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[關(guān)鍵詞]機械工程;測試技術(shù);案例式教學(xué);課程改革
[中圖分類號] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437(2017)04-0079-02
引言
機械工程測試技術(shù)是一門面向應(yīng)用、具有很強實踐性的課程,是機械類專業(yè)本科生的主要技術(shù)課程。該課程涉及機械、傳感、電工電子、控制技術(shù)、物理、工程數(shù)學(xué)等多種知識[1][2],具有多學(xué)科交叉的特性,涉及范圍廣,知識面多,理論知識抽象難以理解,實踐教學(xué)又由于實驗條件的限制難以接近工程實際。[3][4]隨著課程體制的改革與深化,增大課程知識點,壓縮學(xué)時數(shù)成為趨勢。如何在有限的課時范圍內(nèi)讓學(xué)生掌握機械工程測試技術(shù)課程中更多的知識點,案例式教學(xué)是一種比較好的解決方案。
一、案例式教學(xué)的開展
案例式教學(xué)是指教師根據(jù)教學(xué)要求,設(shè)計相應(yīng)的教學(xué)案例,組織學(xué)生針對案例內(nèi)容,運用所學(xué)知識進(jìn)行思考、分析和討論,從而提升學(xué)生分析問題、解決問題的能力。[5]案例式教學(xué)自古就有[6][7],早在春秋戰(zhàn)國的時候,諸子百家在與弟子傳道過程中就經(jīng)常使用民間故事闡述義理。古希臘著名思想家、哲學(xué)家蘇格拉底和柏拉圖師生間也時常利用一個又一個故事通過對話的方式來說事明理。目前,全球興起的案例教學(xué)法起源于19世紀(jì)七八十年代哈佛法學(xué)院蘭戴爾院長的倡導(dǎo)。[8]案例教學(xué)是將案例融入教學(xué)過程中,以案例為基礎(chǔ),通過教師與學(xué)生的互動,達(dá)到教學(xué)的目的。
案例式教學(xué)在實施過程中,大致可分成課前案例的收集與選擇、課中案例的講解與探究和課后案例的分析與評價三個階段。
(一)課前案例的收集與選擇
案例式教學(xué)的核心在于教學(xué)的案例選擇。案例選擇合適,教學(xué)過程中學(xué)生的積極性就很高,教學(xué)效果就會事半功倍;案例選擇不當(dāng),教學(xué)任務(wù)就無法有效完成,學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性也會大打折扣。當(dāng)前機械工程測試技術(shù)課程中的教學(xué)案例多而雜,在目前教學(xué)課時量大幅壓縮的背景下,課堂上案例太多,學(xué)生應(yīng)接不暇,積極性不高;教材中的教學(xué)案例包含的知識點比較單一,大部分案例僅牽涉教學(xué)中的一個知識點,無法與前后的知識點形成聯(lián)系,教學(xué)過程容易割裂整個知識鏈;教材中一些教學(xué)案例基于理論,脫離工程實際,脫離工程實際的案例會讓學(xué)生眼高手低,一旦遇到實際問題,他們難以有效地及時解決。機械工程測試技術(shù)課程中的案例應(yīng)基于現(xiàn)有的教學(xué)課時量,結(jié)合學(xué)?,F(xiàn)有實驗實踐環(huán)境,結(jié)合工程實際和科研項目,在有限的案例里盡量多地反映更加全面的知識點。
(二)課中案例的講解與探究
案例式教學(xué)對教師的要求很高,它不僅要求教師對教學(xué)案例有全面深入的理解,還要求教師在課堂中把控學(xué)生的情緒和積極性。教師在對教學(xué)案例講解的過程中,應(yīng)注重理論知識的系統(tǒng)化,結(jié)合教材,考慮知識體系的前后連貫,理清案例的分析思路,引導(dǎo)學(xué)生參與到案例過程中,讓學(xué)生能自主地進(jìn)行探究。針對具體的教學(xué)案例,應(yīng)從理論到應(yīng)用,讓學(xué)生掌握相應(yīng)的理論知識。在機械工程測試技術(shù)課程別要注意信號處理的相關(guān)概念及理論,應(yīng)用過程中需考慮現(xiàn)場傳感器的選擇和安裝、現(xiàn)場的噪聲等干擾消除,后續(xù)測信號處理電路的搭建。整個案例的講解與分析能讓學(xué)生有種身臨其境的狀態(tài),可以調(diào)動學(xué)生的參與積極性,激發(fā)學(xué)生的興趣。作為教師,必須及時把控學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度,不能糾結(jié)于某個小問題,也不能讓學(xué)生在課堂中天馬行空,脫離教學(xué)核心內(nèi)容。
(三)課后案例的分析c評價
案例式教學(xué)課后還需對教學(xué)案例以及教學(xué)過程中的學(xué)生表現(xiàn)進(jìn)行全面剖析。教師應(yīng)利用找各類學(xué)生談話、問卷調(diào)查、課后思考題等方式掌握教學(xué)案例的適用度,弄清理好的案例應(yīng)如何更進(jìn)一步地深入與拓展,課堂上無法進(jìn)行的案例是由什么原因引起的,是案例吸引度不夠還是超出了學(xué)生可理解的范圍。從質(zhì)與量兩個方面,從教師與學(xué)生兩個角度去分析案例選擇及開展的可行性及適用度,通過對教學(xué)案例的不斷分析、反思與總結(jié),建構(gòu)起科學(xué)充足的教學(xué)案例資源,不斷完善案例式教學(xué)方法。
二、案例式教學(xué)實例
機械工程測試技術(shù)課程教學(xué)案例不能太多太雜,應(yīng)基于現(xiàn)有的教學(xué)課時量,結(jié)合現(xiàn)有的學(xué)校實驗實踐環(huán)境,結(jié)合工程實際,同時還可以結(jié)合科研項目,在有限的案例里盡量多地反映更加全面的知識點。機械工程測試技術(shù)課程的內(nèi)容主要包含信號處理和傳感器兩大部分。信號處理偏于理論,傳感器側(cè)重于實踐,在案例的選擇與分析中應(yīng)考慮信號處理和傳感器兩個方面的內(nèi)容,理論與實踐相結(jié)合。
(一)案例一:機器人工作過程的分析與實現(xiàn)
課程教學(xué)的有效開展,離不開學(xué)校的實驗室資源。只有因地制宜,充分利用實驗室資源,才能使課程的效用達(dá)到最佳。筆者結(jié)合本學(xué)院現(xiàn)有的實驗室條件,選用機器人作為教學(xué)案例。目前,學(xué)院已建立了工業(yè)機器人實驗室、機器人工作室。在工業(yè)機器人實驗室中,可以利用焊接、搬運工業(yè)機器人,讓學(xué)生掌握工業(yè)機器人的工作原理,特別是工業(yè)機器人的關(guān)節(jié)位姿、速度加速度、工件位置的檢測及后續(xù)的信號處理與控制。在機器人工作室中,利用“創(chuàng)意之星”機器人套件,學(xué)生可以搭建各類創(chuàng)意機器人,可以學(xué)會紅外線傳感器、灰度傳感器、霍爾傳感器、圖像、聲音等各類傳感器的實際應(yīng)用,并利用機器人擂臺賽等賽事,擯棄書本的枯燥,體驗創(chuàng)新的樂趣,這樣既掌握了知識又鍛煉了能力。
在該案例的教學(xué)中,應(yīng)先基于教材,讓學(xué)生了解一些特定傳感器如霍爾傳感器、紅外傳感器的工作原理與工程應(yīng)用,了解位置、速度、力等參數(shù)的測試方法,讓學(xué)生掌握電橋、調(diào)制等基本的信號處理方法?;诂F(xiàn)有的實驗室條件,可以利用焊接、搬運工業(yè)機器人,讓學(xué)生掌握工業(yè)機器人的工作原理,通過編程讓學(xué)生了解工業(yè)機器人的運作方式;可以利用“創(chuàng)意之星”等機器人套件,讓學(xué)生搭建各類富有創(chuàng)造力的機器人,體驗創(chuàng)新的樂趣,并利用各類機器人賽事,如機器人創(chuàng)意賽、機器人擂臺賽、大學(xué)生機器人賽等,在比賽中學(xué)習(xí)成長。
(二)案例二:零件加工表面質(zhì)量的在線測試
科學(xué)研究是對未知領(lǐng)域的探究。在條件許可的情況下,可以在課程教學(xué)中將科研項目作為部分教學(xué)案例,讓學(xué)生了解一些科研知識,掌握一些科研方法,這能為其進(jìn)一步深造及探知未來打下基礎(chǔ)。如某國家重大科技專項中的子課題,就要求對零件加工表面質(zhì)量進(jìn)行在線測試,這也是需要解決的工廠實際問題。隨著機械加工自動化程度的提高,很多零件由抽檢改為必檢,這對零件加工表面的在線測量提出了越來越高的要求。
針對這個案例,筆者提出一系列問題給學(xué)生思考及討論:測試的方案應(yīng)如何設(shè)定?應(yīng)選擇什么類型的傳感器進(jìn)行測試?傳感器測試的原理是什么?使用該類傳感器時應(yīng)注意什么?測試的后續(xù)電路怎么接?如何排除測試干擾?利用這些問題一步一步引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科研項目的開展及實際工程問題的具體解決。該案例側(cè)重項目開展,目的是讓學(xué)生接觸工程實際,接近科技前沿,將教材內(nèi)容延伸,讓學(xué)生結(jié)合最新技術(shù),創(chuàng)新性地開展項目研究。
三、結(jié)束語
在機械制造業(yè)信息化和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中,機械工程測試技術(shù)課程起著極為重要的作用。隨著課程教學(xué)的改革,教學(xué)課時量的壓縮成為一種趨勢。案例式教學(xué)是在課時量壓縮的前提下依然可以保證教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)效果的一種有效的教學(xué)方法。經(jīng)過近十年的機械工程測試技術(shù)課程教學(xué)實踐和近兩年的案例式課程改革,通過各種案例的積累和優(yōu)化,筆者充分感覺到課堂氣氛活躍了,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提高了。學(xué)生普遍反映,通過機械工程測試技術(shù)課程的案例式教學(xué),他們不僅掌握了課本知識,而且工程應(yīng)用能力和科研分析能力也得到了鍛煉。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
[1] 石磊.案例教學(xué)法在《機械工程測試技術(shù)》的應(yīng)用[J].機電技術(shù),2011(5):147-148.
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[3] 郝鴻雁,劉葉華.工程案例導(dǎo)入在機械工程測試技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用[J].大學(xué)教育,2014(3):102-103.
[4] 張鳳生,王海峰,孫忠義,等.機械工程測試技術(shù)課程教學(xué)改革與實踐[J].教學(xué)研究,2012(1):92-94.
[5] 文成,周傳德.機械工程測試技術(shù)“案例和實驗并舉”教學(xué)模式探索[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2013(1):61-63.
[6] 劉建新,盧厚清.案例教學(xué)法的起源、特點與應(yīng)用研究[J]. 南京工程學(xué)院學(xué)報(社會科學(xué)版),2011(1):60-64.
關(guān)鍵詞:對口升學(xué);課程設(shè)置;資源建設(shè)
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.14.208
早在上個世紀(jì)90年代,遼寧省就開通了中等職業(yè)學(xué)校應(yīng)屆畢業(yè)生對口升入相關(guān)普通高等學(xué)校繼續(xù)深造的渠道,建立了普通高等學(xué)校對口招生考試制度。我校也相繼開設(shè)了對口升學(xué)專業(yè),但隨著目前考試文件的完善,對口升學(xué)專業(yè)課程必然要做出相應(yīng)調(diào)整才能滿足考綱及大綱的要求。同時,豐富的資源庫建設(shè)也將提高教學(xué)質(zhì)量,節(jié)省教學(xué)時間。
1 機電技術(shù)應(yīng)用對口升學(xué)專業(yè)分析
目前,我省很多高校都開設(shè)了機電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的三校生高考,也就是允許該專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行本專業(yè)的報考,從歷年高考招生計劃中不難看出,該專業(yè)的招生人數(shù)確實不少。而教育部公布的中職機電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的專業(yè)方向是機電設(shè)備安裝與調(diào)試、自動化生產(chǎn)線運行、機電產(chǎn)品維修和機電產(chǎn)品營銷,對應(yīng)的職業(yè)(工種)是機修鉗工、維修電工、裝配鉗工和工具鉗工,繼續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)有機電一體化技術(shù)、機電設(shè)備維修與管理、自動化生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用,本科為機械設(shè)計制造及自動化和機械工程及自動化。從教育部公布的文件中不難看出,中職升學(xué)課程銜接很重要,結(jié)合現(xiàn)階段中職生繼續(xù)升入高校求學(xué)深造的需求實際,中職課程設(shè)置及資源庫建設(shè)勢在必得。
2 對口升學(xué)專業(yè)課程設(shè)置分析
我校升學(xué)班有三年制和一年制兩種班型,針對三年制班級在課程設(shè)置上就要考慮升學(xué)及就業(yè)兩種情況,所開設(shè)的課程一要包括考試大綱中要求的內(nèi)容,由于中職升入到高職后大部分學(xué)生在專業(yè)大類中選擇的專業(yè)比較分散,因此專業(yè)技能課的重心要安排為專業(yè)核心課,一般應(yīng)安排600左右個學(xué)時;二是要考慮部分選擇就業(yè)學(xué)生的適應(yīng)社會及工作環(huán)境的技能考核內(nèi)容,因此在專業(yè)技能課的學(xué)時也要考慮,特別是遼寧省推行技能考核制度,技能考核加入高考總成績,所以在課程安排上要考慮技能高考的考核因素,也要考慮與行業(yè)要求相匹配的職業(yè)資格證的考核要求,這個部分的學(xué)時約為400個左右。
3 中職機電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)課程設(shè)置的設(shè)計
根據(jù)以上分析,中職機電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的課程設(shè)置要結(jié)合教育部的文件,中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校要培養(yǎng)適應(yīng)社會需要的 “技能型人才”,要培養(yǎng)符合社會主義現(xiàn)代化建設(shè)要求的具有綜合職業(yè)能力,德、智、體全面發(fā)展,在生產(chǎn)、服務(wù)一線工作的高素質(zhì)勞動者和技能型人才。這與高職培養(yǎng)的“技術(shù)技能型人才”相吻合,體現(xiàn)了與高職課程銜接的要求。所以課程設(shè)置要有公共基礎(chǔ)課中的職業(yè)生涯規(guī)劃、職業(yè)道德與法律、哲學(xué)也人生等國家規(guī)定的政治課,嚴(yán)格按教育部的要求,學(xué)生在校的四個學(xué)期中每學(xué)期安排一門公共基礎(chǔ)課,每門課每周的學(xué)時為2。而計算機基礎(chǔ)也是學(xué)生必須學(xué)習(xí)的辦公基礎(chǔ)課程,這個課程是一門基礎(chǔ)知識課,在課時設(shè)置上可考慮每周兩學(xué)時,開設(shè)一學(xué)期就好。
綜合以上分析,由于專業(yè)技能課分為專業(yè)核心課和專業(yè)方向課,分配比例應(yīng)為2:1,由于畢業(yè)生就業(yè)的工種多為機修鉗工、維修電工等,而升學(xué)學(xué)生升入高校所學(xué)的專業(yè)也為機電一體化技術(shù),機電設(shè)備維修與管理及自動化生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用等。因此,專業(yè)核心課程的設(shè)置思路為:機械制圖100學(xué)時、電工技術(shù)安排為100學(xué)時、極限配合與公差80學(xué)時、CAD為80學(xué)時,金屬工藝學(xué)120學(xué)時。專業(yè)方向課程中,機床電氣控制與PLC安排為100學(xué)時,機械制造工藝安排為80學(xué)時,鉗工工藝學(xué)安排為150學(xué)時,并安排3周鉗工實訓(xùn)和2周的電工實訓(xùn),最后安排1周的實訓(xùn)操作進(jìn)行職業(yè)資格證書的考證。以上課程設(shè)置的分析即有部分學(xué)生就業(yè)的職業(yè)基礎(chǔ)知識,又有中職升學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ),專業(yè)方向課程相對弱化,主要安排與職業(yè)資格證書相關(guān)的課程,為學(xué)生進(jìn)行單招考試及就業(yè)打下基礎(chǔ)。
4 教學(xué)資源庫建設(shè)
教學(xué)資源庫建設(shè)可節(jié)省教師不必要的重復(fù)工作,同時大家可相互借鑒并逐步完善各種資源,通過教學(xué)資源庫更新教師專業(yè)理念,啟發(fā)教學(xué)思維認(rèn)識,提供教學(xué)素材和文件,以此不斷提高教學(xué)資源內(nèi)容,滿足各種教學(xué)需要的同時提高教學(xué)效果。
4.1 建立一支強有力的教學(xué)資源建設(shè)隊伍
教學(xué)資源建設(shè)不是一個人的任務(wù),它需要大家共同提供內(nèi)容,并將大家積累的經(jīng)驗及教學(xué)案例形成材料統(tǒng)一整理,這就需要建立一支強有力的教學(xué)資源建設(shè)隊伍,將教學(xué)資源建設(shè)任務(wù)細(xì)化、分解為若干個子任務(wù),依據(jù)各學(xué)科的情況,確定個人的工作任務(wù),使得資源建設(shè)分工明確,大家還可依據(jù)專業(yè)綜合情況集思廣益,集中整理, 培養(yǎng)教師的合作意識,提高資源建設(shè)質(zhì)量。
4.2 基于對口升學(xué)專業(yè)的教學(xué)建設(shè)方案
依據(jù)目前我校開設(shè)的對口升學(xué)專業(yè)分析,筆者認(rèn)為機電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)對口升學(xué)課程資源庫建設(shè)的基本思路為:
教學(xué)資源庫建設(shè)要考慮升學(xué)及就業(yè)兩方面,根據(jù)考綱及大綱要求結(jié)合專業(yè)規(guī)范及專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)文件,形成一個完整的專業(yè)課程體系。該體系包括專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課和實訓(xùn)技能課。確定了各部分課程后,要進(jìn)一步建設(shè)各課程資源素材,包括課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)實施方案、教學(xué)案例、對口升學(xué)歷年高考試題庫、對口升學(xué)習(xí)題庫、對口升學(xué)專業(yè)綜合試題庫、實訓(xùn)指導(dǎo)書等建設(shè)豐富、系統(tǒng)全面的課程資源。
中職對口升學(xué)專業(yè)課的建設(shè)需要逐步完善,并Y合每年的考綱要求及社會技能人才培養(yǎng)的要求進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,這樣才能滿足升學(xué)及就業(yè)的需要。提高升學(xué)錄取率的同時,達(dá)到培養(yǎng)適應(yīng)企業(yè)要求新型人才的能力。
參考文獻(xiàn):
傳統(tǒng)的課堂應(yīng)試教學(xué)側(cè)重于傳播課本知識,通常以了解、理解、掌握某個知識點作為目標(biāo);而案例教學(xué)則以現(xiàn)實需求為導(dǎo)向,改變了以傳授知識為中心的繼承性教育觀念,不僅強調(diào)學(xué)生獲取知識的重要性,而且更注重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題進(jìn)而解決問題的能力,而非課本知識本身,為學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)提供了廣闊的天地。
2案例教學(xué)法實施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)
近年來,案例教學(xué)法因其在培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型、實戰(zhàn)型人才方面的獨特功能和效果,已被越來越多的人所接受,并在我國高校的教學(xué)過程中得到了廣泛的應(yīng)用。然而,案例教學(xué)在具體實施的過程中很難用一種固定不變的方式。案例教學(xué)法的運用,要掌握好以下三個關(guān)鍵環(huán)節(jié)[3,4]:
2.1選擇高質(zhì)量的教學(xué)案例
案例是進(jìn)行教學(xué)活動的基本素材,沒有一目了然的唯一正確答案。合適的案例是成功進(jìn)行成功案例教學(xué)的前提,因此必須精心選編。高質(zhì)量的教學(xué)案例既要覆蓋足夠多的知識點,又要有合適的規(guī)模,即具備材料典型性、信息適量性和案例適用性等特點。通過案例分析,有助于打破學(xué)生的心理定勢,建立起隨機應(yīng)變、觸類旁通、新穎獨特、發(fā)散思維與聚合思維相結(jié)合的創(chuàng)新性思維。
2.2創(chuàng)造良好的案例教學(xué)氛圍
案例教學(xué)的分析、討論環(huán)節(jié)應(yīng)在學(xué)生做了充分準(zhǔn)備、寫好方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行。在案例教學(xué)過程中,學(xué)生互相討論,自由發(fā)表自己的見解,無拘無束,課堂氣氛熱烈。教師只是這種氛圍的培育者和討論過程的引導(dǎo)者,對于學(xué)生的不同觀點,不要急于表態(tài),又不能使他們離題太遠(yuǎn)。
2.3完善案例教學(xué)技巧
與傳統(tǒng)教學(xué)方法不同,在案例教學(xué)過程中,教師需要從主角變成配角,學(xué)生則要從配角變成主角,這是實現(xiàn)案例教學(xué)實質(zhì)過程的關(guān)鍵。教師應(yīng)學(xué)會贊揚、學(xué)會傾聽、學(xué)會用熱烈的情緒感染學(xué)生,通過激勵機制鼓勵更多的學(xué)生積極主動參與到案例教學(xué)的討論活動中去,使他們由此獲得自信并感到自身的價值。
3材料成形工藝課程中案例教學(xué)法的具體應(yīng)用
材料成形工藝課程是針對材料成型及控制工程專業(yè)本科生所開設(shè)的一門專業(yè)必修基礎(chǔ)課,旨在培養(yǎng)學(xué)生運用課程知識分析和解決工程問題的能力。通過該課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生全面深入理解常見工程材料液態(tài)成形、塑性成形和焊接成形的基本過程,并在掌握典型機械零件制造基本工藝的基礎(chǔ)上,初步具備根據(jù)零件使用要求合理選擇成形工藝以及根據(jù)工藝要求合理設(shè)計零件結(jié)構(gòu)的能力。基于以上教學(xué)目標(biāo)的要求,本文將不銹鋼保溫杯作為案例教學(xué)的工程對象,從金屬材料基本成形工藝入手,介紹了材料成形工藝課程中應(yīng)用案例教學(xué)法的具體情況。不銹鋼保溫杯作為板料沖壓和焊接成形案例,其成形過程除了包括板料沖壓中的分離和變形工序,還涉及材料的焊接性能、焊接工藝、焊接變形等內(nèi)容,要求學(xué)生理解和掌握沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性要求、常用沖壓工序、排樣和毛坯尺寸計算方法、焊接結(jié)構(gòu)工藝性要求、金屬材料焊接性能評價方法等內(nèi)容。
3.1案例題目選擇
選取不銹鋼保溫杯作為教學(xué)案例,一方面是因為金屬保溫杯是大家日常工作和生活中較為熟知的日用品,學(xué)生平日里經(jīng)常會接觸它,對它的形狀特征和使用要求比較熟悉(如圖1所示)。另一方面,不銹鋼保溫杯這一教學(xué)案例具有結(jié)構(gòu)簡單、成形方法多樣、覆蓋工藝內(nèi)涵豐富等特點,能夠給予學(xué)生足夠的探究空間。學(xué)生可根據(jù)自己對產(chǎn)品實物的理解和對專業(yè)知識的掌握,選擇不同的成形方法,實施創(chuàng)新性結(jié)構(gòu)設(shè)計,并最終通過小組討論的方式完善工藝方案設(shè)計。
3.2案例教學(xué)設(shè)計過程
案例教學(xué)的具體設(shè)計過程一般包括案例任務(wù)布置、學(xué)生分組實施、PPT匯報討論、課堂總結(jié)點評、教師評分反饋等五個環(huán)節(jié)。[5]下面以不銹鋼保溫杯成形工藝設(shè)計為例,說明案例教學(xué)法在材料成形工藝課程中的具體應(yīng)用。(1)案例任務(wù)布置:針對不銹鋼保溫杯的結(jié)構(gòu)和功能特點,教師提出必要的成形工藝約束條件,如保溫杯外形設(shè)計要符合人機工程學(xué)、要有較強的保溫功能、要方便制造加工等,使學(xué)生聚焦思考。但同時也要注意不能約束太多,以免限制他們的想象力。教學(xué)過程中規(guī)定雙層保溫杯由外殼和內(nèi)殼構(gòu)成,內(nèi)外殼之間設(shè)置有保溫層;外殼材料為塑性較好、易成形的304不銹鋼(中文名為1Cr18Ni9Ti),內(nèi)層杯蓋材料為聚乙烯,產(chǎn)品形狀為簡單的圓筒形,直徑為Φ65mm,高度為160mm。成形后,要求保溫杯杯口處沒有接縫,光滑平整,無須打磨,廢品率低。(2)學(xué)生分組實施:建議學(xué)生自由組合,約5人一組,確定組長、組員各自的任務(wù)和分工。通常案例教學(xué)的實施應(yīng)在相應(yīng)章節(jié)課堂講授結(jié)束之后進(jìn)行的,此時學(xué)生已經(jīng)掌握了材料成形的基本概念和方法,因此可通過自學(xué)、查閱資料、分析討論等手段,并運用課本中所學(xué)到的沖壓成形工藝、金屬連接成形方法等理論知識來完成案例報告。由于案例作業(yè)的順利完成需要團(tuán)隊成員間的有力配合,在集體榮譽感的推動下,各小組成員將會積極、主動地參與,充分討論和思考,集思廣益,從而大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)效果,加強了團(tuán)隊協(xié)作能力的培養(yǎng)。最終,各小組組長將團(tuán)隊中每位成員的研究成果匯總成一份案例報告。(3)PPT匯報討論:不銹鋼保溫杯是一個開放式案例作業(yè)題目,無唯一、正確的標(biāo)準(zhǔn)答案,因此可激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思考和大膽嘗試。如保溫杯不銹鋼金屬外殼成形可采用沖壓工藝,其主要工序依次為:落料—拉深—二次拉深—切邊—卷邊-拋光;也可采用正反一體拉伸成形,其工藝包括落料—正拉伸—反拉伸—焊口—抽真空—封口等。建議在課堂教學(xué)的理論課時中專門安排1個學(xué)時,請各小組組長以PPT形式匯報各自完成的案例作業(yè)。教師在聽取學(xué)生匯報的過程中,要對工藝設(shè)計方案中錯誤的概念、工藝方法和工藝參數(shù)及時提出質(zhì)疑,同時給出改進(jìn)工藝方案的合理建議,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步深入思考,尋找解決辦法,從而活躍課堂教學(xué)氣氛,真正實現(xiàn)教師和學(xué)生之間的互動教學(xué)。(4)課堂點評總結(jié):教師在評定學(xué)生課堂報告時,要注意把握學(xué)生所選工藝方法和工藝方案的合理性,同時也要提醒學(xué)生適當(dāng)考慮工藝設(shè)計的可行性和經(jīng)濟(jì)性,即始終圍繞著“以最經(jīng)濟(jì)的手段來生產(chǎn)出最合格的產(chǎn)品”這一原則來進(jìn)行設(shè)計和討論。為獲得良好的教學(xué)效果,教師不僅要積極肯定學(xué)生的合理思路、創(chuàng)新方案和技術(shù)細(xì)節(jié),最大限度地調(diào)動學(xué)生案例教學(xué)的學(xué)習(xí)熱情,同時還要指出案例報告中錯誤之處以及需要修改、完善的地方,并在此基礎(chǔ)上總結(jié)歸納出必要的理論知識和基本原理,要求學(xué)生重點理解和準(zhǔn)確把握。(5)教師評分反饋:在課堂報告、討論和教師點評環(huán)節(jié)結(jié)束后,要求學(xué)生依據(jù)討論和點評意見對最初完成的案例教學(xué)作業(yè)進(jìn)行修改和潤色。最終,教師對學(xué)生提交的最終案例報告進(jìn)行等級制評分,同時給出簡要的評語并將評價結(jié)果反饋給學(xué)生。學(xué)生查看評語后,會進(jìn)一步思考,以便提高對各種材料成形方法理論知識的學(xué)習(xí)效果。
4結(jié)束語
[關(guān)鍵詞]機電一體化系統(tǒng)設(shè)計;案例教學(xué);學(xué)習(xí)興趣;創(chuàng)新能力
當(dāng)前我國正在實施《中國制造2025》規(guī)劃,這對我國工程教育特別是機械工程教育提出了更高的要求,機械裝備制造企業(yè)迫切需要具備機、電、控制、信息處理等多學(xué)科融合的機電裝備設(shè)計制造復(fù)合型人才。機電一體化系統(tǒng)設(shè)計是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的一門重要專業(yè)課,它涉及機械技術(shù)、電工電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、檢測技術(shù)、計算機信息處理技術(shù)等相關(guān)技術(shù),是該專業(yè)所有專業(yè)課中工程性、實踐性、綜合性最強的一門課程,該課程后續(xù)的教學(xué)環(huán)節(jié)為畢業(yè)設(shè)計。機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程的任務(wù)是在先修課程的基礎(chǔ)上,從系統(tǒng)工程觀點出發(fā),綜合運用各種專業(yè)知識,分析機電一體化產(chǎn)品的各組成要素之間的關(guān)系,實現(xiàn)機電系統(tǒng)要求的功能。因此,該課程對于學(xué)生全面了解和掌握所修其他課程的聯(lián)系,建立機電一體化的系統(tǒng)思維體系,培養(yǎng)綜合運用專業(yè)知識的能力,具有重要的作用。機電一體化系統(tǒng)設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容包括機械系統(tǒng)設(shè)計、傳感器測試、電機與驅(qū)動、微機原理與接口、微型計算機控制等內(nèi)容。各部分內(nèi)容之間相對獨立,課程自身的理論體系不突出,缺乏整體感。另外這些教學(xué)內(nèi)容中的有些內(nèi)容在先修課程機械原理、機械設(shè)計、數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機床、機械工程測試技術(shù)、微機原理與接口、單片機原理與接口、微型控制技術(shù)等課程中均有所涉及,極易造成教學(xué)內(nèi)容的重復(fù),給學(xué)生一種重復(fù)教學(xué)的感覺,從而降低學(xué)生對本門課程的興趣。針對上述問題,我校在實施機電一體化系統(tǒng)設(shè)計教學(xué)中,以實現(xiàn)機械、電子、控制、信息等各異技術(shù)融合為目標(biāo),以實現(xiàn)閉環(huán)運動控制系統(tǒng)的伺服性能為出發(fā)點,以系統(tǒng)接口設(shè)計為主線,以案例教學(xué)為教學(xué)手段將以上教學(xué)內(nèi)容有機結(jié)合,實施案例教學(xué)改革。[1][2][3]
一、緒論教學(xué)案例設(shè)計
緒論部分是機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程的關(guān)鍵部分,該部分對于學(xué)生理解本門的課程的特點和體系結(jié)構(gòu)具有重要的作用,該部分主要突出機電一體化系統(tǒng)的特點、組成、設(shè)計方法以及接口等。在教學(xué)過程中,我們首先對數(shù)控車床與非數(shù)控車床兩個案例在結(jié)構(gòu)、功能、優(yōu)缺點上進(jìn)行對比,機電設(shè)備與非機電設(shè)備的區(qū)別在于增加了大腦“控制器”和神經(jīng)“傳感檢測單元”,從而提高了設(shè)備的自動化程度、精度和效率等。通過數(shù)控機床、機器人、AGV小車、數(shù)控雕刻機等案例介紹機電一體化系統(tǒng)的組成部分及各組成部分的功能,強調(diào)控制器和傳感檢測單元在機電一體化系統(tǒng)中的作用。另外在講解這部分內(nèi)容時,突出機電一體化系統(tǒng)各組成部分之間的接口連接,通過機械接口(聯(lián)軸器、傳動機構(gòu)等)、電子電氣接口(A/D、D/A、放大器、光電耦合器)、通信接口(232串行口、USB、以太網(wǎng)接口等)、軟件協(xié)議接口(TCP/IP協(xié)議、USB協(xié)議等)等案例,講解接口在機電一體化系統(tǒng)中運動、能量、信息傳輸變換中的作用,強調(diào)機電一體化系統(tǒng)通過接口將各異技術(shù)集成在一起,形成特定的功能。在機電一體化技術(shù)方向方面,主要強調(diào)當(dāng)前“機械功能電子化,電子功能軟件化”的發(fā)展趨勢,通過伺服電機變速代替變速箱,無刷直流電機代替?zhèn)鹘y(tǒng)電刷直流電機,電子表代替機械表,電子秤代替機械秤,高能束加工代替刀具切削加工等案例講解機械功能電子化的發(fā)展趨勢及帶來的優(yōu)勢。通過軟件PID控制算法代替硬件PID控制器,可編程控制器PLC代替邏輯繼電器電路,可編程邏輯陣列FPGA代替專用芯片等案例講解硬件功能軟件化的趨勢及優(yōu)勢。通過以上案例,讓學(xué)生深刻認(rèn)識機電一體化技術(shù)的發(fā)展方向及帶來的優(yōu)點。在緒論部分實施案例教學(xué),可以避免相關(guān)知識點的填鴨式和說教式教學(xué),使學(xué)生對機電一體化系統(tǒng)設(shè)計這門課程有一個系統(tǒng)的認(rèn)識,強化了學(xué)生對機電一體化系統(tǒng)組成、功能、設(shè)計方法等知識點的認(rèn)識。
二、機械系統(tǒng)教學(xué)案例設(shè)計
由于教學(xué)對象是機械專業(yè)的大四學(xué)生,多數(shù)學(xué)生一看到“機械系統(tǒng)設(shè)計”這個標(biāo)題就感覺這部分沒有新的內(nèi)容,認(rèn)為該部分內(nèi)容是機械設(shè)計課程內(nèi)容的重復(fù),甚至認(rèn)為這部分內(nèi)容非常簡單,沒有必要在課堂上講。恰恰相反,機械系統(tǒng)設(shè)計是機電一體系統(tǒng)設(shè)計中最為關(guān)鍵的一部分。因此,在開始講解這部分內(nèi)容前,應(yīng)該首先點明機電一體機械系統(tǒng)設(shè)計與普通機械設(shè)計的區(qū)別,提高學(xué)生對該部分內(nèi)容的興趣。在課堂教學(xué)中,該部分首先通過如圖1所示的機械一體化系統(tǒng)中典型的閉環(huán)控制系統(tǒng),說明機電一體化產(chǎn)品中的機械系統(tǒng)與非機電一體化產(chǎn)品中的機械系統(tǒng)最大的區(qū)別在于:機電一體化產(chǎn)品中的機械系統(tǒng)是微型計算機控制的閉環(huán)系統(tǒng)的組成部分,因此在進(jìn)行機械系統(tǒng)設(shè)計時必須要考慮機械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)(慣性、剛度、摩擦、阻尼、傳動間隙、固有頻率)對閉環(huán)系統(tǒng)伺服性能(快速性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性)的影響?;谶@一區(qū)別,展開講解機械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)對閉環(huán)系統(tǒng)伺服性能的影響,以及如何從機械系統(tǒng)設(shè)計的角度提高整個閉環(huán)系統(tǒng)的性能。機械系統(tǒng)設(shè)計部分的另外一個重要內(nèi)容是傳動機構(gòu)設(shè)計,通過齒輪傳動案例中的間隙、剛度等對伺服性能的影響,說明在機電一體化系統(tǒng)中應(yīng)該盡可能縮短傳動鏈,提高閉環(huán)伺服系統(tǒng)的性能,并以伺服電機變速代替?zhèn)鲃訖C構(gòu)變速、直線電機、力矩電機、電主軸等作為縮短傳動鏈的案例;只有當(dāng)電機與負(fù)載不能匹配的時候才考慮使用傳動鏈進(jìn)行力矩、速度、轉(zhuǎn)動慣量的轉(zhuǎn)換。齒輪傳動鏈設(shè)計部分包括最佳傳動比的選擇、傳動級數(shù)的選擇、傳動比的分配等,這三部分內(nèi)容的講解都圍繞提高伺服性能為根本目標(biāo),重點講解最小轉(zhuǎn)動慣量原則、輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則分配傳動比。為了區(qū)別機械設(shè)計,本部分除重點講解齒輪傳動鏈設(shè)計外,還通過數(shù)控機床旋轉(zhuǎn)進(jìn)給工作臺、A/C軸雙擺角銑頭、機器人關(guān)節(jié)減速器等案例講解了雙導(dǎo)程蝸桿蝸輪傳動結(jié)構(gòu)、諧波減速器、RV減速器的各自原理以及在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用。
三、計算機測控系統(tǒng)教學(xué)案例設(shè)計
計算機測量控制系統(tǒng)是機電一體化系統(tǒng)的核心,它負(fù)責(zé)采集機械部件的運動信息,并與給定值比較,生成運動控制指令。該部分的教學(xué)內(nèi)容在機械工程測試技術(shù)、數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機床、單片機原理與接口、微機控制技術(shù)等課程中均有涉及,因此,在本課程教學(xué)中將傳感器、伺服電機、工業(yè)控制機結(jié)合起來,以工業(yè)控制機為中心,以接口為橋梁,將相關(guān)內(nèi)容通過案例整合在一起。首先簡單介紹增量式旋轉(zhuǎn)編碼器、光柵、感應(yīng)同步器等位移測量傳感器的位移測量和辨向原理,由于上述傳感器直接輸出相位相差90度的正弦信號,因此隨后重點講解傳感器的接口電路如何對正弦信號處理獲得相位相差90度方波信號,以及如何完成變相細(xì)分等功能。在控制電機部分,重點介紹了步進(jìn)、直流、交流電機的功率驅(qū)動電路,如斬波恒流功放電路、PWM原理、SP-WM原理等,比較了三種電機在扭矩和功率輸出特性上的不同點。最后以8051單片機為處理器,使用Proteus軟件設(shè)計了教學(xué)案例[4][5],涉及位移傳感器測量接口電路和D/A轉(zhuǎn)換接口電路,PID數(shù)字控制等知識點。
四、機電一體化系統(tǒng)教學(xué)案例設(shè)計
機電一體化系統(tǒng)是一個機械、電子、控制、信息等各異技術(shù)相融合的系統(tǒng),在機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程的最后一章,以電腦刺繡機為設(shè)計實例,通過對這一典型機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計過程,使學(xué)生能夠根據(jù)設(shè)計需求綜合應(yīng)用機械系統(tǒng)設(shè)計、傳感器測試、電機與驅(qū)動、微機原理與接口、微型計算機控制等各方面知識來設(shè)計一個機電一體化的系統(tǒng)。如圖2所示,刺繡工藝的動作包括繡框在x、y兩個方向的直線往復(fù)運動和繡針在z方向的連續(xù)上下往復(fù)直線運動,通過這兩類運動的配合和刺料機構(gòu)的作用形成線跡,繡框在x、y兩個方向的移動距離決定了線跡的長度和方向,繡品由線跡的集合構(gòu)成。繡針在織物上方時,繡框沿x、y兩個方向移動到指定的位置,當(dāng)繡針自上而下落到織物表面時,繡框停止移動,在刺料機構(gòu)的作用下即完成一針線跡的動作。根據(jù)機電一體化系統(tǒng)的幾個功能要素,電腦刺繡機由微機控制系統(tǒng)(控制與信息處理單元)、移框步進(jìn)電動機及主軸電動機(驅(qū)動與執(zhí)行單元)、x、y、z三個方向的傳動機構(gòu)及刺料機構(gòu)(機械傳動單元)、針桿位置傳感器(傳感檢測單元)、220V單相交流電源(動力單元)、機架(機械結(jié)構(gòu)單元)以及各部分之間的接口組成。由刺繡打版機輸出的刺繡花樣數(shù)據(jù)保存在電腦刺繡機的EPROM或磁盤中,電腦刺繡機的工作過程如下:控制微機啟動主軸運轉(zhuǎn),由刺料機構(gòu)帶動旋梭和針桿運動,微機從刺繡花樣數(shù)據(jù)文件中順序讀取每一針的x、y相對位移坐標(biāo),根據(jù)坐標(biāo)數(shù)據(jù)通過兩個電機的協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)驅(qū)動繡框在平面內(nèi)進(jìn)行移動,微機通過讀取針桿位置檢測器的信號使繡框的平面移動與刺料機構(gòu)的運動相互配合。電腦刺繡機設(shè)計參數(shù)的計算主要包括x、y、z三個方向運動件的運動參數(shù)和動力參數(shù)的計算、結(jié)構(gòu)參數(shù)計算以及品質(zhì)參數(shù)、環(huán)境參數(shù)和界面參數(shù)的確定。運動參數(shù)計算主要包括主軸轉(zhuǎn)速范圍的確定、繡框位移計算、繡框位移與主軸轉(zhuǎn)動的運動配合、繡框運動速度計算、主軸轉(zhuǎn)速計算、x、y步進(jìn)電動機工作頻率及傳動比計算、移框加速度計算等;動力參數(shù)計算主要包括刺料機構(gòu)驅(qū)動功率計算、移框步進(jìn)電動機驅(qū)動力矩計算等;結(jié)構(gòu)參數(shù)計算主要指刺繡機工作臺面的長、寬、高三個方向尺寸的計算及機頭頭距的計算;品質(zhì)參數(shù)主要包括系統(tǒng)可靠性、傳動精度等;環(huán)境參數(shù)包括工作電壓、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度等;界面參數(shù)則用于表征機器的人—機對話方式和功能。系統(tǒng)各部分之間通過接口進(jìn)行連接,主要的接口包括微機系統(tǒng)前向通道與各傳感器模塊的接口以及微機系統(tǒng)后向通道與各功率驅(qū)動模塊的接口,各接口通過采用光電隔離技術(shù)防止外部模塊對微機系統(tǒng)的回饋干擾以及防止強電信號對微機電源的干擾。盡管電腦刺繡機由微機對刺繡工藝實行全面控制,但刺繡過程會出現(xiàn)斷線、斷針等隨機因素。為保證刺繡工藝的準(zhǔn)確進(jìn)行,系統(tǒng)必須對針桿位置、繡線通斷狀況、繡框極限位置進(jìn)行實時檢測,因此,系統(tǒng)必須包含繡針布上布下位置檢測、針桿最高位置檢測、斷線檢測、繡框越界檢測等傳感檢測模塊。各傳感器模塊與微機系統(tǒng)前向通道之間需要進(jìn)行接口設(shè)計,另外,微機系統(tǒng)后向通道與電機驅(qū)動模塊之間也需要進(jìn)行接口設(shè)計。微機控制系統(tǒng)是電腦刺繡機系統(tǒng)的核心,根據(jù)用戶要求和工藝分析,控制微機除完成用戶的基本要求外,還應(yīng)具備花樣存儲與選擇功能、記憶功能、工作狀態(tài)顯示功能、各種進(jìn)退針功能等功能。微機控制系統(tǒng)設(shè)計除滿足上述設(shè)計要求外,還應(yīng)對控制微機的軟硬組成方案進(jìn)行初步設(shè)計。
五、結(jié)束語
針對機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程工程性、實踐性、綜合性最強的特點,圍繞機械一體化閉環(huán)伺服系統(tǒng)的各組成要素,實施案例教學(xué),通過典型案例實現(xiàn)理論教學(xué)和實踐教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方法,不但加深了學(xué)生對機電一體化系統(tǒng)的理解,而且提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、自學(xué)能力和創(chuàng)新能力,取得了良好的教學(xué)效果。
[參考文獻(xiàn)]
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[關(guān)鍵詞]高職;電工電子教學(xué);現(xiàn)狀;教學(xué)方法
經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展帶動了科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,各行業(yè)的自動化與電氣化程度在逐漸提高,從而行業(yè)技術(shù)人員更應(yīng)該具備較強的電工技術(shù)技能與理論知識,隨著行業(yè)的不斷進(jìn)步,各種新技術(shù)不斷涌現(xiàn),使高職電工電子課程教學(xué)內(nèi)容得到了相應(yīng)的拓展,但是目前很多高職院校在不斷地減少專業(yè)培養(yǎng)學(xué)時,導(dǎo)致學(xué)生不能對所學(xué)知識有更深入的理解和認(rèn)知,更不能把學(xué)到的理論知識應(yīng)用到實踐中,無法成為企業(yè)發(fā)展需要的高素質(zhì)人才。
一、目前高職院校電工電子教學(xué)現(xiàn)狀
(一)教學(xué)內(nèi)容較為落后
當(dāng)前有不少高職院校的電工電子教學(xué)內(nèi)容比較落后,從而使學(xué)生無法奠定扎實的專業(yè)基礎(chǔ)。另外,學(xué)生個體的差異,也導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)能力和理解能力方面存在差異,對于理解能力較差的學(xué)生來說,教材中的較多內(nèi)容無法全面掌握。同時當(dāng)前高職電工電子教學(xué)內(nèi)容的理論性知識偏多,導(dǎo)致學(xué)生沒有足夠的時間去實踐。只是枯燥的理論,不能把理論在實踐中得到應(yīng)用,會在很大程度上降低學(xué)生對該專業(yè)學(xué)習(xí)的積極性。
(二)高職電工電子教學(xué)內(nèi)容缺乏深度
目前,高職電工電子教學(xué)存在缺乏深度的問題。雖然教師也在追求改革,但往往只是在教學(xué)過程中根據(jù)課時的安排更改教學(xué)內(nèi)容,這種做法最終導(dǎo)致出現(xiàn)教學(xué)不連貫的情況。另外,在教學(xué)模式上缺乏創(chuàng)新,使教學(xué)無法達(dá)到理想的目標(biāo)。
(三)缺乏高素質(zhì)的師資團(tuán)隊
教師是學(xué)生的引導(dǎo)者,教師只有不斷地提高自身綜合素養(yǎng)才能更好地引導(dǎo)學(xué)生,但是目前存在缺乏高素質(zhì)師資團(tuán)隊的問題,部分教師只擁有過較強的專業(yè)理論水平,卻缺乏一定的實踐操作能力。并且很多教師在教學(xué)中根本沒有結(jié)合企業(yè)工作的實際流程來教學(xué),還是只依靠書本知識,無法掌握教學(xué)規(guī)律,不具備“雙師型”的素質(zhì)。
(四)教學(xué)的局限性較強
高職院校電子電工這門課程的實踐性、應(yīng)用性特別強,教師要引導(dǎo)學(xué)生把學(xué)到的理論知識充分應(yīng)用到實踐中,但是目前高職電子電工教學(xué)的局限性較強,教師往往把教學(xué)范圍局限在課本知識中,而不善于拓展學(xué)生的知識面,也無法在教學(xué)過程中例舉一些優(yōu)秀的課外教學(xué)案例,學(xué)生無法深入了解自身所學(xué)到的知識。
二、提高高職電工電子教學(xué)質(zhì)量的方法
(一)采用多樣化的教學(xué)方法
興趣是學(xué)習(xí)的根本動力。在高職電工電子教學(xué)過程中,教師應(yīng)當(dāng)不斷地思考、實踐,善于采用多樣化的教學(xué)方法,以達(dá)到提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的目的。教師要摒棄灌輸式的教學(xué)模式,不斷創(chuàng)新教學(xué)理念,在教學(xué)中起到良好的引導(dǎo)作用,把學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體,讓學(xué)生真正成為課堂的主導(dǎo)者,讓他們敢于發(fā)現(xiàn)問題,敢于提出問題,達(dá)到深化理解和認(rèn)知,形成良好探索精神的目的。
(二)加強實驗教學(xué)
電工電子是一門以實踐為基礎(chǔ)的學(xué)科。因其實踐性較強,教師在教學(xué)中不但要做好理論教學(xué),還要注重實驗教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生多動手操作,在實際操作中掌握和運用所學(xué)的知識,提高學(xué)生的動手能力。另外教師在教學(xué)過程中可以加強現(xiàn)代多媒體技術(shù)的應(yīng)用,因為多媒體技術(shù)能夠用圖片、聲音、視頻的形式把實驗過程表現(xiàn)出來,因為電工電子有些實驗是無法在課堂上展示的,而通過多媒體技術(shù)展示給學(xué)生,讓學(xué)生能更加直觀地觀察實驗過程。
(三)更新教學(xué)評價體系
評價是對學(xué)生學(xué)習(xí)成果的總結(jié),好的評價體系對提高教學(xué)質(zhì)量有重要的促進(jìn)作用。在高職電工電子教學(xué)中要不斷更新教學(xué)評價體系,以往的教學(xué)評價中總是以學(xué)生的理論成績作為評定的標(biāo)準(zhǔn),而這樣無法提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,也無法保證教學(xué)評價的公平性,所以教師要采用綜合法的形式評定學(xué)生,包括學(xué)生的理論知識、實踐操作能力、課堂表現(xiàn)等,這樣才能讓學(xué)生端正學(xué)習(xí)態(tài)度,用認(rèn)真的態(tài)度對待該門專業(yè),提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)。
三、總結(jié)
總之,在高職電工電子教學(xué)過程中,教師要不斷地更新教學(xué)理念,把學(xué)生作為課堂教學(xué)的主體,提高學(xué)生學(xué)習(xí)該門課程的積極性,提高學(xué)生的實踐能力,引導(dǎo)學(xué)生把學(xué)到理論知識充分應(yīng)用到實踐操作中,這樣才能提高課堂教學(xué)效率與質(zhì)量,讓學(xué)生對所學(xué)知識有更深入的理解和認(rèn)知,從而成為社會、企業(yè)發(fā)展需要的高素質(zhì)技能型人才。教師在電工電子教學(xué)中要起到一個良好的引導(dǎo)作用,引導(dǎo)學(xué)生找到適合自己的學(xué)習(xí)方法,師生共同構(gòu)建高效課堂。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】電工電子技術(shù)課程;微課;應(yīng)用
在新時期,網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)得到了迅速發(fā)展,電工電子技術(shù)教學(xué)作為一門基礎(chǔ)性的信息化學(xué)科也得到了普遍的推廣,并且其具有掌握信息量廣泛、涉及內(nèi)容多及實踐性較強等特點。但從電工電子課程教學(xué)現(xiàn)狀來看,大多數(shù)教師仍然采取傳統(tǒng)的教學(xué)方法,只重視電工電子知識的傳授,卻忽略了為學(xué)生提供實踐操作的機會,進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生在枯燥的學(xué)習(xí)環(huán)境中逐漸失去了學(xué)習(xí)熱情。為有效改變這種現(xiàn)象,教師應(yīng)積極應(yīng)用新型的教學(xué)模式,提高學(xué)生的實踐水平,為日后的電工電子課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
一、關(guān)于微課教學(xué)模式的含義和特點概述
微課教學(xué)模式作為一種新型的教學(xué)方式逐漸受到重用,其不但改善了以往對學(xué)習(xí)時間和場所的嚴(yán)格要求,還積極采取各種新穎的形式展開教學(xué),如視頻教學(xué)方式,為學(xué)生展開電工電子技術(shù)學(xué)習(xí)提供了便利。同時微課教學(xué)模式的廣泛使用不僅依靠于其課堂教學(xué)的靈活多變,更重要的在于其課堂教學(xué)時間短,能夠有效突出重點難點內(nèi)容,進(jìn)而達(dá)到高效教學(xué)的目的。微課的教學(xué)形式還能逐漸加強學(xué)生和教師、學(xué)生和學(xué)生之間的溝通交流,使他們能夠互相幫助和借鑒,進(jìn)而最大限度提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。
二、對電工電子技術(shù)課程的教學(xué)現(xiàn)狀分析
電工電子技術(shù)課程就是將理論性知識和實踐操作相結(jié)合的一門學(xué)科,其不但要求學(xué)生要牢固掌握電工電子的理論性知識,還要求學(xué)生具備較強的動手實踐能力。雖然目前大多數(shù)學(xué)校和教師都已經(jīng)實行針對性的教學(xué)方式,但由于一部分學(xué)生自身理論性知識的欠缺,導(dǎo)致出現(xiàn)了以下幾個方面問題。
第一,在實際的電工電子技術(shù)教學(xué)中,學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握存在一定的差距,導(dǎo)致他們綜合水平參差不齊。如果教師還是沿用傳統(tǒng)的教學(xué)方式,只會使學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣,無法實現(xiàn)最佳的課堂教學(xué)效果。
第二,在傳統(tǒng)的電工電子技術(shù)教學(xué)中,學(xué)校對教學(xué)時間有著嚴(yán)格的規(guī)定,致使教師不能在課堂教學(xué)中進(jìn)行全面具體的講解,容易使學(xué)生存在理論性知識方面的漏洞。
第三,雖然現(xiàn)階段的大多數(shù)學(xué)校都已加強了對信息化技術(shù)教育的重視,但在學(xué)生的實際應(yīng)用階段還是存在一系列問題,導(dǎo)致學(xué)校信息化資源的大量浪費。
三、微課教學(xué)模式在電工電子技術(shù)教學(xué)中的重要性分析
(一)完全滿足學(xué)生的自身特點
大多數(shù)電工電子技術(shù)的學(xué)生基礎(chǔ)知識較差,對于一些理論性知識的學(xué)習(xí)普遍存在抵觸心理,這和學(xué)生長期以來養(yǎng)成的學(xué)習(xí)習(xí)慣有著很大的關(guān)系。這種行為在短時間內(nèi)無法改變,并且學(xué)生認(rèn)為實踐操作能力比理論性知識更有意義,這些都會導(dǎo)致學(xué)生電工電子技術(shù)的理論性知識總體水平較低。為有效解決這一問題,教師就要在電工電子技術(shù)教學(xué)中,合理采用微課教學(xué)方式,充分M足學(xué)生時間自由安排的特點,再加上微課教學(xué)模式具有時間短、直觀生動及重點突出等特點,因而不但能最大限度改變學(xué)生對電工電子技術(shù)理論性知識的抵觸心理,還能有效提高電工電子技術(shù)課程教學(xué)的效率和質(zhì)量。
(二)充分滿足電工電子技術(shù)課程的教學(xué)特點
在學(xué)校教學(xué)中,電工電子技術(shù)課程能在多個專業(yè)領(lǐng)域得到應(yīng)用,但其涵蓋的內(nèi)容較為廣泛且復(fù)雜,并且課堂教學(xué)時間較短,讓學(xué)生在較短的時間內(nèi)對如此復(fù)雜多變的內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)是非常艱難的。因此,教師要合理利用微課這一教學(xué)形式。對于學(xué)生來說一些較難的知識點,教師可以引導(dǎo)其充分利用課下時間以微課的形式進(jìn)行學(xué)習(xí),一旦在學(xué)習(xí)過程中遇到任何問題,學(xué)生可以立即停止學(xué)習(xí),直到將難點內(nèi)容充分了解掌握之后方可繼續(xù)學(xué)習(xí),避免出現(xiàn)學(xué)習(xí)上的漏洞。同時由于電工電子技術(shù)課程屬于一門實踐操作性較強的學(xué)科,教師應(yīng)將該門學(xué)科的理論內(nèi)容和實踐操作有效結(jié)合,從而促進(jìn)學(xué)生的日后全面學(xué)習(xí)。除此之外,微課教學(xué)主要是以視頻教學(xué)的形式展開,不但便于學(xué)生以更加直觀的方式進(jìn)行學(xué)習(xí),還能對一些實踐操作流程和構(gòu)件展開詳細(xì)的了解,有利于提高學(xué)生的電工電子技術(shù)綜合水平。
(三)有利于電工電子技術(shù)教學(xué)的教師全面成長
在目前的電工電子技術(shù)課程教學(xué)中,微課新型教學(xué)模式的應(yīng)用不但能為學(xué)生提供高質(zhì)量的學(xué)習(xí)平臺,還能最大限度提高教師的教學(xué)水平。教師在對微課進(jìn)行制作時,不但要以自身的教學(xué)經(jīng)驗和學(xué)生的實際水平為基礎(chǔ),選擇有價值有意義的內(nèi)容進(jìn)行微課制作,還要將重難點內(nèi)容以最簡潔的方式向?qū)W生展示,滿足學(xué)生的趣味性要求。由此可知,微課教學(xué)模式不僅能推動教師對技術(shù)課程內(nèi)容展開深入的挖掘,進(jìn)而便于學(xué)生對其進(jìn)行理解,還能有效提高教師的實踐操作能力和專業(yè)知識水平,從而促進(jìn)教師的全面成長。
四、微課教學(xué)模式在電工電子技術(shù)課程中的應(yīng)用分析
(一)微課教學(xué)模式在電工電子課前的預(yù)習(xí)應(yīng)用
現(xiàn)階段學(xué)習(xí)電工電子技術(shù)的學(xué)生,其積極主動性較低,大多數(shù)學(xué)生都沒有養(yǎng)成課前預(yù)習(xí)的習(xí)慣,因而在對新知識進(jìn)行學(xué)習(xí)時存在一定的障礙,破壞教師的教學(xué)流程,不利于學(xué)生對電工電子技術(shù)課程新知識的掌握和明確。為有效改變這一現(xiàn)象,教師就可以合理利用微課的教學(xué)模式,合理突出重點內(nèi)容,并以生動幽默的方式向?qū)W生展現(xiàn)課程內(nèi)容,吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情,從而實現(xiàn)高效教學(xué)的目的。同時,教師為學(xué)生預(yù)留的課前預(yù)習(xí)內(nèi)容也不能過于簡單化,否則會使學(xué)生失去基本的探索求知欲望,但也不能過于復(fù)雜化,否則會極大降低學(xué)生的自信心。除此之外,教師在對電工電子技術(shù)課程內(nèi)容進(jìn)行微課設(shè)計時,要選擇難度適中的內(nèi)容,進(jìn)而有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。如:在學(xué)習(xí)有關(guān)整流電路相關(guān)內(nèi)容時,教師可以在電路圖講述的基礎(chǔ)上搭配相應(yīng)的音樂背景,然后通過動畫的方式向?qū)W生展示電路的布線情況,以此來引導(dǎo)學(xué)生對電路波形進(jìn)行有效分析;教師還可以增加一定難度,如將二極管進(jìn)行調(diào)換,讓學(xué)生針對其展開研究探索。
(二)微課教學(xué)模式在電工電子知識掌握方面的應(yīng)用
一般教師在對電工電子技術(shù)方面的重難點內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)時,可以積極通過微課為學(xué)生展示一些典型的標(biāo)準(zhǔn)案例,進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生探索其內(nèi)在規(guī)律,還可以將班級學(xué)生分成幾個小組,教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行視頻的觀看,從而達(dá)到課堂教學(xué)的最佳效果。例如:在學(xué)極管相關(guān)內(nèi)容的知識時,由于其具有較強的實踐操作性,因而在實際教學(xué)中教師往往都要借助一些實驗來達(dá)到教學(xué)目標(biāo),并且教師還可以將教材內(nèi)容和視頻有效結(jié)合,將二極管的相關(guān)實驗錄制成視頻,然后通過視頻的方式向?qū)W生更直觀地展示相關(guān)知識點,從而形成一個典型的教學(xué)案例。通過這種方式不但能有效鞏固學(xué)生的已學(xué)知識點,還能提高學(xué)生的電工電子技術(shù)水平,達(dá)到理想的教學(xué)效果。
(三)微課教學(xué)模式在電工電子技術(shù)課堂上的應(yīng)用
通常在進(jìn)行電工電子技術(shù)教學(xué)時,其中涉及多個實驗環(huán)節(jié),但往往只有前排學(xué)生能真實感受到實驗的變化和每個具體的流程,而后排的大多數(shù)學(xué)生則無法通過實驗變化來學(xué)習(xí)課堂內(nèi)容,從而導(dǎo)致教學(xué)效果并不理想。為有效改變這種現(xiàn)象,教師就要在電工電子技術(shù)課程教學(xué)中積極引入微課教學(xué)模式,在大屏幕上為學(xué)生展示實驗操作,進(jìn)而使學(xué)生充分掌握實驗的具體流程和變化,便于其更好地理解和學(xué)習(xí)。例如:在進(jìn)行晶體管的相關(guān)實驗操作時,由于二極管等體積較小,在具體實驗過程中不利于實驗效果,因此教師可以以微課的形式展示。
(四)微課教學(xué)模式在電工電子技術(shù)課后復(fù)習(xí)中的應(yīng)用
電工電子技術(shù)課程中包含著許多的復(fù)雜知識點,如果單單依靠教師在有限的課堂時間范圍內(nèi)進(jìn)行講解,是無法使學(xué)生有效掌握課堂內(nèi)容的,并且還會導(dǎo)致課堂漏洞的出現(xiàn)。在這種狀況下,教師就可以充分發(fā)揮微課的優(yōu)勢,將學(xué)生不理解或是沒有聽懂的知識點利用課下時間讓學(xué)生進(jìn)行復(fù)習(xí)鞏固,以充分滿足學(xué)生對知識的實際需求,提高學(xué)生的電工電子技術(shù)水平。
五、結(jié)束語
總之,微課作為一種新穎的教學(xué)模式在電工電子技術(shù)課程教學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用和重視,其不但能充分發(fā)揮出微課教學(xué)的生動靈活性特點,還能成為提高學(xué)生電工電子技術(shù)水平的有效工具,使學(xué)生能夠?qū)﹄姽る娮蛹夹g(shù)中的重難點知識進(jìn)行全面的了解和掌握,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,達(dá)到理想的教學(xué)效果。
【參考文獻(xiàn)】
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關(guān)鍵詞:教學(xué)設(shè)計;教學(xué)活動;教學(xué)方法
電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝與管理是一門實踐性很強的課程,為了使學(xué)生進(jìn)一步掌握電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝與管理方面的基本理論、基本知識和基本技能。筆者基于行動導(dǎo)向教學(xué)法設(shè)計了本教學(xué)方案。本教學(xué)方案包括:教學(xué)目的與對象、教學(xué)內(nèi)容的安排、教學(xué)時間的分配、教學(xué)活動的組織與調(diào)控、教學(xué)方法的選擇與應(yīng)用、教學(xué)評價方式與手段的應(yīng)用等。
一、單元教學(xué)設(shè)計流程
課程的單元教學(xué)設(shè)計是所有課程教學(xué)的基礎(chǔ),具體流程包括教學(xué)目標(biāo)的確定、學(xué)習(xí)者分析、教學(xué)內(nèi)容的安排、教學(xué)方法與策略、教學(xué)媒體與手段、教學(xué)環(huán)境與情境及教學(xué)評價與反思。
二、教學(xué)案例的設(shè)計
1.教案
(1)設(shè)計思想。電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝與管理是電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)學(xué)生從事電子行業(yè)必須掌握的基本技能。在課程設(shè)計理念上,要充分體現(xiàn)職業(yè)性、開放性和實踐性。為此,在課程教學(xué)思路設(shè)計上,部分內(nèi)容通過案例分析討論、現(xiàn)場教學(xué)和情境教學(xué)法幫助學(xué)生解決共性的理論認(rèn)知問題,更多的則是通過在校內(nèi)的電工電子綜合實訓(xùn)中心和校外建立的實訓(xùn)基地進(jìn)行強化實踐教學(xué)學(xué)習(xí),著力培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力。實訓(xùn)體系由單元化實訓(xùn)任務(wù)和綜合性實訓(xùn)項目構(gòu)成。
(2)教學(xué)內(nèi)容分析。通過學(xué)習(xí)電子元器件引線加工成型與插裝技術(shù),掌握電阻、電容、晶體管、導(dǎo)線、開關(guān)、接插件等元器件的引線成型工藝,掌握電子元器件的插裝工藝。
(3)教學(xué)內(nèi)容處理。學(xué)生需要在教學(xué)活動中充分發(fā)揮自主參與的主動性。所有任務(wù)實施計劃、人員分配、材料配置都將由學(xué)生獨立完成,在教學(xué)過程中,教師起指導(dǎo)、咨詢作用,讓學(xué)生有充分的機會自行處理任務(wù)實施中出現(xiàn)的各種問題。教學(xué)目標(biāo)為:①知識與技能目標(biāo):初步具有查閱電子元器件手冊并合理選用元器件的能力,會使用常用電工工具,初步具有制作元器件引線的加工成形的能力,初步具有進(jìn)行元器件插裝的能力。②過程與方法目標(biāo):了解電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的認(rèn)知方法,培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣,形成正確的學(xué)習(xí)方法,有一定的自主學(xué)習(xí)能力;具有一定的交流、分析、解決問題的能力。③情感態(tài)度與價值觀目標(biāo):樹立辯證唯物主義觀點,養(yǎng)成實事求是的科學(xué)態(tài)度和良好的職業(yè)道德;具有創(chuàng)新精神和團(tuán)隊精神。
(4)學(xué)情分析。本課程主要針對電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)一年級學(xué)生。學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程之前要熟悉常用電工工具的使用,基本電子元器件的識別與檢測,基本電工電子知識與技能等。
(5)重點和難點分析。重點:掌握電子元器件的加工工藝和插裝要求。難點:電路的整體安裝、安裝時人員的配合、工具的使用、異常情況的排除等。
(6)教學(xué)策略選擇與設(shè)計。學(xué)生進(jìn)行自由分組組合,原則上每組人員在3~5人。學(xué)生分工角色有組長、檢驗員、物料員、作業(yè)員等。
(7)教學(xué)環(huán)境及資源準(zhǔn)備。教學(xué)環(huán)境:具有多媒體教學(xué)條件的實訓(xùn)場地。實訓(xùn)工具:尖嘴鉗、鑷子、電子元器件若干。
2.教學(xué)設(shè)計
(1)情境創(chuàng)設(shè)。職業(yè)崗位角色:技術(shù)工人;行動虛擬情境:模擬電子產(chǎn)品生產(chǎn)線;設(shè)備與工具:尖嘴鉗、斜口鉗、鑷子等。
傳統(tǒng)填鴨式教學(xué)法以傳授知識為主,學(xué)生上課缺乏思考,考試時機械應(yīng)考,成績與實際能力不相稱,有高分低能的現(xiàn)象,不太適合施工安全課程的教學(xué),當(dāng)面臨各種新變化和背景復(fù)雜的情況時,傳統(tǒng)的知識不能迅速轉(zhuǎn)化為能力,難以很快做出決策。案例教學(xué)是由美國哈佛法學(xué)院于1870年首創(chuàng)并推廣,迅速傳播到世界許多地方,被認(rèn)為是代表未來教育方向的一種成功有效的教學(xué)方法。其主要作用是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,并能嚴(yán)密推理、判斷、表達(dá)及解決問題等實際管理能力。20世紀(jì)80年代,案例教學(xué)引入我國。早期應(yīng)用較廣的工商管理案例,將實際發(fā)生的事例,包括各種確定和不確定的信息、相關(guān)意見和實施過程的商業(yè)管理及其決策過程記錄下來,編寫成為案例用于課堂教學(xué),基以培養(yǎng)學(xué)生的分析判斷和決策推理能力。類似的方法可以應(yīng)用到路橋施工安全管理教學(xué)中,搜集整理包含不同路橋施工背景、事故、隱患、問題、選項、相關(guān)意見和選擇過程的管理和決策記錄,形成施工安全管理案例,并用之于教學(xué)。因此,施工安全管理案例實際上是借鑒其他行業(yè)領(lǐng)域案例的一種具體應(yīng)用,它和其他專業(yè)案例一樣,目的都是通過將實際事件的典型過程科學(xué)有序再現(xiàn)出來,以引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生的推理和決策處理能力。
二、促進(jìn)路橋工程施工安全管理教學(xué)
國家強調(diào)全面實施素質(zhì)教育,加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育,立德樹人,質(zhì)量興教,加強內(nèi)涵建設(shè),培養(yǎng)學(xué)生社會責(zé)任感、創(chuàng)新精神、實踐能力。作為施工現(xiàn)場的技術(shù)人員,應(yīng)具備相應(yīng)的安全知識和技能,對個人和企業(yè)及項目都是非常有益的。路橋施工安全是交通高職路橋類專業(yè)群中重要課程之一,安全與事故是對立的,而事故的發(fā)生都有一定的原因,施工安全課程正是從探究這些原因而展開的,而通過案例可以很好地完成事故前因后果的展示和分析。隨著社會的發(fā)展,施工安全管理課程在專業(yè)建設(shè)中的位置越顯重要。安全意識是人的生存本能之一,路橋施工場面宏大,涉及材料、人員、用電、機械設(shè)備、高處作業(yè)、水上水下、季節(jié)性施工等危險因素,必須進(jìn)行專門的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練,才能滿足現(xiàn)場的安全生產(chǎn)需要。要正確理解和處理好理論教學(xué)和實踐教學(xué)關(guān)系,案例教學(xué)可以實現(xiàn)理論與實踐并重,對職業(yè)精神等軟技能的培養(yǎng)也有較好幫助。應(yīng)當(dāng)充分地消化吸收基礎(chǔ)理論,案例教學(xué)對授課教師的專業(yè)實踐能力有一定的要求,通過他們的真情實感和高質(zhì)量分析推理,促進(jìn)學(xué)生綜合處理能力的提升。
三、案例的選取
(一)根據(jù)課程內(nèi)容
高職路橋類專業(yè)相關(guān)課程包括施工安全管理的實訓(xùn)受行業(yè)特點影響明顯。案例教學(xué)可以有效彌補現(xiàn)場教學(xué)等實踐教學(xué)的不足,綜合考慮,提前選擇,由于施工內(nèi)容繁雜,案例中不可能面面俱到,也很難在某個方面搞得非常精深,重點應(yīng)是通過案例,促使學(xué)生形成安全員基本職業(yè)技能,以及敬業(yè)精神、分析判斷能力、推理能力、應(yīng)變能力、協(xié)作能力等方面的專業(yè)訓(xùn)練。案例教學(xué)對于學(xué)生安全技能的培養(yǎng)和訓(xùn)練有著重要的作用,是實踐教學(xué)的重要形式之一。路橋工程安全施工內(nèi)容龐雜,涉及的因素多,如路基、路面、橋涵、隧道、房建及拆除工程安全;機械設(shè)備安全;危險源辯識、風(fēng)險評估與控制;隱患排查與治理;防火與消防工作,應(yīng)急響應(yīng)與事故救援、調(diào)查和處理;安全檢查與問題整改、職業(yè)健康;安全標(biāo)識、標(biāo)牌等各個方面,需認(rèn)真加以分析,精心設(shè)計案例內(nèi)容,構(gòu)建教學(xué)路徑,設(shè)置問題節(jié)點。
(二)根據(jù)案例性質(zhì)
公路施工現(xiàn)場情況復(fù)雜,從現(xiàn)代路橋建設(shè)開始,國內(nèi)外不斷地發(fā)生各種各樣的安全質(zhì)量事故,也有做得比較好的典型案例。案例的選取應(yīng)有針對性和說服力。從案例性質(zhì)方面的選擇上,首先,要有一定的典型性,比如在施工實踐中的機械傷人事故、橋梁垮塌、觸電、墜落等,要善于收集整理一些社會影響大,具有較強典型意義的案例,按照典型案例的評判和處理,對以后實踐中遇到類似事件,熟悉其處理過程,分析其產(chǎn)生原因,采取有效措施加以防范和制止,為以后類似問題的處理提供參照。同時,對于參建單位的類似行為產(chǎn)生引導(dǎo)作用,對自己和本單位的類似行為作出預(yù)期,以規(guī)范施工中的各種行為。其次,要有一定先進(jìn)性,結(jié)合當(dāng)前國內(nèi)推行的公路工程施工標(biāo)準(zhǔn)化和平安工地建設(shè),對做得比較好的和水平比較高的項目加以總結(jié)和提煉,應(yīng)用到教學(xué)中,既推廣了先進(jìn)的經(jīng)驗做法,又使建設(shè)水平上升到新的高度。還有,案例要有一定的普遍性。這相當(dāng)于常規(guī)的安全培訓(xùn),也是正常的應(yīng)該做到的一些基本要求,不需求超水平發(fā)揮,隨意發(fā)揮易導(dǎo)致不合格品,即會誘發(fā)事故,只有按常規(guī)要求,合理操作,才能把安全生產(chǎn)控制在一個穩(wěn)定的水平。
(三)根據(jù)教學(xué)需要
隨著教學(xué)進(jìn)度的推進(jìn),師生互動的加強,對教學(xué)中的薄弱環(huán)節(jié)和其他課程對本課程的影響也逐步有深入了解,這時候根據(jù)教學(xué)的需要調(diào)整相應(yīng)的案例。重視并建成比較豐富的案例庫,可以根據(jù)教學(xué)的需要進(jìn)行選擇運用。教師客觀地點評有效地幫助學(xué)生驗證解決方案的價值和引導(dǎo)職業(yè)技能的形成。通過典型案例素材的展示,能夠使學(xué)生的注意力高度集中,調(diào)動學(xué)生進(jìn)入到學(xué)習(xí)狀態(tài),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。對典型案例素材引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考分析,重在思路的構(gòu)建與整理,幫助學(xué)生學(xué)會透過現(xiàn)象看本質(zhì),舉一反三,總結(jié)規(guī)律,達(dá)到遷移知識、培養(yǎng)能力的目的。有鑒于此,可以選取一些操作性較強、容易找到切入點的案例素材,加以整理研究,在課堂中使用,通過教學(xué)實踐可以進(jìn)一步修改、完善,使案例素材更貼近教學(xué)實際需要,更符合教師個人的教學(xué)風(fēng)格。
四、案例教學(xué)的實施與效果評價
(一)素材的收集和加工
案例教學(xué)成功的第一步就是要選一個合適的案例供學(xué)習(xí)討論[2],現(xiàn)在信息社會,大數(shù)據(jù)時代,網(wǎng)絡(luò)媒體發(fā)達(dá),注意收集和整理各種路橋工程施工過程素材,加工成有用的教學(xué)案例。事件只是案例的基本素材,并不是所有的施工中發(fā)生的事件都可以成為案例。能夠成為案例的事件,必須包含有問題、疑難情境或一定的教育指導(dǎo)意義在內(nèi),并且也可能包含有解決問題的方法在內(nèi)。也正因此,案例才成為一種獨特的研究成果和教學(xué)情境的表現(xiàn)形式。教師有大量的實際問題,需要通過研究,妥善解決,自覺或不自覺地進(jìn)行了大量的教學(xué)研究,有很多經(jīng)驗和教訓(xùn),其中不乏真知灼見,會給教師留下比較深刻的印象,成為撰寫教學(xué)案例的素材。教師有事實可說,有道理可講,課堂教學(xué)便如魚得水,揮灑自如。大量收集路橋施工過程中各個領(lǐng)域的事例,是教師撰寫教學(xué)案例取之不盡、用之不竭的源泉。事實證明,選取適當(dāng)?shù)陌咐M(jìn)行教學(xué),對學(xué)生安全職業(yè)技能的培養(yǎng)效果很好,這也是案例教學(xué)法范圍廣泛、久用不衰的原因。聯(lián)系學(xué)生周圍的生活現(xiàn)象與生活體驗中提煉出一系列的小問題作為案例素材,能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,激發(fā)學(xué)生探究問題的興趣,加深對這一部分內(nèi)容的理解。如安全用電、高處作業(yè)、季節(jié)性安全施工等。如果能夠及時地將最近的時事新聞中安全方面的事例,較好地融入到課堂教學(xué)中,將會豐富學(xué)生的視野,吸引學(xué)生對課堂的關(guān)注,提高對時事政治的關(guān)心,加強了課程的時效性和實用性。對于教師而言也能夠豐富教學(xué)方法,更好地讓學(xué)生吸收知識、增強能力,例如,央視大火案、上海大火事故。
(二)案例教學(xué)的實施
學(xué)生通過感知材料背景,引發(fā)興趣,才能提出問題,激活其求知的動力源泉[3]。案例教學(xué)由觀看案例資料、學(xué)生討論分析、教師啟發(fā)引導(dǎo)、歸納結(jié)論等幾部分組成。例如,在講授《施工安全管理》這門課的路基土石方安全施工時,先讓學(xué)生了解與此相關(guān)的背景知識,再提出問題切入到討論的案例中,循序漸進(jìn)分析個案,由學(xué)生自行歸納出正確答案。例如,案例資料之一:某年5月19日下午約16時30分,土方工程公司安排王XX進(jìn)行挖掘機的操作,王在沒有取得場內(nèi)機動車駕駛操作證、現(xiàn)場沒有專人負(fù)責(zé)指揮,并在酒后情況下登機操作,在未確認(rèn)作業(yè)區(qū)內(nèi)無行人和障礙物的情況下,進(jìn)行挖掘機倒行,把正在搬運鋼管的水電工、電焊工壓倒,造成一死一傷的事故。請根據(jù)以上資料探討分析事故原因及防范措施。討論分析時,預(yù)先將班上學(xué)生分成若干小組,每小組6-7人,指定一位小組長,各組在規(guī)定時間內(nèi)由小組長牽頭自行討論,將討論結(jié)果進(jìn)行整理、匯總。然后,由教師組織課堂討論,進(jìn)行口頭案例分析,評價每個小組的討論結(jié)果,師生一起不斷地討論與深入分析,適度擴(kuò)大討論范圍,拓寬學(xué)生的思路,啟發(fā)更深層次的思考,不斷激發(fā)學(xué)生探索性學(xué)習(xí)的興趣,去偽存真,精益求精,找出符合情景要求的合理答案,培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理、自主學(xué)習(xí)與研究的習(xí)慣。
(三)教學(xué)效果反饋評價
案例教學(xué)背后的理念在于對教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率的追求[4]。經(jīng)過實踐,發(fā)現(xiàn)在施工安全管理教學(xué)中,運用案例教學(xué)法來完成基本理論、基本內(nèi)容的教學(xué),課堂氣氛活躍,師生都很歡迎,提高了效率,保證了教學(xué)質(zhì)量。教師在貫徹落實教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上,要充分準(zhǔn)備,考慮全面、規(guī)范,治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn),切忌沒有考量,信口開河。善于啟發(fā)學(xué)生,互動質(zhì)疑,逐步深入,指導(dǎo)學(xué)生積極思考和發(fā)問,才能使得課堂氛圍和諧活躍。案例教學(xué)是師生教學(xué)相長,共同提高進(jìn)步的過程,尤其對于教師來說,每一次的教學(xué)過程都應(yīng)會有新的感受和認(rèn)識。案例教學(xué)強化了課堂教學(xué)知識的運用和掌握,有利于安全技能的形成,克服了理論脫離實際的不良傾向,增強畢業(yè)生對今后工作環(huán)境的適應(yīng)能力,有助于加強師生合作性,進(jìn)而構(gòu)建和諧的現(xiàn)代化教學(xué)模式。經(jīng)過適當(dāng)?shù)脑O(shè)問和課前課后的互動,反饋課堂案例教學(xué)的效果,尋找改進(jìn)措施,不斷完善案例教學(xué)的內(nèi)容和形式。加強與工程一線技術(shù)人員和安全管理人員的溝通交流,制定一定的標(biāo)準(zhǔn),對案例教學(xué)的效果的進(jìn)行評價和考查,用以不斷優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和程序,避免機械重復(fù),注意與其他教學(xué)方法的配合使用,持續(xù)改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量。
五、結(jié)束語
【關(guān)鍵詞】PLC 案例教學(xué) 項目教學(xué) 整合創(chuàng)新 校企合作 教學(xué)效果
一、問題的提出
PLC簡稱可編程控制器,自20世紀(jì)60年代問世以來,在工業(yè)控制領(lǐng)域獲得了快速的發(fā)展。它通過編程的軟件來實現(xiàn)控制,在工業(yè)控制的各個領(lǐng)域得到非常廣泛的應(yīng)用。作為機電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的主干課程和高級維修電工的必考內(nèi)容,許多學(xué)校開設(shè)了該課程,但面對目前職業(yè)學(xué)校學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)差的現(xiàn)狀,很多時候,教學(xué)效果不盡如人意,如何提高PLC課程的課堂教學(xué)效果,讓學(xué)生掌握PLC的基本知識和技能,成為擺在我們每一位教師面前的重要課題。
目前PLC教學(xué)過程中通行的做法是:很多職業(yè)技術(shù)學(xué)校的老師完全按照教材,先將PLC的全部基本指令教授完畢,然后才進(jìn)入應(yīng)用和實踐的環(huán)節(jié)。這樣的教學(xué)方法使學(xué)生總是面對著一些枯燥的指令,大大打擊了學(xué)習(xí)的熱情,等到應(yīng)用和實踐環(huán)節(jié)時,之前的指令又忘記了大半。這種傳統(tǒng)的講授模式并不適用于PLC課程的教學(xué)。近年很多老師也提出了諸如案例教學(xué)、項目教學(xué)等方法,但在實際教學(xué)中,又極容易走極端,選取的案例、項目偏離目前中職學(xué)生的實際水平,脫離學(xué)生的實際。另一個不容忽視的問題是:目前我們大多數(shù)老師都是大學(xué)畢業(yè)后從學(xué)校到學(xué)校,參加企業(yè)實習(xí)、工作的時間很少,在應(yīng)用PLC解決實際問題方面本身就存在一定的局限性,凡此種種,均使PLC課程的教學(xué)效果大打折扣,筆者結(jié)合近幾年從事PLC課程教學(xué)的經(jīng)驗和體會,談?wù)勛约旱囊恍┗究捶ā?/p>
二、PLC教學(xué)方法和手段探討
(一)關(guān)于案例教學(xué)法
案例教學(xué)法是一種實踐性較強的教學(xué)方式。PLC的課程的案例教學(xué)法,就是根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容,引用一些現(xiàn)實中典型的案例,讓學(xué)生對其分析、研究從而提出解決的方案。
案例教學(xué)的整個過程都是以案例為線索的,案例的選擇是否典型、是否生動有趣、能否吸引學(xué)生參與思考、與教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目的是否符合,會對教學(xué)活動的進(jìn)行和效果產(chǎn)生直接的影響。因此,教學(xué)案例的選擇或者設(shè)計應(yīng)緊抓重點和難點,讓學(xué)生能通過具體的案例對抽象的知識有形象的認(rèn)識。以PLC梯形圖編程法為例,可以選取“電機正、反轉(zhuǎn)程序設(shè)計”作為案例來講解,PLC的幾種基本指令如AND、OR、ORI、OUT、END等的應(yīng)用。這個案例是最基礎(chǔ)、最典型的,但也是實踐中運用最多的,通過此案例的分析,學(xué)生能比較清晰地掌握梯形圖程序與指令表程序之間的轉(zhuǎn)換,而這在傳統(tǒng)的純理論授課中通常需要耗費大量的講解。由此可見案例教學(xué)法在PLC教學(xué)中的優(yōu)勢。
PLC課程中案例教學(xué)法的另一優(yōu)勢在于,將一個個相對枯燥冗長且數(shù)量極大的指令的集合,融入實際案例中去,幫助學(xué)生更輕松地掌握PLC的編程設(shè)計。使用典型、實用的案例將知識內(nèi)容實例化,學(xué)生的興趣自然會有提高,從而提高了課堂的教學(xué)效果。
值得一說的是,案例教學(xué)法雖然能夠提高教學(xué)的效果,但是對老師的要求也更高。老師必須要制定出一個周密的課堂計劃,因為相較于傳統(tǒng)的教學(xué)模式,使用案例是一種更為開放和變動較大的教學(xué)模式。
(二)關(guān)于項目教學(xué)
項目化教學(xué)是利用構(gòu)建一個具體的項目,讓學(xué)生在此項目的環(huán)境和驅(qū)動下,設(shè)計一個PLC程序。這種教學(xué)法通常要求學(xué)生參與團(tuán)隊合作,分工完成一個復(fù)雜的項目,從而提高知識與技能的掌握能力,記憶分析問題、解決問題等綜合素質(zhì)。對學(xué)生的要求更高、難度更大。在項目化教學(xué)中,學(xué)生的課堂活動都是圍繞一個項目進(jìn)行的,所以這個項目的設(shè)計必須緊密貼合教學(xué)內(nèi)容,對教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)有所幫助。老師提出一個項目后,學(xué)生就要在老師的指導(dǎo)下,運用專業(yè)的知識,分析討論出解決問題方法和步驟。老師需要把握學(xué)生的進(jìn)度,引導(dǎo)他們有效率地進(jìn)行項目,更為重要的是幫助學(xué)生掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容,提高將理論運用于實踐的能力。例如:設(shè)計一個控制十字路通燈的程序。圍繞這個項目,學(xué)生和老師開展課堂教學(xué)活動。面對這個很復(fù)雜的項目時,學(xué)生可能無從入手,這時老師就需要提供十字路通燈的控制的原理和編程的基本思路,然后留下時間讓學(xué)生自主討論、分析問題。當(dāng)再次遇到困難時,老師要適時地點撥,解讀出現(xiàn)的情況,然后繼續(xù)思考。從教育的根本來說,在這個過程中,也是培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作意識和能力,對步入社會后所需的溝通能力和公共關(guān)系處理能力都有鋪墊和幫助作用。
以上兩種教學(xué)方法是目前比較流行的實踐教學(xué)模式,具有各自的特點,無論采用哪一種方法,都不能脫離目前中職學(xué)生的實際水平和認(rèn)知能力,歸根到底還是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提高學(xué)生的實際動手能力,因此,在教學(xué)過程中,要注意實驗內(nèi)容的整合和創(chuàng)新。
三、注重實驗內(nèi)容的整合與創(chuàng)新
現(xiàn)在的中職學(xué)生,他們大多是初中升學(xué)考試的失敗者,很多對課堂學(xué)習(xí)已經(jīng)失去了信心,相當(dāng)一部分同學(xué)課堂睡覺、講話已經(jīng)成為常態(tài),往往是老師在課堂上講得興致盎然,學(xué)生在臺下鼾聲如雷。學(xué)生的學(xué)多處于自發(fā)狀態(tài),沒有明確的學(xué)習(xí)目標(biāo),為解決或緩解這一問題,老師在實驗內(nèi)容的選取上要首先考慮趣味性,讓學(xué)生自覺參與進(jìn)來,再步步深入,而不能讓學(xué)生“閑”下來,只有讓學(xué)生去親身體驗,才能讓學(xué)生真正成為課堂的主角,現(xiàn)代認(rèn)知理論認(rèn)為:“聽”會忘記“看”能記住,“做”才能真正掌握,這是很有道理的,只有這樣,學(xué)生們的學(xué)習(xí)積極性就會自然而然的被充分調(diào)動起來。但要注意以下幾個問題。