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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篇數控故障實訓總結,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。
關鍵詞 數控機床;日常管理;日常保養
中圖分類號TG659 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2013)91-0115-02
近年來,數控技術應用已成為國家技能型緊缺專業之一,市場對數控技術人才的需求也越來越大,但是從事此行業的人數增幅不大。國家為了應對機械制造行業中數控技能人才匱乏的現狀,提出了一系列“培訓工程”和“助學措施”。我們學校也根據自身特點、結合市場需要,于2007年開設了數控技術專業,六年來為滿足實踐教學,我們學校配備了現代化的數控實訓車間,建立了數控仿真實訓室。但數控加工技術精密,且后期維修費用較高,因此對其管理和維修要求嚴格,如何管理和保養好這些數控機床,使之更好地滿足教學需求,最大限度地發揮其優勢,已經成為各中職學校普遍關注的問題。
1教學用數控機床的特點
1.1教學用數控機床的應用
教學用數控機床是一種以教學實習為主的小型數控機床,專門用于職業院校教學。與工業生產大機床相比較,具有占用面積小,功能齊全,價格便宜,學生使用方便,教學使用和維護費用低的特點。教師通過實習教學工作,將學生的理論知識轉變為實操技能,從而熟練掌握。
1.2教學用數控機床的操作
中職學校教學用數控機床的操作人員均為青少年學生,他們多數是第一次進行機床的實踐操作,沒有實際經驗,很容易觸發一些不可控的因素,比如對刀不準、切削用量不合適、手動操作不熟練等而產生各種故障。
1.3后期維護和使用管理方式
很多學校教學用數控機床沒有配備專業人員進行日常管理和預防性維護,通常會在故障發生后維修,教師與學生不能及時辨識和處理故障初期狀態,等到發生嚴重故障,再尋求社會專業維修人員參與,大大增加了維修成本。
2數控機床在實訓教學過程中存在的問題
1)教學過程中學生操作階段故障較多,例如切削用量過大導致的打刀、崩刀,由于編程錯誤而產生的撞刀、由于手動操作錯誤導致的超程等現象經常發生,導致機床精度下降;
2)日常管理規范和制度不夠完善,對機床的維護缺少計劃性、目的性、系統性和預防性的管理與維護;
3)數控機床閑置過長會使電子元器件受潮,加快其技術性能下降或損壞。學校在假期不使用期間很少進行日常維護保養,也加速了機床的老化和故障的產生;
4)部分教師操作能力有限,責任心不強。過度強調以學生為主體,放松對學生的監督和管理,由此引發機床故障,直接影響正常的教學工作;
5)機床過度使用,疲勞工作。故障機床沒有得到及時維修,學生上課時間不合理、甚至出現沖突時,學校為了縮減教學成本,減少工位,多名學生共同操作一臺機床,教學效果不好,同時也增加故障產生的頻率。
以上原因均會導致教學用機床頻繁產生故障,不能發揮其應有作用,教師不能按照教學計劃完成實際教學內容,造成了增加教學成本,同時降低了教學質量。
3 結合教學工作實際提出改進意見和措施
3.1建立數控實習設備的維護保養制度
學校設專人對設備進行管理和維護,各實訓車間針對性地制訂日常維護保養制度。結合本校的實際情況,根據機床自身的特點,制訂出合理、規范的數控機床管理和維護制度。做到定人管理、定時維護。日常維護工作可以分為每天檢查、每周檢查、每學期檢查,對一些頻繁運動的元、部件,都應該作為定期的檢查對象。
3.2加強“雙師型”教師隊伍的建設
數控技術應用專業的教學、實訓具有技術與知識密切聯系的特點,因此要求教師不僅要具備扎實的理論基礎,還應有豐富的實操經驗和較強的動手能力。因此配備的人員必須養成勤學、善思、多實踐的工作習慣。打造一支理論實踐能夠完全對接的師資隊伍是管理和維護好學校數控實習機床的前提。
3.3加強教師在實訓期間的巡回指導
學生訓練時期間加強巡回指導,既能有效輔導學生,又能及時發現學生的不規范操作,有效地避免故障的發生。如學生在仿真實訓室對程序進行測試,確定程序無誤,利用軟件將程序上傳,進行單段循環,可以有效避免因程序導致的故障。
3.4及時排除故障,協調教學與維護工作的矛盾
靈活安排教學和維修,例如機床定期維修和常規檢查可以安排到假期、周末等課外時間。實習期間,機床一旦出現故障提示,說明已經處于非正常工作狀態。此時,應該根據故障提示編碼查詢機床手冊,對故障發生的原因進行科學地分析,及時排除故障。同時,實訓車間管理人員應保存機床維修記錄,以便日后查詢。
3.5定期對學生進行安全教育
教師在每次實訓開始時,均要強調操作安全的重要性。實習課題要包含嚴格的操作規程,并且讓學生養成嚴格按照操作規程進行實習的習慣,對違反操作規程的行為要及時批評教育,嚴重的給予停止實習。其次學生必須要完成編程檢查、仿真模擬、圖形模擬的步驟后才能進行實際操作,以防止產生打刀、崩刀、撞刀、超程等事故的發生 。
3.6 加強實訓車間的衛生清理
每次實習結束,應安排學生和相關管理人員進行機床的衛生清理。機床周圍環境臟、亂、差,以及粉塵太多,均可以影響機床的正常運行;如果不及時清理電路板污垢和過濾網,也可能產生短路現象和散熱不良,從而造成故障,所以必須定期進行衛生清理。
數控機床集計算機、自動控制、精密測量為一體。數控機床的管理和維護工作,要求教師全面掌握電氣、機械、編程、機械英語等多個領域的知識,具備豐富的實訓教學經驗和高度的責任心。同時學校在設備管理、教師管理上提供制度保障。這樣才能有效避免數控機床的頻繁故障和維修,從而保證教學質量的提高和育人目標的實現。
參考文獻
[1]方新.數控機床編程與維護.北京:高等教育出版社,1版,2007,5.
[關鍵詞]《數控機床故障診斷與維修》;課程建設;教學改革
一、國內《數控機床故障診斷與維修》課程建設的概況
(一)對該課程的重視程度不夠
目前,有為數不多的職業院校把數控維修作為一門專業來建設。將《數控機床故障診斷與維修》這門課作為一門專業選修課,是相當多職業院校的做法,他們并沒有把這門課放到足夠重要的位置上,這使眾多數控專業的學生僅僅懂得機床操作,而對維修仍然一無所知,這已經不能滿足市場對數控專業學生綜合素質的需要。
(二)有關該課程的研究很少
不少學校在安排《數控機床故障診斷與維修》這門課時主要還是理論教學,實踐環節安排的課時很少,也沒有非常優秀實用的教材,更缺乏對該課程教學模式的探索,非常不利于學生掌握數控維修技能。
(三)理論與實踐環節脫離
《數控機床故障診斷與維修》是理論知識難度大、實踐性強的課程,教學中理論和實踐都應該重視。長期以來,《數控機床故障與維修》課程教學理論和實踐分開,教學內容不能緊跟市場需求,教學方法和手段單一,背離職業教育強調應用性、實踐性、創新性的教學特點,不能適應當前制造業對數控人才所需技能的要求。理論與實踐課程脫節,學校環境和工廠環境反差大,所培養學生的維修技能無法適應企業的需要。
二、轉變觀念,積極開展《數控機床故障診斷與維修》課程建設
(一)轉變觀念,適應市場需要
課程建設應以適應市場需要為宗旨,以服務就業崗位為目標。課程建設應該與時俱進,不斷在深化教育教學體制改革中,適應市場變化的需要。學校教育的目的就是:“一切為了學生,為了學生一切,為了一切學生。”教育的目的就是為了培養適應社會需要的人才,為了這個目的,學校一切工作都應該服務于這個目的。我所在的學院以示范性建設為契機,全面實施教學質量工程,轉變觀念,以市場為導向,強化學生專業知識、人文素質、創新精神、實踐能力和健全人格的培養,建立產業、學校、行業一體的產教融合的合作辦學機制,創新人才培養模式。
(二)加強《數控機床故障診斷與維修》課程建設
隨著《中國制造2015》計劃的推進,我國由制造大國向制造強國邁進,企業生產中使用數控設備越來越普遍,數控設備的維護維修人員需求將呈現強勁增長的態勢。根據市場調研,企業所需數控專業人才崗位(群)分為以下幾個部分:數控設備的操作人員、數控設備的裝調人員、數控設備的維護維修人員以及其他工作崗位。數控專業主要崗位對應的職業能力有:數控機床的操作、維護;數控機床的安裝、檢測、驗收;數控機床的常見故障診斷與排除;普通設備的數控化改造。推進《數控機床故障診斷與維修》課程建設對培養高素質高技能的數控機床裝調與維修人員是非常有意義的。
三、推進《數控機床故障診斷與維修》課程改革與建設的有效措施
1.加強師資隊伍建設,特別是提高數控維修專業教師的理論和實踐水平,形成一支年齡結構合理、教學水平較高的高等數學課程教學和研究隊伍,從教學人員上保證課程建設的不斷深入發展。2.繼續完善教學大綱與授課計劃的修訂,使之更能適應高等教育從精英教育到大眾化教育的需要,使教學計劃和課程設置符合就業導向。3.教材建設(1)推進項目化教學和案例教學內容。以具體的案例或任務為載體編寫教學內容,充分發揮學生的主觀能動性。(2)建設立體化教材,把實踐性強的內容視頻化,知識點微課化。(3)不斷更新教學內容,緊跟市場需求。(4)適應學生需求,力求教材知識與趣味性一體。4.現代教育技術的使用(1)不斷改進教學方法和教學手段。教學手段應從過去傳統的黑板加粉筆的單一方法過渡到傳統方法與多媒體現代化教學手段相結合的綜合性方法,力爭開展多媒體授課。(2)建設課程資源庫,開發微課資源。(3)建設信息化資源課,使教學資源上網,充分發揮學生自學的主觀能動性。
四、以數控維修實驗臺的研究應用為契機,推進《數控機床故障診斷與維修》課程建設
筆者所在學校配合數控專業的示范性建設,投資60余萬元用于數控維修實訓中心建設。在數控維修實訓中心建設過程中,由學校教師根據本校學生特點,結合企業對數控專業學生的要求自主設計,自主建設實訓中心,不但使學校的數控維修實訓教學條件大大改觀,也鍛煉了教師的能力。數控機床安裝、調試與故障維修能力是數控技術專業核心的能力之一,在課程的設計上遵循以下理念:以工程應用為背景,以崗位職業能力培養為目標,以典型的工作任務為載體,構建完成崗位工作所需要的專業能力、方法能力、社會能力三位一體的教學內容體系;教學組織與實施是以學生為主、老師為輔的師生互動的過程,理實一體化的教學模式,課程標準以職業標準為依據,學生通過學習獲得與工作崗位一致的能力,把工學結合的思想貫穿在整個課程教學過程中。本課程嵌入數控機床裝調與維修工職業資格標準,理論聯系實際,以任務為學習載體,采用理實一體化的教學模式。以數控機床安裝調試與維修的過程為主線,設計學習情境,在學習情境內學生完成安裝調試與維修任務。根據教學內容的組織,設計相應的教學計劃。上述教學內容,學生在完成過程中,全部采用任務驅動的方式,在任務二和任務三實施過程中,學生在完成任務的過程中對遇到的問題可以查閱故障診斷手冊,可以通過手機APP上網查看知識點微課,學生完成任務書要由小組一起進行PPT匯報,對完成任務的情況進行匯報總結。以其中任務三中的一個子任務為例,教學過程如下表所示。在每次的教學過程中注意體現學生的主導地位,教師加以引導,報告完成后仔細進行討論、分析,目的是學生掌握技能。
五、結論
通過教學改革,教師因材施教,學生既能在輕松的環境中學習和獲取理論知識,也能鍛煉學生的操作技能,是對培養適應市場需求人才的教育教學模式的一種有益探索。
參考文獻:
[1]王道林,朱秀琳.機械制造基礎.工學結合特色課程建設研究[J].南京工業職業技術學院學報,2007(12):78-79.
[2]陳玉琨.課程改革與課程評價[M].北京:教育科學出版社,2001(6):l-8.
【關鍵詞】CDIO項目教學法 數控機床維修 教學 應用
【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】 A
【文章編號】0450-9889(2014)12C-0147-02
一、研究背景
當前隨著科技的進步和經濟的發展,我國的制造業正在進行升級換代,而數控機床作為先進裝備制造業的關鍵設備,已經在企業中得到了廣泛的應用。數控機床是以數控技術為核心典型的機電一體化設備,數控技術涉及多門學科,如機械制造技術、自動化控制技術、計算機技術、電子技術等。雖然數控加工大幅度提高了機械制造的精度和效率,但是由于數控機床體系結構復雜,發生故障后,對故障的檢測和維修比較麻煩,如果不能及時排除故障,就會影響生產,造成較大的經濟損失。這就對數控機床維修工的能力提出了較高要求。數控機床維修工主要從事數控機床的裝配、調試和檢修工作,一名合格的數控機床維修工不僅要有較高的數控技術的專業理論知識,還要具備分析、判斷故障,快速準確地維修好機床的能力。當前,多數數控機床維修人員來自高職院校,然而高職數控機床維修課程教學存在重理論輕實踐、理論教學和實踐教學分離的現象,學生的職業素質離企業的要求還有一定的距離。這導致了工廠企業招不到合適的數控維修工、數控專業畢業的學生難以對口就業的矛盾。對此,需要對高職數控機床維修教學進行改革與創新,探索學校、學生和企業都能共同參與、共同獲益的教學方法。CDIO項目教學法可以說是一種有益的嘗試。
二、CDIO項目教學法概述
CDIO是一種工程教育模式,它代表先進的工程教育思想,是國際工程教育改革的最新成果,是工程教育理念的繼承和發展。C代表構思、D代表設計、I代表實施、O代表運行。CDIO理念核心為“做中學”,它以真實的工程項目為載體,通過從項目構思到項目運行整個過程的訓練,讓學生在實際工程環境中學習專業知識和訓練職業技能,接受優秀企業文化的熏陶,養成良好的職業素質。CDIO項目教學法充分體現了現代教育的特點,它注重培養學生的工程系統能力、職業素質、創新能力和人際團隊能力。目前國內外多所大學引入CDIO項目教學法進行教學改革,都取得了良好的效果。
三、數控機床維修教學中CDIO項目教學法的應用程序
數控機床維修這門專業課程綜合性強,需要學生具備扎實的理論基礎和較強的動手能力,要開展好該課程的教學工作并不容易。在傳統的課程教學模式下教師按知識點循序漸進地組織教學,內容缺乏彈性,學生的學習比較被動,缺乏獨立分析和解決實際問題的能力。CDIO項目教學法是以項目為主線來組織課堂教學,將課程的培養目標融入項目教學過程中,通過規劃、設計項目,將整個課程體系有機地結合起來。該教學法的引入將枯燥刻板的課堂教學變成了生動有趣的實驗項目,可以充分調動學生的學習興趣,改變學生的學習方式,提高課堂教學的質量。
在數控機床維修教學中應用CDIO項目教學法,主要是根據CDIO教育模式的原理和要求,結合學校的實際情況,對數控機床維修課程的教學模式進行改革。主要圍繞理論和實踐相融合展開,按照CDIO大綱對課程體系的具體要求,以“項目構思―項目設計―項目實施―項目運作”為主線構建課程項目,實現課程理論知識和實踐技能一體化教學。課程開始之前,學生以4~5人為單位組成項目小組。在項目的構思階段,指導老師給學生講明項目的目的和任務,引導學生思考如何開展工作。在項目設計階段,項目小組的全體成員通過學習討論,設計出項目的實施方案。在項目實施階段,項目小組合作進行實驗,檢驗自己設計的實施方案。在項目運作階段,考評小組根據任務要求及項目開展的情況,對項目小組每位學生進行評價和反饋。
四、數控機床維修教學中CDIO項目教學法的實施路徑
(一)課程項目的構思
CDIO項目教學法在工程的背景下,以項目為載體實施課程,學生親身體驗項目實施的整個過程。課程項目要符合課程教學目標的要求,要與企業生產實際相結合,還要符合學生當前的實際水平。課程項目的開發最好由學校教師、企業技術人員及行業專家共同研討,按照課程相關的技能要求,結合企業實際工作任務,精選出有代表性的工程案例,依托真實的生產環境實施項目制教學,充分實施“做中學”的教學方法。
項目的構思首先要考慮如何將工程案例融合到項目教學中。在項目的選題上,盡量采用企業做過的項目。來自產業一線的項目既貼合工業生產的實際情況,又能保證教學內容與企業生產同步。也可采用與企業聯合開發具有市場價值的項目,在保證學生學習和訓練的同時,也實現產學結合。還可以讓學生參加開發一些簡單的課程項目或者引導學生自選一些有意義的項目。
根據職業崗位的要求并結合學校的實訓條件,筆者將數控機床維修課程的教學內容提煉為四個大項目,分別為:GSK980TA數控車床機械結構的拆裝與維修、FANUC0i數控加工中心系統的連接與調試、西門子802s數控銑床電氣系統故障的診斷與維修、數控機床PLC控制的應用與調試。根據課程項目的工作任務及包含的知識點,再把每個項目分解為若干個模塊,各模塊按照由易到難、由簡單到復雜、由淺入深的順序設置。數控機床電氣系統故障很多,以西門子802s數控銑床電氣系統故障的診斷與維修為例,將該項目歸納為開關故障診斷、主軸啟動故障診斷、機床坐標軸不移動故障診斷、刀架換刀故障診斷、伺服電機故障診斷等模塊。
(二)課程項目的設計
在CDIO項目教學法中學生是主角,指導老師要善于扮演好配角。圍繞確定的項目模塊,學生項目小組進行分析和討論,提出項目模塊的設計方案或解決問題的可行性辦法。以“刀架換刀故障”診斷為例。首先,分析故障現象?!暗都軗Q刀故障”可以分為“刀架換刀時不轉”、“刀架換刀時不停旋轉”、“刀架換刀時找不到刀架”等若干個故障現象。其次,分析故障產生的原因。指導老師通過提問的形式,啟發學生分析是機械故障還是電氣故障,引導學生思考機械故障、電氣故障的檢測辦法,指導學生查閱機械零件圖、電子零件圖、機床使用手冊等資料。最后,項目小組集體學習,運用課程的有關知識與技術,尋找處理故障的辦法。通過“頭腦風暴”、交流討論,項目小組形成統一的意見,撰寫和提交工作方案。在這個階段,學生獨立分析問題的能力、解決問題的能力、自主學習的能力得到了鍛煉和提高。
另外,也要重視CDIO實訓場所的設計與建設。傳統的實訓室功能簡單,不能滿足CDIO面向工程、理實一體化教學的要求。學校要通過校企合作,設計和建設開放式的教學工廠型實訓基地,把專業知識學習、職業技能訓練、生產加工、科技創新及社會服務結合起來。
(三)課程項目的具體實施
項目小組提交的工作方案是否能夠正確地排除故障,還需要通過實驗來進行驗證。例如,對“刀架換刀時不停旋轉”這個故障,在教師的指導下,項目小組根據工作任務進行分工,共同協作對機床進行機械部件拆裝、電子元件檢測、系統調試等。項目實施過程中,學生要繪制圖紙、編寫數控加工程序,記錄和整理實驗數據、撰寫實驗報告。通過反復實驗,逐一排除不可行的方案,最終找到正確的工作方案。項目完成后,指導老師要給學生講解故障的正確解決辦法,讓學生進一步理解故障的產生原因和檢測方法,還要幫助學生分析項目失敗的原因,指出項目實施過程中存在的問題和不足并指導學生加以改進。課程項目的實施過程體現了CDIO “做中學”的理念,學生邊做邊學,鍛煉了實踐動手能力、團隊協作能力,加深了對理論知識的理解,培養了工程的思維模式。
課程項目完成后,接著是項目的展示。安排以小組為單位進行答辯,項目小組要進行項目實踐演示,對項目工作方案的設計思路、故障原因、檢測與診斷的關鍵要素、實驗過程中遇到的疑難問題及實驗失敗的原因等進行匯報。答辯完后學生負責撰寫項目報告,總結課程項目的學習成果,分享心得和體會。
(四)課程項目的運行與評價
課程項目在學校的環境中運行有一定難度,學??梢耘c企業合作創辦校辦工廠,面向市場承接數控機床的維修業務,實現學習、工作、生產的有機結合。課程項目在社會的環境中運行,接受市場的檢驗,可以直接獲得客戶的意見反饋,有利于項目的不斷改進和提高。CDIO的評價方法重在學生的能力培養,以過程性考核為主,采用多元化的評價方法,全面考核學生的綜合職業能力??己说膬热莅ǎ簩W生的職業素質、個人能力、團隊合作能力、工程項目的完成效果等。課程項目的每個階段都有考核標準和考核成績,通過開展個人自評、小組互評和教師評價共同完成學生階段考核成績的評定,各階段考核成績按比例構成學生的課程綜合成績。
五、結語
在實施CDIO項目教學法的過程中,教師起著重要的作用。然而,目前高職院校部分工科教師缺乏產業經驗,CDIO能力不足。對此,各高職院校可考慮與企業建立人才共同培養的機制,邀請優秀的企業工程師到學校兼課和讓專業教師到企業兼職鍛煉。同時,課程項目教學實行雙導師制,由企業工程師和學校教師共同擔任課程的指導老師。此外,鼓勵教師和企業合作開展課題研究、技改項目、產品設計開發,不斷提升教師的工程實踐能力。
總之,CDIO項目教學法主要是以學生為中心、以培養學生的職業綜合技能為目標,通過項目來組織和實施課程,給學生以完整的工程項目體驗。數控機床維修課程實施了CDIO項目教學法后,學生的學習潛力被激發出來,學生親自動手拆裝機床,做實驗分析、檢測故障,設計維修方案和完成機床維修的工作任務。一體化的教學模式讓學生不再害怕數控機床維修抽象難懂的理論知識,每個故障的成功解決都會增強學生的自信心。通過CDIO項目訓練,學生的專業知識、實踐技能和職業素質提高很快,為他們今后的學習和就業打下了很好的基礎。
【參考文獻】
[1]查建中.論“做中學”戰略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究,2008(3)
[2]周美茹,沈春寶,紀春明.“教學做一體”的CDIO教學模式實踐[J].職業,2011(26)
[3]陳文杰,任立軍.新加坡理工學院基于CDIO模式的項目教學改革[J].職業技術教育,2009(35)
關鍵詞:數控教學 任務驅動 項目教學法
一、引言
隨著我國經濟全面與國際接軌,并正在成為全球制造業中心,我國制造業進入了一個空前蓬勃發展的新時期。由于數控加工技術是制造業中的一項關鍵迅速發展的新技術之一,在機械制造行業中具有重要的地位和作用[1]。然而,多年的培養結果表明:高職畢業的數控專業學生遠遠不能滿足制造業對數控專業技術人員的要求。鑒于此,數控課程及其教學模式改革勢在必行。
近年來,德國基于任務驅動導向的高等職業教育理論以及在此基礎上提出的“學習領域”課程建設方案,對中國高等職業教育領域產生了非常深遠的影響,并迅速成為我國專業建設、課程開發、課程建設及其教學模式實施的理論指南[2]。
二、任務驅動項目構成
基于任務驅動的教學模式打破了原有學科體系的束縛,它以工作過程為線索設置課程,以典型產品為載體設計學習任務,以職業能力形成為依據選擇課程內容。該模式將相關內容的理論教學和實訓教學整合成工作過程的項目任務內容,打破理論課與實踐課的界線,將理論和實踐教學融人學習任務中,做到掌握理論知識就是為了實際應用。
教師在教學過程前應根據教學目標將知識點和教學內容組合成項目形式,按照由易到難、由淺入深的順序排列各個項目并以項目任務書的方式下達給學生。
三、項目教學法內容及實施
1.項目教學法的具體內容
項目教學法的基本特征是以任務為主線、教師為主導、學生為主體。與傳統的教學法相比,項目教學法實現了三個轉變,即以教師為中心轉變為以學生為中心,以課本為中心轉變為以任務為中心,以課堂為中心轉變為以實踐操作為中心。簡言之,更注重以學生需求為本位,強調學生的實踐能力和完成任務的能力。
每個學習項目以企業真實任務為載體,以職業能力為目標組織教學內容。教學過程按資訊、計劃、決策、實施、檢查、評價六步法進行教學實施。
2.項目教學法實施
(1)項目法教學內容的設計
數控課程教學內容的確定應確保包含該門課程學習領域的所有內容;應確保在難度上有個循序漸進的過程;應確保項目符合地方經濟特色,具有典型性;應確保項目在教學中具有可操作性。在教學中以任務驅動為主,科學性原則為輔;以實踐的行動內容為主,理論的學科內容為輔;并在實踐的基礎上將獲得的過程性和陳述性知識內化為實踐能力。
以數控維修課程為例,依據上述原則,預設了如表一所示的5個項目,每個項目下包含若干子模塊。
表1.數控維修課程教學內容
(2)教學實例說明
下面以上述項目二的具體實施過程為例,介紹任務驅動的項目教學法在數控教學中的應用。
①資訊:要求學生閱讀項目任務書;分析故障現象;閱讀引導文案;查閱相關學習資料;分組討論數控裝置故障信息。
②計劃:要求學生根據現場調查記錄,擬定故障排除方案。
③決策:要求學生制訂故障排除流程方案,根據故障現象確定排故方法。
④實施:要求學生利用維修工具及儀器對數控裝置故障進行排除。
⑤檢查:要求學生檢查數控裝置正常工作狀態,在故障檢測結果報告單上填寫學生自己檢測的結果;小組交叉檢查、點評。
⑥評估:要求學生總結整個工作過程;完成小組總結報告;小組成果展示。
教師在學生任務實施過程中主要起到組織、引導、演示、提供所需資料及工具等作用,同時對于學生提出的疑問能夠隨時解答。
四、結束語
通過上述教學實例,不難看出采用任務驅動的項目教學法可以培養學生綜合應用知識解決問題的能力,訓練學生小組協作和團隊精神,在應用中學習,在實踐需要時學習,將理論學習和實際應用緊密地結合起來,提高學生對所學知識的內化程度,從而提高了教學效果和教學效率。
參考文獻
關鍵詞 電動刀架;電路調試;PLC控制;四工位;故障排除
中圖分類號TG659 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2012)72-0116-02
數控車床是集機械、電氣、液壓、氣動、微電子和信息等多項技術為一體的機電一體化產品,是提高制造業的產品質量和勞動生產率必不可少的重要手段,數控車床帶有自動換刀裝置,自動換刀裝置的功能就是儲備一定數量的刀具并完成刀具的自動交換。數控車床上使用的回轉刀架換刀是一種常見的自動換刀裝置。
1 車床四工位電動回轉刀架的工作原理
數控車床上使用的回轉刀架一般是立式的,具有四工位(裝有四把刀具)或六工位,由數控機床發出的脈沖指令進行回轉和換刀。對于使用回轉刀架的數控機床,在加工過程中,回轉刀架不但可以存儲刀具,而且在切削時要連同刀具一起承受切削力,在加工過程中要完成刀具交換轉位、定位夾緊等動作。
1.發信盤;2.推力軸承;3.螺桿螺母副;4.端面齒盤;5.反靠圓盤;6.三相異步電機;7.聯軸器;8.蝸桿副;9.反靠銷;10.圓柱銷;11.上蓋圓盤;12.上刀體
四工位電動刀架一般由電動機、機械換刀機構、發訊盤等組成如圖1所示,自動回轉刀架換刀具體的換刀動作如下:數控系統輸出換刀信號——PLC控制信號輸出(控制電路中繼電器-接觸器動作)——刀架電機正向尋刀開始——刀架抬起(螺桿將銷盤上升到一定高度)——刀架正轉(離合銷進入離合盤槽,離合盤槽帶動銷盤,銷盤帶動上刀體轉位)——檢測元件檢測到刀位信號——刀架電機開始反轉并鎖緊——刀架電機斷電——加工順序進行。
2 四工位電動回轉刀架的電路調試
目前數控車床刀架基本為電動刀架,電動刀架具有很多種類。以用霍爾元件檢測到位的刀架最為常見。圖2為刀架的電路控制系統硬件接線圖,刀架采用三相異步電動機驅動,刀架檢測采用霍爾元件。電氣控制為控制直流繼電器,繼電器再驅動交流接觸器接通三相交流電源,使刀架電動機正轉或反轉。
刀架在電動機正轉換刀,反轉鎖緊。刀架反轉鎖緊時刀架電機實際上是一種堵轉狀態,因此刀架電機反轉的時間不能太長,否則可能導致刀架電機的損壞。刀架上每一個刀位都配備一個霍爾元件。霍爾元件的常態是截止,當刀具轉到工作位置時,利用磁體和霍爾元件導通,將刀架位置狀態發送到PLC數字輸入,通過PLC的數字輸出,控制直流繼電器,繼電器再驅動交流接觸器接通三相交流電源,使刀架電機正轉或反轉。
3 四工位刀架的PLC控制
由數控裝置和可編程控制器協調配和完成對數控機床的控制,數控機床上應用的PLC有兩類:“內裝型”(Bulid-in Type)PLC和“獨立型”(Stand-alone Type)PLC,現在使用的PLC以內裝式居多。可編程控制器主要負責完成與邏輯運算有關的一些動作。
刀架的順序控制是由PLC通過對刀架的全部I/O信號( xs10、11和xs20、21)的掃描,進行邏輯處理及計算來實現的,為了保證手動換刀和通過T指令進行自動換刀這兩種換刀方式的正確性,在系統中設置一些相應的PMC參數來進行保證,手動換刀是用按鈕啟動的,自動換刀是用T指令觸發的,換刀動作、延時控制時間及相應的參數設置如下:
1)刀架電機接收到PLC相應信號后正轉,正轉有一個最大時間(一般為8s),在參數設計時有一個參數保證,用P2--換刀超時時間來保證;2)霍爾元件檢測到所選刀位的有效信號后,停止刀架電動機,并延時(100ms),此時間控制用P4—正轉延時時間來控制;3)延時結束后刀架電動機反轉鎖死刀架,并延時(600ms), 此時間控制用P3—刀具鎖緊時間來控制;4)延時結束后停止刀架電動機,換刀完成。
在設計PLC時,還要考慮機床整體安全互鎖方面的因素,主要有以下幾點:
1)刀架電機在正轉時不能反轉,此在軟件也設計就會與硬件互鎖相呼應,起到雙重互鎖的作用;
2)數控機床出現急停、限位、進給驅動報警或主軸報警時都要禁止刀具的換刀動作;
3)刀架電動機長 時間旋轉(如8s),而 檢測不到刀位信號,則應給停止刀架電機,防止刀架電機被損壞并應報警提示;
4)刀架電機過熱報警時,停止換刀過程,并禁止自動加工。
按照以上的換刀的動作和互鎖要求,根據圖2的硬件接線圖中的接線設計和圖3的換刀流程圖,進行四工位刀架的PLC控制。PLC程序按定時循環掃描的方式執行,與換刀相關的程序掃描周期為16ms,用plc1_time表示。程序中利用這一點實現定時(延時)功能。
需要說明的是,在系統的PMC參數中,可以通過修改參數值的方法來改變各個時間的設定的值,在調試時可以進行方便的設置和修改。
4 四工位刀架常見故障及排除方法
現以數控車床上常見的四工位刀架為例對數控機床刀架典型的各種故障現象加以分析,確定其排除方法,其它類型的刀架,雖結構、尺寸、元器件型號等各有差異,但故障原因大多雷同,也可參照此法排除。
數控車床的刀架是一個典型的機電一體化的自動化機械,對于刀架的故障檢測和分析,要有綜合整體的概念,既要耐心細致的分析電氣故障又要分析機械故障,必要時,要綜合的進行逐個排除,并要認真地進行經驗的總結和概括,為以后的故障的診斷和排除積累經驗。
參考文獻
[1]韓鴻鸞,榮維芝.數控機床結構與維修[M].北京:機械工業出版社,2004,8.
[2]蔣洪平.數控設備故障診斷與維修[M].北京:北京理工大學出版社,2006,8.
[3]黃衛.數控機床與故障診斷技術[M].北京:機械工業出版社,2014,8.
[4]楊克沖,陳吉紅,鄭小年.數控機床電氣控制[M].武漢:華中科技大學出版社,2005,1.
[5]數控車床綜合實訓系統使用說明書及實驗指導書.
數控機床是一種高自動化、高效率的機電一體化設備,是企業間角逐的關鍵性資本。若不希望該資本一瞬間出現大幅度貶值,必須正確且合理掌控它。正確操作或使用數控機床,能夠防止機床非正常磨損,避免一些突發性故障。同時,及時且精心做好數控機床的日常維護與保養,可使設備的利用率得到充分保障。但是,絕大多數技工院校的數控專業教學可能側重的是數控機床的編程與加工,而對機床維護與保養不夠重視,這極有可能造成數控機床的維護保養和實訓操作兩者間的不和諧,不統一,另外極少有學校配置專職的數控機床維護與保養人員。因此,為了真正發揮數控機床的優勢,必須正確處理這個矛盾,合理安排教學環節,構建體現技校生培養目標的全新理念。
一、在教學環節中合理滲透數控機床的維護與保養概念
有些數控機床的使用效益得不到有效保障,有部分原因就是其日常的維護與保養工作不到位。因此,在整個實訓操作過程中,需要讓學生清楚機床維護與保養的必要性和重要性,實訓指導教師在這方面的引導和實時性督促是舉足輕重的。因為培養學生養成某種職業素養或習慣要遠遠難以教會學生某項操作技能,習慣養成宜早不宜晚。對于初次接觸數控機床的操作者(本論文中主要指學生),可能最大的好奇心在零件的編程與加工上,缺乏基本的機床維護與保養意識。譬如,有的學生認為工件做合格就達到要求了,機床保養與否根本不重要。還有的學生認為好幾個同學一起用此設備,要維護也一起做,為何要我獨自去“伺候” 呢?基本的職業崗位責任意識淡薄。種種不當的想法最終導致機床的維護與保養工作陷入無人問津的境地,重擔無形中就壓到了實習指導教師身上。
那么,如何擺脫上述的困局呢?在學生真正操作數控機床之前,我們實訓指導教師必須向其灌輸一種思想――數控機床能否達到加工精度高,產品質量穩定,提高生產效率的目標,不僅取決于數控機床本身的精度和性能,很大程度上也與操作者在實際使用中能否正確地對數控機床進行維護與保養密切相關。唯有堅持做好它,才能延長元器件的壽命和機械部件的磨損周期,爭取機床長時間的穩定工作,也才能充分發揮數控機床的加工優勢。在整個實訓練習過程中,若某一環節出現停滯或空擋無人關注,很可能會以小失大,甚至造成更嚴重的后果。
二、采用新穎的教學方式幫助學生樹立崗位責任意識
作為技工院校,向社會輸送一批批專業技能過硬的技術工人是整個人才培養方案中的一項重要指標。但與其同時,不能搞片面教學,在注重技術過關過硬的基礎上,更為關鍵的是制定切實可行的機床維護保養制度,從而培養學生的崗位責任感,培養學生的安全操作規范意識,培養學生嚴謹的勞動紀律和態度。
技校生由于其特殊的知識背景和個性特征,若采用常規的說教方式傳達這些規章制度,很有可能會使其流于形式而無法真正落到實處,反而悖于最初的制定目的。作為主要的培養者,我們實訓指導教師必須因人而異、因班而異地選用樂于學生接受的教育方式。比如,事先編寫一些有關機床維護保養的小冊子或順口溜,并配上簡單示意圖,讓學生愿意去接觸,愿意去理解、掌握和記憶這些小冊子上或順口溜中提到的要點。另外,在一定范圍內下放給學生足夠的自由權力,而教師在這過程中則扮演督促和提意見的角色,讓學生自主選擇自己的組長及組員,確定組內各人的責任(包括各自維護保養的環節)。讓學生在操作過程中,經常性采用類似中醫的“手段”――望、聞、問、切等;讓學生慢慢自發地把數控機床當成自己的“好朋友” 或自己最重視的物件一樣呵護有加;讓學生學會總結(不足和成功的經驗),學會相互商討,學會思考分析問題,從而使學生綜合職業素質得到提升。
總之,沒有固定模式的教學方式,也沒有所謂的最佳的教學方式,唯有最適應學生的教學理念才是可行的,值得推廣的。
(作者單位:江蘇省常州技師學院)
關鍵詞:數控機床 電氣維修 維修技術 故障排除
中圖分類號:TG502 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)10(a)-0056-01
由于數控設備是從普通機床發而來的新技術,所以在職業學校里,專業技術人員相對比較缺少。數控機床本身又是一個很好的機械和電氣自動化高度結合的設備,因此更需要有較高專業素質的人員來維護和維修。下面僅將筆者的一些經驗和行業內其他專家的意見歸納整理如下,有不足之處還請指正。
1 數控機床的維護
近些年職業院校隨著社會的發展和需要才建設和完善了數控技術專業,有了數控車間和數控設備,所以職校里的數控設備大多數都為新設備,并且校園里設備的使用時間遠遠小于工廠設備的運行時間,因此,校園里的設備故障率不會太高,前期主要靠我們平時的維護與保養。
1.1 維護維修人員基本要求
數控設備技術先進、結構復雜是高級機電一體化產品,因此,對維護維修人員要求較高,維護維修工作的質量就取決于維護維修人員的素質,所以要求維護維修人員具備以下條件。
(1)維護與維修人員要有強力的責任心和良好的職業道德,必須做到每次維護維修時認真做好詳細記錄(如部件的變更、參數的修改等),以便后邊再次維修有據可查。
(2)具備一定的專業知識既要懂機床工作原理(包括檢測技術、液壓知識和計算機知識)又要懂機械和電工電子技術。最好經過數控技術方面的專業培訓(這些年在職校開展的省培和國培就不錯)。掌握PLC、伺服驅動和數字控制的工作原理。
(3)具備一定的數控機床操作水平,能夠獨立操作和編制簡單加工程序,為維修調試機床和試加工做準備。
1.2 資料的準備
數控設備都會自帶相關的操作說明書、電氣說明書、機床使用說明書、編程說明書和CNC方面的資料等,我們維護維修人員要做好資料的保存和維修記錄等資料的添加工作。
1.3 日常維護
不同的機床有不同的要求,但日常維護有一定的共性,主要內容如下所述。
(1)開機使用前,先檢查設備的系統,及時添加或更換脂和油,是設備機械運動部分保持良好,降低磨損。
(2)定期檢查各電氣部件連接是否正常,各線有沒有老化、脫落或破損。保持電氣柜的清潔,及時清洗或更換過濾網。
(3)定期檢查超程限位功能。主要是硬超程,限位開關失效或有雜質進入導致觸頭不能正常彈出或壓下,因此,不能正常發出到位信號;或限位塊螺絲松動導致位置偏移或脫落,使機床的限位保護失效。軟超程主要是參數設置位置,處認為更改外一般不會被改變,它經常也作為硬保護后的第二到限位保護。
(4)及時更換存儲器電池。一般一年需更換一次(注意在通電狀態下更換),來保證斷電情況下機床數據的存儲;或有些機床在不經常使用時,需要定期通電,一方面使電氣通電自發熱驅趕潮濕;另一方面同時可以給記憶電池充電,保證數據不被丟失。在校園里尤其是寒暑假,要保證設備定期通電,否則一些電子元件容易損壞。
(5)為了保證機床的加工精度,我們還需要定期對機床的水平進行測試和調整,否則常時間更容易使機床自身發生扭曲變型,導致精度下降,我們學校這個工作定期發到暑假結束后和開學前,不影響正常的教學使用。
2 數控設備的維修
數控設備主要分機械維修、電氣維修和CNC系統維修三部分,在校辦公廠,有了以上的細心維護,系統自身的故障應該非常少,我們主要研究機械故障和電氣故障的維修。
2.1 機械故障維修
數控機床機械運動主要有主軸的主運動和刀架的進給運動。
(1)主軸主要靠動力電機帶動主軸箱里的多級變速齒輪給主軸輸出旋轉動力的,一般問題不大,如開機啟動主軸有異常聲響和無動作時需要及時停車判斷問題所在??蓮倪@幾個方面排:確定電機正常后首先判斷是否掛好檔位確認是否在空檔;其次檢查有無異物掉入卡在變速齒輪上使之無法正常工作(有一次我們的數車就是因為換檔手柄上的一個銷子脫落卡住了齒輪,導致無法換檔、無法啟動主軸);再次檢查有無齒輪松動脫落或打壞掉,要及時給予定位安裝或更換配件;有時候卡盤也會有異響,多數是因為卡盤內側固定卡盤內部的螺旋盤螺紋的螺絲松動導致間隙過大,出現來回碰壁的響聲,卸掉卡盤給予擰緊固定可解決問題。
(2)刀架的機械問題多在于無法移動、無法進給或定位偏差過大和換刀不動或換刀不到位的問題。我們主要檢查絲杠是否彎曲變形、阻力過大(在急停狀態可用有轉動感覺)或有異物卡??;定位偏差過大可檢查是否負重過大、絲杠磨損嚴重或在參數里調整絲杠的反向間隙(只可微調);刀架換刀機械問題一般為也為阻力過大或有卡死現象,用內六角扳手轉動伺服電機軸可判斷刀架旋轉動作是否暢通,如果阻力很大或卡死,則需調整刀架內部安裝間隙和檢查有無異物。
2.2 電氣故障維修
電氣故障的維修主要根據故障現象、報警提示和電柜各信號燈的有無發亮或顏色來判斷短路、斷路、確向、缺信號和電子元件設備等壞掉。這需要我們有一定電工電子水平、識圖水平和檢測設備的使用水平(如萬用表等)。因為校辦公廠同樣型號設備不止一臺,我們可通過對比法、交叉換位法等來尋找問題點。一般多為缺少某各信號,是由于信號線接觸不良、斷掉、繼電器壞掉或保險跳掉所導致;如果交叉換位后發現是驅動器或主軸變頻器壞掉,那最好是找專業維修人員維修或反常更換。總之電氣維修后要經過多次反復檢查確認后方可通電試驗,以防出現更大的問題或短路。
3 結語
數控設備在職校屬于昂貴設備,需要有專業人員維護和維修,這對于我們這些一線專業教師來說是個挑戰同樣也是個機遇,希望我們能夠多實踐多總結,我們一定能夠主要依靠自己的力量,把數控機床修好、用好、管好。
關鍵詞:崗位信息技術職業能力;高職院校;信息素養;信息技術工具
中圖分類號:G642 文獻標志碼:A 文章編號:1673-8454(2016)15-0018-05
一、引言
教育部在《教育信息化十年發展規劃(2011-2020年)》關于職業教育的部分指出,創新教育內容,促進信息技術與專業課程的融合,著力提高教師運用現代信息技術的能力和學生的崗位信息技術職業能力。
崗位信息技術職業能力是指崗位工作中使用信息技術解決問題、提升效率的技能和素養,即學生在未來的就業崗位上基于信息技術素養,使用相關工具解決工作中遇到的問題,及學習新技術、完成工作任務的能力。所有完成特定崗位工作所需的信息技術能力都屬于此崗位的崗位信息技術職業能力。
我國信息能力建設相關研究起步較晚,2005年完成了《北京地區高校信息素質能力示范性框架研究》[1]。近年來,越來越重視信息技術能力的培養,但信息技術教學普遍沿用傳統教學方法,開設文獻檢索、計算機應用等課程。相關研究主要集中在如何有效開展信息技術課、如何利用信息技術提高某課程的教學質量上,研究的對象多為中小學生和普通高校大學生。對高職院校學生信息技術能力培養,尤其是崗位信息技術職業能力培養的研究是一個嶄新的課題。
二、高職院校崗位信息技術職業能力培養機制的構建
1.培養目標
高職院校學生崗位信息技術職業能力培養的總體目標就是使受教育者具有在崗位工作中使用信息技術解決問題,提升效率的素養和技能,可以分解為兩個部分:第一,具備信息素養。具體包括:需求確定及表達能力、信息檢索及獲取能力、信息評價及處理能力、信息組織及創新能力和信息利用及交流能力等方面。第二,掌握信息技術工具的使用。包括信息檢索工具、信息獲取工具、信息交流工具(即時通訊工具、信息和交流工具)、信息組織和處理工具、信息分享工具等。
根據高職學生的特點及教育的規律,高職院校學生崗位信息技術職業能力的教育目標可以分成兩個層次:第一個層次為崗位通用信息技術職業能力培養,主要是普及性的大眾教育,學習和了解基本的信息技術知識,掌握常用信息技術工具的使用,是崗位信息技術職業能力培養的基礎階段。第二個層次為崗位專用信息技術職業能力培養,針對具體專業學生展開的崗位信息技術職業能力教育,目的是使學生具備解決專業問題和專業學習所需的信息素養,掌握常用專業信息技術工具的使用,是崗位信息技術職業能力培養的核心階段。
2.培養機制
(1)建立多層次、立體化的崗位信息技術職業能力培養課程體系
崗位信息技術職業能力是學生職業能力的重要組成部分,并對其他職業能力的形成起促進和推動作用,必須得到重視并作為崗位能力的一部分加入到專業人才培養方案中去,建立以工作過程為導向的課程體系。
崗位通用信息技術職業能力的培養要突出通用性、普及性、實用性等原則。講解和學習工作和生活中必須掌握的信息技術基礎知識,使用頻率高的工具軟件、最常用的信息技術檢索、獲取、處理、交流、分享方法等,對教學承擔單位沒有特別要求。中山職業技術學院基礎教學部承擔全院通用信息技術能力培養課程――“計算機應用基礎”的培養任務,學習操作系統、網絡實用基礎知識,文字處理軟件Word、Excel、PPT,信息搜素工具Baidu的基本用法,常用文件上傳、下載軟件使用方法,并通過QQ、微博等信息交流工具進行答疑,通過電子郵箱提交作業,通過QQ空間、博客、微信等將分享優秀作品?;诓糠謱W生信息技術基礎較好,已具備基本信息素養,掌握基礎信息技術工具的使用,全校舉行信息技術應用基礎能力考試,對于通過的學生,允許其免修信息計算機應用基礎。此外,還開設了圖形圖形處理、動畫制作、視頻錄制及剪輯等課程供學生選修。
崗位專用信息技術職業能力的培養要突出專業特色,將崗位信息職業能力的培養與專業課專業實踐深度融合。聘請行業、企業專家與專業教師一起對崗位工作過程所需的信息素養和信息技術能力進行分析,堅持以就業為導向,以崗位信息技術職業能力為核心,以崗位工作過程的具體環節為主體的原則,提煉出某崗位群必須具備的崗位信息技術職業能力標準。對某崗位群高職院校學生工作的情況進行分析、統計,得出高職院校學生崗位信息技術職業能力方面存在的主要問題,明確培養工作的重、難點。對分析結果進行分解、整合到具體的專業培養課程和實踐中。
在崗位專用信息技術職業能力的培養方面,對于專業常用、功能多、操作復雜的軟件,開設單獨的專業課程;將內容分散,需要結合專業案例,循序漸進,多次訓練才能形成的崗位信息技術職業能力的培養融入其他專業課的教學和實踐教學中。例如中山職業技術學院數控專業,開設“機械制圖與測繪”課程,學習AutoCAD軟件,而CNKI搜索、專業論壇發帖、百度專業搜索、搜索引擎排錯、模擬仿真等內容融入專業其他課程和實訓中進行學習。
在崗位專用信息技術職業能力的培養方面,對于一些專業表現突出,實踐能力強,具有獨立鉆研精神,創新精神的學生要進行崗位信息技術職業能力的深入培養,培養其利用信息技術工具完成探究性工作及創新創業的能力。選拔專業表現突出的學生進入校企合作工作室,校中廠、廠中校,利用校企合作項目,由專業教師和企業導師通過專題講座、項目指導等方式,輔導包括外文網站檢索、外文學術期刊檢索、專業復雜軟件工具使用等信息技術能力。此外,還建議學生選學圖書館開設的信息技術與檢索課程,增強信息技術學習的專業性與深度。中山職業技術學院數控專業,大二下學期選拔學生進入校企合作工作室,一方面通過校企合作項目提高其專業實踐能力,一方面定期通過專題講座等方式進一步提高其崗位專用信息技術職業能力,為高層次就業和創業做好準備。
崗位信息技術職業能力培養課程體系中的所有課程,內容的選擇都必須遵循夠用、易用、實時的原則。所謂夠用是指教學活動中涉及的信息技術內容必須能夠滿足學生在解決專業問題、專業學習中對于信息技術職業能力的需求。易用是指在信息技術應用效果相同或相近情況下,選擇易于學生掌握的方法或內容。例如,功能相同的情況下,選擇操作人性化的軟件產品。實時是指信息技術培養的內容緊跟信息技術的最新進展,與時俱進的增添信息技術新內容,升級軟件版本等。
(2)崗位信息技術職業能力培養與專業實踐教學緊密銜接
建構主義認為,認識是以原有的知識為基礎,在主客體的相互作用中,通過人的實踐建構而成的[2]。經驗是在實踐中總結、提煉形成的。通過課程學習奠定的崗位信息技術職業能力,需要通過配套的實踐實訓體系進一步強化和提高。實驗和實訓對崗位信息技術職業能力的形成和強化有不可替代的重要作用,為了完成實踐項目,學生必須借助信息技術工具去查找資料,補充學習新知識,利用計算機仿真實驗等,在這個過程中,信息技術職業能力逐漸強化、提高。
學校層面,面向全體學生通過定期舉辦信息技術能力大賽,組織信息技術社團,開設信息講座等方式提高學生學習興趣、引導學習方向。中山職業技術學院非常重視學生崗位信息技術職業能力的培養,每年至少舉辦一次全校規模的信息技術能力大賽,如網頁大賽、院徽、系徽設計大賽,招生簡章設計大賽等,通過大賽提高學生信息技術的熱情、自學能力、科學思維能力、創新能力。學院還組織計算機社團,為對信息技術感興趣的同學提供學習、交流的平臺。
各教學系部依據自身特點建立配套實踐實訓體系,通過競賽、校企合作項目、科研項目、技術服務等方式保障崗位信息技術職業能力培養效果。中山職業技術學院數控專業在學院的支持下配套了完整的實驗實訓體系,建立了以實訓教學中心、校企合作中心、技術服務中心為核心的階梯式實驗實訓體系。實訓教學中心承擔實訓課程教學任務,包括:專業核心課程配套的實驗實訓課程,實操類課程、畢業大作業,實訓課程由實訓教學中心有豐富企業工作經驗的老師承擔教學任務,采用教師主導、學生主體的方式完成,面向全體學生培養崗位專用信息技術職業能力;校企合作中心下設多個校企合作工作室,每學期從大二、大三選拔學生參與企業實際項目,由專業教師和企業導師共同帶領學生完成項目,采用教師輔導、學生主體的方式完成;技術服務中心負責頂崗實習課程并組織學生承擔對企業的技術支持,進入校企合作企業進行實際工作鍛煉,由教師聯系,學生主體完成。校企合作中心、技術服務中心面向專業優秀學生,深入培養崗位信息技術職業能力。數控專業積極探索“以賽促教,以賽促學”的教育教學方針,組織學生參加各種級別的職業技能大賽并獲得良好成績,例如,2013、2014年連續獲得全國職業技能大賽廣東省賽一等獎、國賽二等獎;2015年獲得省賽一等獎,兩個國賽一等獎的好成績。鼓勵教師帶領學生申報科研項目,科研項目的資金支持可起到很好的催化作用,最大程度地調用教師和學生的積極性。
經過專業課程、實驗實訓課、畢業大作業、頂崗實習、校企合作工作室、企業技術服務、技能大賽完整學習、實踐體系的培養、鍛煉,數控專業各個層次畢業生的崗位信息技術職業能力、技術能力、社會適應能力、自學能力、創新能力都得到了良好的發展與鍛煉,深受企業好評。
(3)崗位信息技術職業能力教育與專業課程深度融合
將崗位信息技術職業能力的培養與專業教育緊密結合,就是要實現信息技術與專業課程的深度融合。首先,教師將信息技術的使用融入授課過程,使用信息技術的方法查找資料,解決專業所需問題、學習新知識和技能,形成信息技術教學環境,潛移默化的影響學生。第二,教師創設問題情境,指導學生將信息技術工具作為促進自主學習的認知工具和協作交流工具[3]。指導學生也使用信息技術方法查找資料、學習所需技能,解決遇到問題,并在相互交流、討論中完成任務,逐步形成崗位信息技術職業能力。最后,教師還要關注崗位信息技術發展前沿,將最新的信息技術專業相關應用展示給學生,使得學生對信息技術保持濃厚的興趣。在授課方法上,使用拋錨式教學、基于問題的教學、基于項目的教學、建立課堂學習共同體等方法。
在中山職業技術學院數控專業將崗位專用基礎信息技術職業能力培養融入核心課程“數控機床故障診斷與維修”中。單項基本技能操作階段利用“亞龍數控機床維修仿真軟件”對數控機床常見典型故障進行模擬設置并仿真排除,提高學生故障診斷排除能力的同時,顯著提升學習效率;專業技能訓練階段,除使用仿真軟件外,大量使用flas展示基本原理及安裝調試方法,通過形象、具體、直觀、生動的表達形式,幫助學生夯實基礎,提升學習興趣、效率、效果;在綜合應用能力訓練階段,訓練學生利用多種網絡資源解決實際問題及自學的能力。例如,數控機床急停報警故障主要由外部線路和PMC故障引起,教師首先帶領學生利用百度、課程資源網站、專業網站、維修論壇等,查找通過文檔、圖片、Flas、視頻等形式表達的外部線路知識,并制定出由于外部線路故障導致的急停報警故障排除的具體方法與步驟,然后要求學生利用上述網絡資源查找和補充學習PMC知識并制定出由于PMC故障導致急停報警故障排除的具體方法與步驟,學生在此過程中逐步掌握使用信息技術解決問題、學習新知識、技能,完成專業任務的方法;學習效果評價方面,使用中山職業技術學院自主研發的Web在線考試平臺――曙光考試網[4],對學習結果進行實時性、過程性評價,是保證課程教學效果的重要手段。
(4)充分利用已有優質教學資源,創建專業信息技術教學資源庫
作為課堂教學的重要補充,共享型教學資源建設越來越得到重視。信息技術課程教學資源庫中缺乏與專業銜接的部分,在傳統的專業教學資源庫中也較少包含學生崗位信息能力建設的部分。高職院校要利用教學資源庫提高學生崗位信息技術職業能力就必須在已建成的優質專業教學資源的基礎上,添加個性化的信息技術資源。
中山職業技術學院數控專業“數控機床診斷與維修”課程是校級優秀精品資源共享課程[5],在原有專業資源課程中添加了信息技術庫,提供文檔、圖片、flash、視頻、軟件等多種形式信息資源。信息庫包括:鏈接子庫給出國內外數控技術網站及維修論壇的常見故障診斷與排除鏈接;視頻子庫提供企業案例視頻、課外輔導視頻、課程微視頻;Flash子庫提供大量數控技術原理的Flash演示;軟件子庫提供數控相關軟件和仿真軟件;案例子庫給出一些實際應用案例資源以便進行學習和仿真實驗;問題子庫給出使用信息技術解決數控相關問題的方法并列舉部分案例。“數控機床診斷與維修”教學團隊還開發了以崗位信息技術職業能力標準為導向的專業校本教材《數控機床診斷與維修》,將信息技術應用案例融入教材。
3.管理機制
高職院校要建立適應本院實際的崗位信息職業能力教育管理體制,設立專門的教育管理部門來負責學院的崗位信息技術職業能力培養工作的規劃和具體實施,使得專業教學單位、基礎教學單位、教務處等部門各司其職。建立學院崗位信息技術職業能力培養工作領導小組。成立由學院領導、職能部門和教學單位負責人組成的崗位信息技術職業能力培養工作領導小組,負責領導和協調學院崗位信息技術職業能力教育相關工作,負責教育規劃等重大事宜的決策。中山職業技術學院崗位信息技術職業能力培養管理架構如圖2所示。
4.保障機制
(1)提高教師信息技術職業能力,建立優質專業教學團隊
“建設高素質的教師隊伍,是全面推進素質教育的基本保證”。培養學生的信息素質,教師是關鍵。信息化時代,合格的專業教師應掌握信息化教育教學技術,具備計算機網絡知識和操作技能,能夠及時獲取網絡信息資源并有效整合到所教課程的教學中,利用現代化信息技術豐富和改革教學內容、方法和手段,培養學生主動獲取知識信息和解決問題的方法,提升學生高層次批判性信息思維能力和創新能力,不斷提高教學質量[6]。為提高專業課教師信息技術能力,中山職業技術學院定期組織教師進行培訓;組織教師開展課程信息化改革,制定激勵政策鼓勵教師開展信息技術與學科深度融合教改,開展教師信息技術能力競賽等。
(2)理性認識圖書館員的作用,加強館員與專業教師合作
圖書館是高等院校的信息資源中心,是為教學、科研服務的學術性機構,也是高等院校信息化和社會信息化的重要基地。國家教育部2002年2月頒發的《普通高等學校圖書館規程(修訂)》明確規定:“開展信息素質教育,培養讀者的信息意識和獲取、利用文獻信息的能力”是高校圖書館的主要任務之一。但由于館員知識結構、綜合素質偏重于圖書館素質與技能,不具有專業知識和背景,不具有培養學生崗位信息技術職業能力的優勢,所以難以將培養學生崗位信息技術職業能力的重任交由圖書館員承擔。但是Christine Black[7]等提出的圖書館員――教師合作模型中闡釋了館員和教師合作的方法,使得圖書館員能夠加入到信息技術培養過程中。圖書館員應該主動尋求與專業課教師的合作,增加對合作教師及其課程的了解,理解教學內容并準備充分的信息資源,以滿足合作教師教學的需要。合作的形式可以采用多種方式,如:開設常用課程制作軟件使用方法指導講座,就Internet在特定學科中的應用對教師單獨加以指導,為教師介紹新的信息源,幫助教師建立教學或個人網站,幫助教師訪問、利用電子期刊全文數據庫,指導教師實現電子資源共享等。
(3)營造良好的校園信息化環境
營造良好的校園信息化環境是高等職業院校對學生進行信息技術職業能力培養的一條重要途徑。高等職業院校要加強校園信息基礎設施的建設力度,營造良好的信息化環境,滿足學生信息活動和信息素質培養的需要。首先,要加強信息資源建設。其次,重視現代化信息技術環境的建設,完善多媒體教室、電子閱覽室、數字圖書館、校園網絡等硬件環境,不斷提高教育的信息化水平。還要充分利用網絡、廣播、宣傳欄和期刊等宣傳渠道營造崗位信息技術教育文化氛圍,增強學院和學生對崗位信息技術職業能力的認可,激發學生學習信息技術的潛能。
參考文獻:
[1]周俐軍,王冬梅,李巖.中外大學生信息能力培養的比較研究與啟示[J].中國成人教育,2011(4):115-117.
[2]吳建設,丁繼安,石偉平.基于建構主義理論的高職實踐教學體系的整體構建[J].中國高教研究,2004(11):[65-67].
[3]何克抗.信息技術與課程深層次整合的理論與方法[J].電化教育研究,2005(1):7-15.
[4]徐光迎.曙光考試網[DB/OL].http://,2016-01-02.
[5]劉小娟.數控機床診斷與維修精品資源共享課[DB/OL].,http://:8080/solver/classView.do?classKey=14258914&menuNavKey=14258914,2016-01-02.
【關鍵詞】數控機床維修任務驅動理實一體化三級遞進
【中圖分類號】G【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2012)10C-0142-03
目前,我國已經成為數控機床的最主要的生產國和消費國。數控機床的廣泛使用,一方面提高了我國產品的生產質量,與此同時,也帶來了數控機床的維修和維護的問題。據統計,我國數控機床的開工率不高,主要原因是數控機床維修力量薄弱。
數控機床是機電一體化在機械加工領域中的典型產品。它是將電子電力、自動化控制、檢測技術、計算機、機床、液壓、氣動和加工工藝等技術集中于一體的自動化設備,因此合格的數控機床維修人員必須是集上述技能于一身的綜合性人才,這決定了數控維修人才培養的困難性。因此尋找一種符合企業需要、學生易于接受的數控機床維修教學法至關重要。通過與企業合作,利用企業的工作任務,探索符合企業要求的數控機床人才的培養方法,學生在企業工作后,證實了該力法的可行性。
一、工作任務驅動教學方法
近年來,理實一體化教學由于其具有將理論教學、實踐教學、生產、技術服務融于一體的優點,逐漸被各個院校所認同。針對數控機床維修方面的教學尤為重要,一方面由于數控機床的控制原理的復雜性,涉及知識的多樣性,造成學生感覺抽象難懂,單純的理論教學或實踐教學無法實現理論指導實踐、實踐強化理論的目的;另一方面傳統的教學方式也造成了教學內容與工程實際脫離,由于教學內容來源于現有的課本,與工程實際的距離大,造成學生“學與用”的不統一,學生不滿意,企業也不滿意。因此探索符合企業要求的教學方法成為必然。
進行理實一體化教學需要具備的條件和注意事項,已經有許多論述,例如教師的雙師素質、課程教學計劃的修改、設備的供應等。但是理實一體化教學的具體實施過程和相應的注意事項論述較少,尤其針對數控機床故障診斷與維修教學尚未在文獻中發現完整的論述,本文針對這個問題主要論述。
為了解決理論和實踐的脫離,學校教學與工程需要的脫離,本院教師經過在上汽通用五菱公司、玉柴機器有限公司等大中型企業調查研究,與企業技術人員、行業專家協商、探討,終于探索出了一條行之有效的“工作任務驅動”的理實一體化的教學方法。
二、工作任務的選取
通過與企業技術人員和行業專家的研討,分解了數控機床維修技能相關的知識點,然后按照技能需要選取典型的、具有代表性的工作任務。
數控機床是機電一體化的典型產品,維修時涉及以下能力:
①機械拆卸、裝配、調整和精度檢驗能力;
②電氣線路的檢測、安裝和調整能力;
③PLC程序的編制、調整和應用PLC診斷故障能力;
④機械電器聯調能力和故障診斷能力。
對應上述能力要求,結合企業實際遇到的工作任務,將工作任務分為機械結構拆裝及精度檢驗,電氣線路拆裝、調試及故障診斷,PLC程序控制原理分析、程序編制及程序調試等三個大類,然后針對每個大類,選擇如表1所示的典型的、具有代表性的工作任務。
三、任務驅動教學過程的開展
每一個任務均采用“三級遞進”的技能培養過程,分為技能認知、技能認同和技能熟練幾個步驟。
(一)技能認知階段
技能認知階段是學生對技能的感官了解階段。
1.階段目標。
此階段主要是對技能進行初步的認知,主要是了解技能關聯的機床單元在機床中的作用,包含的內容。
2.教學組織。
教師提出項目,然后帶領學生到實訓機床前進行實地觀察,從感官上了解項目的內容和技能要求。如進給傳動機構拆裝及精度檢驗項目,學生首先觀察進給傳動機構的組成、結構、安裝方式,教師開動機床演示進給機構的工作過程,從而使學生對要解決的技術問題有初步的認識。
(二)技能認同階段
技能認同階段是學生在理論上全面分解技能、熟悉技能的階段。
1.階段目標。
本階段鍛煉學生自主學習、自主分析問題、從理論到實踐解決問題的能力,實現對技能從理論到實踐的認同。具體是指針對每一項目,教師將項目分解為若干問題,學生通過自主查找資料、小組探討和小組協同實踐解決上述問題,從而初步形成這一方面的技能。針對項目問題的分解舉例如下。
進給傳動機構拆裝及精度檢驗項目提出如下問題。
①滾珠絲杠螺母幅的結構與普通機床絲杠傳動結構的區別;
②滾珠絲杠螺母幅的支撐方式包括哪幾種,分別適應何種機床;
③安裝滾珠絲杠螺母幅要保證集中精度,如何檢驗;
④安裝角接觸球軸承的注意事項;
⑤滾珠絲杠螺母幅的間隙如何消除;
⑥制定滾珠絲杠螺母幅的安裝工藝。
2.教學組織。
(1)問題解決方案的分析。
將學生進行小組劃分,采用“思考帽”管理思維法協調小組人員的思路,保證每個人都能夠獨立自主地思考問題。具體做法是:按照“思考帽”方法的要求,6個學生分為一個小組。小組成員中戴“藍色帽子”的小組成員擔任組長,對問題進行觀察和總結;戴“黃色帽子”的小組成員對問題提出積極的并且有建設性的意見;戴“黑色帽子”的小組成員對問題提出謹慎的并且帶有批判性的意見;戴“綠色帽子”的小組成員對問題提出具有創新的意見,分析是否有更好的解決問題的辦法;戴“紅色帽子”的小組成員對問題的意見來自于自身的直覺和感性,而不做理論的分析;戴“白色帽子”的小組成員對問題提出具有客觀的并且具有實際例證的意見。通過6個人的協同工作,對提出的問題得出合理的解決方案。
例如,在解決“滾珠絲杠螺母幅的間隙如何消除”的問題時,“黃色帽子”的小組成員提出采用預緊的方法消除間隙,指出由于滾珠絲杠螺母幅與軸承傳動有相似之處,可以采取相似的預緊方法。戴“黑色帽子”的小組成員指出實施預緊的方法是好的,但是軸承在安裝后是固定不動的,而滾珠絲杠螺母幅中螺母是在絲杠上不斷移動的,因此可行性不強。戴“綠色帽子”的小組成員指出根據普通車床的絲杠螺母間隙的調整方法和查閱資料后分析,可以采取雙螺母結構進行預緊,進一步給出了建設性的意見。以此類推,其他小組成員依次給出自己的建議,最后戴“藍色帽子”的小組成員作為組長對本組成員的探討意見進行總結,得出結論,提交老師。
小組成員通過自主學習并協同工作,加上教師的指導,得出問題的解決方案,鍛煉了獨立分析問題、互助協作和自主學習的能力。
(2)問題的實踐鍛煉。
問題雖經上述分析,但實踐情況是否如此,還要經過實踐的檢驗。因此小組成員針對實際機床進行親身實踐。實踐過程分為兩個步驟:第一步,利用虛擬軟件在計算機上對問題涉及的機床結構進行模擬拆裝操作,解決拆裝工藝問題,并驗證小組分析得到的方法的正確性;第二步,根據得到的拆裝工藝對實際機床進行實際拆裝、調試,鍛煉學生的動手能力,并驗證拆裝工藝的正確性。
通過上述實踐過程,驗證了理論,鍛煉了實踐能力,基本上實現了技能從理論到實踐的認同。
(三)技術熟練階段
技能熟練階段是熟悉理論、熟練技能的過程。
1.階段目標。
①熟悉理論;
②熟練操作技能;
③熟練工具的使用;
④具備獨立解決簡單實際問題的能力;
⑤積累經驗。
2.教學組織。
此階段主要是學生解決實際問題的階段,教學組織主要注重應用理論分析問題,學生熟練技能,形成職業行為規范,進一步鍛煉協作能力。本階段對任務進行分解,形成不同的細分工作,然后由小組成員承擔不同的細分任務,協作完成任務。完成一次后,小組成員間互換角色,然后再次進行工作,不斷輪換,達到每個學生技能的熟練。
例如,在進行數控機床電路拆裝工作時,工作任務細分為接線、掐線、查看電路圖、接線質量檢查等不同的內容,因此小組成員分別擔任接線員、掐線員、電路圖分析員和接線質量檢查員,協作完成任務。完成一次任務后,小組成員互換角色,實現每個人都能完成所有的任務。又如在機械拆裝工作中,把工作細分為工具管理、零件拆裝、分體零件記錄、零件測繪、精度檢驗等部分,小組成員分別擔任工具管理員、零件的拆裝人員、拆下零件的記錄整理員、零件測繪員和精度檢驗員。同樣是協作完成一次完整的工作后,成員間互換角色,再次工作,實現每位成員技能的熟練。
整體完成后,教師會給出一些故障,由小組成員共同協作解決,確保學生一方面了解本部分的常見故障,同時鍛煉學生綜合應用知識解決問題的能力。為了確保學生真正理解故障,清除故障產生的原理、分析過程、故障的定位方法和檢測方法,故障解決后學生要寫出上述內容,教師根據學生的書寫情況,分析問題,找出不足,加以解決。
四、過程監控
“工作任務驅動”理實一體化教學效果的實現除了按照上述方案精心組織外,還需要完備的過程監控方案,以便及時地發現學生學習過程中出現的問題,并及時地解決。經過經驗總結,采取的過程監控措施如下:
①根據每個工作任務,教師提出不同的問題,每個同學工作過程中思考問題,并得出自己的分析,然后小組成員間交換各自的意見,然后形成統一的答案。
②每兩個小組安排一名教師在工作過程中進行指導,及時解決問題,同時對發現的問題進行匯總,然后工作期間或工作后進行集中討論和講解。
③每個工作任務完成后,安排以小組為單位的答辯過程,教師或其他小組提出問題,以此檢驗每個小組對知識的掌握程度。
④在每一個工作模塊完成后,安排實操和理論相結合的考核,檢驗學生對知識的掌握程度。
五、注意事項分析
一是理實一體化教學必須體現理論和實踐的結合,必須精心地安排教學內容,確保理論教學與實踐教學的統一。
二是理實一體化教師必須具有堅實的理論基礎和實踐技能,即教師必須具備“雙師”素質。
三是選取的教學任務必須有代表性,數控機床的復雜性決定了工作任務的多樣性,因此必須選擇有代表性的工作任務進行教學。
關鍵詞 理實一體化 教學改革 課程設置 雙師型教師 數控
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A
Reform of Strengthening CNC professional Theory and Practice Integration Teaching Mode
——Responding to Shanghai Vocational Mechanical Professional Teachers' Ability Contest
Abstract This paper takes CNC technology professional as the object, elaborated the importance of theory and practice integration, combined with curriculum reform on the real integration of pedagogy in implementation of the training environment, curriculum, supplementary materials, teachers practice and study, summarize the difficulties encountered in the reform.
Key words theory and practice integration; teaching reform; curriculum setting; dual-teacher; digital control
2012年5月,上海市教委主辦的高職機械類專業教師教學能力競賽,其目的是提高上海市高職高專數控專業教師的教學能力,落實專業教學改革工作的目標。教育部近年投入大量資金在高職院校,目的就是為了加強實施理實一體化教學改革。市教委通過這次比賽,了解各大高校對于理實一體化教學改革的實際情況。
1 理實一體化教學的重要性
高等職業教育的宗旨是培養具有相關專業理論知識和熟練操作技能的,適應生產、經營、管理、服務等第一線的應用型、技能型人才。理實一體化教學,通俗的理解是將理論教學與實踐教學融為一體,有助于教學質量的提高和技能型人才的培養。同時,理實一體化教學是理論教學和實訓教學的整合,有利于合理利用資源,是一種值得提倡的融知識傳授、能力培養、素質教育于一體的教學模式。針對當前高職教育的發展狀況,理實一體化教學勢在必行。
近幾年,伴隨著生源的滑坡,三校生和高中生基礎條件層次不齊,有的已具備一定的實踐經驗和技術技能,有的則對設備和工具茫然無知,對于教學而言也是個考驗。面對這些來自不同層次的學生,就要采用非常化的教育。我校一直以來貫徹的教學方針:基礎適度、以德為本、強化應用、突出技能。
自2007年開始,我校成立了由理論教師和實訓教師組成的數控工程系,承擔該專業的教學任務和教學改革。教研室針對學院現有設備、師資和學生情況,制定了新的教學計劃,開展一體化教學模式的教學改革。在教學內容上,將理論知識與實訓合二為一,組成新的模塊進行教學。教材是理實一體化教材或校本教材,而不是分成理論和實訓兩本,從而在教學內容上達到了統一;在教學時間上,打破專業理論課與實訓課相對獨立的安排,統一定為“理實一體化課程”;在教師配備上,理實一體化課程均由兼具理論和實訓資格并且具有相關職業技能水平的教師擔任;在教學方法上,由師生雙方共同在實訓教室,圍繞課題模塊邊教、邊學、邊做來完成,教師多采用“項目教學法”、“行為引導法”進行教學,教法靈活,形式多樣。這種教學模式可以較好地解決理論教學與實踐教學脫節問題,增強教學的直觀性,提高學生的學習積極性和職業能力,充分體現學生的主體性作用。
2 我校數控專業理實一體化系統的建設
理實一體化教學系統建設主要包括理實一體化實訓中心建設、理實一體化課程整合、理實一體化配套教材編寫(校本教材)、“雙師型”師資隊伍培育等。
2.1 理實一體化實訓中心建設
我系在國家教育部和學校的大力支持下,前后共投入500多萬元,根據職業技能大賽和技能鑒定的要求,同時借鑒其他優秀院校的經驗,經過幾年的時間,購置了大量市場主流機型的實訓設備,建起了比較完善的普車、普銑、數控加工、線切割、鉗工、PLC、維修電工、數控維修、CAD等實訓室,建起了綜合的實訓中心。并且在各個教室安裝投影儀等設備,組成多媒體教室。夯實了我校數控專業進行理實一體化教學模式建設的基礎。確保一體化課程教學改革的順利進行,實現真正意義上的理論教學和實踐教學融為一體、彼此滲透、相互促進。實踐表明:基于理實一體化教學基礎上的人才培養效果取得了極大的成功。無論是學生對老師教學的滿意度調查、畢業生的專業綜合素養或是社會用人單位對我校數控技術專業人才培養效果的高度評價等各方面均充分體現了進行理實一體化教學改革的成效,也驗證了數控技術理實一體化教學中心設計的科學性。
2.2 核心專業課程的一體化整合
理實一體化教學課程整合的基本要求是:加強理論與實踐的結合,緊扣人才培養方案,打破傳統教學體系的框架,以企業需求為主線,以職業技能要求為根本,將整個教學內容進行整合。首先,將數控機床與編程、數控加工實訓整合為數控加工編程與操作一體化課程。該課程是數控技術專業的核心技能課程之一,教學方式為理論講授與實踐操作交叉進行。主要講授數控車床、數控銑床、加工中心手工編程與操作的基本知識,數控加工的工藝分析與數值處理、以及電火花、線切割機床的操作與編程。其次,將CAD/CAM技術、數控加工工藝、CAD/CAM實訓整合為CAD/CAM技術應用一體化課程。該課程是本專業領域最為核心的課程,主要講授CAD/CAM系統的基本原理和構成,典型軟件的應用(三維造型,加工工藝,刀具路徑的生成,加工仿真,后置處理、生產加工等)。通過這門課程的學習,學生們必須達到獲得數控編程工藝員職業資格認證的水平。這門課程整合后的最大特點就是緊密聯系生產實踐開展教學,做到學以致用、體現以學生為主體、以能力本位為主導的一體化教學準則。再次,將數控機床原理與結構、數控機床控制系統與維護、數控機床故障診斷與維修實訓,整合為數控機床原理與維修一體化課程。數控機床的原理、結構、維護等相關知識和技能是數控技術專業的重要教學內容,鑒于高職生源質量的層次較低以及高職教育的特色與指導方針,此類課程不適宜在基礎理論的內容方面潛入太深,而應當依據職業定位和社會需求,做到學為所用、學能所用。
2.3 理實一體化配套教材編寫
理實一體化教學要有與專業和規模相配套的教材。傳統的教材一般都強調理論的全面性和系統性,不能適應理實一體化教學的需要。理實一體化教材要摒棄傳統的專業教學課程方案,根據教學目標和任務,將各個知識點分解實踐訓練任務,有計劃地開展技能訓練。在訓練中讓學生知其然。教師將學生實踐中出現的問題,用專業理論知識來加以解釋,使學生知其所以然,從而實現理論與實踐的有機結合。
在借鑒先進的職業教育理念、模式和方法的基礎上,結合我校的實際情況,對數控技術專業原有的課程結構、體系、內容和教學方法進行改革,組織教師編寫了一套以項目為引導、以任務為驅動的理實一體化校本教材。這幾本教材突破了傳統的教材重視理論的全面性和系統性的課程體系。以能力為本位,以職業實踐為主線,以任務驅動為主體,對課程內容進行創新整合,根據企業用人的具體要求和學校的實際情況,結合學生的個性發展需要,對教材內容進行必要的取舍與組合。對內容的深度和廣度進行適當的調整,結合“雙證融通”的人才培養模式,把職業資格標準融人校本教材中。將數控技術應用人才培養標準按照職業特定技能標準、行業通用技能標準、跨行業職業技能標準和核心技能標準四個模塊來設計,將“綜合性”與“職業性”有機統一,針對中等職業學校的培養目標,降低專業理論的重心,突出與實踐技能相關的必備專業知識。校本教材充分體現了“教、學、做合一”的職教思想,學生將來做什么,學生要學什么教師就教什么。通過實踐,這套校本教材理論知識刪繁就簡,通俗易懂,實踐技能便于操作,實用性強,深受教師和學生的歡迎。
在理實一體化教學理念、形式和方法的基礎上,結合我校實際狀況,對數控專業核心課程的結構、體系、內容和教學方法進行革新,組織一批骨干教師編寫適合我校實際情況的理實一體化教材(即校本教材)。具體編寫情況如表1:
2.4 “雙師型”師資隊伍的培育
在此次比賽中,各大院校的教師都發揮出自己的才華,體現出“雙師型”教師的深厚功底。教師在教學過程中反映出該校理實一體化教學的水平。如果還是理論老師上理論,實訓老師指點實訓的教學形式,那么理實一體化教學似乎空談。
理實一體化教學需要的是“雙師型”教師,“雙師型”教師是指那些能夠把專業理論與生產實踐有機地結合起來,高效率地教會學生的教師。雙師型教師必須具有綜合職業能力,解決生產中的實際問題。綜合職業能力不僅是操作技能或動手能力,還包括知識、技能、經驗、態度等為完成職業任務所需的全部內容。理實一體化教學要求上專業課的老師走上講臺就能講出為什么、是什么、解決其原理,走下講臺到實訓場所能親自動手指導學生、做演示、參加實訓操作,所以建設一支既能勝任理論又能指導實訓操作的“雙師型”教師隊伍是實施理實一體化教學的關鍵。
數控技術專業理實一體化教學過程中將理論與實踐結合起來,與教學、課程相關的所有授課內容均由一位教師擔任,教師可根據教學計劃要求,準備教學課題,對課題中理論、實操、仿真軟件的比例、教學手法、教學形式等可根據學生以及教學條件的具體情況加以調整,以收到最佳的教學效果。
學校為了培養一批優質的“雙師型”教師,制定了培養計劃。包括組織教師參加能力競賽,鼓勵教師參加專業技術能力的深造,每學期都派老師去企業進行專業實踐的鍛煉。目前我校數控專業“雙師型”教師占總教師人數比例已達85%以上。
3 理實一體化教學改革遇到的困難
理實一體化教學改革的實踐與探索,為我校的職業教育發展積累了寶貴的經驗。同時在教學改革中也存在著許多困難。(1)數控專業課改實施難,包括:資金投入大、設備維護任務重、安全隱患大、教學環境差;(2)專業基礎課的課改還不盡完善;(3)評價體系還不夠全面。
【關鍵詞】工學結合;教改實踐;人才培養模式
國內外實踐證明,“工學結合、校企合作”是職業教育人才培養的有效途徑。目前我國技工院校在“工學結合、校企合作”人才培養模式探索與實施過程中,兩個很關鍵的問題制約了該模式向縱深發展。第一個問題是由于多方面因素導致企業參與的積極性不高。目前我國就業市場尚不規范,勞動力供過于求、政企體制問題等因素導致企業對校企合作積極性不高,很多校外實訓基地實際上僅能進行參觀式的實習,導致工學結合程度不夠深入。第二個問題是指導實習的教師積極性不高。部分教師甚至認為把課備好、上好就行,工學結合、校企合作是學院領導的事情,與他們關系不大。在教學過程中,部分老師仍然忽略學生在教學活動中的主體地位,忽視了學生職業能力的培養,不能把教學與實踐有機結合起來。針對以上問題,本文以山東省重點建設專業——模具設計與制造專業為研究對象,充分利用學校和企業兩種不同的教育環境和教育資源,通過學校和企業的雙向互動和長期合作,將在校的理論學習、基本訓練與在企業的實際工作經歷有機結合起來,提出工學結合、校企合作人才培養模式,并在實踐中取得了明顯成效。
一、實行“工學交替”教學模式,促進職業院校學生的全面發展
探索校企合作、工學結合的人才培養模式,實行工學交替的教學模式符合職業教育發展的內在規律,是全面貫徹黨的教育方針、加快職業教育發展的需要;是堅持以就業為導向、深化職業教育教學改革、提高職業教育質量的需要;是幫助學生、特別是貧困家庭學生成才就業的需要。工學交替也是國際職業教育發展的一條成功經驗,德國的“雙元制”職業教育模式以及丹麥等國家實施的“現代學徒”制度,實質上就是校企合作、工學結合的人才培養模式和工學交替的教學模式。
工學交替的教學模式要求學校根據市場發展的需求籌劃,將教育規律、經濟規律及社會發展規律結合在一起,增強學校的經營意識和經營能力。學校要與企業建立特別緊密的關系,要主動貼近企業。重點工作是堅持以學生為本,對學生進行服務意識、職業道德的培養,強化學生服務行業、服務企業、服務社會的意識。構建德育網絡,堅持以成型、成人、成才為主線,以成熟、成事、成功為目的,樹立學生的自信心和自豪感,使學生成長為充滿自信、追求成功的職業人,實現全面發展。
二、加大針對于傳統課程改革力度,探索基于工作過程的項目課程
基于工作過程的項目課程是以通過對工作過程的系統化分析所獲得的工作項目為單位設置課程,并組織課程內容的職業教育課程模式。為落實高技能才培養目標,本專業開發了《數控技術應用》、《模具設計與制造》、《數控銑床編程與加工》、《模具零件制造技術》等基于工作過程的項目課程,課程與生產性實訓有機結合,加大課程改革力度,項目課程教學主要圍繞工作任務完成的過程來展開。項目課程教學通過描述工作任務、教師演示,并講解相關理論知識、學生動手制作和師生總結與評價四個步驟,最終要達到能力要求。這比傳統課堂教學更直接、更具體、更有說服力。以《數控銑床編程與操作》教學——“零件輪廓的銑削加工”為例,要求學生會工件加工工藝分析和零件的程序編寫。通過親手仿真操作使學生具備從事本職業的高級技術應用型人才所必需的識、繪圖能力、零件加工工藝分析和程序編寫的能力;同時培養學生愛崗敬業、嚴謹細致、探究務實的職業精神和技術意識。把職業資格證書的訓練內容納入項目課程及生產性實訓之中,通過技能訓練,經過山東省技能考核網的考核,由山東省技能鑒定中心頒發職業資格證書,使學生學習積極性和學習效果有了明顯提高,職業資格證書獲取率和就業率達到了95%。
三、積極圍繞“學以致用”的理念,編寫理論實操一體化教材
教材編寫要根據工作崗位,結合典型工作任務,圍繞“學以致用”的辦學理念,以“工學結合、項目引導、‘教學做思’一體化”為編寫原則,要簡明扼要,通俗易懂,盡量采用圖示、表格、文字等多元表達形式,切忌長篇大論、文字冗長繁雜。應著力開發基于工作過程的學校自編教材,開展配套的課程數字化資源建設。目前該專業完成了《數控編程與操作》、《數控加工工藝》、《模具零件制造技術》等具有本院特色的企業崗位培訓自編教材,實踐一條獨具特色的“工學結合”的實訓教學之路,對形成自己特色的實踐環節有十分重要的意義。
四、創建雙向考核認證制度,實行考核和教學方法雙改革
雙證認證制度就是要求畢業生在獲得學歷證書的同時,獲取職業資格證書。雙證書制度是提高學生職業素質和就業競爭力,實現職業教育與勞動對接的重要舉措,也是以就業為導向的辦學的必然要求。應將職業認證納入教學計劃,學校建立職業資格鑒定站(所),為職業資格認證積極創造條件。
改革考核方式和教學方法??己朔绞綉詬徫恍枨笞鳛橘|量考核標準,可以采用多元的考核方式。實際教學中,要強化過程考核,可以嘗試用職業資格考試取代傳統的考試;上崗達標測試取論考試;完成規定項目取代課程的考試。教學方法的改革應推行項目管理教學法、行為引導法、激勵教學法、案例教學法、情景教學法、仿真模擬教學法等,把學生置于主體地位,調動學生自主學習的積極性。
五、注重在職教師師資力量的培養,構建“雙師”結構的教學團隊
工學結合、校企合作人才培養模式實施的關鍵,是要有一支能夠“工學結合”的教師隊伍。教師是實踐教學的組織者和指導者,實踐教學師資隊伍建設既是開展實踐教學的重要保證,也是拓寬專業實踐教學的基礎。因此,建設一支高水平的師資隊伍是搞好實踐教學改革的關鍵。為了解決師資隊伍建設的問題,一方面我院每年定期選送專業教師到有關院校培訓學習,以提高教師的專業理論知識,并且積極鼓勵教師到企業參加生產實踐,以提高教師的實踐能力。另一方面,從企業聘請了一批經驗豐富、技能過硬的專業技術人員、管理人員擔任兼職教師,形成了一支以專職教師為主、專兼結合的高水平的“雙師型”教師隊伍,基本滿足了實踐教學改革的需要。
六、密切校企關系,為實施工學結合人才培養模式構建專業實訓基地
目前存在的主要問題我院機械類專業含機電、機械、數控、模具、汽車等相關專業。目前,畢業設計中存在的主要問題有以下幾種:
1.關注點不一樣,學校和學生意見分歧由于教育行政部門每年都要對畢業論文(設計)進行抽檢評優,所以學校很緊張,萬一結果不好,影響學校的聲譽。但現狀是,機械類專業絕大多數學生從第5學期中后期開始進行頂崗實習,而且大部分從事的是機床操作和產品檢驗、包裝等工種,沒有太多的技術含量,與“設計”無緣。少部分學生在產品銷售崗位實習,還有部分在售后服務崗位實習,與“設計”關系都不大,學生看不到畢業設計對他們將來的工作有多大作用,他們更關注的是就業。因此,沒有太大的動力去認真地搞畢業設計。由于學校對老師有要求,老師本意當然想認真地指導學生,可是學生在頂崗實習階段,不能與老師經常見面,有的根本見不了面,只能通過電話、網絡溝通,學生上網不便,郵件也說不清楚,老師只能過一段時間督促一下,指導效果大打折扣。
2.畢業設計所需信息和資料難以搜集,影響進度畢業設計階段,學生都在企業頂崗實習,企業沒有專門的提供給學生的圖書館、機房、網絡、實驗室等畢業設計所必須的基本條件。學生對相關專業資料的搜集、分析、利用等能力相對較弱,這些資源的缺乏令學生在選題、開題和具體實施階段顯得無從下手,只能胡亂參照往年或網上資料相關題目。例如,機械類專業學生中期檢查交上來的題目大多是軸類、箱體類、圓盤類零件的加工工藝及數控編程、各種零件的模具設計、各種普通機床經濟型數控化改造、電梯和機械手、水位、各種生產線等的PLC控制、機床夾具設計、機械設備的故障診斷與維修等等,題目有的大而空,有的是課程設計內容,有的是教材上的實例。學生撰寫論文時參考教材或網絡公開資料過多,沒有什么數據支撐,也沒有什么自己的觀點和實際作品,談不上論文的質量及學生水平的提高。
3.學生方面的原因江蘇省這幾年的高職招生,有提前單招,有注冊入學,還有中職對口單招,最后,通過真正參加高考錄取的考生,所占比例已經較少了。即使是這些學生,錄取的分數也很低。而且,江蘇省錄取的總人數已經超過了報考學生總數,基本上只要想上學,都能上。所以招進來的學生的知識基礎較差,學習興趣不高,水平和能力又參差不齊。畢業設計和頂崗實習時間重疊,絕大部分學生是自己通過人才市場選擇的實習企業,崗位要求學生和正式用工一樣的工作時間和強度,學生每天上8小時甚至12小時的班,有的企業兩班倒,有的三班倒,沒有精力再去搞畢業設計。另一方面,在學校的前兩年,也沒有好好學習專業知識,造成很多學生不知道畢業設計要做什么,怎么做。老師給學生的課題,學生做不了,學生自己定的題目,又很不恰當。勉強寫出的論文不規范,文字欠通順,表述設計意圖和設計方案邏輯性不強,質量很低,有的直接抄襲論文或干脆購買,沒有起到培養綜合能力和科研水平的目的。
4.指導老師方面的原因由于學生多而專業教師少,教師的指導工作量過大,一般平均每位專業教師要承擔十多個學生的畢業設計指導,學生遠在四處各地,老師無法對學生進行細致、系統和及時的指導和檢查。而且本身又有繁重的教學工作,老師的精力跟不上。另外,各個學校重點關注的是招生就業,使得老師可能不太重視畢業設計工作,不愿多花時間與精力。從教師本身來看,高職院校的年輕教師很多是剛從學校畢業的,沒有實踐環節,只能照本宣科;年長教師,沒有知識更新的再教育環節,對新技術不太了解。老師自己實踐水平不高,給學生的選題,為回避實踐環節,很多選擇了與工程實際相脫離的綜述類題目或計算機仿真題目。這些都使畢業設計指導工作難度增大,難以保證質量。
二、對策分析
1.提前啟動畢業設計工作在人才培養方案中,將各主要專業課程向前兩學年轉移,減少第三學年的計劃課程。第五學期初開始畢業設計,包括落實任務、查閱資料,掌握畢業設計的基本程序、要求,完成畢業論文的總體框架設計。學生在校完成畢業論文總體框架后,到企業、實習基地邊實習邊做畢業設計,更有針對性,學生不再感到茫然。
2.充分利用畢業頂崗實習到用人單位進行半年以上頂崗實習,是高職院校落實《教育部關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》(教高[2006]16號)文件精神,大力推行“校企合作、工學結合”,突出高職教育特色,改革人才培養模式的重要舉措。這幾年,我院機械類學生的頂崗實習已提前至第5學期的下半學期,由于企業對技能型人才的需求較旺,所以,絕大部分學生自己都能較容易找到相關實習崗位。學生帶著各自初擬的畢業設計課題,分散到不同地方、不同部門進行畢業實習,這種分散實習的方式不會影響企業的生產秩序,比較容易被企業接受;還有部分學生,在第3或者第4學期已經選擇了進入與學校簽有合作培養協議的“訂單班”學習,我系有“上海鴻得利”、“富士康”、“億滋”、“無錫松下”等眾多訂單班,學生完成基本專業知識學習后直接進入這些單位頂崗實習。畢業設計的內容與實際所從事的崗位聯系,如果與初擬的框架有沖突,可再作研究內容和方法的調整,甚至重新開展課題研究。做到理論聯系實際,提高學生的解決實際問題能力,提高畢業設計的質量。
3.校企共同指導學校自己聘請公司的技術人員做企業兼職指導教師,實現校企共同指導畢業設計。校內指導教師主要負責畢業設計規范化指導,負責過程管理,制定畢業設計流程,對畢業設計的各個環節進行監督檢查,對后期的畢業論文的撰寫進行指導和審核。保持與企業指導教師、畢業生的聯系與溝通。企業的指導教師負責具體的技術、內容指導,提供企業相關資料以及學生與實習企業合作環境的協調。學校應支付企業導師一定報酬,同時,企業導師參與答辯要占到一定比例。我院建立了頂崗實習管理平臺,要求學生頂崗實習期間至少每周寫一次周記,每個周記提出一個工作問題,解決一個工作問題,學習一個工作中需要的新知識點,詳細記錄,并報告指導教師,指導老師進行點評、指導,隨時關注學生動態,及時解決學生在實習過程中遇到的問題。另外,學生還要完成手寫的實習報告,也按周填寫,學生的企業指導老師,對學生一周的工作進行評價、總結.
4.豐富畢業設計課題來源
(1)指導教師的科研課題。此類型題目所占比例呈逐年上升趨勢。原因主要是近幾年學??蒲协h境的改善及本系教師隊伍的完善,科研項目逐漸增多,項目層次包括院級、市級、省級、國家級。
(2)依托技能競賽及各級各類創新創業大賽開展畢業設計的實踐活動。鼓勵學生積級申報江蘇省大學生實踐創新項目,參加大學生機械設計大賽、自動化生產線安裝與調試、汽車維修、汽車營銷、數控操作大賽、大學生創業大賽、職業規劃大賽等。畢業設計開始時間可以依據競賽時間進行調整,畢業設計可以以綜合性競賽項目實物作為成果,由競賽輔導教師兼任畢業設計指導教師,對學生在前期創新過程中的作品進行完善和理論升華。通過技能競賽學生熟練了技能,樹立了競爭意識、團隊意識,更嘗到了學習技能、精通技能的甜頭。
(3)學生自己確立的課題。題目主要來自畢業頂崗實習或者將要就業的單位,收集與實際工作相關的資料,在導師的指導下確定畢業設計題目。這說明學生下企業頂崗實習為畢業設計的選題提供了大量的專業實踐機會。對于部分搞不了設計的學生,要求他們將實習體會寫下來,形成實習報告。
(4)模具、數控、機械、機電專業跨專業整合,開展任務驅動、項目導向的畢業設計課題探索,使學生綜合能力與素質得到全面提升。
(5)參與教師的教學活動。學生參與教學課件的制作,如機械設計基礎、液壓與氣動技術、夾具設計、數控編程、模具設計等課程中的動畫、視頻的制作。既鞏固了所學專業知識,又熟練掌握常用軟件的操作,為將來的工作打下了良好的基礎。
(6)不斷完善畢業設計課題類型,開設畢業設計指導課程。經過這幾年的實踐總結,我們大體上把機械類高職畢業設計的類型分為以下幾類,同時,我院已開設指導畢業設計的相關課程或講座。1)工藝夾具類。此類主要完成各種零件的加工工藝編制及加工零件所需夾具的設計。2)數控編程類。主要完成零件的加工工藝編制及數控編程,可以和機械設計類結合,以團隊的形式,完成機構的設計、機構零件的數控編程、加工。3)注塑、沖壓模具類。主要完成各種注塑、沖壓模具設計。4)機械設計類。減速器、機器人、機械手、各種泵、控制裝備、農業機械、汽車、液壓系統及各種設備的設計。5)機床類。機床主傳動系統及進給系統設計、鉆床、銑床、組合機床設計,也可以利用學校的金工實習車間進行各類機床的拆裝、測繪訓練。6)機械類課程圖形庫、動畫庫、試題庫建設。7)機電一體化類普通車床數控化改造及各種設備的PLC控制系統設計。8)機電設備或生產線故障分析與診斷。
(7)答辯形式多樣化。答辯可以采取多種形式,答辯地點可以選擇校內的多媒體教室、實訓室,也可以搬到校外學生頂崗實習的企業現場,邀請企業指導老師、技術人員、學生的同事一起參加答辯;答辯形式可以是陳述性答辯,也可以是作品展示性答辯;團隊項目,可指定一人進行答辯。要保證各類形式如實習報告類、調查報告類、市場調研類、創業計劃類、售后報告分析類、設計類都可以參加答辯。
三、總結
根據上面分析,現在的畢業設計質量較難保證,而現有國情下高職畢業設計暫時無法替代。但是,畢業設計也應隨著形勢的發展進行較大程度的改革,否則,不能發揮起應有的過渡橋梁作用,有以下幾點值得思考:
(1)是否能強化課程綜合實訓和課程設計,淡化畢業設計。例如機械設計基礎課程結合CAD/CAM課程進行綜合實訓;液壓與氣動技術、機械制造基礎、PLC等進行課程設計;數控編程與操作理論課程結合實訓進行典型零件的數控編程與加工訓練。這樣的訓練更扎實,更有實效。
(2)畢業設計過程要增強學生對畢業設計的認識、讓學生明確其目的和意義。
(3)畢業設計是一個綜合訓練的環節。完整的畢業設計過程應該包括專業實習、文獻檢索、題目選擇、資料收集整理、大綱擬定、試驗數據獲取、理論計算、論文寫作與論文答辯等環節。這些環節能使學生受到完成一個實際項目所必需的綜合基本訓練,對學生將來的工作和可能情況下的深造意義非凡。