個問題的目的是要求學生提高注意力,提高課堂學習效率,也是培養學生職業素質的重要環節。也許第一次效果不理想,以后會越來越好。②演示過程中有什么異常現象?這個問題的目的是為分析故障做準備的。結果當然是電機異常振動。③你將如何解決?這個問題的目的看看學生能否通過現象,發現問題的癥結,提出問題的解決方案。要求學生積極主動,大家一起分析,老師認真傾聽、點評,去偽存真,最后確定處理方案并進行處理。處理方案當然是擰緊螺絲了。
實際上電機異常振動故障并不是這樣的簡單,安裝不平衡(例中就是這種情況)、運行時三相負載不對稱、外界振動等因素都可能造成電機的振動。
最后從理論上分析形成這種故障的原因。通過對電機結構和工件原理的講解,讓學生熟悉電機的相關理論,對電機故障的分析與處理上升到理論高度,為復雜問題的處理奠定基礎。
要記住,每次教學過程,都不要忘記問學生這三個問題。第一次學生可能不會很上心,經過一兩次之后,學生就會很認真地觀察老師的一舉一動,提高課堂教學效果;通過師生互動,提高學生學習的興趣、自主學習能力和自信心。這也是培養學生養成良好的學習習慣和職業素養的一個極好的途徑。
還要讓學生記住:①故障是無時無處不在的。再好的電機,它的潛在故障是存在的,遲早會發生的。要增強學生對電機故障存在性的認識,重視生產實踐中日常維護的重要性,把隱患消滅在萌芽狀態,以保證生產的安全性和連續性。②故障的原因可能不是單一的,表象也可能是多種多樣的。教師通過對故障的設置、分析與處理,是讓學生掌握分析問題、處理問題的方法,旨在培養他們綜合分析和處理故障的能力。③故障是可以解決的,要有排除故障的信心。不要因為出現的故障就不知所措,我們就是故障的克星,老師就是使你們成為電機故障克星的人。
4總結
本課程的教學,實現理論與實踐高度地結合,突出一體化教學的特點。通過這門課的學習,學生積累一定量的電機故障分析與處理的方法和經驗,為勝任電氣自動化生產崗位輔平道路。
當然,學生的實踐活動是教學中另一重要環節。學生不僅僅是教學過程中被動地參與者,更應該是活動的主角。除了參與討論,在安全的條件下,讓他們設置故障、分析現象、處理故障,提高學生學習的興趣和動手能力。這才是我們人才培養的真正目的。
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關鍵詞:電機實驗;教學改進;項目任務
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2013)04-0138-02
隨著我國經濟發展對人才需求的變化,屬于實用高技術技能型人才的高職高專畢業生越來越受用人單位青睞,同時,也促進了我國職業教育的不斷改革與發展。從培養模式、理念到具體的教學模式的開發應用,高職教育發生了深刻的變化,對實踐環節的重視程度也日益增強。由于我國應試教育思想根深蒂固,高職學生仍普遍存在著動手能力較差的現象,需要職業教育工作者加大這方面的教育教學研究。應重視現實中客觀存在的一些具體問題,在加強教育引導的同時,采用一些有效的教學模式及方法,結合學生的知識能力基礎和認知規律,科學合理地設計教學任務、目標、流程、方式等環節和細節,充分調動學生學習的積極性和主動性。只有這樣,才能不斷提高教學成效,真正落實以能力培養為核心的教學理念。
加強實驗基本技術訓練
我們通過多年觀察和調查發現,實驗教學中存在一些安全隱患和許多學生不敢做、不會做實驗的現象。為此,我們在開展實驗項目之前增設了“實驗基本技術訓練”項目,加強實驗前的指導,確保實驗課的安全、規范與高效。正所謂磨刀不誤砍柴工,只要基礎工作做扎實,一定能收到事半功倍的效果。
電機實驗是強電類專業的一門重要專業基礎課,通常要使用大大高于安全電壓、電流的旋轉電機或變壓器設備,如有不慎最容易發生燒毀儀器設備和嚴重危害學生生命安全的事故。電力行業都一貫堅持“安全第一,預防為主”的生產方針,把安全生產視為企業的生命線。因此,在學生接觸強電的初級階段,建立“安全第一”的基本意識和掌握必要的電力安全技術知識是非常重要的。應借鑒現場標準的作業流程,使學生掌握危險點的分析與預控措施及方法,并在教師指導監督下具體落實到每個實踐環節當中。在實驗之前,應重點學習電機實驗的安全操作流程及規范、實驗室管理規章制度和對實驗各個環節的基本要求,規范學生的行為。通過放錄像、示范和引導等方式,使學生熟知實驗電源的布局情況,掌握基本設備、儀器、工具、導線的選配使用常識,進行接線及操控方面的基本訓練,教會學生如何才能更好地完成實驗任務,學習實驗方案的編制方法,編寫實驗報告和實驗總結等。
彈性化設計實驗項目及任務
通過學習我們認識到,以技能培養為重點的職業教育,不管采用什么模式,都應從充分尊重學生的認知規律和成長規律,從提高學生的學習興趣、充分調動學生的學習積極性做起,以學生的現有知識能力為基礎,達到能力培養為核心的教學目標。
一要按基于工作過程的理論實踐一體化教學模式,建立課程標準。在實驗項目的選擇上要做到理論實踐一體化配套,以利于學生對知識的理解與掌握和理論與實際互相促進,便于項目在學校里實施與開展,以及技術與能力的前后銜接。在技術的選用及質量判定標準上要盡可能遵守國家有關專業技術規范的要求,在職業能力要求上,把國家電網公司生產技能人員職業能力培訓規范的能力要求作為教學和學習目標,以電力行業職業崗位初、中級工應具備的基本技能作為培訓項目及任務,以突出職業教育的特點,并利于基于工作過程,以項目導向和任務驅動為載體,構建課堂教學情境。
二要依據學生的能力基礎,合理搭配基礎型、設計型實驗項目。基礎型實驗項目的指導要有詳細的電路圖、設備儀表等組件的選配方案、操作調控步驟、觀測記錄表、注意事項等,部分內容教師還可以親自演示或詳細說明,引導學生學會做實驗。設計型實驗項目重點培養學生的綜合能力和學習能力,要求學生根據項目必需的知識和能力目標要求,自己查閱有關國家標準和行業的技術規程,參考類似項目的實驗方案,根據實驗室內設備儀表的現狀,自己制定實驗中執行的實驗方案。
三要根據學生的能力差異在項目中設置基本任務和探究性任務。基本任務主要培養在未來職業崗位上用到的基本技能,要求每個學生都能完成,并作為課程終結實操考核的對象,以技能鑒定初級工、中級工技能操作的質量標準要求評分。探究性任務是以重要的知識點和技能鑒定中級工、高級工、技師應具備的知識技能為參考對象,來滿足能力較強的學生進行相關理論驗證、科學探索的需要。在具體任務執行過程中,可結合實際,提出一些重點問題供學生探討,也可增加一些有意義、學生感興趣的仿真型項目任務供學生自學和研究,在培養學生基本技能及分析研究能力的同時,開拓學生的創新思維和解決復雜問題的能力。
加大標準試驗的成分
在實驗中,應加大實驗中的標準試驗成分,增強學生對國家標準、行業標準和職業規范的學習與運用,不斷提高學生的職業素養。
國家有關部門根據各類電機或某一大類電機的共性,制定出了一部分通用標準,根據某一系列或某一品種的特殊要求,又制定出了專用標準。各企業或地區也可根據自己的實際情況制定標準實施細則或用于本企業和本地區特有產品的專用標準。在各級標推中,特別是在國家級標準中,有強制執行性標準、推薦性標準和指導性標準三大類。國內使用的產品都要執行國家強制標準。任何電氣設備從設計、訂貨、交接驗收、運行、檢修、試驗等都要遵循一定的標準或技術條件,產品必須與之相符合。標準即是“法”,合“法”則合格,可以放行,可以投運,不合“法”則不合格,要返工修理達到合格,否則就必須報廢。
試驗技術是為察看某事的結果或某物的性能而從事的某種活動,是通過使用、試用的方式或采用多種合理的方法與手段對事物或社會對象的一種檢測性操作,檢測正常操作或臨界操作的運行過程、運行狀況等。試驗的根本目的就是判斷產品是否合“法”。而產品必須按有關標準或技術條件及要求進行各種必要的試驗,才能取得其性能數據。產品是否合格,也要依據標準來判定。
實驗是學校中一個重要的實踐教學環節,是為了檢驗某種科學理論或假設而進行的某種操作或從事的某種活動。通過實踐操作證明抽象的知識理論的正確性或者通過實驗結果和現象推導出新的結論,是學科化教育的輔助環節和進行科學研究的基本方法。
在職業教育過程中,要提高學生的職業技能,必須淡化實驗屬性,增加試驗成分。學生必須學習一些基本法規和標準方面的知識。在突出實用性、夠用為度、現學現用的職業教育原則指導下,標準規范是指導我們從事專業技術工作和評判工作質量優劣的準則。應結合學校現有的設備技術條件,盡可能地按規程要求的方法和條件進行實驗。對于初學者,應以采用基礎性、能力訓練型的技術與方法為主。
指導學生認真編寫
實驗方案,規范實驗流程
電機實驗的性質和學習方式與理論課有本質不同,理論知識源于實踐活動中,是對實踐活動的歸因、總結和升華,具有高度的概括性、抽象性和邏輯性。在一些專業理論知識中往往包含了實體物件的基本結構、基本原理、應用分析,以及根據定律、定理形成脈絡清楚、邏輯嚴密的知識結構體系。經過教師的精心組織與講解,學生才能抓住要點、難點和知識點之間的內在聯系,提高對知識理解與掌握的效率和效果。
實驗是綜合運用知識和技能,提升技術和理論水平的過程,是一項由學生主導的實踐活動。學生只有掌握相應的理論知識和技能,并制定合理可行的實踐方案后,才能達到實驗的目的和效果。因此,實驗前教師要加強引導與調控,給學生適當的時間預習相關的理論知識,認真閱讀實驗任務書,學習相關的規程及標準,明確實驗內容及要求,弄清實驗原理和方法,認知實驗設備的基本參數及使用方法,合理選配測量儀表,督促學生按一定的格式和要求,制定詳細的實驗方案,牢記實驗中應注意的事項等實驗準備工作。只有這樣,才能達到預期的實驗效果,更有效地促進學生對知識的深刻理解與掌握,促進學生能力及職業素養的全面提升,培養學生一絲不茍、嚴肅認真的工作作風和科學態度。
對一些重要的實驗項目,建議讓學生在實驗方案中畫出模擬實驗接線圖。主要目的是讓初次接觸項目實驗的學生認知各個實驗元件,保證實驗接線和操作的正確性,從而提高實驗效率,提高實驗預習的針對性。從學生實驗前畫實驗模擬接線圖的效果看,這樣做對提高實驗課的成效非常顯著,實驗中學生的差錯率大大降低,效率更高。
合理運用先進技術與
手段強化綜合能力培養
為了更好地提高實驗的效果,在充分調動學生積極性和主動性的同時,教師應加強對實驗全過程的監督與考核,制定實驗平時成績的記分辦法。在不同的實驗環節中,應合理運用現代教育技術手段,如多媒體課件、錄像、網絡、仿真技術等。特別是容易引起設備故障或損壞的實驗項目任務,應先通過計算機仿真實驗,再進行實物操作。同時,要注重營造模擬真實的職業技術情境,強調各個環節中團隊協作和個人任務角色的轉換,并配合任務進程,提出一些具體且有研討價值的問題,促進學生思考及彼此間的討論與實驗研究,多渠道、全方位、有節奏、復合化地鍛造學生的綜合能力。
只要我們善于發現實驗課中存在的問題和不足,瞄準市場對人才的實際需求,充分利用先進的教育教學模式,尊重教育教學及人才的成長與發展規律,有針對性地不斷改進我們的教學方式、方法和水平,就一定能夠培養出學生、家長、用人單位和社會都滿意的人才來。
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經過三年的專業理論知識的學習,現在踏身于實踐當中,理論與實踐的結合,在這三個星期的實習中,主要是:(一)、發動機曲柄連桿的檢修,(二)、發動機鋼體組件的裝配檢修與調整,(三)、發動機汽缸蓋及氣門組零件的檢修,(四)、發動機氣門間隙的檢修與調整,(五)、變速器第一、第二軸組件的拆檢,(六)、變速器殼體的檢修,(七)、鼓式車輪制動器的檢修,(八),盤式制動器的檢修,(九)、轎車操縱機構的檢修與調整,(十)、前輪前束的檢查與調整,(十一)、交流發電機的檢修,(十二)、起動機的檢修,(十三)、ABS、汽車防盜系統的檢修,(十四)、柴油發動機廢氣排放的檢測,在這三個星期的實習中,共做了這十四個實驗項目。
了解了汽車發動機和汽車底盤拆裝操作的基本要領和基本知識,熟悉安全操作規程和防護要求,能夠使用汽車常用拆裝工具和量具,并具備汽車拆裝的基本操作技能,掌握各典型總成部件的構造、工作原理和調整方法,讓我對汽車有一個感性和理性的了解并得到崗位的基本訓練,為縮短未來工作崗位的適應期打下基礎。實現了理論與實踐的有機結合。從而達到了手腦并用,雙手萬能的目的。
在此次實訓周內,嚴格按照老師的給我們的安排與計劃,老師每天安排的任務,此次實訓中,我不僅掌握了汽車構造的基本組成和相關知識,而且也意識到在以后的工作學習中團結協作,以及充分發揮自己的主動性,創造性來解決問題的能力的重要性。并且要學會對已學過的知識和工程文件記錄要及時的反省和總結,從而實現知識的根深蒂固!在做活塞環的檢修過程
活塞環的彈力檢驗:活塞環的彈力是保證氣缸密封性的條件之一。
漏光檢驗
為了保證活塞環的密封作用,要求活塞環的外表面處處與氣缸壁貼合。漏光度過大,活塞環局部接觸面積小,易造成漏氣和機油上竄。在選配活塞時,最好進行漏光度的檢查。
漏光度的簡易檢查方法:將活塞環平放在氣缸內,在活塞環一邊放一個燈泡,上面放一塊蓋板蓋住活塞環的內圈,觀察活塞環與缸壁之間的漏光縫隙。
要求:在活塞環開口端左右30°范圍內不允許有漏光點存在,在同一個活塞環上漏光不應多于兩處,其他部位每處的漏光弧長所對應的圓心角不得超過25°,同一活塞環上漏光弧長所對應的圓心角總和不得超過45°,漏光處的縫隙應不大于0.03mm。檢查活塞環與活塞的側隙
側隙是指活塞環與活塞環槽上、下平面間的間隙。側隙過大,將影響活塞環的密封作用,過小則可能卡死在環槽內,造成拉缸事故。
在做氣缸磨損的檢修
用量缸表測量氣缸圓度誤差時,在同一橫截面內,在平行于曲軸軸線方向和垂直于曲軸軸線方向的兩個方位進行測量,測得直徑差之半即為該截面的圓度誤差。
沿氣缸軸線方向測得上、中、下三個截面,上面相當于活塞的上止點,第一道活塞環相對應得氣缸處,中間取氣缸中部,下面取活塞下止點時最后一道活塞環所對的氣缸位置,測得的最大圓度誤差就為該氣缸的圓度誤差。測量氣缸圓柱度誤差時一般在活塞行程內一股上去上中下三個部分如圖24所示,氣缸的各個方向測量找出缸的磨損最大值。氣缸磨損最大直徑與活塞下止點時活塞環運動區域以外,即距離氣缸套10MM范圍內的氣缸最小內徑差值的一半,就是氣缸的最大圓柱度。即發動機的排量也是根據這個計算獲得。
拆卸零件時,先考好零件原始的方向和位置后再拆卸,必要時,做好記錄,拆下得零件要按拆卸先后順序,分部位排放整齊,必要時,可用線或者鐵絲將零件按順序串起來,齒輪可按原來的方向和位置套在軸上,以防裝錯或漏裝。操縱機構的檢查與調整1.從動盤的檢修
1)檢查時用小錘敲擊摩擦片,若聲音沙啞,則說明鉚釘或更換鉚釘即可。
2)從動盤表面存在燒焦、油污、開裂且減振器彈簧折斷時,應更換新片。對有嚴重油污的,還應檢查曲軸后油封與變速器一軸的密封情況。
在檢修ABS、汽車防盜系統時,檢測汽車防盜系統的自我診斷功能,分為進入界面,查詢汽車型號,進入汽車車輛,進入發動機系統,防盜系統,在進入防盜系統之前,要把點火鑰匙打到NO位置,這樣才能檢測出故障代碼。
與人溝通,這是我們日常生活工作中非常重要的一個基本能力,我們要學會善于與人溝通。在實習的過程中我們主動地與維修廠的員工進行交流,不懂就問,有時也會聊一些生活上的小事,使我們在這三周里相處得很好,廠里員工也很樂意把他們的經驗告訴我們,讓我們學到不少書本上沒有的東西。由此,我明白了,在與他人的溝通之中我們要保持主動、積極的態度。
高職院校的主要任務是為國家的發展培養生產、服務、管理方面的高技術技能型人才,在培養目標上高職院校更強調技能型和職業性。近年來該院電氣自動化技術專業與湖南岳陽機電工程技術有限公司等企業在廣泛深入研討的基礎上,借鑒姜大元教授職業教育理念,以學生的職業素質和職業能力培養為主線,開展校企“雙主體”人才培養模式實踐和探索,取得了一定的階段性成果。然而,由于受到政策體制等因素的影響,企業參與到職業教育中的深度不夠,合作管理、評價與監督機制需進一步完善。學院教師缺乏豐富的實踐經驗,學院到企業去洽談校企合作辦學事宜時,更多關注的是企業能為學校提供多少資金與設備支持,或是企業能吸納多少實習學生,很少考慮到企業的需求與利益點,在這樣的合作環境下,企業不愿意把職業教育的育人功能融入到企業的價值鏈中,更不愿意主動承擔應用技能型人才的培養工作。
2電氣自動化技術專業校企合作技能型人才培養的探索與實踐
通過對該院電氣自動化技術專業與企業多方位校企合作的深入,電氣教研室成員深入地分析了現存問題和成因,研究、制定了一系列措施,并用于實踐,效果非常顯著,現總結如下:
2.1創新專業體制機制
近幾年來,電氣專業依托中石化長嶺分公司、岳陽機電公司等大型企業,實現了學校與企業兩個主體育人,建設了學校與企業深度合作的“雙主體”模式。學院與企業深度合作,采用引進、聯辦、自辦等形式,完善原有的培訓中心。按照“共建、共享、共贏”原則,創新了“雙主體、五共建、企業化”專業體制機制建設。“五共建”基地運行機制是指:共建環境、共建文化、共建案例、共建標準、共建資源。
2.2確定人才培養方案及模式
通過對中石化長嶺公司及周邊地區等企業進行調研,在專業建設指導委員會的指導下,根據中石化行業發展和地區經濟調整信息,研究石化企業和制造類生產動態和人才需求及相應職業崗位對專業知識、職業技能、職業素養要求的動態變化,制定了電氣自動化化技術專業的培養目標是以服務區域經濟建設為宗旨,以就業為導向,以提升專業服務產業發展能力為出發點,培養德、智、體全面發展,掌握電氣控制技術、常用電氣自動化設備、檢測與自動化儀表、電子與計算機技術等電氣自動化專業必備知識和專業技能,能夠從事電氣控制、電氣設備、供配電及自動化系統的安裝、調試、維護、技術改造和技術管理,具有“人文品質、石化特質、勞模潛質”的高素質技術技能型人才。
經過幾年摸索,構建了“一核心、兩證書、三結合、四階段”的“1234”人才培養模式,其中“一核心”指以“學生職業能力”為核心,“兩證書”指學歷證書與職業資格證書雙證融通,“三結合”指課程與標準、教學與生產、教育與學習相結合,“四階段”指實踐教學體系中“認知實習-校內實訓-生產實習-企業頂崗”四個實踐技能訓練過程。
2.3構建高職理念的課程體系
電氣教研室成員以專業人才培養方案對接職業資格,以崗位調研為起點,以學生就業崗位內容為基準,以石化行業電氣控制系統的運行、電工作業崗位的職業能力培養為切入點,按照學生的工作任務,按“1234”工學結合人才培養模式歸類出該院電氣專業課程“電氣安裝的規劃與實施”、“電子電路分析與應用”、“繼電控制系統的運行與維護”等行動領域,并將此轉化為學習領域,構建了基于工作過程的項目化教學的課程體系。
在課程內容設置方面,本專業注重對接行業崗位群需求,根據職業崗位職業能力要求和湖南省技能抽查標準,對課程內容加以整合,專業綜合實踐教學內容具有實用性、操作性,其實踐技能測試比重達到50%以上,如圖1所示。
2.4教學團隊建設
按照“穩定、培養、借智”方針,通過引進、培訓、“師帶徒”等途徑,采取以下方式:
①建設企業大師引領的“雙專業帶頭人”隊伍。
聘請校內骨干教師為校內專業帶頭人,中石化專家庫等具有行業影響力的專家為企業專業帶頭人,成立1個大師工作室。②建設素質優良的“四能型”骨干教師隊伍。
通過送培、引進等途徑,培養既能當理論教師,又能當實訓教師,既能當企業培訓師,又能當工程師的“四能型”校內教師教學團隊,且95%為“雙師”型教師。
2.5改善實習實訓條件
為實現“1234”的工學結合人才培養模式,讓學生學習的過程與企業崗位的工作過程深度融合,切實提高學生的技能操作水平,按照人才培養目標和課程體系的要求,我們新建、擴建、改建“裝備系電機與變壓器實訓室”等15個校內實訓室,所有實訓室都能組織理實一體教學,完全能滿足專業教學要求。
該專業與多家企業建立了合作教學、合作就業的體系,其中已簽約的固定企業有中石化長嶺公司熱電作業部(動力廠)、中石化岳陽長煉機電工程公司、重慶金維實業有限公司等。根據專業培養方案,學生學習階段的第五和第六學期為生產實習和頂崗實習階段,協議企業在這個階段能長期提供實習、實訓崗位,可滿足學生生產性實訓和各類實習的需要。
2.6數字化教學資源庫
學院圖書館配有藏書52萬冊,其中紙質圖書41.78萬冊,電子圖書1000GB,專業期刊805種。其中電氣自動化技術專業教輔用書、專業期刊、工具類圖書、畢業設計指導材料、各種說明書等共約10萬余冊。專業教學儀器設備價值近1600萬元,一體化教學、多媒體教室近50個。這些現代教育技術手段為豐富課堂教學內容、創設職業情境、師生互動等教學工作帶來了極大的便利。目前該專業幾乎所有辦公事務都已經自動化、電子化、網絡化。
本專業教師充分利用“職教新干線”網絡平臺,課程內容、師資介紹、視頻教學、學習指南、試題庫等,也為學生進行在線答疑,或與校內外的其他人員進行信息交流、對外培訓、信息共享。專業介紹網頁包括專業簡介、專業人才培養方案、師資隊伍、教學研究、教學改革、建設規劃、實踐環節管理、教學團隊、實驗實訓室、校外實訓基地等內容。
憑借與中石化深厚的底蘊,本專業可共享中石化長嶺公司的企業培訓網絡信息資源,并用于學生實訓教學,主要有基于崗位培訓的模塊化培訓包考核平臺、中石化遠程教育系統平臺、中石化長嶺分公司知識管理平臺等,可實現專業教師與企業專家、技術人員進行在線交流。
通過幾年校企合作有效實施,本專業得到迅速發展,近三年來培養畢業生就業率達到92%以上,專業對口率達到90%以上,雙證持證率達到100%,中石化長嶺分公司生產一線電氣維護人員中90%是本專業畢業生,形成了就業品牌特色;同時學生的就業質量高,學生的個人收入也有很好的保障,并且能夠充分滿足學生個體職業生涯發展的需要,實現了職業教育與終身教育的有效對接,形成了面向行業,水平較高、師資過硬、條件配套、輻射力強,區域共享,融教學與培訓功能于一體的專業。
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關 鍵 詞:人機工程學 工業設計 教學研究
人機工程學是一門主要研究“人一機一環境”系統的多學科綜合的邊緣學科。人機工程學既研究“人-機、機-環境、人-環境”三個子系統的屬性,又研究人機系統的整體結構及其屬性。從而使整個系統安全、高效,且對人有較高舒適度和生命保障功能,最終達到系統綜合使用效能最高。
黑龍江科技大學工業設計專業經過十余年的建設,對人機工程學課程的教學已提升到研究和實踐階段。人機工程學是工業設計專業的專業基礎課,在工業設計專業的課程體系中占有重要地位。作為基礎知識體系的重要組成部分,該課程教學的成效關系到后續的產品設計系列專業課程教學是否能順利展開。所以該課程在“應用型人才”培養目標的指導下和前期教學研究的基礎上,課程教研小組成員對本課程的教學思路、教學內容、教學方法和教學手段 進行了不斷的探索、研究和實踐。這門課程的教學改革歷經幾屆學生的教學實踐,最終取得了良好的教學效果。
一、課程教學內容體系研究
首先確立教學內容改革的目的,是實現應用人才培養目標:“具有開闊的眼界、良好的個人素質、正確地價值觀、藝術與技術交融的專業知識結構;有較強的溝通表達能力、團隊協作精神和良好的職業道德;具備較系統的工業設計核心知識、技能、態度,適應社會的應用型設計人才,力爭實現就業零適應期。[1]”教學內容的組織方式是在必要的理論知識基礎上,突出工業設計專業應用人機工程學的實用性和應用型;適當刪減原先主要是適合工技術專業工科學生的純理論研究性的教學內容,時著力加強本學科與工業設計專業的關聯[2]。
人機工程學雖以獨立課程單元存在,但卻輔助于若干產品設計課程,本單元課程既具有相對的獨立性,又具有較強的延續性,改革課程內容,優化理論學時,突出注重應用的特點。在教學內容的編排上,針對現行教科書章節安排的不合理,對各章節進行了重新整合,目的是希望在每一個“人的因素”的知識點后安排與其相應的設計內容“機的因素”,可以馬上理論聯系設計實際。同時把相關的一些“機的因素”安排在同一或相近章節,體現一定的內在邏輯性[3]。具體實施方案為:
(1)根據理論知識的關聯性,將課程內容分為五大模塊:基礎知識模塊、基礎數據模塊、設計原理模塊、環境模塊、人機系統設計模塊。
模塊一:人機工程學基礎知識(第1-3章) 10課時
知識點:人機工程學的基本概述,工業設計與人機工程學,人機工程學綜述,人的感覺特征及心理特征,人的運動系統機能及其特征等。
教學手段:多媒體課件進行理論講授,設計案例剖析,課程實訓。
模塊二:人體測量與數據應用(第4章) 4課時
知識點:人體測量的方法與常識,常用人體測量資料、人體測量數據的應用。
教學手段:多媒體課件講授,設計案例剖析,課程實訓,網絡互動。模塊三:人機界面及各種裝置設計(第5-8章) 18課時
知識點: 人機的信息界面圖形符號設計、顯示裝置設計與選擇、操縱裝置設計與選擇、工作椅設計主要依據。
教學手段:多媒體講授,設計案例剖析,課程實訓。
模塊四:安全設計(第9章) 4課時
知識點: 了解與掌握事故分析、作業環境分析與安全設計之間的關系。教學手段:多媒體講授,設計案例剖析,課程實訓。模塊五:人機總體設計及發展趨勢(第10章) 4課時
知識點:與人體相關產品的選擇及設計。
教學手段:多媒體講授,設計案例剖析,課程實訓,師生互動。
(2)優化理論課各部分的授課時數,突出重點內容。如:增加操作空間、人機信息界面設計部分的學時數,減少熱、振動等環境的理論授課學時。
(3)結合煤炭優勢,教學重點內容應側重操作空間、操作面板、人機交互、人機協調等內容,優化理論學時,注重理論與實踐的結合,以理論原則和實驗數據為設計基礎,共同完成實踐項目。
二、課程教學方法和手段的改革
《人機工程學》課程針對學生的學習基礎和特點,從教學內容中探索,從教學手段中發掘,既要遵循教學的普遍規律,又要有針對性、創造性,從而逐漸形成了具有鮮明特色的教學方法。在教學中主要采用案例教學法、項目實訓法和小組攻關法方法等教學方法。
1、案例教學法
案例教學法是國際上推廣的一種生動直觀的先進教學方法,采取案例教學導入,理論與實踐相結合教學方法。在教學過程中,采取師生共同討論,廣泛聽取學生的見解,教師最后進行總結,避免了教師上課“一言堂”的做法。
2、項目實訓法
為了將教學與實踐結合得更加緊密,實現對學生創新精神和實踐能力的培養。我們在教學中以“項目實訓法”鼓勵學生積極參加各類設計競賽,以產品設計為載體,教師采用一對一指導的形式,以人機原理和產品設計理論為依據,幫助學生解決實際問題,師生共同攻關,使學生不僅學會了設計,部分教師和學生還以此為契機,為自己的設計生涯畫上了光輝的一筆,師生均受益匪淺,項目實訓法獲得了豐碩的成果:多名同學在不同層次的競賽上獲獎;教師和學生多人申報外觀專利,如圖1 雪花書桌,圖2小廚寶。
通過項目實訓使同學熟練掌握產品設計人機工程學的知識和研究方法,并能夠完成以人機為核心的產品設計和以產品系統設計(基本要素與應用要素)為延伸設計的完整工業產品設計,為工業設計相關專業課程的學習奠定堅實的基礎。
3、小組攻關法
“小組攻關法”是根據學生的心理特征而實施的一種教學方法,這種方法是“項目實訓法”的補充。學生在小組中彼此分享各人的意見和獨到的見解,共同研討,解決問題,通過“小組攻關法”加強了學生的團隊協作意識和交流溝通能力。
三、以“科研促教學”為理念,將科研融入教學
結合黑龍江科技大學的煤炭專業特色和“科研促教學”理念,結合該課程建設,2007年成功申報黑龍江教育廳科學技術研究項目《基于人機工程學的采煤機操作系統應用研究》,將采煤機的操作系統的人機協調課題研究融入課堂,讓學生在真題實踐中得到鍛煉,采用學生的優選設計方案,為企業提供設計參考;將人機協調理論應用于采煤機目前在我省尚屬首例,在本領域處于黑龍江省內領先水平。
人機系統總體設計又稱為TSD(Total System Design)設計法。TSD設計法的中心思想是系統設計必須分為一系列具有明確定義的設計階段,而每個階段的設計活動和任務必須是明確的。這是典型的系統化解決問題策略。“總體”的意義是強調人機系統的各個組成成分都應給予全面的考慮,以克服長期以來設計中忽略人和人的效能問題,其設計的目標是使系統的每個組成成分都為實現系統目標而能夠協調一致地發揮各自的功能。
結合采煤機的操作流程進行操縱面板設計,采煤機手動操作系統的操作流程為:開啟運輸機采煤機泵電機站選擇左、右截割;并具有急停手柄和備用手柄。
根據采煤機手動操作系統的操作流程,分析采煤機的工作空間、操縱裝置的形狀編碼和力的大小、作業場所的布置原則來進行操縱面板設計,如圖3采煤機操作界面所示。
“科研促教學”是提高大學教學質量的重要途徑。科研成果能充實和改革教學內容、科研活動能促進師資隊伍建設和教學環境的改善,課外科研小組能培養學生的科研能力,面向本科生學術講座能激發學生創新意識;從而形成“科研水平提高—教師教學能力提高—教學質量提高—學生質量提高”的良性循環。在教學內容研究的基礎上,開展科學研究和實踐設計總結,編著《產品設計》教材,其中重點章節為產品設計與人機工程學。該書的出版標志著人機工程學課程的教學達到了一定的理論水平。
四、結語
通過本課題的研究實踐,給學生提供大量的符合社會需求的設計實踐機會,加深學生對專業的理解,提高了學生的設計能力,擺脫以往教學中理論脫離實際的狀況,使學生更好地認識和感受工業設計現實和實踐狀況,使學生獲得符合現實的設計體驗,使學生在就業競爭中更具競爭力;使教師在教學和指導設計過程中,能使人機相關原理與產品設計有機融合,提高教師的專業水平、實踐知識和設計指導能力;作為以培養創新能力和應用能力的素質培養為目標的建設,對于工業設計其它專業課程的建設提供了可借鑒的模式。
黑龍江科技大學教學研究項目,編號:JY13-54
參考文獻
[1] 趙宏梅,李洪綱.基于三大教育理念的“HAT·CDIO”應用型人才培養模式的探究[J]. 設計,2012(2).
關鍵詞:課堂效率;興趣培養;實踐操作
中圖分類號:G642.421
文獻標識碼:A
文章編號:16723198(2009)20019802
電工學是工科類學生必學的一門專業基礎課,是一門知識涉及面廣、理論性強的技術基礎課程,教學內容較難,學生在學習過程中經常會感到索然無味,或者由于教師的教學方法單調,舉例空洞,講授方法單調,學生被動地接受系統的理論知識。學生感到厭煩,學習興趣受到極大的挫傷,有的會選擇放棄學習,難以完成學院的其它專業課程。如何提高高職院校電工工質量,以下是筆者的幾點探討。
1提高課堂效率,培養學習興趣
濃厚的學習興趣是學生學習的最佳內在動力。筆者通過重視電工教學以生活為切入點;用不同方法來解題,發揮學生的主觀能動性;合理設疑,創設問題情境,給學生創造成功的機會,增強學生的自信心等方法培養學生的學習興趣。學生的學習興趣濃厚了,教學效果就會提高。
1.1電工教學以生活為切入點
電工基礎是一門專業基礎理論課,學生對枯燥的理論知識無興致。在學生中經常聽到這樣的說法:“老師,這電工學簡直是天書般難學。”“老師,我一上理論課就頭暈,想打瞌睡,能否提供簡單的學習方法”等等。為了避免這種現象,我盡力把理論知識融入到活動中去,在講第一課“電路的組成”時,我會從手電筒照明著手講解,再把其電池、燈泡、開關、導線分立元件連接,讓學生切實知道手電筒的工作原理。講愣次律時與日光燈工作原理連接起來,日光燈起動時的高壓從何而來,這樣不僅能激發學生的求知欲望,調動學生積極思考,而且對提高課堂教學效率,發展學生思維,培養學生能力可以起到積極的促進作用。
1.2多種方法解題,開拓思路,發揮學生的主觀能動性
根據國內外的研究,學生課堂學習的主要動機集中反映在成就動機上,所謂成就動機,是指個人愿意去做,去完成自認為重要的或有價值的工作,并力求過到完美的地步的一種內在的推動力量。如電工基礎學中,對線性電路的分析方法有支路電流法、網孔法、節點法、疊加定理、戴維南定理等方法,求解同一電路的某電流時,可用上述不同方法,課前,我把班級學生分成了5組,要求他們用不同方法來解題,并看那組同學既快又準確。通過競爭,讓學生學會主動學習,在教學過程中突出以學生為主體,充分挖掘和激活學生的潛能,充分調動和發揮學生的積極性、主動性和參與性;教學中要求學生在學習中不僅要用腦,而且要“腦、心、口、手”并用,共同來參與完成學習,提高學生的行為能力。課堂教學過程變成了一項班級活動,教師的角色也發生了轉變,由傳統的主導、教學的組織領導者轉變為教學活動的引導者或主持人。
1.3合理設疑,創設問題情境
運用情境教學法,要有“著眼發展”的觀點,不能讓學生停留在新鮮好奇上,應全面提出教學任務。這就要求教師在重視實驗的基礎上,注意循循誘導,層層深入,靈活的創設問題情境和活動情境,激發學生積極思考。如:三相電路這一節中要求學生掌握基本知識點并學會計算,三相電路比單相交流電要復雜,開始教師設疑:我們平時家里用的一般是單相交流還是三相交流電,單相交流是又是從何而來?為什么平時從發電廠引過來的是四根線而不是三根線?到底中性線有無作用?可先讓學生分析一對稱三相交流電路計算,讓學生知道中性線上電流為零。接著教師又設問:“既然中性線上電流為零,為何在平時看到的中性線一般不能省?”“如果省去會怎樣?”再分析一個不對稱負載省去中性線的后果。作為一個問題提出來,范圍太大,學生不容易回答完整,教師可以采用化整為零,各個擊破的分割式提問,把一個個小問題解決了,整個問題自然也就解決了.同時也提高了學生學習的興趣并培養學生思考問題的能力。把問題設置由簡單到難,由單一到系統,讓學生體會到掌握知識成功的體會,增強學生的自信心。
2重視實踐環節,培養綜合技能
經濟和社會發展對高等職業類型人才的客觀需要,決定了高等職業教育的人才培養目標。高等職業教育的人才培養目標,確定了操作技能培養在高等職業教育教學工作中的核心地位。實驗教學是電工課教學的重要組成部分,電工知識的講授離不開實驗,實驗教學亦是啟發學生思維,調動學生積極性、培養學生動手能力的重要手段,所以在電工教學中應加強實驗教學,以進一步提高教學質量。
2.1結合電工實驗,培養學習興趣和求知欲
在教學過程中,要注意充分利用現有教學資源,最大限度地給學生提供熟練技能的機會。電工學中存在較多的抽象概念,復雜的電路和設備,這就要求教師在教學過程中結合實驗,指導學生動手來檢驗所學理論,會大大地激發學生的學習興趣和求知欲。例如對電工學中出現的幾個基本元件,(電阻、電容、電感、二極管、三極管等),如各個元件用黑布遮蓋,可用萬用表進行測量,根據其性質區分各是什么元件。講到交流電動機的旋轉磁場時,可用一臺三相手搖發電機、負載模型作演示,當接上三相負載(小燈泡),用手搖發電機,燈泡則會亮,此時同學們躍躍欲試。帶著問號,學生再從理論上分析原理,增強了主觀能動性。把抽象的電工理論變得具體、生動,使學生在愉悅的教學環境中,深深感受到學電有趣,學電有用。
2.2正確技能操作培養方法
(1)重視實驗理論講解。講解要明確實驗目的、要求、原理、步驟、注意事項。利用儀器設備邊講解、邊示范,明確提出實驗的質量標準,以利于實驗目的得到落實。如“電焊”實訓,先由實訓老師講解要求和安全規范,再由教師進行示范,學生進行模仿練習。在選擇電動機等元件容量時,教會學生背電工口訣,方便方便學生記憶,如:已知小型380V三相籠型電動機容量,求其供電設備最小容量、負荷開關、保護熔體電流值 ,可記為:“ 直接起動電動機,容量不超十千瓦;六倍千瓦選開關,五倍千瓦配熔體;供電設備千伏安,需大三倍千瓦數。”朗朗上口,原來枯燥的規則變成趣事,電工口訣讓學生較易接受。掌握基本要領和技術,再由學生進行操作。(2)做好實驗過程的輔導工作。在實驗過程中,學生是學習過程中的主體,教師起到輔導、咨詢的作用。如在低壓電器及電動機的繼電接觸器控制這一章節中,電動機進行起動、正反轉、制動、聯鎖等,教師先講各電路原理,連線順序,觀察教師的示范操作,然后再讓學生實驗,教師要在巡視指導中及時發現問題并給予糾正和指導,抓住每個細節嚴格把關。對普遍性的問題,應暫停實驗,經集中指導后再繼續。教師在巡視指導過程中,還要及時評定學生的操作技能,使其既受到鼓勵也得到啟示。(3)實驗報告填寫。每次實驗結束,教師要求學生認真總結實驗相關內容,包括實驗驗證的相關理論知識、實驗所取得的成績、實驗中出現的問題、如何避免等等。 使學生在獲得知識再一次反饋總結,實驗質量得到進一步的提高。能過實踐操作,可使高職院校學生成為較強操作技能的人才。
3試推行企業學校合作教育