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中圖分類號:G642 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2014)18-0090-04
建立課程評價指標體系的因素集 機電一體化課程的評價根據(jù)構(gòu)建的指標體系是一級、二級、三級等結(jié)構(gòu)不同,可以進行一級評價、二級評價、三級評價……本文針對機電一體化課程評價采用三級結(jié)構(gòu)形式,其指標體系如表1所示。
指標體系的因素集是以影響評判對象的各種指標變量為元素所組成的一個集合,由于評價指標體系為三級結(jié)構(gòu),故其指標因素集也為三級,各級指標變量可以是模糊的,也可以是非模糊的。由表1可列出各級指標變量的評價因素集,一級指標變量評價因素集為:
U={u1,u2,u3,u4} (1)
其中,ui(i=1,2,3,4)代表一級指標因素。
二級指標變量評價因素集為:
Ui={ui1,ui2,ui3}(i=1,2,3,4) (2)
其中,uij(i=1,2,3,4; j=1,2,3)代表二級指標因素。
三級指標變量評價因素集為:
Uij={uij1,uij2,…,uijn}(i=1,2,3,4;j=1,2,3) (3)
其中,uijk(i=1,2,3,4; j=1,2,3; k=1,2,…,n)代表三級指標因素。
建立指標體系的權(quán)重集 權(quán)重集是描述各指標重要程度的關(guān)系集。權(quán)重集的確定有主觀評價和客觀評價兩種方法:主觀評價法可采用最簡單的調(diào)查統(tǒng)計法或直接打分法;客觀評價法可用層次分析法(AHP),即通過建立判斷矩陣、計算權(quán)重集、進行一致性檢驗三步來確定。
由表1建立各級指標因素集的權(quán)重集。一級指標權(quán)重集為:
W={w1,w2,w3,w4} (4)
其中,。
二級指標權(quán)重集為:
Wi={wi1,wi2,wi3}(i=1,2,3,4) (5)
其中,。
三級指標權(quán)重集為:
Wij={wij1,wij2,…,wijn}(i=1,2,3,4;j=1,2,3) (6)
其中,。
建立指標體系的備擇集及隸屬度函數(shù) 備擇集即評語等級論域,是評判者對評判對象隸屬于各種可能的總評判結(jié)果。一般,評語等級取3~9個,對機電一體化課程的評價可設(shè)優(yōu)(v1)、良(v2)、中(v3)、差(v4)等四個等級,即:
V={v1,v2,…,vm} (7)
其中,m=4,vl(l=1,2,3,4)代表各種可能給出的綜合評判結(jié)果,每一個等級對應(yīng)一個模糊子集,具體等級依據(jù)評價內(nèi)容進行適當(dāng)?shù)恼Z言描述。
第三級指標由專家按百分制評價,其評價指標屬于評語等級的隸屬度函數(shù),根據(jù)不同的評價對象有不同的分布規(guī)律,可以用模糊三角分布、模糊正態(tài)分布、高斯分布、柯西分布等,研究生機電一體化課程的評價可選用模糊三角分布,其分布規(guī)律如圖1所示。
2 機電一體化課程評價的模糊關(guān)系及模糊綜合評價模型
對每個影響因素進行評價,建立評價因素的模糊關(guān)系矩陣。確定單指標影響因素對各等級模糊子集的隸屬度,得一級評判三級指標的模糊關(guān)系矩陣為:
(8)
其中,rkl(k=1,2,…,n; l=1,2,…,m)為第三級評價指標uijk(i=1,2,3,4; j=1,2,3; k=1,2,…,n)對vl等級模糊子集的隸屬度。
利用三級指標的權(quán)重集與指標的模糊關(guān)系矩陣進行模糊運算(用模糊合成算子進行模糊變換),求出一級評價結(jié)果向量為:
(9)
根據(jù)最大隸屬度原則或秩加權(quán)平均原則比較評價結(jié)果向量中的大小,就可以確定機電一體化課程三級指標所對應(yīng)的評價等級。
由三級指標求出的一級評價結(jié)果向量組成二級指標模糊關(guān)系矩陣Ri,即:
(10)
利用二級指標的權(quán)重集與二級指標模糊關(guān)系矩陣進行模糊運算,求出二級評價結(jié)果向量Si以及由其組成的一級指標模糊關(guān)系矩陣R,即:
(11)
(12)
根據(jù)最大隸屬度原則或秩加權(quán)平均原則比較評價結(jié)果向量中的大小,確定機電一體化課程二級指標所對應(yīng)的評價等級。
根據(jù)二級評價結(jié)果向量組成的模糊關(guān)系矩陣R,計算一級指標的評價結(jié)果向量S,并作三級(終極)綜合評判,即:
(13)
上述各式中“”代表模糊合成算子,用M(∧,∨)(取大取小運算)變換。式(13)表示的終極綜合評判結(jié)果向量,反映一級指標對評價論域V中各模糊子集的隸屬程度。根據(jù)最大隸屬度原則或秩加權(quán)平均原則比較評價結(jié)果向量中的大小,就可以評價出機電一體化課程所對應(yīng)的綜合評價等級。
3 機電一體化課程模糊綜合評價例
評價指標的權(quán)重及隸屬度確定 根據(jù)表1所示機電一體化課程評價指標體系,本文由專家評分并根據(jù)圖1計算可得某機電一體化課程的第三級指標隸屬于評價語言的模糊隸屬度,以及根據(jù)層次分析法確定各級評價指標的權(quán)重系數(shù),見表2~表5所示。
機電一體化課程的模糊綜合評價
1)一級模糊綜合評價。一級模糊綜合評價是根據(jù)第三級指標隸屬于評價語言的隸屬度,計算出各二級指標隸屬于評價語言的模糊子集,即一級模糊綜合評價結(jié)果向量。評價對象為二級指標Uij,影響因素為對應(yīng)的三級指標。由式(8)及表2得指標u11的等級評判關(guān)系矩陣為:
權(quán)重向量為:W11=(0.4 0.4 0.2)
由式(9)得隊伍結(jié)構(gòu)的一級模糊綜合評價結(jié)果向量為:
根據(jù)模糊子集S11按最大隸屬度原則,可評判出機電一體化課程二級指標的隊伍結(jié)構(gòu)u11為v1級(優(yōu)秀)。
同理可得,學(xué)術(shù)水平的一級模糊綜合評價結(jié)果為:
S12=W12R12=(0.36 0.445 0.195 0.00)
即機電一體化課程二級指標的學(xué)術(shù)水平u12為v2級(良好)。
教學(xué)水平的一級模糊綜合評價結(jié)果為:
S13=W13R13=(0.575 0.375 0.05 0.00)
即機電一體化課程的二級指標教學(xué)水平u13為v1(優(yōu)秀)。
按上述評價方法,由表3~表5同樣可計算出教學(xué)條件、教學(xué)質(zhì)量以及教學(xué)管理等二級指標各因素的一級模糊綜合評價結(jié)果,不再贅述。
2)二級模糊綜合評價。二級模糊綜合評價是根據(jù)一級模糊綜合評價的各模糊子集組成模糊關(guān)系矩陣,并計算出各一級指標隸屬于評價語言的模糊子集,即二級模糊綜合評價結(jié)果向量。
將一級模糊綜合評價的結(jié)果向量S11、S12、S13代入式(10)組成二級評價的模糊關(guān)系矩陣,即u1的單因素模糊關(guān)系矩陣為:
指標u1的各二級指標權(quán)重為:
W1=(0.2 0.4 0.4)
由式(16)得二級模糊綜合評價結(jié)果向量為:
按最大隸屬度原則,可將機電一體化課程的一級指標師資隊伍u1評定為v1級(優(yōu)秀)。
同理可得一級指標教學(xué)條件u2的模糊綜合評價結(jié)果向量為:
S2=W2R2=(0.304 0.531 0.165 0.000)
即:教學(xué)條件u2的模糊綜合評價結(jié)果為v2級(良好)。
教學(xué)質(zhì)量u3的模糊綜合評價結(jié)果向量為:
S3=W3R3=(0.296 0.580 0.124 0.000)
即:教學(xué)質(zhì)量u3的模糊綜合評價結(jié)果為v2級(良好)。
教學(xué)管理u4的模糊綜合評價結(jié)果向量為:
S4=W4R4=(0.604 0.334 0.062 0.000)
即:教學(xué)管理u4的模糊綜合評價結(jié)果為v1級(優(yōu)秀)。
3)三級模糊綜合評價。三級模糊綜合評價是根據(jù)二級模糊綜合評價的各模糊子集組成模糊關(guān)系矩陣,并計算出機電一體化課程隸屬于評價語言的模糊子集,即三級(終級)模糊綜合評價結(jié)果向量。
三級模糊綜合評價就是在一級指標中進行模糊綜合評價,所得結(jié)果為最終判斷值。將二級模糊綜合評價的結(jié)果向量S1、S2、S3、S4代入式(12)組成三級模糊綜合評價的模糊關(guān)系矩陣為:
一級指標的權(quán)重集為:
W=(0.2 0.2 0.4 0.2)
于是,三級模糊綜合評價結(jié)果為:
S=WR=(0.407 0.478 0.115 0.000)
機電一體化課程的等級評語集為:V=(v1 v2 v3 v4)=(優(yōu) 良 中 差)。按最大隸屬度原則,該課程的最終評價結(jié)果為良好級。
4 結(jié)論
1)針對研究生機電一體化課程建立課程評價的三級指標體系。
2)建立機電一體化課程體系評價的權(quán)重集和備擇集,提出計算三級指標隸屬度的模糊三角隸屬度函數(shù)。
3)建立計算各級模糊綜合評價模型,以及由評價結(jié)果組成模糊關(guān)系矩陣模型。
4)應(yīng)用建立的模糊綜合評價模型,對機電一體化課程進行實際評價。
參考文獻
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[2]陳淑燕,瞿高峰.高校教師教學(xué)質(zhì)量的模糊評估方法[J].甘肅教育學(xué)院學(xué)報:自然科學(xué)版,2001,15(3):20-24.
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職業(yè)教育究竟該走一條什么樣的道路?職業(yè)教育工作者究竟應(yīng)該采取什么樣的手段來教育我們的學(xué)生?使他們在有限的時間內(nèi),在有限的基礎(chǔ)和接受能力上,能夠掌握盡可能多的知識,畢業(yè)后,能夠盡快的勝任工作,融入社會,這一直是長期困擾我們職業(yè)教育工作者的難題。
其實,要想解決好這個問題依我看,首相應(yīng)該明確我們的培養(yǎng)目標,即明確將我們的學(xué)生培養(yǎng)成什么人的問題;其次,要對我們的學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)及對知識的接受能力有一個徹底的了解,只有這樣我們才能根據(jù)他們的情況制定出一個可行的方案。
大家都知道,職業(yè)院校的培養(yǎng)對象,與普通高等學(xué)校的培養(yǎng)對象相比,在智能結(jié)構(gòu)與智能類型方面存在著本質(zhì)的區(qū)別。智能類型一般有兩種,即抽象思維和形象思維。一般來說,我們職業(yè)教育的培養(yǎng)對象,抽象思維能力稍遜,主要具有形象思維的特點。
大家都是接受過普通高等教育的,可能有的人畢業(yè)后直接進入企業(yè)工作,在進入企業(yè)工作之初,大家可能都會有這樣的一個共識:即覺得上學(xué)的時候,教授們所教給我們的理論知識和工廠的實際情況差的很遠,教授們教會了我們設(shè)備或系統(tǒng)的原理,而在我們剛?cè)肫髽I(yè)時卻用不上,在初入企業(yè),崗位較低時(剛大學(xué)畢業(yè))應(yīng)用更多的是設(shè)備的具體使用和維護。打個簡單的比喻,就拿一臺電視機來說,我們大都只是電視機的使用者,只要會用,我們就能看到自己想要的節(jié)目,而教授們教給我們的確是電視機的原理及一些維修的經(jīng)驗。所以,初進企業(yè)所有的東西似乎都要進行重新熟悉。車床怎樣操作?銑床怎么開啟……更有甚者,我們發(fā)現(xiàn),我們到了工廠就連工廠中最常用的工具,我們都沒有使用過。
在這次課程改革中,我們著重在以下幾個方面進行了改革:
首先,改教材。以前,我們學(xué)生的教材分為兩套,即理論教材和實訓(xùn)教材。在教材的講解上,也是分開進行。學(xué)生對于知識的理解和掌握不是很好。經(jīng)常出現(xiàn)理論與實踐脫節(jié)的現(xiàn)象,為了轉(zhuǎn)變理論與實踐脫節(jié)的現(xiàn)象,同時也為了適應(yīng)一體化教學(xué)的要求,在編寫過程中,我們主要注意了兩個問題:
l、教材的編寫上本著“以能力為本位,以職業(yè)實踐為主線,以具體產(chǎn)品制作為載體,以完整的工作過程為行動體系”的總體設(shè)計要求,以培養(yǎng)電工電子應(yīng)用技能和相關(guān)職業(yè)崗位能力為基本目標,緊緊圍繞工作任務(wù)完成的需要來選擇和組織課程內(nèi)容,突出工作任務(wù)與知識的緊密性。
2、教材打破傳統(tǒng)的電工電子技術(shù)課程體系,不以知識的系統(tǒng)性串聯(lián)課程體系,而以完成工作任務(wù)為目標串聯(lián)課程體系,以典型的產(chǎn)品為載體,學(xué)生在工作過程中掌握電工電子技術(shù)的相關(guān)知識和技能,鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和實際操作能力,提高學(xué)生的技能水平。
其次,改教學(xué)方式和方法。
以前,我們的傳統(tǒng)教學(xué)與普通高等教育的課程設(shè)置及教學(xué)方法基本一致,上課的過程中,以教師講述為主,學(xué)生被動的聽講,教師是主體;而現(xiàn)在在課堂上以學(xué)生為主體,教師起指導(dǎo)作用,理論知識由教師提供信息單,讓學(xué)生自己尋找答案,培養(yǎng)了他們自我學(xué)習(xí)能力;動手操作過程中,以教師示范、學(xué)生模仿、集中訓(xùn)練為主。
再次,改考核方式。
我們的一體化教學(xué)采用的是過程考核,即每節(jié)課我們都要根據(jù)他們個人或小組的表現(xiàn),給每個人打出相應(yīng)的分數(shù),然后計算出他們每個項目的分數(shù),最后,再計算出整個學(xué)期他們的總分數(shù)。考核項目包括,資訊、任務(wù)完成情況、出勤、缺勤、其他表現(xiàn)等等。這樣做雖然給教師增加了很多的工作量,但是,由于學(xué)生每節(jié)課都有成績,就逼得他們不得不認真的對待每節(jié)課。
通過近三個學(xué)期的一體化課程的教學(xué)改革,無論是學(xué)生還是做為教師的我,都有了不少的收獲,現(xiàn)將這些體會與感受與大家一起交流,以便我們大家更好的互相借鑒,取長補短,探索出一個更能適應(yīng)時代需要的職業(yè)教育的發(fā)展之路。
通過近一段時間課程實施的反饋,依我看,同學(xué)們覺得他們收獲最大的就是,他們的實踐操作能力和自主學(xué)習(xí)的能力都有了一個顯著的提高,特別是一些以前理論成績優(yōu)異,動手操作能力相對較弱的個別同學(xué),在反饋單中主動要求增加動手操作的時間。另外,一些以前不善言談的同學(xué),經(jīng)過這一段時間的鍛煉,也能夠在同學(xué)們面前表達自己的觀點了。
其次 ,我覺得教師在上課的過程中,應(yīng)當(dāng)多注意觀察學(xué)生的表現(xiàn),根據(jù)他們的表現(xiàn)適時的調(diào)整教學(xué)方式。
我們進行的一體化教學(xué)是幾個班級同時開展的,依照常規(guī)的方式應(yīng)當(dāng)首先進行的是資訊環(huán)節(jié),接下來是進行決策、計劃、實施、檢查、評價等階段,可是我在有一次日光燈的資訊過程中,發(fā)現(xiàn)平時成績很好的幾個女同學(xué),,卻在那里發(fā)愣,我經(jīng)過了解才知道,她們說“不知道鎮(zhèn)流器什么樣的,”這讓我感覺到很吃驚?!這是我們平時家里都有的東西,怎么會不知道呢?后來我才知道,她們在家的時候根本就沒動手拆開過,所以,什么也不知道。了解到這一情況后,我想既然鎮(zhèn)流器都不知道什么樣的,那日光燈檢修時的故障現(xiàn)象及分析處理方法,就更不能了解了。即使讓她們進行資訊也是生搬硬記,起不到應(yīng)有的效果,于是,我臨時更改上課內(nèi)容,將日光燈的接線,提前到資訊前的一個環(huán)節(jié),這樣,我讓他們一方面能夠熟悉電路,另一方面,在遇到日光燈的不正常發(fā)光時,也能參照信息單的內(nèi)容查找和解決問題,其他幾個班級在這個任務(wù)中也仿照這種模式進行,也都收到了良好的效果。
經(jīng)過這三學(xué)期一體化的教學(xué),我覺得最滿意的地方就是——學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性被最大程度的調(diào)動了。他們樂于學(xué)習(xí)、樂于實際操作,而且責(zé)任感比以前也強了。以上課的學(xué)習(xí)狀態(tài)為例:以前理論課上課出勤率較低的班級,理論課他們班的出勤率只有一半左右,有個別學(xué)生一學(xué)期老師就沒見到過;現(xiàn)在,他們班級的出勤率幾乎達到了百分之百,本是4節(jié)連上的課,同學(xué)們在課間的時候,就與教師商量不想下課,要4節(jié)連上,有時候經(jīng)常是老師只要在一體化教室,就有沒做完或者覺得自己還想繼續(xù)練的同學(xué)已經(jīng)開始上課啦!有一天本應(yīng)十一點半該下課的,我們老師和有些學(xué)生到了十二點半還在教室里,雖然過了中午吃飯的時間,可是沒有一個學(xué)生提出,這在以前兩節(jié)連上都不同意的學(xué)生,反差實在太大了,令老師也很吃驚。
雖然經(jīng)過三學(xué)期的一體化教學(xué),學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到了極大的提高,也確實學(xué)到了一些實際的知識,但是,反思一下本學(xué)期,我覺得在以下方面還有待改進。
第一, 班級人數(shù)設(shè)置偏多。
大家都知道,一體化教學(xué)是將理論與實際結(jié)合在一起進行的。我們現(xiàn)在班級的人數(shù)設(shè)置都在35人左右,雖有兩個老師一起上課,但指導(dǎo)起來還是覺得人手不夠,所以,我建議一體化教學(xué)班級的人數(shù)應(yīng)設(shè)置在25人左右。
第二,在一體化教學(xué)上,我們本學(xué)期只注重了“面”,而對于“點”考慮不足。
制造業(yè)的高速發(fā)展給機電一體化技術(shù)專業(yè)的發(fā)展提供了機遇,對從業(yè)人員的理論知識、實踐技能和綜合素質(zhì)提出了更高的要求。培養(yǎng)掌握機電一體化技術(shù)的高素質(zhì)技能型人才,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和綜合素質(zhì)顯得尤為迫切。
1存在的問題
高職特色不夠鮮明、不能完全適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)對人才培養(yǎng)要求等不足,主要表現(xiàn)在:
1)課程設(shè)置尚未完全擺脫學(xué)科本位思想的影響
我國的高職教育經(jīng)歷了10余年的高速發(fā)展,但很多院校的專業(yè)人才培養(yǎng)方案仍然受到高等教育的學(xué)科本位思想的影響。課程體系的構(gòu)成在名稱上改為“職業(yè)基礎(chǔ)課+職業(yè)技術(shù)課+職業(yè)技能訓(xùn)練課”3個模塊,但實質(zhì)上課程設(shè)置還明顯存在傳統(tǒng)的“三段式”教學(xué)傾向,教學(xué)內(nèi)容和方法也沒有真正向“能力本位”轉(zhuǎn)變,部分教師仍然習(xí)慣于學(xué)科體系的思維方式。
2)部分課程設(shè)置相對獨立,課程體系缺乏系統(tǒng)性
部分課程的選擇過多考慮知識點的完整性,對整個課程體系缺乏系統(tǒng)的規(guī)劃和安排,導(dǎo)致個別課程顯得相對獨立,同時也造成教學(xué)內(nèi)容存在重復(fù)現(xiàn)象。例如,“電路分析”“電機拖動基礎(chǔ)”“工廠電氣控制設(shè)備”3門課程中有關(guān)電機學(xué)的知識有重復(fù)?!皻鈩蛹夹g(shù)”和“自動生產(chǎn)線安裝與調(diào)試”2門課程氣動教學(xué)內(nèi)容有交叉。實踐性課程的安排受校內(nèi)實訓(xùn)條件的限制,崗位針對性不強,教學(xué)內(nèi)容偏重理論,理論與實踐分開教學(xué)。
2開發(fā)思路
筆者對中國航空一集團、二集團的部分企業(yè)進行調(diào)研,分析歸納出本專業(yè)領(lǐng)域的崗位需求、典型能力和主要工作任務(wù)。以典型職業(yè)崗位群為依據(jù),分析其典型工作任務(wù),找出對應(yīng)的職業(yè)能力。按照“教學(xué)做一體化”的教學(xué)模式,將知識、能力、素質(zhì)培養(yǎng)有機結(jié)合,充分調(diào)動合作企業(yè)的積極性,共同制定新的專業(yè)課程標準,開發(fā)出體現(xiàn)工學(xué)結(jié)合特色的課程體系;對課程內(nèi)容重新構(gòu)建與整合,結(jié)合國家職業(yè)技能標準要求以及湖南省機電一體化技術(shù)技能抽查標準,將典型工作任務(wù)及崗位能力要求融入課程內(nèi)容。
3實施過程
3. 1組建校企聯(lián)合的專業(yè)建設(shè)委員會
專業(yè)建設(shè)委員會是人才培養(yǎng)目標制定、課程體系構(gòu)建的組織機構(gòu),也是教學(xué)實施及教學(xué)效果的指導(dǎo)、評價機構(gòu)。我院機電一體化技術(shù)專業(yè)建設(shè)委員會由本專業(yè)帶頭人、骨干教師和成都飛機制造廠、陜西飛機制造廠、株洲南車時代電氣有限公司、安徽江淮儀表廠等企業(yè)的技術(shù)骨干或管理人員組成。
3.2企業(yè)調(diào)研,確定專業(yè)定位及培養(yǎng)目標
通過對株洲南車時代電氣有限公司、昌河飛機制造廠、空空導(dǎo)彈研究院、成都飛機制造廠、株洲鉆石刀具廠等企業(yè)調(diào)研,跟蹤本專業(yè)畢業(yè)生近3年來的就業(yè)情況,歸納出本專業(yè)的典型就業(yè)崗位群。
初始崗位群為:從事機電一體化設(shè)備的安裝、調(diào)試、維修、銷售和管理。發(fā)展崗位群為:通過3 ~5年的工作鍛煉,可從事機電控制系統(tǒng)的設(shè)計、編程、調(diào)試、故障處理,機電一體化設(shè)備的高級維修、管理、改造升級及技術(shù)支持與服務(wù)。因此,確定本專業(yè)的人才培養(yǎng)目標為:面向航空機械制造類企業(yè),培養(yǎng)具有誠信品質(zhì)、敬業(yè)精神、責(zé)任意識、遵紀守法意識,掌握本專業(yè)必備的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識,熟悉一般機電一體化設(shè)備的工作原理,掌握機電一體化設(shè)備的操作、維修與調(diào)試技能以及智能化技術(shù)、PLC技術(shù)等相關(guān)知識,能夠勝任企業(yè)生產(chǎn)、質(zhì)量管理、技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)品營銷和技術(shù)服務(wù)的一線高素質(zhì)技能型專門人才。
3. 3基于工作過程,構(gòu)建課程體系
根據(jù)專業(yè)定位及培養(yǎng)目標,歸納本專業(yè)的基本工作任務(wù)。本專業(yè)培養(yǎng)的畢業(yè)生,其未來職業(yè)主要有3個發(fā)展方向:1)維修電工,主要從事機械設(shè)備電氣系統(tǒng)線路及器件的安裝、調(diào)試、維護與修理。2)機床操作工,主要從事普通機床或數(shù)控機床進行零件加工??紤]到擇業(yè)的不確定性,在教學(xué)中應(yīng)兼顧2個方向的內(nèi)容。因此,我們確定了機電一體化技術(shù)專業(yè)課程體系框架由職業(yè)基礎(chǔ)課程、職業(yè)技術(shù)課程和職業(yè)能力核心課程3個層次構(gòu)成。在新課程體系中,職業(yè)基礎(chǔ)課程為:形式與政策、思想道德修養(yǎng)、實用英語、高等數(shù)學(xué)、計算機基礎(chǔ)、就業(yè)指導(dǎo)等;職業(yè)技術(shù)課程為:機械零件圖樣識讀與繪制、電氣安裝規(guī)劃與實施、零件的手動工具加工、電子電路分析與應(yīng)用、使用普通機床的零件加工等;職業(yè)能力核心課程為:使用數(shù)控機床的零件加工、電機拆裝與維修、機床電氣檢修、液壓與氣壓系統(tǒng)的安裝與調(diào)試、PLC控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試、自動生產(chǎn)線安裝與調(diào)試、機電設(shè)備維修等。
3.4針對核心技能,開發(fā)項目課程
項目課程是以企業(yè)生產(chǎn)過程中的工作任務(wù)為基礎(chǔ),根據(jù)工作任務(wù)所包含的知識點、技能點,按照由簡單到復(fù)雜、由易到難的規(guī)律劃分為若干個單元項目,再由若干個單元項目組成的課程。本專業(yè)8門職業(yè)能力核心課程全部采用項目課程形式開發(fā),在設(shè)計每個單元任務(wù)時,以“理論知識與生產(chǎn)任務(wù)相互融合、相互滲透”為原則,使每個單元任務(wù)中都包含必需的理
論知識、基本操作、設(shè)備安裝、調(diào)試或維修技能等,其最終目標是:每個單元都由學(xué)生親自動手實踐來完成,或制作一個產(chǎn)品,或排除一個故障,或進行一項試驗,或完成一項維修。如“機床電氣檢修”課程中,設(shè)計了5個單元工作任務(wù),分別是低壓電器的檢測與維修、電動機控制線路的安裝與調(diào)試、普通機床電氣系統(tǒng)檢修、起重機電氣系統(tǒng)檢修、數(shù)控機床電氣系統(tǒng)檢修,使學(xué)生“做中學(xué)、學(xué)中做”,取得了顯著的效果。
3. 5推行教學(xué)做一體的教學(xué)模式
對本專業(yè)的核心課程,打破了原來理論+實踐(實驗、實訓(xùn))的傳統(tǒng)教學(xué)模式,以工作任務(wù)驅(qū)動,采用“教學(xué)做一體化”的教學(xué)模式,充分尊重學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體地位,發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用。讓學(xué)生不僅明確了“要做什么”,也清楚了“為什么做”、“應(yīng)該怎樣做更好”,在學(xué)習(xí)中體驗了實際工情景與工作過程,很好地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
4結(jié)束語
經(jīng)過實踐,我院機電一體化技術(shù)專業(yè)課程體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式的改革取得了初步成效。根據(jù)市場需求、崗位能力重新進行了專業(yè)定位,形成了基于工作過程、以項目課程為核心的課程體系,推行了教學(xué)做一體、工學(xué)交替的教學(xué)模式,不僅使學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)能力得到了強化,而且使學(xué)生的職業(yè)技能和綜合素質(zhì)得到了提升,拓寬了畢業(yè)生就業(yè)口徑,提高了就業(yè)質(zhì)量。
一、專業(yè)課程設(shè)置流程
此專業(yè)的課程設(shè)置是根據(jù)高職院校此專業(yè)畢業(yè)生所從事工作的調(diào)查,從而進行分類和比例分析,在工作崗位的基礎(chǔ)上規(guī)劃出其典型工作任務(wù),然后分析此專業(yè)從業(yè)人員需要的專業(yè)知識、專業(yè)能力和綜合素質(zhì),劃分其行動領(lǐng)域,從而轉(zhuǎn)化為在校學(xué)生的學(xué)習(xí)領(lǐng)域,確定課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容,使該專業(yè)的學(xué)生在學(xué)校所學(xué)習(xí)的專業(yè)技能和不斷提升的綜合素質(zhì)能夠與就業(yè)單位實現(xiàn)零差距對接。其課程開發(fā)流程如下圖所示:
圖1 課程開發(fā)流程
二、學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程方案的設(shè)置研究
根據(jù)典型工作任務(wù)六要素的相似性,機電一體化專業(yè)地鐵機電設(shè)備維護方向的行動領(lǐng)域可以化為地鐵機電設(shè)備的操作和地鐵機電設(shè)備的安裝、調(diào)試、維護、管理、故障診斷與排除兩個行動領(lǐng)域。在此基礎(chǔ)上,將其行動領(lǐng)域轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)領(lǐng)域?!皩W(xué)習(xí)領(lǐng)域”方案的出臺,使得職業(yè)院校學(xué)生能夠?qū)⑵髽I(yè)需要的技能系統(tǒng)的在學(xué)校來完成。學(xué)習(xí)領(lǐng)域的確定更加重視分析能力形成的各種要素,如智力水平的提高、心理素質(zhì)的培養(yǎng)和良好職業(yè)態(tài)度的形成?!皩W(xué)習(xí)領(lǐng)域”課程方案正是基于能力觀而進行設(shè)計的。
1、學(xué)習(xí)領(lǐng)域的設(shè)置原理
學(xué)習(xí)領(lǐng)域的設(shè)置以地鐵機電設(shè)備工作崗位為基礎(chǔ),同時是學(xué)習(xí)情境設(shè)計的前提。其設(shè)置時需要考慮前后關(guān)系。如下圖所示。
圖2 學(xué)習(xí)領(lǐng)域方案設(shè)計原理
2、學(xué)習(xí)領(lǐng)域的確定
學(xué)習(xí)領(lǐng)域的確定要基于地鐵機電設(shè)備維護方向的工作要求,從教學(xué)的角度分析學(xué)習(xí)領(lǐng)域要考慮學(xué)習(xí)的當(dāng)前意義、未來發(fā)展意義、學(xué)生知識接受程度、學(xué)生能力提升成都、課程理論結(jié)構(gòu)。同時要考慮是否滿足學(xué)生從事地鐵機電設(shè)備維護方面的能力要求。學(xué)習(xí)領(lǐng)域確定如下表1:
表1 學(xué)習(xí)領(lǐng)域的確定
行動領(lǐng)域 學(xué)習(xí)領(lǐng)域
地鐵機電設(shè)備的操作 地鐵機電設(shè)備的應(yīng)用與維護
機電設(shè)備的安裝、調(diào)試、維護、故障診斷與排除 電機與電氣控制技術(shù)
傳感器及檢測技術(shù)
單片機應(yīng)用
電工電子技術(shù)
可編程控制器應(yīng)用
液壓與氣壓傳動應(yīng)用
制冷與空調(diào)
自控原理應(yīng)用
機電一體化技術(shù)與系統(tǒng)應(yīng)用
低壓配電技術(shù)
機電設(shè)備故障診斷與維修
三、學(xué)習(xí)領(lǐng)域的實施
地鐵機電設(shè)備維護方向?qū)W習(xí)領(lǐng)域的課程方案在實施的過程中應(yīng)該結(jié)合學(xué)校的教學(xué)設(shè)備、師資力量等對學(xué)習(xí)領(lǐng)域的實施做符合實際條件的調(diào)整。其學(xué)習(xí)領(lǐng)域?qū)嵤?yīng)該遵循以下原則:其一,必須以地鐵機電設(shè)備維護的就業(yè)為導(dǎo)向。其二,要為學(xué)校課程標準的制定提供綱要和制定規(guī)范。其三,要考慮未來的發(fā)展方向,使學(xué)生所學(xué)知識能為以后可能的繼續(xù)學(xué)習(xí)提供基礎(chǔ)。實施中應(yīng)該符合從易到難、從簡單到復(fù)雜、從基礎(chǔ)到專業(yè)的原則??梢园凑障聢D的原則來實施。
圖3 學(xué)習(xí)領(lǐng)域的實施
四、結(jié)語
在企業(yè)用人和高職院校培養(yǎng)脫節(jié)的情況下,本文以就業(yè)為導(dǎo)向,在工作崗位確定的基礎(chǔ)上,給出了學(xué)習(xí)領(lǐng)域設(shè)置的思路,針對地鐵機電設(shè)備維護方向確定了學(xué)習(xí)領(lǐng)域需包含的內(nèi)容,對地鐵機電設(shè)備維護方向?qū)W習(xí)領(lǐng)域的實施給出了合理的方案,符合該專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)和就業(yè)要求,對促進職業(yè)教育課程設(shè)置的研究具有借鑒意義。
【參考文獻】
[1] 姜大源,吳全全.當(dāng)代德國職業(yè)教育主流教學(xué)思想研究――理論、實踐與創(chuàng)新[M].北京:清華大學(xué)出版社,2007.
DOI:10.16657/ki.issn1673-9132.2016.08.033
高校是高新技術(shù)人才培養(yǎng)的搖籃,高等教育與社會經(jīng)濟的發(fā)展不僅有著密切的聯(lián)系,而且還存在著相互促進的作用。而高等職業(yè)教育的根本和目標就是培養(yǎng)、造就技能型人才。在高職教育中,實踐是培養(yǎng)技能型人才的重要手段和措施,但是,隨著實驗實訓(xùn)教學(xué)手段的逐漸老套,設(shè)備短缺、儀器陳舊,造成學(xué)生學(xué)習(xí)效率低下,最終與培養(yǎng)和造就技能型人才的目標不符。
高等教育不是應(yīng)試教育,是一種理論與實踐密切相關(guān)的精英教育,而教學(xué)中存在的問題,很容易致使實驗實訓(xùn)教學(xué)形同虛設(shè),發(fā)揮不出應(yīng)有的作用,教學(xué)資源也就無法得到最優(yōu)配置,從而導(dǎo)致極大的浪費。這不是我們樂于見到的,我們需要更新觀念,與時俱進,與社會接軌,強化課程設(shè)計,突出實驗實訓(xùn)教學(xué)的重要性。本文就機電一體化實驗實訓(xùn)課程進行深入探討。
一、機電一體化實驗實訓(xùn)課程存在的問題
隨著機電一體化專業(yè)的不斷成熟,該專業(yè)已具有了綜合性、先進性、應(yīng)用性的特點。在教學(xué)中,我們不難發(fā)現(xiàn)機電一體化專業(yè)教育存在的問題。
(一)專業(yè)學(xué)習(xí)的偏重性
機電一體化專業(yè)應(yīng)是“機、電、計算機”三部分知識融合的專業(yè),這也是社會需求的體現(xiàn),但有的院校偏重電類方面、有的院校偏重機械方面,這與社會的實際格局不相適應(yīng)。
(二)教學(xué)過于追求課程的系統(tǒng)性、完整性
高校的專業(yè)學(xué)習(xí)與初等、中等教育不同,在設(shè)計培養(yǎng)方案時,我們不應(yīng)該追求每門課程的系統(tǒng)性、完整性,應(yīng)該注重學(xué)生專業(yè)的系統(tǒng)性、綜合性、實踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。而現(xiàn)今的課程設(shè)置,出現(xiàn)了很多重復(fù)內(nèi)容,過于強調(diào)理論性,因此我們需要扭轉(zhuǎn)這一局面。
(三)設(shè)施落后,實踐訓(xùn)練水平低
通過走訪交流,我們發(fā)現(xiàn)校內(nèi)的實訓(xùn)設(shè)施普遍落后于企業(yè),教師的訓(xùn)練水平不高,缺乏“機”“電”一體化的綜合實訓(xùn)室及相關(guān)實訓(xùn)課程,這直接影響了學(xué)生綜合實踐能力的提高,也降低了學(xué)生在社會上的綜合競爭力。
(四)學(xué)生對實訓(xùn)課的抵觸與對課程設(shè)置認知的缺乏
通過座談會、抽樣調(diào)查等形式的調(diào)查,發(fā)現(xiàn)了學(xué)生對實訓(xùn)課程有抵觸。學(xué)生無法完全適應(yīng)從純理論向?qū)嵺`教學(xué)的轉(zhuǎn)換,這與入學(xué)初期安排的專業(yè)介紹、專業(yè)認知工作不規(guī)范有關(guān)。實訓(xùn)課程中,尤其是學(xué)生對設(shè)備的操作,往往知其然而不知其所以然。
(五)與社會需求不匹配
高等學(xué)校培養(yǎng)的是綜合性、技能型人才,但由于知識陳舊、設(shè)備落后,培養(yǎng)目標不明確,而造成某方面人才過剩,與社會需求不匹配。
二、機電一體化實驗實訓(xùn)課程問題的解決――規(guī)范化管理
實驗實訓(xùn)課程是高職人才培養(yǎng)方案的重要組成部分,也是實踐教學(xué)體系中的主要模塊。而實驗實訓(xùn)各課程本身,都有著不同的特點與要求,且學(xué)生在實訓(xùn)中暴露出來的問題也不盡相同。如果想根本性地解決上述問題,提高教學(xué)效果,就必須充分發(fā)揮課程優(yōu)勢。規(guī)范教學(xué)的各個環(huán)節(jié),讓教學(xué)充滿活力,是一個刻不容緩的舉措。
(一)規(guī)范課程標準,明確教學(xué)目標,指定教學(xué)文件
課程標準是國家對學(xué)生接受一定教育階段之后的結(jié)果所做的具體描述,是國家教育質(zhì)量在特定階段應(yīng)達到的具體指標。它具有法定的性質(zhì),是教育管理、教材編寫、教師教學(xué)生學(xué)習(xí)的直接依據(jù),也是評估與考試的依據(jù)。教學(xué)目標是由專業(yè)教學(xué)計劃與課程標準確定的。但教學(xué)計劃的制定具有寬泛性,若無詳細嚴謹?shù)慕虒W(xué)文件進行支撐,那么很容易使教學(xué)目標不夠清晰,教學(xué)要求參差不齊,甚至還會出現(xiàn)教學(xué)目標的盲目性。按照這種方式培養(yǎng)出來的學(xué)生,將失去更多的就業(yè)機會,從而影響整個專業(yè)的發(fā)展。所以,我們必須規(guī)范教學(xué)計劃、教學(xué)目標,讓教學(xué)更有意義。
(二)教學(xué)場所的規(guī)范化管理
實驗實訓(xùn)教學(xué),最直接的教學(xué)場所就是實驗實訓(xùn)室,而教學(xué)場所的環(huán)境、安全和衛(wèi)生等方面必須全面檢查,排除安全隱患,這是保證教學(xué)順利進行的最低要求。對于出入實訓(xùn)場所的人員需有明確的規(guī)定和要求,可采用軍事化管理模式,減少學(xué)生的遲到早退現(xiàn)象,以企業(yè)的標準要求學(xué)生平時的日常規(guī)范,有利于他們強化時間概念,遵守勞動紀律,樹立堅實的人格品質(zhì)。
(三)指定規(guī)范化安全操作守則,工具、耗材、設(shè)備的規(guī)范化管理
實驗實訓(xùn)教學(xué)中使用的設(shè)備、工具、耗材等都屬于“消耗品”,在開課前,必須要求學(xué)生嚴格執(zhí)行實驗實訓(xùn)場所的工具、設(shè)備使用的相關(guān)制度,這能極大地培養(yǎng)學(xué)生的安全、文明操作意識,而這本來就是一個優(yōu)秀職業(yè)人員應(yīng)具備的職業(yè)習(xí)慣和職業(yè)素質(zhì)。
(四)實訓(xùn)過程評價體系規(guī)范化
對于實驗實訓(xùn)課程,高校一直在強調(diào)過程性評價的重要性。在整個課程中,我們需要正確而全面地評價學(xué)生的實際操作能力。但由于訓(xùn)練時間較長,環(huán)節(jié)較復(fù)雜,在不具備規(guī)范的多元化過程評價體系的情況下,教師將無法給學(xué)生做出公平、公正地評價。所以必須有一個完善的評價體系,才能讓實驗實訓(xùn)課程得到良性發(fā)展;才能讓學(xué)生在走向社會的時候更具有競爭力。
(五)校企合作常規(guī)化、規(guī)范化
校企合作,是一種共榮共發(fā)展的合作。學(xué)校培養(yǎng)的人才,最終都是輸送給企業(yè)的,如果校企合作常規(guī)化、規(guī)范化,就能組建“校中廠”――企業(yè)認知、“廠中?!报D―工學(xué)交替、“訂單班――定向培養(yǎng)”等,而上述內(nèi)容,可最大限度地扭轉(zhuǎn)設(shè)施落后、訓(xùn)練水平低的局面。當(dāng)然,教師隊伍本身的專業(yè)素養(yǎng)、教學(xué)能力也需要與時俱進,堅持自我提升,這樣才能讓學(xué)生、專業(yè)、學(xué)校、社會得到最大的發(fā)展。
總之,實驗實訓(xùn)教學(xué)規(guī)范化,有利于教學(xué)的實施,更有利于學(xué)生綜合能力的提高。在完善的評價體系下,我們才更容易發(fā)現(xiàn)教學(xué)中存在的問題,同樣也能更好地找到課程改革的突破口。培養(yǎng)出能夠較好地適應(yīng)社會發(fā)展需要的應(yīng)用型人才。
參考文獻:
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中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1671-0568(2013)26-0037-05
“構(gòu)建以能力為本位,以職業(yè)實踐為主線,以項目課程為主體的模塊化專業(yè)課程體系”已成為全國職教課程改革的總方向。項目課程的實施關(guān)鍵是項目課程的評價,評價對項目教學(xué)實施起到重要的引領(lǐng)作用。
一、項目課程評價的意義
2006年11月16日,“教高”16號文《關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見》中明確指出,“要積極推行工學(xué)結(jié)合,突出實踐能力培養(yǎng),把工學(xué)結(jié)合作為高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)模式改革的重要切入點,帶動專業(yè)調(diào)整與建設(shè),引導(dǎo)課程設(shè)置,教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革”?!皺C電一體化專業(yè)創(chuàng)新型高技能人才”不是簡單的熟練操作工,應(yīng)該是具有創(chuàng)新意識、有遷移能力、具有一技之長并能夠解決實際技術(shù)問題的人才。面對這種需求,高等職業(yè)教育必須在人才培養(yǎng)模式、教學(xué)體系和課程內(nèi)容的改革、工學(xué)結(jié)合等方面進行積極探索和實踐。各高職院校按照“以就業(yè)為導(dǎo)向,以服務(wù)為宗旨”的培養(yǎng)目標,根據(jù)職業(yè)能力培養(yǎng)需要、區(qū)域經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求,對原來的專業(yè)課程從專業(yè)崗位群、任務(wù)和能力三個維度對職業(yè)教育課程進行定位,“構(gòu)建以能力為本位,以職業(yè)實踐為主線,以項目課程為主體的模塊化專業(yè)課程體系”,開發(fā)出一系列符合現(xiàn)代職教的項目課程。項目課程已成為我國職業(yè)教育課程改革的主導(dǎo)理念,它是專業(yè)理論與專業(yè)實踐一體化的課程。
貴州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電一體化專業(yè)根據(jù)貴州工業(yè)強省戰(zhàn)略,服務(wù)地方經(jīng)濟,服務(wù)企業(yè),以學(xué)生就業(yè)為導(dǎo)向,修改了人才培養(yǎng)方案。通過對崗位群的技能分析,以工作任務(wù)為參照點設(shè)置課程,以項目承載的知識和技能的邏輯順序組織課程內(nèi)容,項目課程是經(jīng)過教學(xué)加工且來源于企業(yè)典型的工作任務(wù),具有典型性、可操作性,符合地方經(jīng)濟特色。項目教材按照項目要求、項目理論、項目分析、項目路徑和步驟、項目預(yù)案、項目設(shè)施與評價、項目作業(yè)、項目拓展等內(nèi)容編寫項目教材。在教學(xué)中,以任務(wù)為中心開展教學(xué),以實踐問題為紐帶聯(lián)系知識與工作,以產(chǎn)品來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機。課程評價是對學(xué)校課程進行的價值判斷,是指根據(jù)人才培養(yǎng)目標對課程設(shè)計(背景)、課程條件、課程實施過程、課程實施結(jié)果進行定量測量和定性描述,進而做出的價值判斷,并尋求改進課程途徑的一種活動。它具有導(dǎo)向功能、診斷功能、決策功能和促進發(fā)展功能。項目課程評價可監(jiān)控項目課程質(zhì)量,改進教學(xué)實踐,給課程決策者提供信息反饋,保證課程的有效性與合理性;還能對課程的合理性做出價值判斷,以便教師在課程實施的過程中做出適當(dāng)?shù)目刂婆c調(diào)整,促進學(xué)生發(fā)展、教師提高。在職業(yè)教育課程改革中,項目課程評價起著保駕護航的關(guān)鍵作用。
二、機電一體化專業(yè)項目課程評價體系構(gòu)建總原則
1.全面性原則
評價指標體系要遵循教育規(guī)律和應(yīng)用型人才培養(yǎng)規(guī)律,突出教育的基本特征。學(xué)生是教育的主體,在制定評價體系時,必須以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力為出發(fā)點。課程目標服務(wù)于教育目標,只有目標明確,學(xué)生才能朝著要求的方向去努力,教師才能按照目標去組織教學(xué)活動。根據(jù)目標進行評價,根據(jù)評價內(nèi)容來選擇評價方法,以人為本,突出評價促進發(fā)展的功能。項目課程評價體系從課程建設(shè)、課程實施、課程考核進行全面評價。
2.科學(xué)性原則
每項評價指標都須經(jīng)過科學(xué)論證,要能直接反映項目教學(xué)質(zhì)量特性,各指標名稱、概念要科學(xué)確切。建立的評價指標要科學(xué)合理,充分運用現(xiàn)代科技對項目教學(xué)環(huán)節(jié)質(zhì)量進行定量評定。每項評價指標具有可操作、客觀性,便于準確描述實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的客觀狀態(tài),應(yīng)盡可能排除人為因素,實行定量化評價。評價方法要合理,應(yīng)客觀真實地反映教育質(zhì)量的真實情況,使評估結(jié)果真實可靠,可信度高。評價指標體系須明確評價目標,在此前提下全面系統(tǒng)地設(shè)計、確定評價原則和評價要素。整個項目課程教學(xué)質(zhì)量評價指標要自成體系,各項評價要素應(yīng)有可比性。
3.綜合性原則
指標體系是由若干個指標構(gòu)成的有機整體,每個指標都從一個側(cè)面反映項目課程建設(shè)、教學(xué)環(huán)節(jié)質(zhì)量狀況,各獨立指標之間相互聯(lián)系、相互制約、補充完善,形成指標的最佳組合,綜合所有指標能科學(xué)反映出項目課程的總體質(zhì)量。
三、機電一體化專業(yè)項目課程評價體系的構(gòu)建
項目課程評價體系包括三個方面:一是項目課程建設(shè)評價,二是項目課程教學(xué)評價,三是項目課程學(xué)生學(xué)業(yè)評價。三者之間相互關(guān)聯(lián)。課程建設(shè)是教學(xué)活動的起點和基礎(chǔ),課程評價、教學(xué)評價和學(xué)業(yè)評價之間聯(lián)系起來,形成完整的項目課程評價體系,突顯評價的改進與決策功能。因此,我們所進行的項目課評價體系的研究,既要有課程設(shè)計意識,把課程考核納入課程設(shè)計的總體思路之中,又要兼顧對課程設(shè)計的評價。項目課程評價體系建立在高職教育的專業(yè)教育目標、課程目標、課程內(nèi)容、課程實施的特征之上。
根據(jù)高職人才培養(yǎng)目標和項目課程具體的教學(xué)目標進行評價,要從客觀、公正、合理,促進學(xué)生學(xué)習(xí)、教師提高的角度確立評價指標與數(shù)據(jù)。評價的內(nèi)容要兼顧知識、能力、情感態(tài)度與價值觀等方面。
1.項目課程建設(shè)評價
機電一體化專業(yè)根據(jù)其人才培養(yǎng)目標要求構(gòu)建課程體系。確定一門課程的培養(yǎng)目標,首先要根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標廣泛征詢行業(yè)專家的意見,對就業(yè)崗位做出正確分析,結(jié)合社會與企業(yè)的具體情況分析各職業(yè)崗位的技能構(gòu)成,確定課程的整體目標,即知識目標、能力目標、素質(zhì)目標;要圍繞課程的整體目標設(shè)計項目,通過內(nèi)容的增刪、整合等方式,使項目貫穿在教學(xué)內(nèi)容之中。因此,職業(yè)教育項目課程開發(fā)的程序是:社會需求分析職業(yè)崗位工作任務(wù)分析項目課程結(jié)構(gòu)體系開發(fā)課程內(nèi)容開發(fā)項目教學(xué)資源開發(fā)教學(xué)實施方案制定。
根據(jù)項目課程開發(fā)程序和項目課程建設(shè)特點,制定項目課程建設(shè)評價方案。項目課程建設(shè)評價方案包含以下內(nèi)容:
課程設(shè)置評價:專業(yè)職業(yè)崗位工作任務(wù)分析是否深入調(diào)查研究?所選項目是不是典型工作任務(wù)?
(1)課程目標評價。課程標準制定是否符合專業(yè)人才培養(yǎng)目標?課程目標是否細化成明確、具體切實可行的教學(xué)目標?
(2)課程教材編寫評價。教材是否按項目要求項目分析項目實施路徑與步驟項目預(yù)案項目實施項目評價項目作業(yè)項目拓展編寫?教材鏈接的內(nèi)容是否涵蓋了項目所需的理論知識?學(xué)生是否能根據(jù)項目實施路徑與步驟完成項目?項目預(yù)案是否具有共性?項目評價是否合理?項目拓展是否合理?
(3)課程資源評價。課程教師隊伍建設(shè)是否同步?項目所需設(shè)備儀器、儀表是否齊備?教學(xué)資料和媒體是否完善?
(4)課程整體評價。課程開發(fā)者是否了解社會、學(xué)生的需求?是否了解學(xué)生知識技能與課程的關(guān)系?是否請課程專家和行業(yè)專家等人士參加開發(fā)?是否符合專業(yè)崗位的典型案例?是否從教師、學(xué)生及其他有關(guān)人員獲得足夠的反饋信息?是否制訂了進一步完善項目課程的措施?是否考慮項目外在影響因素?
項目課程建設(shè)評價人員組成:項目課程建設(shè)評價人員由教育行政部門、學(xué)院教學(xué)主管、行業(yè)企業(yè)專家、院校課程專家、第三方教育質(zhì)量評價認證機構(gòu)人員等組成。
2.項目課程教學(xué)評價
項目課程教學(xué)評價不是單一地評價問題,教學(xué)評價是由教學(xué)活動、師生發(fā)展狀態(tài)和師生工作績效三方面構(gòu)成。開展項目課程教學(xué)評價,必須具有評價的主體和客體,也就是評價者與評價對象?,F(xiàn)在,我國各高校普遍開展了對教師教學(xué)質(zhì)量的評價制度,評價的主體分別為學(xué)生、同行教師、管理者,以及教師自評。高職教育目標具有多元性,因而教學(xué)質(zhì)量評價應(yīng)該是開放性的、多元化的。借鑒國外高等職業(yè)教育質(zhì)量評價經(jīng)驗,高等職業(yè)院校教學(xué)質(zhì)量評價應(yīng)該采用院內(nèi)評價和第三方評價相結(jié)合的體制,特別是院校建立自我評價機制,有利于教師發(fā)展提高,有利于教學(xué)質(zhì)量管理保障。項目課程教學(xué)具有如下特點:
(1)項目課程教學(xué)注重培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力,與高等職業(yè)教育培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標相一致,較好地體現(xiàn)了高職教育的本質(zhì)內(nèi)涵與特色。通過工作項目整合理論與實踐,其知識結(jié)構(gòu)來源于職業(yè)工作結(jié)構(gòu),提高了學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)的效率。
(2)項目課程教學(xué)注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力,在完成項目的過程中能夠鍛煉學(xué)生的方法能力、社會能力和專業(yè)能力,能更好地適應(yīng)人才需要。項目課程教學(xué)注重學(xué)習(xí)的主動性和探索性,學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體,因而能更好地培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。
(3)項目來源廣泛,形式多樣,可大可小,有利于發(fā)揮項目課程的功能。項目課程可以通過項目的差異滿足不同層次學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求.便于開展個性化、差異化教學(xué)。
(4)教師要負責(zé)整個教學(xué)的設(shè)計、組織、實施、指導(dǎo),能力要求更高,有利于教師的成長、進步和能力的提升。
根據(jù)項目課程教學(xué)過程實施特點,對教學(xué)評價主要從10個方面進行考核,如表1。
總之,項目課程評價體系構(gòu)建研究在理論、實踐各方面都處于探索階段,在評價指標制定方面如何達到評價理念的要求,還需要教師在教學(xué)中針對不同的環(huán)境、不同的任務(wù)、不同的目的選擇適當(dāng)?shù)脑u價手段和評價形式,并根據(jù)實際情況靈活變通,創(chuàng)造性地使用新思想、新理念、新模式、新方法,在實踐中不斷完善。
參考文獻:
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隨著我國科技發(fā)展和勞動力市場轉(zhuǎn)型,以及世界范圍內(nèi)科技的迅猛發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型,標志著經(jīng)濟發(fā)展已開始由傳統(tǒng)的對自然和資源掠奪式的工業(yè)經(jīng)濟時代向?qū)χR和人才資源競爭的知識經(jīng)濟時代轉(zhuǎn)變,人才資源的質(zhì)量及合理的人才結(jié)構(gòu)成為衡量綜合國力和國家競爭力的主要指標。機電、機械制造等制造業(yè)需隨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型而升級,但目前本專業(yè)教育方式與產(chǎn)業(yè)對人才要求有相當(dāng)?shù)牟罹?,本專業(yè)的培養(yǎng)模式和課程體系方面急需改革與創(chuàng)新。
一、機電一體化專業(yè)課程體系存在的問題
1.沒有構(gòu)建出適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展的課程體系。
在對機械產(chǎn)品及生產(chǎn)自動化控制起著重要作用的各類機械裝備的核心技術(shù)(電子―液壓、電子―氣動、PLC、傳感器、人機交互界面、現(xiàn)場總線技術(shù),過程監(jiān)控系統(tǒng))中,現(xiàn)行的專業(yè)課程體系沒能很好地綜合“機”與“電”兩學(xué)科的知識點,無論是機械方面,還是電子方面,單方面偏重都不利于專業(yè)發(fā)展?,F(xiàn)行的培養(yǎng)方案中各門課程之間是獨立的,知識未能相互滲透和融合。
2.“雙師型”教師隊伍力量薄弱。
目前在中職機電一體化專業(yè)的教師中,“雙師型”教師仍只占一小部分,沒有優(yōu)秀的教師隊伍。在科技日新月異發(fā)展的今天,由于某些因素的限制,教師缺少接觸當(dāng)今科技前沿的渠道和機會,導(dǎo)致教學(xué)知識結(jié)構(gòu)落后,對強調(diào)理論與實踐一體化的教學(xué)方式有著嚴重的限制。
3.教學(xué)實驗設(shè)施陳舊,實際訓(xùn)練水平過低。
各中職院校都在進行教學(xué)改革,雖然擁有教授專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課的師資和實驗訓(xùn)練的條件,但通常都是進行一些驗證性、演示性的實驗。缺少綜合大型性實驗和實訓(xùn)課程,這嚴重影響了學(xué)生專業(yè)技能和實踐能力的提高。
二、機電一體化專業(yè)改革與課程體系構(gòu)建
1.改革教學(xué)內(nèi)容和課程體系。
知識面廣、動手性強,發(fā)展快、更新快是機電一體化技術(shù)專業(yè)的兩大突出特點。由于中職人才的主要任務(wù)是創(chuàng)造性地實施設(shè)計、規(guī)劃、操作,因此應(yīng)把機械結(jié)構(gòu)的原理作為課程體系構(gòu)建的重點,突出電氣化控制和計算機運用的重要性。在課程設(shè)置上以培養(yǎng)職業(yè)技能為核心,靈活地根據(jù)經(jīng)濟發(fā)展形勢和職業(yè)崗位變化情況調(diào)整專業(yè)課程結(jié)構(gòu),構(gòu)建課程體系時應(yīng)緊隨區(qū)域發(fā)展情況,主動適應(yīng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化,從而滿足區(qū)域?qū)谌瞬诺男枨?。因此,在實踐教學(xué)中要模擬生產(chǎn)實際情況,培養(yǎng)學(xué)生能力。
2.做好專業(yè)實驗室與實訓(xùn)基地的建設(shè)。
學(xué)校必須有足夠的實訓(xùn)設(shè)備和場所滿足實驗、實訓(xùn)需求,培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用知識的能力、技術(shù)實踐能力、科研創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作精神,增加學(xué)生的實驗、技能訓(xùn)練和實習(xí)的機會,開設(shè)與實際項目緊密結(jié)合的課程,增加、強化實踐環(huán)節(jié),多與企業(yè)、科研單位聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生,積極探索產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的途徑。多讓學(xué)生到企業(yè)中實習(xí)訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,結(jié)合新技術(shù)的發(fā)展,不斷提高學(xué)生搜索信息和掌握新技術(shù)的能力。
3.提高教師隊伍的工程技術(shù)能力。
師資力量是決定專業(yè)建設(shè)效果和教學(xué)任務(wù)順利完成的必要前提。為適應(yīng)職業(yè)技術(shù)教育的發(fā)展趨勢,應(yīng)調(diào)整專業(yè)師資隊伍中教師的學(xué)歷結(jié)構(gòu)和職稱結(jié)構(gòu)。教師除掌握充足的理論知識外,還要擁有出色的工程應(yīng)用能力,即前文中提到“雙師型”教師??梢酝ㄟ^三個途徑提高教師工程技術(shù)能力:組織教師參加由教學(xué)主管部門開設(shè)的各種技術(shù)培訓(xùn)班;讓教師進入企業(yè)中進行實地培訓(xùn),融入到企業(yè)中,參與企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營,掌握真正的生產(chǎn)技術(shù)能力;進行校企合作,讓教師參與到企業(yè)經(jīng)營項目的研發(fā)中。
4.建立高效有序的教學(xué)管理和教學(xué)質(zhì)量評價機制。
在實踐中不斷探索總結(jié),逐漸總結(jié)出符合中職教育特點和要求的一系列教學(xué)管理方法,依此管教,依章管理,保證教學(xué)穩(wěn)定有序進行。建立校企聯(lián)姻合作,教學(xué)質(zhì)量反饋渠道及評價機制,以此達到對整個教學(xué)中各環(huán)節(jié)的有效監(jiān)控和反饋,跟蹤調(diào)查畢業(yè)生的就業(yè)和工作情況,根據(jù)就業(yè)形勢和市場需求的變化及時調(diào)整教學(xué)計劃和內(nèi)容,保證教學(xué)改革方向的正確性;對教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)質(zhì)量及時作出全面、公正的評價,提高教學(xué)質(zhì)量。
三、結(jié)語
21世紀,中國將成為世界現(xiàn)代制造業(yè)的中心,先進制造和機電一體化技術(shù)優(yōu)勢學(xué)科方向?qū)⑹菄窠?jīng)濟發(fā)展急需的。這將需要大量掌握先進制造技術(shù),能從事數(shù)控機床、加工中心、工業(yè)機器人及其他機電一體化設(shè)備和產(chǎn)品的設(shè)計、開發(fā)、編程和操作的高級應(yīng)用型人才。抓住發(fā)展機遇,緊緊把握適應(yīng)人才需求的趨勢,準確定位,按照市場需求及時調(diào)整培養(yǎng)計劃,使教學(xué)緊隨機電一體化技術(shù)的趨勢發(fā)展變化,培養(yǎng)出真正滿足機電一體化技術(shù)崗位實際要求的高素質(zhì)人才。
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關(guān)鍵詞: 機電一體化;虛擬樣機;CDIO
Key words: mechatronics;virtual prototype;CDIO
中圖分類號:G42文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2011)02-0216-02
0引言
2001年,由美國麻省理工學(xué)院、瑞典查爾姆斯技術(shù)學(xué)院、瑞典林克平大學(xué)、瑞典皇家技術(shù)學(xué)院等4所大學(xué)合作開發(fā)了一個新的工程教育模式,稱為CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate)模式。CDIO大綱以構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)、運作為主線,綜合地考慮了專業(yè)基礎(chǔ)知識、個人和職業(yè)的技能及團隊協(xié)作與溝通的人際技能,及在整個企業(yè)、社會環(huán)境下進行CDIO的過程。近年來,東北石油大學(xué)機電工程系將CDIO模式引入到實踐與工程應(yīng)用性較強的“機電一體化”課程建設(shè)中,以提高課程教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果,本文就其實踐教學(xué)過程中的一些認識作以探討。
1現(xiàn)狀分析
“機電一體化”是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的一門專業(yè)課程,它在培養(yǎng)學(xué)生的機電系統(tǒng)設(shè)計能力和創(chuàng)新能力所需的知識、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)中,占有十分重要的地位。課程的任務(wù)是使學(xué)生以系統(tǒng)的角度理解和掌握機電一體化技術(shù),包括機械、檢測、控制、計算機軟硬件等方面的基本理論、基本知識和基本技能,學(xué)會典型機電一體化系統(tǒng)的分析和綜合方法,具備進行現(xiàn)代機電系統(tǒng)設(shè)計的初步能力。隨著機械和電子工業(yè)發(fā)展到新的階段,現(xiàn)代機械必然是由計算機控制的系統(tǒng),理論性與實踐性聯(lián)系密切、工程實用性強是該課程最大的特點。近年來的教學(xué)實踐表明:原有的課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)實踐等,已不能適應(yīng)“寬口徑、重實踐、應(yīng)用型”的現(xiàn)代工程教育發(fā)展潮流。究其原因,主要有以下幾個方面。
1.1 課程內(nèi)容繁雜。機電一體化技術(shù)是機械技術(shù)、檢測傳感技術(shù)、自動控制技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、信息處理技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)等多種技術(shù)的融合。以系統(tǒng)的角度理解和掌握機電一體化系統(tǒng)的工作原理及其應(yīng)用是教學(xué)的中心內(nèi)容,這對教師和學(xué)生都提出了非常高的要求。但是針對具體系統(tǒng)進行分析和研究時,常會出現(xiàn)“一葉障目”,以偏概全之感,并無總體把握的能力和認識。
1.2 概念抽象,理論繁瑣,并且插圖多、公式多、敘述內(nèi)容多,教師不易抓住教學(xué)重點,學(xué)生學(xué)起來也常感到力不從心,對某些理論問題似是而非、模糊不清、嚴重時會導(dǎo)致學(xué)不下去。
1.3 教材存在局限性。目前現(xiàn)有的教材雖然版本繁多,但各有局限,在多達幾十種版本的有關(guān)教材中,內(nèi)容的編排大致相似,框架相同。在選材上為了照顧到內(nèi)容的完整性,主次不分明,重點不突出,尤其是典型機電一體化系統(tǒng)章節(jié),往往虎頭蛇尾,沒有受到足夠的重視,不能起到綜合和系統(tǒng)總結(jié)的作用。
1.4 理論與實踐環(huán)節(jié)脫節(jié)情況嚴重,實驗內(nèi)容少且針對性不強,學(xué)生不能感受到實踐的趣味性、知識性和實驗成功后的成就感,更不要說培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。
針對上述這些情況,如何幫助學(xué)生以系統(tǒng)的觀點深入理解知識、掌握知識,如何培養(yǎng)與增強學(xué)生動手操作能力,如何讓學(xué)生學(xué)以致用,始終保持較高的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識,是課程教學(xué)的難點所在。
2基于虛擬樣機技術(shù)的CDIO教學(xué)理念
目前全國有近百所高校開展了CDIO項目的實踐和探索工作,汕頭大學(xué)、成都信息工程學(xué)院等院校已經(jīng)取得了顯著的成績。調(diào)研發(fā)現(xiàn),實施CDIO戰(zhàn)略是一項龐大的系統(tǒng)工程,需要很大資金投入和人員投入。根據(jù)自身實際情況,我們確立首先以虛擬樣機技術(shù)為載體,按照CDIO戰(zhàn)略對“機電一體化”課程的教學(xué)進行了探索和實踐。
虛擬樣機技術(shù)是近年來普遍應(yīng)用的一種全新的機械設(shè)計方法,它作為一項計算機輔助工程技術(shù)于上個世紀80年代隨著計算機技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn),在90年代特別是進入21世紀以后得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。CDIO標準明確指出采用產(chǎn)品和系統(tǒng)生命周期的開發(fā)及使用這一工程教育方法論,它強調(diào)它作為知識和能力培養(yǎng)的載體及環(huán)境,即知識和能力之間的關(guān)聯(lián),而不是具體內(nèi)容。從這一角度出發(fā),虛擬樣機技術(shù)可以為開展CDIO戰(zhàn)略提供適合的載體及環(huán)境。具體表現(xiàn)在如下幾個方面:
2.1 面向產(chǎn)品全生命周期的設(shè)計、仿真、分析是虛擬樣機技術(shù)的核心,這在某種程度上與CDIO戰(zhàn)略產(chǎn)品和系統(tǒng)生命周期的開發(fā)及使用標準不謀而合。
2.2 CDIO強調(diào)“做中學(xué)”教學(xué)模式,“做”具有廣泛的含義,既可以是在實驗室親自制作模型、樣機,也可以通過數(shù)字化工具在設(shè)計和仿真層面全面展開。
2.3 在市場競爭日益激烈的今天,為了達到時間、質(zhì)量、成本、服務(wù)、環(huán)境等多方面要求,必須以最短的時間、最好的質(zhì)量和最低的價格推出產(chǎn)品。采用虛擬樣機技術(shù)既可以減少模型樣機的試制,降低投入成本,又可以幫助學(xué)生在短時間內(nèi)掌握產(chǎn)品開發(fā)的全部過程。
2.4 虛擬樣機技術(shù)支持并行設(shè)計,便于設(shè)計團隊之間的溝通和交流,這也正是CDIO戰(zhàn)略重點強調(diào)的一種基本能力。
3機電一體化課程的CDIO架構(gòu)
CDIO強調(diào)學(xué)生的工程能力不是單純的理論知識或直觀的技能,而是兩者的有機融合,這對學(xué)生的創(chuàng)新能力、學(xué)習(xí)能力、對新技術(shù)的敏感能力都提出了更高要求。機電一體化技術(shù)的先修課程除了力學(xué)、模電數(shù)電等基礎(chǔ)課程外,還包括機械設(shè)計、微機與接口技術(shù)、控制工程等專業(yè)基礎(chǔ)課程,同期學(xué)習(xí)課程有單片機、可編程控制、機電傳動系統(tǒng)等。該課程有著鮮明的技術(shù)基礎(chǔ)和工程背景,因?qū)W時有限,包含的內(nèi)容較多,所以在教學(xué)中把握一個基本原則:了解機電一體化技術(shù)的發(fā)展動態(tài),掌握其核心思想和技術(shù),運用現(xiàn)代工程設(shè)計方法中的虛擬樣機技術(shù),完成機電一體系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計與仿真分析。基于CDIO的思想,我們對“機電一體化技術(shù)”課程教學(xué)分成三個部分:課堂講授、小組項目、自選實驗。
課堂講授。以教師主講形式進行,以傳授基礎(chǔ)知識。授課時采用模塊化方式對教學(xué)內(nèi)容進行了重新編排,側(cè)重于通過實例分析加深對重要知識點的理解。主要內(nèi)容包括:①概論模塊:主要講解機電一體化技術(shù)的內(nèi)涵、體系結(jié)構(gòu)、特點、發(fā)展趨勢、典型系統(tǒng)(本田機器人、大狗、數(shù)控加工中心)分析,學(xué)時數(shù)為4學(xué)時。②系統(tǒng)部件模塊:主要講解執(zhí)行裝置的工作原理、驅(qū)動方法、對比分析與選用原則;機械傳動部件的種類、特點、對比分析與選用原則;檢測裝置工作原理、特點、對比分析與選用原則,學(xué)時數(shù)為6學(xué)時。③系統(tǒng)集成模塊:主要講解單片機、PLC、接口電路結(jié)構(gòu)及特點,通過典型實例分析理解系統(tǒng)集成的內(nèi)涵與相關(guān)技術(shù),學(xué)時數(shù)為4學(xué)時。④系統(tǒng)控制模塊:主要講解機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計方法與步驟、系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型、現(xiàn)代控制方法簡介、典型反饋控制和狀態(tài)控制系統(tǒng)分析與設(shè)計,學(xué)時數(shù)為4學(xué)時。⑤虛擬樣機技術(shù)概論模塊:主要講解虛擬樣機的概念、原理、方法。通過典型實例領(lǐng)會基于虛擬樣機技術(shù)的機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計思想和方法,學(xué)時數(shù)為4學(xué)時。小組項目以3-5人為單位自發(fā)形成設(shè)計小組。該階段需要完成下述內(nèi)容。①項目調(diào)研:查閱資料,擬定項目范疇和設(shè)計內(nèi)容。②項目申報:功能、原理、創(chuàng)新性、可行性論證。③項目開展:制定研究計劃,分配設(shè)計任務(wù),選擇設(shè)計工具和仿真工具,開展項目設(shè)計。④項目匯報:提交項目日志、設(shè)計報告。在此期間,教師采取跟蹤方式對學(xué)生進行輔導(dǎo),每個階段項目小組都要作公開匯報,并且需要回答指導(dǎo)老師和其它項目小組提出的問題,及時改進,完善設(shè)計。小組項目部分不占用教學(xué)學(xué)時,教師和學(xué)生利用課余時間開展該項內(nèi)容。自選實驗階段,項目小組根據(jù)設(shè)計需要,可以提出自選實驗項目,用以加強對機電一體化系統(tǒng)典型部件和單元的理解與認識。該部分工作由實驗教師配合完成,學(xué)時數(shù)為10學(xué)時。
4課程考核與評價
學(xué)生的工程能力等素質(zhì)很難通過傳統(tǒng)的教學(xué)測試方法進行考核與評價。在CDIO模式下,課程的考核與評價不再是一個孤立的行為。在“機電一體化技術(shù)”課程中,我們根據(jù)課程教學(xué)的三個部分―課堂講授、小組項目、自選實驗分別進行測試,然后與學(xué)生討論考核與評價體系,綜合學(xué)生的意見,再適當(dāng)修正,盡可能做到靈活多樣。課程教授的理論部分采用傳統(tǒng)的試卷測試形式,小組項目部分根據(jù)學(xué)生的自我評價、公開匯報、虛擬樣機完成的質(zhì)量等情況進行綜合評價,自選實驗部分根據(jù)學(xué)生完成實驗過程中體現(xiàn)出的創(chuàng)新性、實驗內(nèi)容的連續(xù)性和執(zhí)行完成情況等做出判斷。
按照上述規(guī)劃,近幾年在我校機自專業(yè)進行了CDIO實踐教學(xué)活動。學(xué)生表現(xiàn)出極高的熱情,圍繞機器人、數(shù)控機床等設(shè)計主題共提交了眾多項目報告和虛擬樣機產(chǎn)品,許多項目小組還額外提供了自己開發(fā)的仿真控制程序。在參與同學(xué)中展開了問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn),多數(shù)同學(xué)認為課程項目對于幫助理解機電一體化系統(tǒng)非常有用。在問到課程項目是否有必要繼續(xù)在下一年級開展時,絕大多數(shù)同學(xué)認為應(yīng)該繼續(xù)開展。總體來看學(xué)生對該項活動抱有足夠的信心,提出了很多具體意見,如提前在低年級開展設(shè)計工具類項目,這樣可以在后續(xù)項目中有更多時間完成系統(tǒng)的仿真、分析、實驗驗證等深層次的設(shè)計內(nèi)容,提高設(shè)計質(zhì)量。
5結(jié)束語
機電一體化技術(shù)課程博大精深,具有內(nèi)容多、原理深奧的特點。根據(jù)國際工程教育CDIO理念進行教學(xué)實踐,既能使學(xué)生鞏固所學(xué)基本知識,抓住主次,又能鍛煉學(xué)生的觀察能力、設(shè)計能力、分析問題的能力、書面表達能力和交流能力,使學(xué)生的積極主動性得到最大程度的發(fā)揮。本文將CDIO模式引入到“機電一體化”的課程建設(shè)中,從教學(xué)理念、課程架構(gòu)、課程考核與評價等方面展開探討,為“機電一體化”課程的教學(xué)提供了新的思路,這些對于提高教學(xué)質(zhì)量和效果,培養(yǎng)學(xué)生的實踐與創(chuàng)新能力具有積極意義。
參考文獻:
中圖分類號:G642
文獻標識碼:A
文章編號:1004-4914(2015)08-242-02
前言
機電一體化系統(tǒng)設(shè)計這門課是一門關(guān)于農(nóng)業(yè)工程學(xué)科研究生教育的研究農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域里許多基本問題的核心專業(yè)基礎(chǔ)課程。研究生經(jīng)過對本門課的學(xué)習(xí)能學(xué)會如步進電機原理,運動控制方法,上位機軟件設(shè)計、機械系統(tǒng)設(shè)計等重要技術(shù)知識。本課程的開設(shè)不僅可以提高研究生的科研素質(zhì),為后續(xù)科學(xué)研究的進行提供必要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)。而且以往的教學(xué)過分強調(diào)理論教學(xué),僅有的實驗環(huán)節(jié)也大多是做的演示性實驗,本門課程教學(xué)實踐環(huán)節(jié)卻非常多,可以大幅度提高研究生學(xué)習(xí)的興趣和主動性、參與度,使教學(xué)目標不再難以實現(xiàn)。
一、教學(xué)現(xiàn)狀分析
對于現(xiàn)在的研究生教育,要求研究生不但要在專業(yè)技術(shù)知識方面有扎實的基本功,還必須具備團隊協(xié)作精神、動手操作能力、系統(tǒng)分析問題并解決問題的能力。為了更好地適應(yīng)當(dāng)前國內(nèi)迅猛發(fā)展的研究生教育水平,分析教學(xué)現(xiàn)狀,目前機電一體化系統(tǒng)設(shè)計教學(xué)主要存在以下問題:
1.授課方法簡單,以教師傳授研究生被動接受式教學(xué)模式為主,這種教學(xué)形式簡單死板,不能激發(fā)研究生的研究潛能、更不利于提高研究生學(xué)習(xí)興趣和調(diào)動其學(xué)習(xí)的積極性。
2.授課實踐環(huán)節(jié)較少,以理論知識講授為主,缺乏綜合性實驗,不能幫助提高研究生的動手能力。這種教學(xué)方式對研究生教育要求來說遠遠不足。
3.現(xiàn)有的教學(xué)模式達不到教學(xué)目的,不能提高研究生應(yīng)有的團隊協(xié)作能力、動手操作能力以及科研技能。因此,機電一體化系統(tǒng)設(shè)計這門課程急需改革,以便研究生能學(xué)以致用,提高自身綜合能力。
二、基于CDIO的教學(xué)改革方案設(shè)計
1.CDIO的基本思想。CDIO①(Conceive,Design,Implement,Operate)是美國麻省理工學(xué)院(MIT)和瑞典皇家工學(xué)院等4所大學(xué)聯(lián)合探索創(chuàng)立的工程教育理念,以構(gòu)思(Conceive)―設(shè)計(Design)―實現(xiàn)(Implement)―運作(Operate)理念開展基于工程項目全過程的學(xué)習(xí),著重培養(yǎng)學(xué)生全面的工程實踐能力。其指導(dǎo)思想是:以誠信、職業(yè)道德培養(yǎng)為基礎(chǔ),以工程設(shè)計任務(wù)為導(dǎo)向,以培養(yǎng)個人能力(實踐能力和終生學(xué)習(xí)能力)、團隊能力和系統(tǒng)的適應(yīng)與調(diào)控能力為主要目標,讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程②③。
《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計》是一門農(nóng)業(yè)工程學(xué)科課程群中最具專業(yè)特色的專業(yè)基礎(chǔ)課程,教學(xué)改革中,完全可以在相應(yīng)的教學(xué)中應(yīng)用CDIO的理念。
2.基于項目教學(xué)法的教學(xué)改革方案。在教學(xué)過程中打破原有的教師講授,研究生被動接受知識的模式,采用以項目為驅(qū)動的教學(xué)方法,增添師生通過共同實施一個完整的項目工作而有目標進行的教學(xué)活動。這種方式可以提高研究生的學(xué)習(xí)興趣,讓其有目標地自主學(xué)習(xí),進而很好地融入到有意義的任務(wù)完成的過程中,使學(xué)習(xí)變成一個生動有趣的事情。同時,研究生可以通過自己的實踐進行知識構(gòu)建和技能訓(xùn)練④,不再需要枯燥無味的重復(fù)就能理解并牢牢記憶理論知識。項目法教學(xué)流程圖如圖1所示。
(1)研究項目的確定。如圖1所示,在教學(xué)活動實施之初根據(jù)機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程的需要及參與本門課程學(xué)習(xí)的研究生人數(shù),由教師確定項目個數(shù)并進行分配任務(wù)。
(2)研究生分組。由教師主導(dǎo)根據(jù)研究生的不同興趣、個人擅長的特點及團隊合作需求,對研究生進行分組作業(yè)并選舉各組組長。
(3)討論項目目標和任務(wù)。由教師布置相關(guān)教學(xué)任務(wù),組長協(xié)助并組織組員進行項目內(nèi)容討論并確定具體任務(wù)目標,進而分配各成員任務(wù)分工。
(4)制定項目實施時間表。教師根據(jù)本課程的學(xué)時數(shù)和項目內(nèi)所包含的任務(wù)量,制定具體的項目實施時間表。
(5)講授項目實施規(guī)范與考核標準。項目實施前,教師專題講授項目實施規(guī)范與具體的相關(guān)考核標準,及研究報告的書寫規(guī)范。
考核制度采用百分制標準,其中項目研究占80%的分數(shù),其余20%教師根據(jù)組員的團隊合作情況酌情給分。
(6)項目實施階段。教師跟蹤各組研究的進展狀態(tài),項目實施過程中根據(jù)所遇到困難及問題的普遍性,組織專題討論或者進行個別組具體指導(dǎo),解決所出現(xiàn)的問題。本課程涉及的主要問題在于硬件系統(tǒng)搭建和上位機軟件設(shè)計部分。通過舉辦講座進行具體講解示范及解惑。
(7)項目結(jié)題階段。項目完成后組織答辯,各組需要準備好項目技術(shù)報告及幻燈片材料,由各組組長匯報項目流程,其他研究生成員分別負責(zé)答辯涉及具體問題的解答。答辯結(jié)束并完成后,教師會對課程進行綜合總結(jié)并給所有研究生打分作為最終成績。
三、教改方案實踐
基于本文的教學(xué)改革在佳木斯大學(xué)農(nóng)業(yè)工程學(xué)科2011級、2012級研究生及2013級留學(xué)生教學(xué)中實行了教改方案實踐,并取得了良好效果。
1.項目任務(wù)的確定。本課程主要講授步進電機、伺服電機的驅(qū)動原理、運動控制系統(tǒng)的設(shè)計與調(diào)試。以我校農(nóng)業(yè)工程學(xué)科2011級研究生課程為例,選修機電一體化系統(tǒng)設(shè)計這門課共有12名研究生,共計確定分為2組研究項目,每組人數(shù)為6人,研究項目表如表1所示。
期間開展的基礎(chǔ)知識講座內(nèi)容如表2所示。
2.項目實施時間表的確定。培養(yǎng)計劃中規(guī)定本門課程共計38個學(xué)時,其中理論學(xué)時占20學(xué)時,實驗占18學(xué)時。本次課程改革將全部學(xué)時用于項目開發(fā),教學(xué)過程中根據(jù)各組項目進展和需要,開展定向基礎(chǔ)知識講座,同時要求各組成員每兩周進行一次項目進展報告,每組每周開兩次組會,時間地點由各組自行商議選定,組長負責(zé)考核各成員績效并作詳細記錄。學(xué)生邊做邊學(xué),理論和實踐結(jié)合,教學(xué)效果非常好。
3.項目實施過程。在教學(xué)改革實踐過程中,全體參與教學(xué)改革的研究生體現(xiàn)出極大熱情投入到項目開發(fā)過程中,在學(xué)習(xí)中不但掌握了實踐技能,培養(yǎng)了科研素養(yǎng),還對自己即將從事的科研項目有了明確思路與方法。對研究生完成后續(xù)的碩士學(xué)位論文具有重要意義。
四、結(jié)論
本文打破原有的機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程教授式教學(xué)方法,在CDIO教學(xué)理念的指導(dǎo)下,進行了基于項目教學(xué)法的教學(xué)改革實踐活動并取得了良好的效果。具體總結(jié)如下:
1.CDIO理念在實踐性較強的機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程中的應(yīng)用符合教學(xué)規(guī)律,研究生學(xué)習(xí)方式由被動接受轉(zhuǎn)為主動探索,達到課堂與課間一致均能開展研究,教學(xué)效果良好。
2.研究生通過參與項目的討論研究,使其增強了團隊協(xié)作感,能夠各司其職,具有強烈的責(zé)任感,看到自己的項目科研成果也有巨大的成就感,這種教學(xué)方式有利于研究生科研素養(yǎng)、實踐技能、自信心的提高。研究生隨著項目研究的需要主動探索其他課程,學(xué)以致用,知識掌握牢靠。
3.項目教學(xué)法需對帶隊教師的水平有一定要求,教師額外的工作量核定、研制資金、必要的設(shè)備的支持,在教學(xué)方法改革的同時相應(yīng)的保障機制要隨之改革,才能達到良好教學(xué)效果。
4.本次教學(xué)改革產(chǎn)生的科研成果不但對我校研究生培養(yǎng)起到巨大提高作用,還對其他兄弟院校的研究生培養(yǎng)起到一定的借鑒意義,具有一定的推廣價值。
[基金項目:黑龍江省新世紀教育教學(xué)改革工程項目“地方高校課堂教學(xué)有效性的‘分析―策略―實施―評價’過程集成系統(tǒng)研究”(JG2014011044);黑龍江省教育科研“十二五”規(guī)劃2014年度課題“基于CDIO模式的卓越工程師培養(yǎng)中機械設(shè)計類主干課程改革”(14G134);黑龍江省高教學(xué)會重點項目“大類招生模式下機械類高素質(zhì)應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的研究與實踐”(14Z023)。]
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關(guān)鍵詞: 專業(yè);課程標準;國家職業(yè)標準;對接
Key words: major;curriculum standards;national occupational standards;docking
中圖分類號:G40 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)06-0251-02
0 引言
“教育部關(guān)于推進高等職業(yè)教育改革創(chuàng)新引領(lǐng)職業(yè)教育科學(xué)發(fā)展的若干意見(教職成[2011]12號)”指出:“要推行‘雙證書’制度,實現(xiàn)專業(yè)課程內(nèi)容與職業(yè)標準對接”。目前,我國高等職業(yè)教育已由以規(guī)模擴張為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐詢?nèi)涵建設(shè)、提高質(zhì)量為主。高職教育教學(xué)改革的核心是課程改革(主要體現(xiàn)在課程體系的重構(gòu)、課程內(nèi)容的選取、教材的開發(fā)及教學(xué)方法與教學(xué)評價的改革等方面),課程標準作為課程實施的依據(jù),它引導(dǎo)著課程改革的方向,因此,制定好每門課程的教學(xué)標準,對教師順利完成教學(xué)任務(wù),實現(xiàn)課程培養(yǎng)目標,提升教學(xué)質(zhì)量就顯得十分重要。
1 高職課程標準與國家職業(yè)標準的內(nèi)涵
1.1 高職課程標準 高職教育的課程標準是依據(jù)某專業(yè)人才培養(yǎng)目標的要求,以學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)技能的形成為重點,為教與學(xué)提供詳細指導(dǎo)而編寫的指導(dǎo)性文件。它是專業(yè)人才培養(yǎng)方案的具體化,是每一門課程教學(xué)過程的執(zhí)行規(guī)范,是管理與評價課程的基礎(chǔ)。課程標準包括“課程的性質(zhì)與任務(wù)”、“職業(yè)行動領(lǐng)域(典型工作任務(wù))”、“課程目標”、“課程內(nèi)容與要求”、“教學(xué)組織與實施”、“教學(xué)材料的編寫與選擇”、 “教學(xué)評價”、“課程相關(guān)資源的開發(fā)與利用”等內(nèi)容。
1.2 國家職業(yè)標準 國家職業(yè)標準是在職業(yè)分類的基礎(chǔ)上,根據(jù)職業(yè)(工種)的活動內(nèi)容,對從業(yè)人員工作能力水平的規(guī)范性要求。它是從業(yè)人員從事職業(yè)活動,接受職業(yè)教育培訓(xùn)和職業(yè)技能鑒定以及用人單位錄用、使用人員的基本依據(jù)。國家職業(yè)標準由勞動和社會保障部組織制定并統(tǒng)一頒布。國家職業(yè)標準要求對從業(yè)人員進行職業(yè)資格鑒定,將職業(yè)資格等級劃分為五級,分別對應(yīng)為初級工(五級)、中級工(四級)、高級工(三級)、技師(二級)與高級技師(一級)。由于國家職業(yè)資格標準中規(guī)定了具體崗位的一些基本要求,具有典型的行業(yè)特點,因而對高職教育課程標準的制定有很強的指導(dǎo)性。
2 在制定專業(yè)課程標準時應(yīng)遵循的原則
2.1 應(yīng)融入職業(yè)資格標準 高職院校的任務(wù)是為社會培養(yǎng)合格的高端技能型專門人才,因此在制定高職專業(yè)課程標準時應(yīng)引入現(xiàn)行職業(yè)資格標準中的中、高級工職業(yè)資格標準(代表現(xiàn)在的崗位要求)。
2.2 應(yīng)校企合作共同開發(fā) 通過聘請企業(yè)兼職教師與校內(nèi)專任教師一起聯(lián)合開發(fā)課程標準,所制定的課程標準不僅可以直接反映企業(yè)對人才的要求,保證課程內(nèi)容、教學(xué)手段及考核方法與企業(yè)實際緊密結(jié)合,為學(xué)生后續(xù)從事職業(yè)工作提供素質(zhì)、技能與知識儲備,還可以將其作為企業(yè)員工崗位培訓(xùn)的標準,通過專任教師開展社會服務(wù)對企業(yè)員工進行培訓(xùn),則給企業(yè)帶來了方便,可為企業(yè)節(jié)約培訓(xùn)成本。
2.3 應(yīng)便于開展工學(xué)結(jié)合 在制定課程標準時應(yīng)依據(jù)社會發(fā)展的需求和學(xué)生職業(yè)生涯的發(fā)展規(guī)律。課程內(nèi)容要體現(xiàn)主要職業(yè)行動領(lǐng)域的要求;課程實施要注重學(xué)校、企業(yè)雙線工學(xué)交替,推行任務(wù)驅(qū)動、項目式教學(xué),讓學(xué)生通過工學(xué)結(jié)合的方式完成一系列可以操作、學(xué)習(xí)和傳授的具體工作任務(wù),使學(xué)生能獲得與企業(yè)發(fā)展需求相一致的職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)能力。
2.4 應(yīng)明確具體,便于考核 課程標準關(guān)于工作過程知識的描述應(yīng)是企業(yè)技術(shù)交流和管理實施過程中通用的術(shù)語,應(yīng)明確具體,以便學(xué)生能與企業(yè)工程技術(shù)人員進行有效溝通,便于學(xué)生理解和掌握所學(xué)的專業(yè)知識與技能。所制定的課程評價標準應(yīng)便于對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果開展過程考核。同時,課程標準不能制定的過于寬泛,否則無法有效落實。
3 如何實現(xiàn)專業(yè)課程標準與職業(yè)資格標準的對接
3.1 課程體系設(shè)計應(yīng)與職業(yè)崗位對接專業(yè)人才培養(yǎng)的目標不可能涵蓋現(xiàn)在和未來的所有崗位,為提高人才培養(yǎng)的針對性,可按學(xué)生的職業(yè)生涯發(fā)展進程將崗位劃分為基本崗位、提升崗位和發(fā)展崗位。首先在課程體系的設(shè)計過程中要考慮如何按能力遞進實現(xiàn)課程設(shè)置與職業(yè)崗位的對接。如:機電一體化技術(shù)專業(yè)針對基本崗位設(shè)置了 “電工技術(shù)”和“電子技術(shù)”課程,課程標準與“電工”初級的技能與知識要求對接,也與企業(yè)對員工能勝任電工、電子產(chǎn)品安裝調(diào)試等崗位的要求對接;針對提升崗位設(shè)置了“機床電氣控制”和“PLC編程與應(yīng)用”兩門課程,課程標準與“維修電工”中、高級工的技能與知識要求對接,也與企業(yè)對員工能勝任電氣設(shè)備及系統(tǒng)的調(diào)試維護等崗位的要求對接。
3.2 選取的課程內(nèi)容應(yīng)與工作任務(wù)對接 課程內(nèi)容的選取一方面要堅持以職業(yè)活動(工作過程)為導(dǎo)向,以項目(工作任務(wù))為載體,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容(如機電一體化技術(shù)專業(yè)的“CAD/CAM應(yīng)用”課程,把電風(fēng)扇的外形設(shè)計作為一個項目,學(xué)生通過完成該項目所包含的機頭、扇葉、扇蓋等部件的設(shè)計及最后組裝,對所使用的三維設(shè)計軟件有了很好地掌握,表現(xiàn)出極高的學(xué)習(xí)興趣,感到非常有成就感。另一方面要按“分級別、模塊化”的開發(fā)思路將不同的教學(xué)項目組合成獨立的教學(xué)模塊,并按學(xué)習(xí)的難易程度和技能訓(xùn)練的復(fù)雜程度對模塊進行合理序化,形成柔性化的模塊結(jié)構(gòu)。如機電一體化技術(shù)專業(yè)將“數(shù)控機床操作與維護”課程,針對數(shù)控機床的操作、安裝、調(diào)試、維護和技術(shù)管理等典型工作任務(wù),設(shè)置了“數(shù)控車床、銑床的操作與維護”(A級)、“加工中心的操作與維護”(B級)二個項目,每個項目含若干教學(xué)模塊。B級供機電一體化技術(shù)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí),A級供相近專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)。
3.3 課程的教學(xué)過程應(yīng)與生產(chǎn)過程對接 將企業(yè)的工作任務(wù),引入到教學(xué)過程中來,并按照企業(yè)生產(chǎn)的實際要求,將企業(yè)的生產(chǎn)過程情景通過視頻傳輸?shù)秸n堂中,如果有合作企業(yè)的,可以切身的到現(xiàn)場去體會生產(chǎn)過程,進行現(xiàn)場教學(xué);有條件的學(xué)??梢赃M行專職教學(xué)和企業(yè)兼職教師聯(lián)合進行授課,發(fā)揮各自的長處,通過企業(yè)的工藝,質(zhì)量以及管理要求來進行教學(xué)行動,并做到教學(xué)和生產(chǎn)過程的對接。
3.4 課程的評價應(yīng)與社會評價對接 課程評價既要突出職業(yè)資格標準的導(dǎo)向作用,重視職業(yè)技能和綜合職業(yè)能力考核,將行為目標貫穿教學(xué)活動的始終,以強化學(xué)生規(guī)范行為的養(yǎng)成。在課程評價上,應(yīng)大力推行“雙證書”制度。職業(yè)資格證書主要針對提升崗位的要求,可幫助學(xué)生取得從業(yè)資格;學(xué)歷證書則主要針對基本崗位和發(fā)展崗位要求,可幫助學(xué)生掌握基本知識、技能,培養(yǎng)其終身學(xué)習(xí)的能力。即學(xué)生畢業(yè)時,應(yīng)達到中級工水平,以滿足基本崗位的工作要求;參加工作1至3年,應(yīng)達到高級工水平,能滿足提升崗位的工作要求;參加工作3~10年,應(yīng)達到技師水平或基層生產(chǎn)管理人員水平,以滿足發(fā)展崗位的工作要求。
綜上所述,在高職院校期間,不僅要求學(xué)生掌握到高等教育中所要求的理論知識,還要求具備一定的綜合能力,并做好學(xué)校教學(xué)與職業(yè)資格標準的對接,這是真?zhèn)€教學(xué)活動的關(guān)鍵。以職業(yè)資格標準為教學(xué)活動的培養(yǎng)目標,并對現(xiàn)行的課程體系和教學(xué)內(nèi)容進行改革,重視學(xué)生職業(yè)能力的培養(yǎng),使職業(yè)教育的教學(xué)質(zhì)量得到全面的提升。
參考文獻:
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)16-0174-02
一、引言
CDIO代表構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(Design)、實現(xiàn)(Implement)和運作(Operate),它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體,以工程設(shè)計任務(wù)為導(dǎo)向,以培養(yǎng)個人能力、團隊能力和系統(tǒng)的適應(yīng)與調(diào)控能力為主要目標,讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。CDIO強調(diào)在加強基礎(chǔ)教育的同時,關(guān)注工程實踐,加強實踐環(huán)節(jié),強調(diào)個人職業(yè)技能與人際溝通的技能并重;強調(diào)綜合創(chuàng)新能力,與社會大環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。國內(nèi)外的經(jīng)驗都表明CDIO的理念和方法是先進可行的,適合高校工科教育教學(xué)過程各個環(huán)節(jié)的改革。
山東理工大學(xué)是一所以理工為主的多科性省屬重點大學(xué),于2009年初成為教育部CDIO工程教育模式研究與實踐課題組試點工作組高校成員。機械電子工程專業(yè)是我校CDIO培養(yǎng)模式的試點專業(yè)之一。我們的改革目標是通過注重培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)工程技術(shù)能力,尤其是項目的構(gòu)思、設(shè)計、開發(fā)和實施能力,以及較強的自學(xué)能力、組織溝通能力和協(xié)調(diào)能力,吸收世界先進的工程教育理念,建立符合國際工程師認證的課程體系?!皺C電控制技術(shù)”、“機電一體化系統(tǒng)設(shè)計”、“機器人技術(shù)及應(yīng)用”是機械電子工程專業(yè)的三門主干課程,基于CDIO的培養(yǎng)理念,我們將這三門主干課程以機電項目為載體進行整合優(yōu)化,建立機電一體化課程群,與機械電子工程專業(yè)的培養(yǎng)目標是一致的,特別是對于學(xué)生創(chuàng)新精神和工程實踐能力的培養(yǎng)具有重要意義。
二、實施過程
將國際工程教育的先進教學(xué)模式“CDIO(構(gòu)思―設(shè)計―實現(xiàn)―運作)”融入教學(xué)過程,以機電項目為載體,制定了機械電子工程專業(yè)CDIO培養(yǎng)方案;確定以設(shè)計為導(dǎo)向的課程體系;制定機械電子工程專業(yè)基于CDIO理念的教學(xué)大綱;編寫相關(guān)的教學(xué)文件資料等。將“機電控制技術(shù)”、“機電一體化系統(tǒng)設(shè)計”、“機器人技術(shù)及應(yīng)用”三門主干課程進行整合優(yōu)化,建立機電一體化課程群,從課堂教學(xué)、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)等方面進行了改革。
(一)課堂教學(xué)方面
基于CDIO的培養(yǎng)理念,將機電一體化課程群的教學(xué)內(nèi)容先進行整合優(yōu)化?!皺C電控制技術(shù)”是機械電子工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課,主要以典型機電產(chǎn)品為載體,讓學(xué)生熟悉和掌握繼電器-接觸器控制電路的設(shè)計和PLC控制系統(tǒng)設(shè)計,培養(yǎng)學(xué)生對機電產(chǎn)品的控制系統(tǒng)進行設(shè)計的能力,為后續(xù)“機電一體化系統(tǒng)設(shè)計”、“機器人技術(shù)及應(yīng)用”兩門課程學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。“機電一體化系統(tǒng)設(shè)計”是機械電子工程專業(yè)的一門主要專業(yè)課,教學(xué)內(nèi)容主要以典型機電產(chǎn)品為載體,重點講述精密機械技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、伺服傳動技術(shù)、自動控制技術(shù)等在機電產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用,結(jié)合我校自行研制開發(fā)的三向移動重載教學(xué)機器人為實例講解,教學(xué)內(nèi)容具有針對性。培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)工程技術(shù)能力,為后續(xù)學(xué)習(xí)“機器人技術(shù)及應(yīng)用”和進行機器人的開發(fā)和設(shè)計打下基礎(chǔ)?!皺C器人技術(shù)及應(yīng)用”采用自編講義,綜合國內(nèi)外各種機器人的特點,選定自行研制開發(fā)的三向移動重載教學(xué)機器人為實例講解運動學(xué)、動力學(xué)、結(jié)構(gòu)建模、機器人軌跡規(guī)劃等內(nèi)容。
基于CDIO的培養(yǎng)理念,機電一體化課程群的內(nèi)容設(shè)計,避免了傳統(tǒng)教學(xué)中課程內(nèi)容重復(fù)問題,學(xué)生從“機電控制技術(shù)”課程中獲得機電產(chǎn)品設(shè)計中計算機控制模塊的設(shè)計能力,從“機電一體化系統(tǒng)設(shè)計”課程中獲得機電產(chǎn)品設(shè)計中機械模塊、傳感器模塊、伺服傳動模塊等設(shè)計能力,從“機器人技術(shù)及應(yīng)用”課程中獲得典型機電產(chǎn)品--機器人的系統(tǒng)設(shè)計能力。
改變傳統(tǒng)授課模式,課程群教學(xué)充分利用各種教育資源,采取課堂實物演示與實驗、多媒體技術(shù)、仿真技術(shù)現(xiàn)場演示等多種教學(xué)手段,從中穿插旨在培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力的機器人設(shè)計、調(diào)試等內(nèi)容。注意采用啟發(fā)式、討論式、課堂實驗式教學(xué),通過生動直觀多種方法手段并用,使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時,也學(xué)習(xí)分析問題,聯(lián)系問題,綜合運用多門課程知識,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維、立體思維、創(chuàng)新和解決問題的能力。
(二)實踐教學(xué)方面
基于CDIO工程教育理念,機電一體化課程群在實踐教學(xué)方面,以三向移動重載教學(xué)機器人作為項目對象,設(shè)計了機電系統(tǒng)設(shè)計與制造I、II、III三個綜合實踐項目。機電系統(tǒng)設(shè)計與制造I項目通過對教學(xué)機器人的解剖,掌握各個關(guān)鍵部件(包括機械系統(tǒng)組件和控制系統(tǒng)組件)的具體結(jié)構(gòu)和連接方式,進行初步的創(chuàng)新思維與產(chǎn)品構(gòu)思訓(xùn)練。機電系統(tǒng)設(shè)計與制造II項目通過團隊合作的方法完成機器人整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計。通過具體給定不同的設(shè)計參數(shù)和機器人操作任務(wù),由學(xué)生自由組成團隊,合作完成機器人各關(guān)鍵部件的詳細設(shè)計,要求每個學(xué)生獨立完成給定的局部O計任務(wù),并保證團隊內(nèi)部學(xué)生設(shè)計的各個部件之間的良好連接。機電系統(tǒng)設(shè)計與制造III項目通過團隊合作的方法對第I、II模塊確定的項目進行機器人控制系統(tǒng)設(shè)計。通過這樣訓(xùn)練,讓學(xué)生進行總體方案設(shè)計、機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、控制系統(tǒng)設(shè)計等,同時這些關(guān)鍵技術(shù)可以觸類旁通的用于其他相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計與制造。在每一屆學(xué)生中選擇設(shè)計較為出色的部分產(chǎn)品,進行實際加工制作,一方面是對學(xué)生的激勵,同時也可以作為以后學(xué)生的研究對象。由于最終的產(chǎn)品完全是學(xué)生自己設(shè)計,有利于學(xué)生掌握機電產(chǎn)品的構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(Design)、實現(xiàn)(Implement)和運作(Operate)整個過程,讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。
三、實施效果
整合優(yōu)化后以典型機電產(chǎn)品――機器人作為項目對象,貫穿于教學(xué)和實踐性環(huán)節(jié)。學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性提高,實踐動手能力增強,極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新精神,學(xué)生反應(yīng)很好。學(xué)生學(xué)完這幾門課程后,能完成項目對象的構(gòu)思、設(shè)計與開發(fā),所設(shè)計產(chǎn)品具備一定的開放性,便于拆卸和組裝,并且能夠進行二次開發(fā)。近幾年學(xué)生開發(fā)的產(chǎn)品參加全國機器人大賽和山東省機電產(chǎn)品大賽、山東省機器人大賽等都取得了很好的成績。
整合優(yōu)化后,老師們的講課質(zhì)量和講課效果都得到提高,有3名教師連續(xù)三年榮獲山東理工大學(xué)教學(xué)質(zhì)量獎;發(fā)表CDIO方面的教研論文3篇;申請專利18項;并成功申報山東省高等學(xué)校教學(xué)改革研究項目――“基于CDIO的機械類應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系研究與實踐”;還有“基于CDIO創(chuàng)新培養(yǎng)模式的新型移動機器人設(shè)計”、“基于CDIO的機電系統(tǒng)設(shè)計與制造第I模塊的構(gòu)思與設(shè)計”等6個CDIO項目獲得校級教學(xué)研究項目立項。
總之,基于CDIO的培養(yǎng)理念,將“機電控制技術(shù)”、“機電一體化系統(tǒng)設(shè)計”、“機器人技術(shù)及應(yīng)用”三門課程進行整合優(yōu)化,注重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和工程實踐能力,尤其是項目的構(gòu)思、設(shè)計、開發(fā)和實施能力,具有明顯的特色。