发布时间:2023-10-10 15:36:41
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中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2015.09.021
Reform of Curriculum System on Electrical
Engineering and Automation
――Take Jishou University as an Example
PENG Hua
(College of Information Science and Engineering, JiShou University, Jishou, Hu'nan 416000)
Abstract Nowadays, the talent of EEA (Electrical Engineering and Automation) is urgent needed in society. Taking Jishou University as an example, this paper accords to the training target of the professional talent and the existing foundation, and uses the principle of "Thick foundation, Wide caliber, Strong practice, Emphasize innovation" to implement the reform of teaching on curriculum system, and aims to train the professional talent to meet the social needs.
Key words Electrical Engineering and Automation; curriculum system; reform in education
0 引言
电气工程及其自动化专业是电气信息领域的一门新兴学科,其应用范围可以涵盖到几乎所有的社会生活领域。该专业是为各行各业培养能够从事电气工程及其自动化、计算机技术应用、经济管理等领域工作的宽口径、复合型的高级工程技术人才。①21世纪以来,随着社会的不断发展,对电气工程及其自动化专业的人才需求量也随之变大,对技术水平的要求也相应地提高,如何培养出适应于社会需求的电气工程及其自动化专业应用型人才已经成为一个亟需解决的重要课题。
吉首大学地处湘鄂渝黔四省边区交界处,其办学目标主要是面向少数民族地区经济文化建设提供智力支持和人才培养。学校的电气工程及其自动化专业于2013正式对外招生,该专业目前正处于起步发展的阶段。其培养目标旨在为武陵山片区培养能够在电力行业、机械制造、企业自动化生产等相关企事业单位从事电气产品与电气装置研发、设计、系统运行维护和管理、电子与计算机技术应用等工作的高级工程技术人才。然而,学校的电气工程及其自动化专业作为一个新开设的专业,其基础弱,底子薄。为有效实现我校该专业人才培养目标,促进该专业毕业生的高质量就业,满足新时期对该专业应用型人才的社会需求,深化该专业的教学改革已势在必行,而课程体系建设则是其中一个非常重要的环节。
1 原有的课程体系
原有的课程体系按照公共基础课―学科基础课―专业主干课―专业方向课―实践教学的体系设置,如表1所示。随着社会的不断发展,对电气工程及其自动化专业人才的需求也在不断发生着变化,原来的课程体系明显不能适应新形势的要求,存在着以下的不足之处:
1.1 课程设置不够完善
由于电气工程及其自动化专业在我校刚刚开设,原有的课程体系设置还不够完善,主要体现在以下三个方面。一是公共基础课开设门数过多,学生学习的负担较重,容易在与专业相关课程的学习上分散精力。二是专业方向设置较少,仅有“电机及其控制”和“电力系统及其自动化”两个方向,每个方向上所设置的模块课程数也偏少。三是实践教学课程偏少,且很多重要的方向课程(限选课和任选课)未设置实践教学活动。
1.2 学时分配不够合理
原有的课程体系要求总学时为2900左右,其中公共基础课892学时,占总学时的30.7%。这些公共基础课主要在本科一、二年级阶段开设,学时数过多,多半为政治类、英语类、体育类课程,而真正与专业相关的公共基础课仅有124学时,仅占公共基础课总学时数的13.9%。这种设置对该专业低年级学生来说,存在一些负面影响:在有强烈学习专业知识愿望的时候,却很少开设与专业相关的公共基础课,且学时偏少;容易分散学生对专业学习的热情;容易养成一些不好的学习习惯。
另外,专业方向课的学时设置也不太合理,如:电力系统继电保护原理42学时(含实践8学时)、发电厂电气主系统34学时、变电站综合自动化42学时(含实践6学时)、电力系统自动控制与远动技术36学时;这些课程的学时数总体偏少且均以理论讲授为主,实践学时较少。
1.3 课程安排不够规范
在原有的课程体系中,课程的安排不够规范、系统。首先,一些重要的课程是缺失的,如:微机原理与接口技术、信号分析与处理、供配电技术等。其次,一些课程的归属类型是混乱的,如:将电器学作为专业主干课而不是作为专业方向课。再次,从属于某专业方向的若干课程离散地分布于原有的课程体系中,如:本可构成楼宇自动化方向的课程――单片机原理与嵌入式系统、DSP原理与应用、无线传感器网络、变压器技术、计算机网络、传感器技术分布于专业主干课和专业方向课(任选课)之中,未归属于一个知识体系之中,专业特色不明显。
2 课程体系建设改革
为把电气工程及其自动化专业的课程体系打造成一个合理、完备、高效、创新的有机整体,本着“厚基础,宽口径,强实践,重创新”的原则实施该专业课程体系改革。所谓“厚基础”是指要求人才具有深厚扎实的专业基础理论知识与方法,以便为进一步的专业学习提供保障。“宽口径”是指拓宽专业方向口径,通过在专业中设置多个不同的方向课程模块,实现人才的多元化发展及就业。“强实践”是指强化人才的实践能力培养,使之具备较强的、符合社会需求的工程实践能力。“重创新”是指注重人才的创新能力培养,以适应未来不断变化的新形势。
按照上述原则对课程体系改革后,新的课程体系具有“强弱结合,信息技术与电气控制相结合”的特点。新的课程体系如表2所示。
2.1 课程设置的优化
新的课程体系打通了原有课程体系中不同专业课程类型间的壁垒,理顺了课程重要性与课程开设顺序间的关系,同时完善了专业方向设置,强化了实践教学的比重,优化了整个课程设置过程,确保了专业知识体系的完整性和系统性。
总的来说,新的课程体系去除了一些冗余的公共基础课程,增加了缺失的专业课程,调整了一些专业课程的所属类别,同时在完善已有的两个专业方向的基础上开启了一个新的专业方向,并加强了课程设计的设置。如:归属于政治类课程的“思想道德修养与法律基础”与“中国近代史纲要”在新的课程体系中被去除;在学科基础课中增加了“微机原理与接口技术”等,在专业主干课中增加了“信号分析与处理”;将“自动控制原理”课程由专业主干课改为学科基础课。对已有的两个专业方向,在保持原有课程的基础上,加入了同方向的专业课程,以保证其知识结构的系统性,如:在“电力系统及其自动化”方向中新增了“电力系统故障分析”与“供配电技术”课程;同时通过融合原有课程体系中本属于“楼宇自动化”方向的若干课程,形成了一个新的专业方向。在课程设计中,新增了“电机学”、“微机原理与接口技术”、“PLC”等学科基础课或专业主干课的课程设计,并为每个专业方向分别新增了一门课程设计,如:为“电力系统及其自动化”方向新增了“电力系统继电保护”课程设计。
2.2 学时设置的调整
在保证总学时量不变的前提下,在新的课程体系中通过在课程间进行学时的调整。通过减少公共基础课的部分学时,②增加到学科基础课中,以便学生有更多的时间从事专业基础学习,从而更好地打牢其专业基础。在新的课程体系中,公共基础课和学科基础课的学时占总学时的72%,较好地在“宽口径”的前提下突出了“厚基础”的原则。
对于政治类课程,如:把“思想和中国特色社会主义理论体系概论”的教学学时由90减为64,把“高级语言程序设计”的教学学时由64增为72。对于“大学英语”课程(公共基础课),原有的课程体系中开设了大一、大二年级的四个学期,每学期教学学时为64;在新的课程体系中,该课程开设学期不变,每学期教学学时减为56,同时,新增的专业基础课程“专业英语”教学学时设为32学时。对于“大学体育”课程(公共基础课),原有的课程体系中开设了大一、大二年级的四个学期,每学期教学学时为32;在新的课程体系中,该课程开设学期不变,每学期教学学时减为24。
对于学科基础课来说,将公共基础课所节省的学时空间有效地进行了利用。如:将“自动控制原理”课程的教学学时由54增为64(其中理论学时40,实验学时24),将“复变函数”课程的教学学时由34增为48,将“电机学”课程的理论学时减少4个,同时增加其实验学时4个等。
经过对学时设置进行了有针对性的调整,整个课程体系更加合理,也更加突出了专业的办学特色,也有利于学生更好地掌握专业核心知识。
3 结语
以社会需求为导向,本文以吉首大学为例,探讨了电气工程及其自动化专业在课程体系上的教学改革。相比原有的课程体系而言,新的课程体系可以使得整个专业知识结构更加系统、合理和完善,也体现了 “厚基础,宽口径,强实践,重创新”的专业特色,符合我校该专业的人才培养目标,为更好地培养电气工程及其自动化应用型人才打下了良好的基础。
中图分类号:TU976+.1 文献标识码: A 文章编号:
一、电气工程与自动化专业人才培养目标
根据电气工程与自动化专业的特点,要实现以下人才培养目标:
首先,务实型人才,这类人才通常是设置于企业一线的专业技术岗位工程师,由于在基层一线需要更加实用的技术,因此强调人才的务实性,并具备良好的职业道德与团队合作精神。其次为应用型人才,针对这类人才,培养重点放在知识与技术的应用方面,要求其可以利用知识对技术进行二次开发与创新,培养目标更加侧重于人才综合素质的提升,要求其具备良好的应用能力,树立较强的应用意识。再次,适用型人才,这类人才要求其具备扎实的知识基础,而且要拓宽知识面,与通识型人才相比,他们在就业过程中,融入岗位角色的时间更短,与技能型人才相比,其潜力更大,具有更强的适应性。最后,创新型人才,因为电气工程与自动化专业人才多服务于基层一线,实务性更强,因此要求其不能局限于单纯的应用,还要勇于创新、突破自我,从而实现更进一步的发展。
二、电气工程与自动化专业教学计划的制定
要实现上述人才目标,必须制定一个科学、有效、实用的专业教学计划,具体而言可以遵循以下几个原则:
首先培养提高学生的综合素质,此处所讨论的综合素质包括思想道德、业务能力、心理素质、文化修养甚至身体素质等方面。其中针对业务能力的提升的教学计划,可以从学科基础课程、专业核心课程、专业方向课程以及专业任选等课程的设置来实现。在兼顾到业务能力的同时,也不能忽略学生其它方面的提升,比如人文社科、管理科学以及外语综合能力等。其次,加强实践训练。因为电气工程及自动化专业表现出非常强的实践性,因此要通过大量的实践训练提高学生的实际工作能力。具体而言,实践类型包括课程实验、技能训练、课程设计、工程实践、课外实践以及毕业设计等。最后,要进一步丰富学生的知识结构与能力结构。其中对学生知识结构的要求如下:掌握专业课程的基本理论与知识;对电气自动化的前沿发展动态进行系统的了解;熟练掌握典型电气自动化系统的基本原理、系统组成以及常用工具。针对学生的能力结构要求如下:可以自主进行编程设计,具备相应的计算机应用能力;可以设计开发一些小型控制系统与信息系统;掌握电气自动化专业必要的实践能力与工程技能。
三、电气工程与自动化专业课程体系建设实践
(一)建设精品课程,加强教材建设
在电气工程与自动化专业中,电气工是整个学习过程的重点内容,具体包括电机、发电设备以及输配电系统等。而学生通过自动化专业的学习,可以把“控制”与“自动化”作为后续工作中解决各类问题的手段与工具。所以在设置专业课程时,要根据上述专业教学计划中对学生知识结构、能力结构的要求,构建专业精品课程。参照国家级、省级对精品课程的建设模式及要求,结合学校自身的实际情况,探索全新的教学模式,基于模块化的角度建立系列课程组,保证课程组内各个课程之间互相联系、互相支撑,从而形成一个有机的结构体系,提高系列课程的协调性。具体而言,组建系列课程组的主要内容包括以下几个方面:
(1)电子电路系列课程,包括电路知识、模拟电子技术与数字电子技术、信号与系统、电子设计基础以及电磁场基础等;(2)计算机与微处理器系列课程,主要包括DSP技术、嵌入式系统设计、单片机与微的原理及应用知识、C语言程序设计以及软件技术基础等;(3)电机与电气技术系列课程,主要包括电机学、电气控制技术、PLC、电子电力技术以及电气工程基础等;(4)控制理论与控制技术系列课程,主要包括自动控制原理、运动控制以及信息控制技术等;(5)建筑电气与智能化系列课程,主要包括电气CAD、建筑电气工程设计与安全以及建筑通信网络技术等;(6)电力系统系列课程,主要包括电力系统分析基础、继电保护技术、高压技术基础、电力自动化技术以及仿真技术等。
由上述系列课程组的设置内容可知,通过系列课程的建设可以改善现有电气工程与自动化专业课程的脱节现象,在课程组内,各科知识互相支撑、有机结合,形成一个完整的、高效的结构体系,不仅对教材的选择十分有利,而且有助于编写教学大纲,防止出现课程重复,及时淘汰陈旧知识,因此保证了学生学习专业课程的有效性,提高学生所学知识的实用性。
(二)建立实践课程体系
由于电气工程与自动化专业体现出较强的实践性,因此仅靠上述精品课程体系的建设还不足以实现专业教学目标,必须建立配套的实践课程体系。具体而言,包括以下几个方面:
首先,建立校企合作的长效机制。学生经过几个学期的理论知识学习后,必须经过实习过程,以实现理论知识与实践能力的有机结合。学生通过实习可以更加深入的了解社会,将自己的知识应用于实践操作中,提高其劳动观念与责任心;此外,还可以对自己所掌握的理论知识做进一步的巩固。因此要加强校企合作,为学生选择更加适合的实习基地,建立长效的校企合作机制。在选择实习基地过程中,要注意两个方面,一方面要求企业能够为学生提供实践操作平台,全面提升其实际动手能力以及解决问题的能力;另一方面,还要有助于学生了解行业现状以及技术发展趋势。因此学校要与企业建立全方位的、多角度的长效合作机制,为其提供更多参与生产实践的机会。
其次,组织各类实践比赛。通过各种实践比赛可以促使学生更深入、更系统的了解知识,并提高学生对知识的实践应用能力。并且比赛这种方式还可以激发学生的好胜心,提高其学习主动性。通过比赛这种良性竞争的方式,可以反映出学生对知识的理解程度及应用能力。学校可以为学生提供更完善的条件,鼓励其参加各种级别的比赛,例如全国大学生机器人大赛、全国普通高校信息技术创新与实践活动、飞思卡尔电子设计大赛等等。实践比赛是提高学生创新能力的有效载体,不仅可以培养学生的科研兴趣,而且对其工程意识与协作意识、科学精神与团队精神、组织能力与竞争能力等素质的提升,也起到良好的促进作用。
最后,鼓励学生参与实际的科研项目。老师在学生中进行科学的培养与拔,针对一些具备参加基础专业科研活动能力的学生,可以推荐其参与到校内老师的科研项目中,以丰富其专业知识,提高其专业能力,帮助老师设计一些基础性的实验,操作实验过程,并进行研究数据整理等。
四、结语
总之,在电气工程与自动化专业课程体系建设过程中,要以培养适用型、务实型、应用型及创新型人才为目标,促进学生专业能力与专业素质的提升。相应的广大任课老师也要不断探索、研究,在日常工作中积累更多的实践经验,从而培养出更多的、与时展相适应的、具有创新能力的应用型人才。
参考文献
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中图分类号:G642.3 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2012)18-0042-03
1 引言
中国经济规模的迅速增长,促使生产装备迅速向大型化、复杂化方向发展。生产装备大型化后对自动化系统的要求更高、更全面、更复杂,设备之间也需要具有更好的协调性。这就需要自动化供应商或专业技术人员能够解决生产设备大型化和连续化后面临的所有自动化技术问题,并提供“现场仪表、控制系统和管理系统”3个层面的整体自动化解决方案,即工业自动化系统集成。自动化系统集成要求从业人员必须兼具对行业知识和自动化知识的双重理解。一方面要求技术人员具有宽泛的、深厚的自动化专业理论功底,另一方面还必须对用户的工艺、控制难点、不同类型仪表的功能和性能都十分了解,能通过自动化整体解决方案的形式服务于最终用户[1]。
市场竞争加快了企业升级换代的步伐,设备制造商需要通过系统集成形成为用户所需的整体功能,提高设备的装备水平。工业企业的技术改造、工厂自动化、企业信息化等也急切需要自动化系统集成的人才。而中原工学院缺乏相关的专业和完整的课程体系,已有课程的教学模式也存在不足:1)侧重理论教学,与工程实际结合不够紧密,且理论教学与实践环节脱节,“讲”与“做”不连贯;2)各课程实验独立设置,验证性实践多,各学科之间进行交叉和融合的设计性、综合性实验少,学生的综合应用能力、工作主动性和创造性没能得到挖掘;3)综合性实践环节多停留在“图纸设计和程序设计”层面,现场工艺分析及处理、故障诊断与排除等工程实践环节较少。因此,学生走上工作岗位后,往往需要经过几年的锻炼才能进入角色。
本着以市场需求为导向,有利于学生就业和可持续发展的宗旨,在经过广泛的毕业生跟踪调查、市场调研的基础上,充分听取行业专家的意见,2007年中原工学院电子信息学院调整了专业培养计划,在电气类专业中开设工业自动化系统集成专业方向。如何构建科学的课程体系,探索与之相适应的教学模式,搭建多层次的实践平台,并组织落实培养计划,就成为“工业自动化系统集成”课程组的当务之急。
2 课程体系的构建
工业自动化系统集成专业方向培养方案的制定,需要综合考虑以下几个方面的因素。
1)学校人才培养目标的定位。中原工学院的定位为培养面向现场一线的电气工程与自动控制的系统工程师,属于高级应用型人才,学生毕业后主要从事工业现场的电气系统与自动控制系统的配置与集成、控制系统的软硬件设计、安装与调试。经过几年的工作历练,他们可以成为企业、电气自动化公司或科研院所的技术骨干[2]。因此,课程体系的设计应以先进自动化控制技术应用为主,并与典型工程的系统集成紧密关联,强化工程应用训练,增强学生的工程意识与技术综合应用能力。
2)行业特点及对知识结构和能力的要求。中原工学院该专业方向的定位是从事以PLC及其网络系统为主体的工业自动化控制系统的配置与集成、软硬件设计、安装与调试。因此,课程体系的设置必须考虑学生要适应这一学科领域内的工作,并能可持续发展,应该具有怎样的知识、能力与素质结构。除了具备自动化专业的基础知识之外,还必须掌握电气控制技术、可编程控制器技术、变频器及其应用、工业网络通信技术、组态监控技术、触摸屏应用以及计算机辅助设计等。课程组需要对这些技术的内容进行整合,来设置该专业方向的课程和教学体系。
3)学生全面发展的需要。从学生全面发展的需要出发,以培养具有学习能力、实践能力、创新精神和合作精神的大学生为目标来设计课程体系。学生将来要面向企业、面向工程,就必须具有较强的工程能力、解决实际技术难题的能力、自学能力和与人合作的能力。因此,理论教学及实践体系构建时,除了保证知识的系统性、前瞻性外,更要加强课程的实践性和综合交叉性。有必要循序渐进,设置不同层次的实践环节,融入多种类型的工程课题,并要求学生以小组为单位,自主完成资料查询、系统集成、设计、安装调试任务。尽可能多地让学生接触和体验工程设计、施工的全过程,让学生在“学”和“做”的反复训练中积累经验,强化工程意识。提倡团队合作,鼓励学生独立思考和大胆创新,使学生在学习和实践的过程中获得成就感,潜移默化地养成与人交流合作、互利共赢、追求卓越的习惯。
4)学校现有师资和设备条件。工业自动化系统集成是近年来新兴的行业,中原工学院师资有一定的实力和丰富的工程经验。学校现有一定品牌和数量的PLC、变频器等基础设备,能满足基础实验条件,但做综合性较强的课题,设备仍有欠缺,因此需要对现有设备进行整合、改造、丰富。实践环节设计时,既要能最大限度地利用现有设备,又要开发出更多覆盖知识面广、与实际工程接近、不同层次的设计性、综合性实验和实训课题,使学生得到更加全面的训练。
综上所述,确定工业自动化系统集成专业方向的课程体系,由理论教学和实验教学体系组成,开设的课程有:①电气控制与PLC,作为基础平台课程,主要包括电气控制技术及可编程控制器的基础理论,以西门子小型机S7-200PLC及其网络系统为目标,学习其基本应用;②3门专业主干课程,自动化系统集成、变频器及其应用和新型自动化软件,它们包含了工业自动化系统集成过程中必备的、联系最紧密的核心技术。其中自动化系统集成课程包含了大、中型PLC及其应用、工业网络通信技术、自动化系统集成等内容;变频器及其应用主要包括变频器的基本构成及原理,调速系统设计、选型,变频器内部参数设置等。新型自动化软件课程主要包括组态软件的应用、触摸屏的应用以及AutoCAD绘图等内容。
实践体系分为3个层次:第一层是基本技能训练,主要是与课程同步的基础实验,以及与其他课程相关的综合性实验;第二层是专业方向综合训练,设置了为期3周的专业方向课程设计;第三层是毕业设计,进行典型工程设计,运用大学4年所学知识,对自动化系统集成,控制系统安装、调试及报告撰写进行综合训练。
3 教学模式的凝练
该专业方向课程的实践性和综合性都很强,为了达到预期的教学效果,将课堂推向实验室,使学生面向控制设备和对象,将理论教学与实践环节无缝连接。
理论教学上,采用多媒体手段生动、形象地讲解基础知识,每个阶段都有设计实例,详细讲解系统集成的思路、方法、步骤以及工程设计中应注意的事项、安装调试方法。多媒体课件中广泛纳入各种电气控制元器件、PLC及变频器等设备的图片,不同层次控制系统的结构及原理图,还可以演示设计的结果,课堂信息量大,感性且直观。
随后跟进实践环节,布置工程应用设计小课题,学生以小组为单位自主设计、安装和调试,通过反复运行监控、发现问题、修改完善,最终得到满足要求的结果。教师下达任务,讲清控制要求,指导学生分析疑难问题,寻找解决问题的方法,验收设计结果,对普遍存在的问题进行点评,表彰具有创新性的小组和学生。对于程度好、动作快的学生,鼓励他们协助教师共同帮助有困难的学生分析问题、查找原因。这样使学生真正掌握分析问题的切入点、解决问题的方法,在完成任务的过程中获得成就感,激发探索和创新的欲望;在相互交流和探讨的过程中解决难题,增强团队意识;在同学的相互帮助下共同进步,加深同学的情谊。
课下再布置一些选择性课题,让有兴趣的学生自主完成,通过开放实验室或用仿真软件进行调试,使学生可以获得远远超过课内实验学时的工程训练时间,在学习效率和质量上能够得到进一步的提高。在各课程的后期,都设置有与其他几门课程相关联的综合性实验,如打包机生产线控制系统设计就融入了电气控制技术、PLC技术、组态监控技术和检测技术等,提高学生的综合运用能力。
在专业方向课程设计环节,将电气控制技术、PLC及其网络应用、变频器应用、组态软件、触摸屏应用、检测技术、自控原理、过程控制等课程的内容融入设计课题,要求学生在完成控制系统搭建、软硬件设计的同时,在开放的实验设备上完成控制系统的安装、配线和调试,并邀请有经验的教师讲解和演示正规电气设备安装、配线的过程。通过完整的工程设计、工艺施工过程,一方面训练学生知识的综合运用能力,另一方面了解电气施工现场各阶段的工艺处理方法、调试中故障的诊断方法和排除故障的方法[3]。
毕业设计阶段,建议系统集成专业方向的学生选报本方向课题,运用大学4年所学知识进行典型工程设计。用PLC及其网络对控制系统进行集成,完成控制系统搭建、组态、软硬件设计、电器元件选型、控制柜设计/安装和调试、毕业设计报告撰写等系统训练。让学生了解该行业的技术进步与发展动向,培养学生综合运用多学科技能和先进手段解决复杂实际工程问题的能力,培养学生科学、严谨、求实的工作作风。
通过近2年系统的学习,多层次的工程实践训练,该专业方向的学生应当具备以PLC及其网络为主体的小型自动化系统集成的能力、处理实际工程中常见问题的能力,并具有运用专业理论和技能进行自主创新的精神。
4 结语
目前,工业自动化系统集成专业方向课程体系已经连续运作了几年,学生通过系统学习和强化训练,理论基础更加扎实,知识的综合运用能力大幅提升,学习更加积极主动,工程意识和工程应用能力显著提高。许多学生毕业后从事与系统集成相关的工作,并很快成为企业的技术骨干,反映良好。学生选报工业自动化集成专业方向十分踊跃,中原工学院将不断总结和完善教学体系,丰富实验条件,培养年轻教师,使教学步入良性循环的轨道。
参考文献
中图分类号:G642 文献标识码:A
1 机械制造与自动化专业课程体系现状及存在的主要问题
结合课题组成员对省内高职院校机械制造与自动化专业课程设置情况的调查研究,发现机械制造与自动化专业所设置的课程体系与企业对机械制造与自动化人才的需求有明显差距。一是课程设置与企业需求存在一定差距,毕业生往往需要重新学习半年至一年的时间才能初步适应机械制造类企业的工作需要;二是课程设置模式还是以传统的理论教学方式为主,缺少企业实施人才培养的思路和经验;三是许多高职院校机械制造类专业虽然也建立了与企业的密切合作关系,有些院校也引入了大量的企业资源,但未能进行校企深度融合,不能真正做到工学结合,难以很好地解决学校理论教学与企业实践工作的衔接问题;四是许多高职院校机械制造与自动化专业对学生入学要求较低,因学生理论基础较差,则出现学习能力较低、思路僵化、后劲不足等问题。
2 构建符合机械制造与自动化专业所需理论知识与实践技能的课程体系
2.1 校企共建专业建设指导委员会,根据职业岗位所需设置课程体系
机械制造与自动化专业实施课程体系改革的前提是做好调查研究工作,正确全面分析本专业职业岗位所需理论知识与实践技能,在此基础上实施课程体系改革。近年来,课题组所在专业积极探索与周边企业合作模式,主动适应区域产业结构的调整,先后与郑州日产等多家企业合作建立了长效的校外实训实习基地。成立了由机械行业专家、企业人士、兄弟院校骨干教师、本校教师、教学管理部门领导共同组成的机械制造及自动化专业建设指导委员会。
定期召开专业人才培养研讨会,每年修订一次人才培养方案,找准专业定位,及时了解人才需求情况,与企业共同探讨专业相关职业岗位能力的内涵。本专业主要培养机械制造及其相关工作岗位的第一线高素质、高技能型人才。主要从事数控机床的操作与维护、机械加工工艺、数控加工编程、模具制造与设计等工作。次要就业岗位主要有机电设备的检测与维修、机电设备的营销与技术服务、生产管理等。能够以职业岗位行为技能需求为导向、以能力培养为主线,并合理调整工学结合人才培养方案,按照职业岗位任务需求设置课程体系,加强实践教学,把学生需求、社会需求与学生素质及技能培养有机融合。
2.2 校企深度融合,构建基于工作过程的课程体系
根据河南省郑州市产业结构调整及支柱产业发展趋势和企业的用人要求,加强与行业企业的深度合作,建立以工作过程为导向的“工学结合、顶岗实习”人才培养课程体系。根据对机械行业岗位或岗位群的分析,结合企业用人的实际情况和工学结合人才培养模式,按照“基于工作过程”、“必需、够用”的原则,重新组合课程内容,重点建设一些理论与实践一体化的专项技能课程。以培养学生职业综合能力为目标,以职业岗位工作过程为主线,以真实的生产工作任务为载体,(下转第89页)(上接第44页)设计开发专业核心课程并实施教学实践。
根据专业人才培养目标定位及市场人才需求调研,听取行业、企业专家的意见和建议,将行业、企业生产的主要技术环节和关键技术纳入教学内容之中,生产部门的各工作岗位过程作为教学过程,融教学做为一体。坚持以能力培养为主线,以满足岗位或职业需要为导向,按照职业素质要求和技术需求构建课程体系。
2.3 与企业生产相结合,构建工学结合课程体系
(1)构建并完善校企合作、工学结合的课程体系。坚持以服务区域经济建设和企业生产为宗旨,以能力培养为主线,以就业为导向,以校企合作、工学结合为途径,以学生职业能力和职业道德培养为核心,引入行业、企业技术标准开发专业课程,改革不适应职业教育的教学内容和方法,实施有企业参与课程开发与教学的订单培养计划,构建并完善具有自己特色的校企合作、工学结合的课程体系。
(2)以就业为导向,加强校企合作。建立健全“厂中校”和“校中厂”的“双主体”生产性实习实训基地,根据合作企业的实际需要成立企业冠名班,其课程体系将依据企业的岗位能力需求而构建,培养切实符合企业岗位需求的专业高素质技能人才,探索出“工学结合、顶岗实习”课程体系新模式。在“工学结合、顶岗实习”过程中,学校教师、企业技术人员共同授课,以实验、实训、生产为载体,突出学生关键职业能力培养,实现教学做一体化教学。
(3)以培养学生综合能力为主线构建课程体系。根据机械制造及自动化专业技术领域和职业岗位(群)的岗位要求,通过对职业岗位(群)从业人员和与职业岗位(群)专家及有关的人员进行调查,对在职业岗位上工作的学生的反馈信息进行分析、归纳、整理、综合,并参考相关职业标准,以培养学生的综合应用能力为主线,以教学内容和课程体系改革为重点,整体优化实践课程教学体系、理论课程教学体系及素质课程教学体系,将素质培养贯穿于整个教学过程,促进学生知识、能力、素质的全面协调发展。
3 实施效果分析
3.1 形成特色鲜明的工学结合人才培养模式
通过机械制造与自动化专业课程体系改革与实践,不断完善“工学结合、顶岗实习”的课程设置体系,形成了特色鲜明的工学结合人才培养模式,整体提升了机械制造与自动化技术建设水平,使专业特色更加鲜明,教学质量显著提高,学生岗位职业能力和就业竞争力明显增强。
3.2 建设了一批特色鲜明的工学结合课程及课程教学资源
中图分类号:G712 文献标识码:A
课程建设是提高高等职业院校教学改革的重点和难点。高等职业院校需要积极与行业企业合作开发课程,根据职业岗位(群)的任职要求,参照相关的职业资格标准,建立突出职业能力培养的课程标准,改革课程体系和教学内容,以提高课程教学质量。课程开发要实现职业教育目标,首先要保证课程体系是源于岗位工作任务分析,并经过系统的总结、归纳、提升,最终从工作岗位能力要求转化为学习领域。因此高职院校的课程开发开发出符合高职专业发展规律的课程体系,其根本目的是提升高职院校的教学质量。
1 现行自动化专业课程体系存在的问题
随着信息技术、计算机技术与测控技术的融合与渗透,自动化技术得到了快速发展,各行各业均采用自动化技术改造传统生产方式提高企业竞争力,这些都急需自动化领域的新技术、新方法。 调查发现,市场竞争使得各行业对自动化专业人才需求量明显增大,专业技术需求增强。然而,一方面大量高职院校自动化专业毕业生就业困难;另一方面企业却招不到合适的自动化专业人才。这一现象表明自动化专业的教育同企业用人的实际需求不相适应,相对陈旧的课程体系,与我国产业结构的调整不相适应。主要体现在如下方面:
1.1 强弱电融合问题
我国自动化技术主要分为电气自动化、过程自动化。电气自动化技术以强电为主、单机概念,观注的主体是加工机械装置运行状态、以“电动机”作现场驱动设备为主的逻辑控制、时序控制;“生产过程自动化技术”为弱电方向,强调自动化核心,关注的主体是流程生产设备热工量状态、以“调节阀”作现场驱动设备为主的流程控制。传统认识与课程设置上,电气自动化与过程自动化存在较大差别。因此强弱电并重需要解决两者间融合问题。随着自动化技术的发展不断深化,自动化技术改变了制造业传统的生产模式企业要求自动化技能人才具有“强弱电并重”的职业技能,对岗位工人要求一岗多能,强调职业技能的复合性。
1.2 课程设置沿袭知识领域分科模式
近年来高职院校进行教学改革探索与实践,但更多的经验与成果是教学模式改革,课程设置并未突破知识核心课程体系。由此导致课程标准不明、课程目标定位不当,在强调对于知识的理解与掌握的同时,考核评价标准仍停留在对知识了解多少、理解多深、掌握多牢的框架内;课程内容选择与序化更多地考虑学科知识的连续性、完整性,不能体现职业活动过程的连续性、完整性;课程内容方向抉择强调对知识、原理的阐述,实验与实训目的及操作模式在本质上体现对知识的强化与巩固、规律与关系的验证,不能充分体现知识的应用性、实践性、职业性。
2 高职院校课程体系开发模式
高职教育不同于普通高等教育,职业教育的核心是职业能力培养,知识“适度、够用、会用”,其课程体系有其自身的特点。从世界范围来看,职业教育的课程开发在经历了“学科系统化”、“学习理论导向”和“职业分析导向”模式后,正在向“工作过程导向”的模式发展。
(1)学习理论导向的课程开发。即针对现有职业,按照学习理论和人的发展规律确定课程结构和内容。这是一种典型的从普通教育移植的素质教育模式,被很多发达国家采用,在美国,它是将教育目标定位于学生认知能力、一般行动能力和个性发展,其结果是学习内容与职业活动联系不够紧密,职业教育提供的只能是一种职业预备教育。
(2)职业分析导向的课程开发,即我国大规模实施的CBE模式。这种建立在职业和工作分析基础之上的方法,能较好把握和分析工作行动中的客观因素,但存在忽视了工作的整体特性和经验,从而忽略了人们日益增长的全面发展的要求。
(3)工作过程导向的课程开发。现代职业教育必须着力培养“解决综合问题”的能力,因此,职业教育课程开发方法必须能够将职业工作的内容在主观上作为一个整体化行为并付诸实施;构建基于工作过程完整的学习过程;同时强调创新素质的培养中,统筹单项能力和综合能力的培养。
3 构建基于职业活动能力的自动化专业课程体系
职业能力结构与职业标准是职业院校课程体系构建的基本依据,职业领域中的工作任务是课程改革的主导线索。
3.1 “宽口径、强弱电并重”的实施途径
强电类如电气自动化技术、弱电类如生产过程自动化技术,构成了工业自动化技术主体应用领域:流程生产控制与离散生产控制。虽然两大领域中生产形式、状态参数、执行手段、控制策略不同,但系统构建与控制技术本质具有同一性,大多涉及生产运行状态检测、操作、自动控制及联锁保护三大任务。
随着经济的快速发展,制造业以其特有的技术带动性、融合性和广泛使用性,一直处于高新技术产业中的主导产业,因此社会对机械制造与自动化专业高职人才需求量很大。为培养市场急需的、符合市场要求的技能型机械制造与自动化专业人才,本文以学生就业为主要出发点,从就业岗位所需的知识、技能、素质要求出发构建高职机械制造与自动化专业课程体系。
一、高职机械制造与自动化专业课程体系构建的思路
按照“针对职业定岗位,针对岗位定能力,针对能力定课程”的原则,依据“教室与生产车间功能一体,作业与企业产品标准一体,学生和学徒身份一体,教师和师傅角色一体”的人才培养模式,改革高职机械制造与自动化专业课程体系,培养市场需要的高素质技能型机械制造类人才。课程体系构建思路如图所示。
课程体系构建思路
二、高职机械制造与自动化专业人才需求分析及培养目标的确定
近年来以呼、包、鄂作为自治区经济发展的金三角,装备制造业发展十分迅速。呼和浩特、包头、鄂尔多斯等地区正在向风电设备、汽车及零部件、载重汽车、非公路矿用车、铁路车辆、矿山设备、工程机械、风电设备、煤炭机械制造与维修、矿用设备、煤化工设备制造为主的装备制造业方向发展。自治区能源、冶金、装备制造和高新技术等特色优势产业的迅猛发展,必将带动内蒙古及周边地区对机械制造与自动化专业高素质高级技能型专门人才的需求。从需求的文化程度和技术等级来看,大专学历和高级工、高级技师的需求量较大。根据近年来调查显示,生产车间一线高级工、技师、高级技师人数仅占1.5%左右,工程技术人员只占企业总人数7%;企业迫切需要大批“懂理论、会操作、留得住、用得上”的高技能人才。因此,全面提升高职院校机械制造与自动化专业建设水平,加快装备制造业高技能专门人才培养,对提升内蒙古及周边地区装备制造业发展水平和竞争力具有重要意义。
机械制造与自动化专业面向行业企业一线实际需要,培养德、智、体、美等全面发展的,具有良好职业道德、吃苦耐劳精神以及较强的沟通协调能力和实践创新能力,具备机械制造与自动化专业知识和专业技能,能适应机械加工和机电设备维修与维护生产一线需要的高素质高级技能型专门人才。
三、高职机械制造与自动化专业课程体系改革
1.人才培养模式改革
参照机械加工、机械设备维修职业岗位任职要求,与企业共同制定人才培养方案,实现人才培养目标与企业岗位需求相融;校企共同构建课程体系,使课程体系与职业能力培养相融,在课程中引入行业企业标准、规范、规程、法规等,使课程标准与机械行业企业技术标准相融;依托“校中厂”、理实一体化教室与校外实训基地,根据企业需要,灵活调整教学计划和教学内容,使教学内容与工作任务相融。
将学生的职业能力培养分为三个阶段:专业基础能力培养阶段、专业核心能力培养阶段、专业综合能力培养阶段,实施校内专业理论课教学与实训教学平行交替进行,三阶段环环相扣,循序渐进,促使学生的专业技能层层提升,实现学生向企业员工的转变。
根据各阶段的培养特点设计工学结合的学习进程,校企共同开发课程和实训项目,共同实现学生识岗实训、单项技能训练和顶岗实习等三年不间断的实践锻炼,学生在做中学、学中做。在“校中厂”、数控加工实训基地、教学实习工厂和校外实训基地,学生能感受到企业的真实生产环境,实施“四个一体”的培养模式。
2.课程体系改革
第一阶段:专业基础能力培养。主要在第一、二学期进行。以校内的公共基础和专业基础教学资源为平台,完成文化素质课程和专业基础课程的教学,培养学生机械识图与绘图、公差的应用、金属材料及热处理的选择等专业基础能力。结合识岗实训、机加工实训和专题讲座、社会实践、技能竞赛等形式,学生在校外实训基地和校内实训室等环境里,对职业岗位的工作特点、主要设备、工作环境有一个比较全面的认识,使学生的职业素养得到进一步提升。
第二阶段:专业核心能力培养。主要在第三、四、五学期进行。依托校内实训室、“校中厂”和理实一体化教室,完成理实一体化课程,培养学生的专业核心能力。在“校中厂”,根据企业的生产情况,弹性、灵活地安排数控机床操作加工等实践教学,在具有真实工作环境的生产车间让学生感受到企业文化的熏陶,即学生以工人身份接受生产任务,在指导教师的引领下,通过识读图纸、编制工艺、机械加工、零件检验、部件装配等生产流程,使学生亲历完整的工作过程。在理实一体化教室,由企业兼职教师和专任教师共同完成典型零件普通加工等课程的教学,提高学生的专项技能。在校内实训室和教学实习工厂,每学期安排4周以上时间进行机械加工实训、机械装配维修实训、电气控制与PLC实训等实践教学,让学生在做中学、学中做,培养学生的专业核心能力。
第三阶段:专业综合能力培养。第六学期在用人企业的实际工作岗位进行顶岗实习,聘用企业技术骨干、能工巧匠为兼职教师,结合岗位工作进行综合性技能训练,培养学生的专业综合能力和职业素质。定期派遣专任教师深入企业了解学生顶岗情况,并作出综合评价。在人才培养过程中,将人文素质教育、企业文化教育相结合,形成浓厚的校企合作育人氛围,始终把安全教育、责任意识、吃苦耐劳精神等职业素质作为素质教育核心贯穿始终,积极推行“双证书”制度。
四、高职机械制造与自动化专业课程体系实施保障
1.教学方法与手段改革。根据专业特点,采取“任务驱动、项目导向”等教学模式,教学过程中采用小组讨论法和案例教学法等多种教学方法,充分利用现代教育手段,将理论知识融入到教学项目中,使学习与生产相结合,课堂与实训车间相结合,实现教、学、做一体化。
2.课程考核与评价。制定课程考核标准,包括课程的目标定位、教学内容、教学过程、教学方法与手段、课程教学效果、课程特色等方面。建立由教师、企业技术人员和学生参加的考核组进行课程考核。采取教师评价、学生评价、企业评价和社会评价相结合的方法对课程进行综合评价,增加企业考核权重。
3.加强专业教学资源库建设。为满足专业建设共性需求,实现优质资源共享,积极与其他院校合作,积极开展高职机械制造与自动化专业教学资源库建设,满足机械制造与自动化专业高技能人才培养、企业培训和社会学习者多样化学习需要。
4.建立完善与工学结合相适应的教材体系。开发突出以职业综合能力培养为重点、融入职业资格标准的教材,以满足工学结合的人才培养的要求。
5.加强“双师型”师资队伍建设。通过“请进来”、“送出去”的方式,培养双师型的教师队伍。为教师提供机会到企业参观、实践,参与企业技术革新;聘任企业兼职教师,以解决“双师型”教师队伍建设薄弱问题。
【中图分类号】G423.07
电气自动化技术专业是一个宽口径专业,学习的内容多,覆盖面广。对学生而言,由于不清楚与本专业相关的工作任务环境和典型技术主线,感觉每一门课程都很重要,每一项技术都是重点,学生对学习的重点难以有效把握。对教师而言,培养学生的职业能力包括三个方面,即完成工作任务所需要的知识结构、应具备的能力结构和应具备的素质结构,因此应该对教学任务及过程有更深刻的认识。
一、现状分析
我院电气自动化技术专业目前的课程体系主要针对于传统意义上的电工电子及继电控制两个方面,并明显偏重于电气运行控制。而当前科技发展的态势特别注重专业间的交叉融合,电子技术、信息技术、传感器技术、控制技术、机械技术等高度结合以实现生产线的柔性化和智能化。随着生产设备科技含量的不断提高,以满足企业需求为目标的新兴行业不断出现,电气自动化专业要保持其自身特点,必须强化专业方向,优化课程体系[2]-[4]。
二、解决方案
深入企业调研,了解当前企业人才需求情况,深入高校调研,努力构建适合职业岗位能力培养的电气自动化技术专业课程体系。
(一)积极进行电气自动化技术专业岗位群分析,明确岗位工作任务
转变教学观念,建立现代职教思想,以职业教育学"基于职业属性的专业观"和"基于工
作过程的课程观"作为理论指导,充分利用学院良好的产学研合作优势,并积极开发新合作领域,对企业及用人单位展开市场调研;根据市场调研结果分析,针对性的对自动化生产线工作过程、工厂供配电工作过程、电气控制系统工作过程、电子产品的设计组装与调试工作过程四个方向进行工作任务分析,合理的设置专业课程,合理配备师资、实训等。
(二)以学生职业生涯为目标,以工作结构为框架,进行电气自动化专业课程体系整合优化
以服务地方经济为目的,明确专业的发展定位,把握方向,找准自身特色,对课程进行重组、整合。教育部《关于加强高职高专职教育人才培养工作的意见》指出:"高职学生应在具备必要的基础理论知识和专门知识的基础上,重点掌握从事本专业领域实际工作的基本能力和基本技能",这些基本能力和基本技能的训练应围绕国家职业标准规定的等级技能要求来开展。因此要在岗位群工作任务分析的基础上,认真研究国家职业标准,设计课程结构,确定课程教学内容及课程教学模式,研究实验室设备的变更,技术的改进,做出课程体系的调整,确定新的课程结构和教学体系;组织教师和企业工程技术人员共同编写教材,建立相应的试题库,将职业资格认证、工种技能鉴定等内容纳入教学,在高职毕业生中推行"双证书"或"多证书",最大限度上使学生学有所得,毕业即可就业。
(三)研究适合电气自动化技术专业教学的新型教学模式与手段,突出职业能力培养
积极推进教学改革,加强教研工作,开发新课程体系下得新型教学模式与教学手段,研究息化信教学的实践及有效性,将理论教学与岗位实训结合,提高学生的工作过程能力,以电气自动化技术专业主要的工作任务环境和典型技术主线为主导,明确学习目的性,提高学生学习兴趣;例如,将《单片机技术应用》课程采用理实一体的教学模式,通过设定教学任务和教学目标,让师生双方边教、边学、边做,理论和实践交替进行,丰富课堂教学和实践教学环节,突出学生动手能力和专业技能的培养,充分调动和激发学生学习兴趣;《供配电系统的设计与安装》课程的整个教学过程实际上就是在指导学生完成一小型供配电系统的设计计算(系统设计、设备及线路选择、预算),该综合项目可分解为若干个能力项目、若干个情景具体实施教学,对学生因材施教。切实做到根据每个学生的能力定位,在课程设置上坚持以工作过程为导向,与企业共同开发核心课程;在课程建设上注重在教学过程中突出学生能力培养,扎扎实实抓好每门课程与教学实践的有机结合。
同时,在教学的实施中还强调对学生职业素质的培养,加强学生的就业定位教育,切勿好高骛远,要有从基层工作从底层干起的思想准备,要加强对学生职业生涯设计规划的教育,帮助学生构造自己的职业生涯,指导学生尽快完成由学生向合格技术工人的转变。优化后的课程体系如图所示:
三、几点保障
(一) 保持教学内容的先进性和应用性
科技日新月异飞速发展,新器件、新装置、新功能、新技术层出不穷地应用,因此新构建的课程体系的内容要反映电气自动化技的先进术性和应用性。专业教学中理论和实验教材均应选用高职高专规划类、近三年出版新教材;同时,教学内容的遴选应该是当前较普遍应用的技术(或器件),而且必须将一些新器件和新技术的应用整合进教学中来,如人机界面技术、触摸屏、组态技术等。使学生最近距离贴近岗位专业技术实际、贴近生产现场的最新技术。
(二)提高实验实训的时效性和实效性
注重技能训练整合后的新课程体系应增加实训环节的内容和实训时间,使学生在学习了电气自
动化技术方面的相关知识后,通过大量的实训环节,在实践过程中学习,切实有效地提高实践技能。一是加强自动化技术基本技能、计算机应用能力、专业能力和工程实践能力训练;二是完善实验实训条件,力争完善先进的设备、开放式的管理模式给学生的技能训练、个人能力拓展、兴趣爱好等的拓展提供有力的保障;三是加强对实验实训过程的指导和管理,真正建立起适应高等技术应用性人才培养的教学管理模式,提高实践性教学的质量和效率。
(三) 保持教学团队师资的创新与活力
人才培养模式中教学体系的实施关键是要有一支理论基础扎实、技术能力过硬、创新又有活力的教学团队。多从其他院校、科研机构、企业等单位聘请理论新、实践工作经验丰富的工程技术人员到校指导,鼓励专业教师到高等院校、培训机构和企业进修学习,到到企业或生产服务一线企业实践。让每一位老师都从自身条件出发,发挥自己的主观能动性进行创造性劳动,保持教学团队师资的创新与活力。
参考文献
[1]聂立辉.论我国工业自动化的发展趋势.机电信息,2009(24)
中图分类号:G642 文献标识码:A
1 按照“职业岗位群”构建课程体系的必要性
机械制造与自动化专业(以下简称机制专业)是中山火炬职业技术学院国家骨干建设重点建设项目,本专业人才培养目标:培养在生产、服务、管理第一线从事普通机床操作与维护、数控机床操作与编程、自动化生产线操作与维护等岗位或相关岗位工作,具有机械制造行业加工、装配、维护和管理技能的高素质、高技能,且面向基层专门人才。从机制专业人才培养目标来看,主要是培养能够从事机制专业职业岗位群某一种或几种岗位工作的技能型人才。
2 构建课程体系的思路
课程体系构建从机制专业培养目标出发,以市场对机制专业人才需求调研为基础,分析机制专业主要的职业岗位(群)。对专业职业岗位群的工作任务和岗位核心能力进行分析,对岗位群岗位进行归类,以此为依据,构建机制专业学习领域课程体系。构建课程体系时,首先整理归纳出典型工作任务,再转换为行动领域,然后选择有教学价值的行动领域,按照职业能力形成规律,由易到难进行排序,进行教学转换。
3 按照“职业岗位群”构建课程体系的研究
3.1 岗位调研,确定工作岗位群
通过对广机海事重工有限公司、中泽重工有限公司、鑫辉汽车模具有限公司等50余家临海装备制造企业进行广泛调研与分析,装备制造企业对机制专业人才需求主要集中在普通机床操作与维护、数控机床操作与编程、机械产品设计与测量、CAD绘图、机床故障诊断与维修、自动化生产线操作与维护等岗位。调研结果如表1所示。面向基层岗位的机器人编程与操作、机构创新等高技能人才需求比例也在不断上升。
3.2 典型工作任务
通过与装备制造生产企业的一线专家、生产一线技术人员进行研讨,分析归纳岗位的典型工作任务。分析结果如表1所示。
3.3 岗位职业能力分析与开设课程
分析机制专业典型工作岗位与工作任务后,进一步分析典型工作岗位完成典型工作任务所需职业能力,如图1所示。依据典型岗位所需职业能力,有针对性地开设金工工艺与实训、机械加工技术和工业自动化控制技术等12门课程,其中机械创新设计与制作、机器人应用技术属特质学生选修课程。
3.4 专业能力培养体系与课程体系
根据典型岗位与所需职业能力、课程性质,对开设课程进行梳理分类,将12门主要课程分为金工(通用)加工类、现代制造类、机械设计类、CAD类、故障诊断与维修类、自动化控制类和机械创新类等7大类能力。将上述7种能力作为专业职业能力,构成机制专业职业能力培养体系。考虑装备制造专业群通用性,将金工(通用)加工类、现代制造类、机械设计类、CAD类等4大类职业能力作为专业通用能力,和模具设计与制造、机电一体化技术、机电设备维修与管理等专业共享建设成果。将故障诊断与维修类、自动化控制类归纳为机制专业核心职业能力,创新职业能力作为选修课程。
为培养学生综合素质,机制专业开设道德与法律、体质与发展、数理与科技和文字与语言等4大类素质能力训练课程,包含思想道德修养、高职数学与应用文写作等11门课程。职业能力训练课程体系与素质能力训练课程体系一起构建了机制专业能力训练体系框架和课程体系,如图2所示。
课程体系紧扣行业职业能力要求,课程建设参照国家精品开放课程标准,并与校外实训基地企业、生产性实训校区企业合作。专业课程紧密结合企业实际人才需求,从岗位典型任务出发,对岗位所需的知识和职业能力进行梳理,融合国际和国家最新行业标准,把握行业最新发展方向和技术,以“实用性”和“前瞻性”相结合的原则重构课程结构。
4 结语
中山火炬职业技术学院装备制造系从2009年开展了按照“职业岗位群”构建课程体系的研究与探索,取得了较为显著的建设成效。以此为基础,分别于2010年和2011年取得国家财政支持装备制造技术实训基地建设立项和学院国家骨干建设院校建设―机械制造与自动化专业及专业群建设项目立项。
参考文献
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2013)05C-0083-03
近年来,随着广西区经济的高速增长、电气自动化行业的迅速发展,新知识、新技能、新技术、新设备层出不穷。因而,社会对电气自动化技术人才的需求也更加迫切,企业对毕业生的技能结构与知识结构提出了更高新的要求与希望,要求毕业生要具备一定的岗位针对性和适应性,具有一定的运用高新技术的能力和一定的横向扩展能力。在此情形下,柳州职业技术学院电气自动化教学团队与时俱进,对本专业课程体系进行了不断调整与优化,走出了一条创新电气自动化技术专业办学之路,培养出满足职业岗位群工业控制系统设计、安装、调试、运行、维护、检修、营销,满足电气自动化事业发展需求的高素质技术技能型人才。
自2006年以来,柳州职业技术学院在行业企业工程技术专家、教学管理专家的指导参与下,通过对广西工业重镇的柳州市汽车制造、钢铁冶金、机械加工等行业企业相关的岗位进行工作任务分析,构建了以典型工作任务为导向的高职电气自动化技术专业课程体系及教学内容,并进行了教学实施。虽然取得了一定的成效,但是以工作过程的典型工作任务为主线的课程体系不突出,加上学院国家级示范性课程改革建设和内涵建设需求,也迫切需要对电气自动化技术专业课程体系进行调整与优化建设。如何调整与优化专业课程体系,培养满足电气自动化事业发展需求的高素质技术技能型人才,是值得高职院校研究的重要课题。本文试对基于工作过程的高职电气自动化技术专业课程体系优化进行研究。
一、课程体系的优化原则
电气自动化技术专业课程体系的重新优化必须满足培养人才知识、能力(见表1)以及素质与职业道德(见表2)的要求(见图1)。达到基础理论知识够用、专业岗位实践能力能用;素质与职业道德培养应包括团队协作精神、忠诚责任质量意识、纪律规范诚信意识的培养。
专业课程体系优化需要考虑:要全面兼顾素质与职业道德、知识、能力的培养;要努力适应时代要求;要依托行业、满足服务地方经济发展的需求。因此,在创建专业课程体系时,应着重考虑以下几方面:第一,巩固基础知识;第二,强调岗位针对性;第三,突出灵活性;第四,体现以人为本的“教”与“学”的合作性;第五,课程内容整合的有机性;第六,课程体系衔接的合理性;第六,课程内容体现前瞻性、超前性和先进性等。
二、课程体系优化的设置
电气自动化技术专业课程体系结构设计的优化是根据专业人才职业岗位群、技术领域及横向扩展的要求,确定职业岗位能力和专业技术知识;结合柳州职业技术学院所处地方行业产业情况及生源情况,确定专业课程体系优化设置。
(一)课程体系总体结构设置
我们按照“学生需求与企业需求并重”的原则,形成了由“内容维度”和“形式维度”构成的课程体系“二维”模型(见图2)。两个维度包括四个模块的教育教学活动,共同构成完整的课程体系,形成教育合力。
(二)专业课程体系结构设计优化的分析
1.内容维度,包括“基本素质教育体系”和“专业能力培养体系”,教学目标来源于行业企业对学生的需求,二者相互协调彼此渗透,共同构成完整优化的课程体系。第一,“基本素质教育体系”是人才培养的前提与基础,主要以学生思想道德、职业素养、身心健康等基本素质和职业综合能力培养为主,同时渗透专业特点和行业企业需求,重点解决学生“如何做一个社会人”的问题。第二,“专业能力培养体系”是人才培养的深化与专业化,主要以学生专业理论知识和专业技能培养为主,渗透职业素养和职业综合能力的培养,解决学生“如何做一个职业人”的问题。
2.形式维度,包括第一、第二课堂,二者是课程体系中不可缺少的重要组成部分。其中第一课堂以课堂教学为主,侧重传授理论知识和培养专业技能,是教育教学的主渠道;第二课堂以学生课外实践活动为主,侧重实践锻炼和学生个性的发展。
(三)专业课程体系结构设计的优化
按照学院“校企合作,工学结合”人才培养模式的思路,通过多次对地方行业企业,尤其是对柳州市三大支柱产业的深入调研分析,充分了解人才需求情况,根据企业对学生的能力要求和证书要求,形成并实施了电气自动化技术专业“343”工学结合人才培养模式,既注重学生素质、技能、能力的全面提升,又满足岗位职业资格证书要求。重新调整教学模式,新“343”教学模式见图3所示。
从图3可看出,新的专业课程体系包含以下四个领域:基础领域、专业领域、特色与拓展领域、创新领域,突出职业素质、职业技能的培养。新的专业课程体系详见表3所示。
围绕专业人才培养目标,深入开展社会调研与工作分析,归纳出本专业毕业生对应的新19项典型工作任务,根据新典型工作任务与职业能力需求,以工作过程为导向,系统设计专业课程结构。典型工作任务表如表4所示,电气自动化技术专业课程体系结构如表5所示。
(四)专业课程的实施
1.专业课程的教学实施普遍采用以解决问题、完成任务为主的“教、学、做”一体化教学模式。以学生作为教学活动的主体,以完成项目任务的过程作为教学活动的中心,以工作过程为主线组织实施教学,让学生通过参与项目任务,发现问题、提出问题、解决问题,充分调动学生的学习积极性,激发自主学习的动力,提高学生学习能力,使学生在完成一个个完整的任务中掌握解决问题的方法,学到知识和技能,提高职业综合能力。
2.专业课程的教学方法大多运用项目教学法、引导教学法、任务驱动教学法、案例教学法、角色扮演法、仿真教学法等,努力培养学生专业能力、社会能力、方法能力,促进教学质量及教学效率的提高。
3.专业课程普遍采用过程性考核与终结性考核相结合的方式,注重学习过程的监控,根据不同课程特点制定考核标准,创建以职业综合能力为主的考核方式,以社会能力、专业能力与方法能力等为考核内容,对学生综合能力进行全面、公正、客观的评价。
三、专业课程体系优化的成效
在学院示范性课程改革建设和内涵建设过程中,通过对基于工作过程的电气自动化技术专业课程体系优化与实施,柳州职业技术学院取得了以下成绩:一是国家级示范专业建设项目、国家级高职建设中央财政重点支持专业、自治区级教学团队、自治区级示范实训基地等4个方面都实现了零的实破。二是可编程控制器、机床电气线路维修两门课程均获得自治区级精品课程;《“环网柜的操作与维护”实践教学设计》获第三届全国实践教学竞赛课程建设方案设计比赛三等奖;三是拓宽了学生的校外专业顶岗实习的实现空间和途径。四是毕业生专升本率、就业率、就业对口率明显提高。由于培养目标明确,教学管理规范,毕业生深受企业欢迎,近三年平均就业率为96%。用人单位对本专业毕业生在遵纪守法、吃苦耐劳、团结协作、爱岗敬业和诚实守信等方面予以充分肯定,100%的毕业生得到用人单位“称职”以上的认可,特别是对学生在基层工作岗位上的实践动手能力给予了高度的评价。涌现出一批受到用人单位欢迎的优秀毕业生。五是近三年的维修电工(中级)职业资格技能初次鉴定的平均通过率达98%以上。
总之,在基于工作过程为导向电气自动化技术专业课程体系优化建设中,以培养专业技术应用能力和职业素质为主线,构建专业课程结构体系,实施“343”教学模式,使课程体系结构设计更趋合理,课程内容更具有时代性。从柳州职业技术学院近三年毕业生就业形势与用人单位对电气自动化技术专业人才评价来看,改革后的课程体系更符合高职教育的发展,紧扣专业人才培养目标,更有助于高素质技术技能型人才的培养。
【参考文献】
[1]邓英剑,刘忠伟,邓根清.高职冶金机械专业课程体系优化建设研究[J].职业教育研究,2008(8)
[2]张映红.关于高职机电设备维修与管理专业课程体系的探索[J].职教论坛,2011(2)
[3]黄依珍.谈谈虚拟实验在课程教学中应用[J].装备制造技术,2011(3)
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)31-0160-02
一、引言
平顶山学院的电气工程及其自动化专业为省级特色专业、河南省普通高等学校本科工程教育人才培养模式改革试点专业,所属的电气工程学科为校级重点学科。该专业多年来服务于平顶山地区的经济发展,培养区域经济发展所需要的电气类专业人才。紧紧围绕平顶山市重点发展装备制造业的战略部署,2013年,平顶山学院下发了《关于学科专业群的建设意见》,明确提出重点建设电气信息类专业群。电气信息类专业群的发展目标定位:建设服务于智能电力设备行业产业发展需要,富有地方特色的、优势突出的应用型专业群;服务面向定位:立足平顶山,面向河南,对接智能电力设备行业产业,为区域经济社会发展服务。2014年,学校将电气信息类专业群中的电气工程及其自动化、软件工程、物联网工程3个专业列入首批转型试点,电气工程及其自动化负责培养智能电力装备的本体及硬件设计开发所需要的应用型人才。为此,电气工程及其自动化专业的电气装备方向面临着前所未有的机遇和挑战。
课程体系的开设是培养人才的基础。目前,我校电气工程及其自动化专业的课程设置都是根据学科知识结构的内在逻辑来展开的,强调学科知识的系统性和完整性,强调全面掌握学科领域知识,忽视知识的实用性,整个课程体系学术性很强,技能性缺乏。课程设置几届甚至更长时间都固定不变,没有结合当今科技与社会经济发展的实际,只满足于课堂教学,给学生提供动手的机会很少,缺乏应有的灵活性,不能根据学生的需求采用不同的技能训练模式。虽然有毕业实习、金工实习、电工实训、电子技术课程设计、专业综合课程设计,但持续学习时间短,学生未能真正深入进去,专业见习更是走马观花,学生纯粹是看热闹,没有任何实质性学习。因此,教学效果不够理想,对于学生的实践动手能力的提高帮助有限。在科学技术日新月异、知识不断更新的时代,这种课程体系无法应对新形势的挑战。
为满足专业群建设的需要,培养应用型人才,平顶山学院电气工程及其自动化专业在整合现有资源的基础上,在实践中开展多维调研与深度探究,积极构建电气装备方向的全新的课程体系。
二、构建电气装备方向课程新体系
通过到国内知名高校和平顶山地区的电力装备制造企业进行调研以及对毕业生的跟踪调查,得到企业对电气工程及其自动化专业的毕业生的知识结构、能力素质的要求,从理论教学环节和实践教学环节构建了电气装备方向的新的课程体系。
1.构建理论课程新体系。根据电气工程及其自动化专业培养目标定位和专业应用型人才的知识结构要求,理论教学环节设置了通识必修课、学科基础课、专业必修课和专业选修课。(1)通识必修课。通识必修课按照素质教育的理念,强调德、智、体、美相互渗透,设置的课程有:思想道德修养与法律基础、中国近现代史纲要、基本原理、思想和中国特色社会主义理论体系概论、形势与政策、大学英语、大学体育。学生通过通识必修课的学习,获得必要的价值分析、探究方式与能力的训练,形成合理的思维方式和准确的观察判断能力以及清晰的沟通表达能力。(2)学科基础课。学科基础课课程的设置是针对电气信息类专业群所必需的知识和基础,注意培养学生的基本素质,着眼于学生的可持续发展,着眼于为学生继续学习打基础,使学生获得较宽厚的公共基础学科、专业基础学科的知识。设置的课程有:高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理、电路分析、模拟电子技术、数字电子技术。(3)专业必修课。我校电气工程及其自动化专业设立了“电气装备”和“电气控制”两个专业方向,专业必修课是这两个方向必修的课程,主要培养学生的基本专业技术和能力,使学生系统掌握电气工程的基础理论、基本知识。设置的课程有:电机学、电力电子技术、电气控制及PLC技术、自动控制原理、电力工程基础、单片机原理及应用、MATLAB在电气工程中的应用、自动检测技术、专业英语。(4)专业选修课。专业选修课是针对专业方向的需要安排的课程,根据应用型人才培养的要求以及课程的前后逻辑关系,按照“有用、可用、管用”的原则,根据“电气装备”方向的特点,精心设置了“电气装备”方向的课程:电气CAD基础、机械设计基础、高电压技术、电器学、高压电器、电气装备的计算机控制技术、智能电器、电气新技术讲座。学生必须完整修完自己专业方向的课程,其他专业方向的课程可作为个性课程选修。另外,为高年级学生开设电气新技术讲座,聘请企业教授级高工、知名大学教授开讲座,介绍学科研究热点、发展趋势,使学生了解学科发展的最新动态。
2.构建实践课程新体系。据行业和企业专家的要求,结合专业群内现有人才培养资源,电气工程及其自动化专业电气装备方向实行校企联合培养和“3+1”人才培养模式。前3年在学校培养,注重人文,强化基础,着重培养“自主学习、主动实践、实学创新”的意识和能力;第4年进入合作企业,以企业为主,开展校企联动的工程实践教育,参与项目实训和毕业设计,从而培养学生的工程实践能力、运用专业知识解决实际问题的能力,熟悉工程项目的基本流程、过程管理及业务规范等方面的知识,培养团队合作精神和创新意识。为此,在实践课程新体系中,设置了独立实验课、集中实践课、第二课堂。(1)独立实验课。减少验证性实验,增加研究性、设计性、综合性实验,尽可能模拟电气工作的现实环境,在实验中分配给学生一定的工作任务,学生得以找到宝贵的机会将所学知识提前应用到未来的工作中,达到真正提升学生素质和能力的目的。设置的独立实验课程有:大学物理实验、电路分析实验、电子技术实验、电机学实验、电器学实验。其中,电路分析实验、电机学实验、电器学实验等利用项目来进行教学,寻求的是以学生在课题和项目完成的过程中来自主形成电气专业知识体系,综合培养学生的知识、技能和工作的态度等。(2)集中实践课。包括校内集中实践和企业实践两部分。校内集中实践强化基于项目的科学研究和工程实践训练,设置的环节有:军训、金工实习、电子技术课程设计、电气测量实训、电机控制实训、电子技术课程设计、电力电子课程设计、电力工程课程设计、PLC课程设计。企业实践,包括企业认知实习、企业专业实习和毕业设计等3个环节。①企业认知实习。这主要锻炼学生综合运用所学的科学理论方法和技术手段分析并解决工程实际问题的能力,培养学生的创新意识和进行产品开发与设计、技术改造与创新的初步能力。以《电力工程基础》课程为例,该课程要求学生通过学习掌握供配电系统的结构及运行的基本知识,为达到上述要求,首先带领学生到几家不同企业进行参观,了解供配电系统的线路及设备,让学生总结各企业供配电网络的特点,然后回到学校学习相关理论知识,在学校进行基本知识的学习后,再到企业去参观实习,找出存在的问题并改进。②企业专业实习。目的是使学生了解和掌握本专业基本的生产实际知识及本专业的科技发展水平和方向;验证、巩固和丰富所学过的专业知识,培养学生在生产实际中发现问题、分析问题和解决问题的能力。这主要采用以下方式:参加企业技术培训、担任技术员助理、施工员助理、项目经理助理等。在上述多个岗位中,每个学生侧重1个岗位,实际工作不少于2~3个月,以保证学生对相关岗位有足够的认识和感受,能够了解其中的精髓。③毕业设计。采用校内指导教师作为主导师、企业副高级以上职称人员作副导师共同指导的方式,主要解决企业生产实际中遇到的问题,培养学生的创新意识和独立工作的能力,使学生提前熟悉工程环境,为培养适合企业实际工程应用能力的人才打下基础。(3)第二课堂。学生在大二、大三时通过进一步培训就可以参加AutoCAD绘图竞赛、电机控制竞赛、PLC程序设计竞赛、单片机编程竞赛、MATLAB程序设计竞赛、电子设计大赛、大学生科技创新、创业活动等实践;在暑假、寒假期间,安排一些学生到实践教学基地和相关企业实习;鼓励学生到我校的供配电实训室和高压智能开关工程技术研究中心进行开放实验;请大公司的工程师来做讲座、工程培训,缩短毕业生进入企业的适应期,节省企业培训成本和时间。第二课堂不但能提高学生的实践能力、表达交流能力、自主学习能力、自我管理能力等,还可培养学生的工程意识、团队合作意识。
三、结束语
课程体系的构建只是专业群建设的开端,该课程体系的顺利实施还要依赖实践教学平台的建设和“双师型”师资队伍的建设等一系列具体举措。在校、院两级领导的推动下,实践教学平台和“双师型”师资队伍的建设已初具成效,相信在不久的将来,我院电气装备方向将会对平顶山乃至全国的电力装备行业输送大量优秀人才。
参考文献:
[1]刘伯鸿,李国宁,等.构建铁路特色专业课程新体系 提高人才培养质量[J].自动化与仪器仪表,2013,(4):218-219.
中图分类号:G642.3 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2017)03-0146-02
1 前言
焊接技术及自动化专业主要培养适应焊接工程领域生产、建设、管理第一线需要的,德、智、体、美等方面全面发展,从事焊接技术操作、焊接工艺编制、焊接工艺评定试验、焊接结构生产组织管理、焊接质量检验与分析及焊接设备选用、运行与维护等职业岗位,具有职业生涯发展基础的高端技能型专门人才[1]。为了使专业向更好的方向发展,对焊接专业实验室进行整改,购置冷金属过渡焊机、激光焊机、焊接机器人等自动焊接设备,使学生掌握专业前沿先进的焊接生产技术;并且添置数十台数字化CO2焊机,供学生实操练习,旨在提高学生的动手能力;在原有自主研发焊接设备的基础上配备元器件使之正常运行,使学生熟悉专业发展历程,提高自主研发的兴趣和动手能力。这充分体现了应用型高校的办学理念,培养具有较强社会适应能力和竞争能力的高素质应用型人才,注重培养学生实践能力。
2 教学改革的必要性
焊接实验室现状 目前焊接实验室拥有焊条电弧焊机10余台、CO2气体保护焊机10余台、TIG焊机2台、MIG焊机2台、埋弧焊机2台、等离子切割机1台,这些设备可用于焊接方法与设备、熔焊原理、弧焊电源、电焊机维护等课程的课内实验,同时可以完成焊接设备使用与维护实训、金属材料焊接方法实训等实训环节。在焊接设备使用与维护实训中需要对焊接设备进行拆装,使学生加深对焊接设备内部结构及工作原理的认识,同时锻炼学生的动手能力,使学生在以后的工作中能够更加熟练操作相应的焊接设备,并且会调试设备用于生产。这些焊接设备除了用于拆装外,还用于金属材料焊接方法实训中。本实训是为了提高学生的焊接操作技能而开设,同时完成学生的机械焊工证考取工作,在这个实训环节中对焊机的要求比较高,保证不能出故障。鉴于此,焊接教研室研究决定,购置一批焊接设备专门用于金属材料焊接方法实训和机械焊工考证,原有的机器专门用于焊机拆装实训,减少实训中焊接设备的故障率,增强实训的实效性。
增加实践教学环节 焊接生产随着时代的发展也在不断进步,最初的手工焊操作为主的生产已不能满足日益扩大的焊接生产过程。因此,大量自动化焊接生产设备应运而生,进而提高了焊接生产效率,扩大了焊接生产规模,减轻了焊工的劳动强度,日益受到人们关注。教学也要与时俱进,增加新鲜元素,增添焊接自动化生产设备。传统的手工操作是基本技能的训练,在此基础上增加自动化生产知识对学生以后的发展大有裨益[2]。焊接自动化是一门专业前沿课程,在教学中发现学生对自动化生产过程的兴趣非常浓厚,教学中也引入大量视频教学,但是不能满足学生对自动化焊接生产领域的向往,学生对自动化生产过程的了解远远不够。因此,需要购置与课程相关的自动化焊接设备用于现场教学和学生操作练习[3]。
3 教学改革实施
扩建自动化焊接实训室 建设焊接机器人工作站,配置2套六轴焊接机器人;建设激光焊实验室,配置固体激光焊接系统1套;在焊接方法实验室增添冷金属过渡焊机1台。焊接机器人系统可实现碳钢的CO2气体保护焊和MAG焊以及不锈钢的MIG焊,焊接机器人配备三维柔性焊接工作平台、清枪剪丝机构、带旋转外部轴及高压接触传感器。焊接机器人可实现外部轴联动变位焊接,工作台水平位置、垂直位置和任何倾角位置360°旋转,焊接前焊缝寻位等功能。特在焊接自动化课程标准中加入六轴独立关节机器人及焊接工装夹具的结构实验、示教编程和离线编程技术实验、机器人焊接技能实训等,使学生直观地操作焊接机器人设备,更进一步接近工程实践[4]。
激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一,现代工业有很多精密器件都需要激光焊来完成[5]。实验室新增的激光焊接机可实现碳钢、不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金等金属材料的焊接,可完成激光焊接工艺实验、激光焊编程操作等实践教学项目,使学生掌握激光焊接的操作流程、焊接参数的调节方法、CNC的编程方法。
实验室新添置的Trans Puls Synergic 4000 CMT冷金属过渡焊机内置焊接专家数据库,可以实现一元化MIG/MAG脉冲焊、一元化MIG/MAG直流焊、CMT焊、CMT脉冲焊以及标准手工MIG/MAG焊,焊机软件可升级,以满足特殊的工作要求。对于以上引进的设备,可在“金属材料焊接方法实训(2)”中开设焊接机器人的编程及技能训练、激光焊机的参数调节及技能训练等[5]。
改善焊机拆装及焊接操作实训室 在接收数台新乡某公司捐赠的空气过滤器和新增十几台数字化CO2气体保护焊机的基础上,改善CO2气体保护焊实训室,可以满足学生的焊接技能操作练习,并且将焊接拆装实训室与焊条电弧焊实训室独立分开,两个实训环节不再共用机器,可以减少实训设备的故障率,利于实训环节的进行。焊机拆装实训室整改后包含ZX5系列焊机和NBC二保焊设备。这些设备大都是学校原有的电气设备厂自主研发生产的,学生在实训过程中可以充分了解焊接设备的构造,激发刻苦钻研的精神,同时掌握焊接设备的工作原理,通过调节焊接设备的某一器件来改善熔滴过渡及焊缝成型,进而改善焊接工艺。
焊接方法实验室新增数台WSME315型数字化交直流方波氩弧焊机和MP-500 DSP多功能脉冲焊机,学生在焊接操作过程中加深对理论知识的理解,更加直观地观察熔滴过渡的特点。通过调节焊接电流、电弧电压和焊接速度,理解掌握熔滴过渡和焊接工艺参数对焊缝成型的影响[6]。
3 教学改革效果
实训环节有序开展 焊接专业大三学生的金属材料焊接方法实训已经在整改后的实训室完成,与以往不同的是,工作重点放在培养学生的操作技能和调试机器上,而不是将大部分时间花在修理焊机上。学生都用上了基本无故障的焊机,练习操作得心应手,实训效果较好。并且在此基础上进行了焊工大赛,学生踊跃参加,取得满意的成绩。
焊接专业认识教学 新生报到日,焊接实验室全天开放,教师在实验室负责给学生家长讲解,可以让家长更多地了解焊接专业。整改后的实验室带来很好的效果,焊接专业新生和家长看到宽敞明亮的焊接实训室、先进的自动化焊接设备及配套的焊接检验实训室,非常满意,焊接已不再是手拿焊枪辛苦劳作的简单形式,而是与自动化接轨的电子电路操作控制的连接技术。学生在这里可以学到很多专业前沿的知识,增添了学习的动力。
焊接导论是针对大一新生入学开展的一T用于引导学生学习方向的重要课程,课程中安排有参观实习。以往都是安排学生到企业参观,现在除了到企业参观,焊接实验室成为参观的首选。参观实习过程中,教师把各个焊接设备的功能与应用介绍给学生,并且把学生感兴趣的课题引入教学中,激发学生的学习兴趣。
参考文献
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中图分类号:G424 文献标识码:A
“卓越工程师教育培养计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020 年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020 年)》的重大改革项目,也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措,旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为我国走新型工业化发展道路、 建设创新型国家和人才强国战略服务,对促进高等教育面向社会需求培养人才、全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用。①②2011年,上海理工大学“机械设计制造及其自动化”专业被确定为“教育部卓越工程师教育培养计划”试点专业。遵循卓越工程师“面向工业界、面向未来、面向世界”的工程教育理念,为实现教育部提出的卓越工程师培养目标,在知识、素质、能力方面使普通培养对象完成向卓越工程师的完美转变,上海理工大学坚持以促进学生全面发展为目标,突出工程教育和工程实践,强化创新创业教育,增加国际化教学与交流,实现机械工程技术人才培养高质量要求“卓越计划”指导思想,按照“拓宽口径、夯实基础、强化应用、激励创新、提高素质、增加选择、分层培养、因材施教”的指导原则,针对“机械设计制造及其自动化专业”重构课程体系,对教学内容进行改革和实践。在课程体系建设和教学内容改革方面的做法主要包括以下几个方面。
1 紧扣培养目标,建立科学卓越工程师培养课程体系
1.1 建立创新实践平台,注重培养创新意识和创新能力,完善卓越工程师课程体系
上海理工大学“机械设计制造及其自动化”专业是“国家级特色专业”、“教育部和上海市机械设计制造及其自动化专业综合改革试点专业”和“国家级大学生创新创业训练计划”实施专业。尽管该专业具有完备的课程体系,但仍与“卓越计划”提出的坚持以促进学生全面发展,突出工程教育和工程实践,强化创新创业的人才培养高质量要求指导思想有差距。在“卓越计划”的培养目标制订阶段,专业突出学生的创新意识和创新能力的培养,在原有的课程体系中增加“创新实践平台”,形成由“通识平台”、“学科基础平台”、“课程专业平台”、“创新实践平台”、“企业实践与国际交流平台”等五大平台组成的卓越工程师课程体系。
创新实践平台约10~16学分,安排时间从第1学期到第7学期。通过创新平台,鼓励和组织学生通过创新实践学分,开展形式多样的课外科技活动、志愿者活动、大学生专项科技竞赛、创新实践、创业活动。鼓励学生积极参与教师和企业的联合项目,优先结合企业选题开展“国家大学生创新性实验计划”项目、“上海市大学生创新活动计划”项目、学校大学生创新实践训练计划(SITP)项目等。要求每个学生在四年期间至少要有一次参加创新性实践计划或者大学生科技竞赛活动的体验,参与并完成一项院级(或校级、市级、全国)的创新性实践计划项目或者参加一项院级(或校级、市级、全国)的科技竞赛活动,并获得学分。
1.2 突出“拓宽专业基础、提高专业素养、重视工程能力”思想,进一步优化课程体系
依据机械设计制造及其自动化卓越工程师计划培养标准,遵循工程的集成与创新特征,以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心,对课程体系结构进行优化。
为突出卓越工程师宽厚的学科知识基础,将“学科基础平台”基础课程学分要求由54学分提高到55~60学分,增加概率论、数学建模、数学物理方法、复变函数与积分变换等选修课程,奠定学业发展的基石,“学科基础平台”除按学校划分的学科大类设置外,卓越工程师课程以基础性和公共性兼顾为设置原则,增加普通化学、普通化学实验、生命科学等选修课程,进一步实现同一学科大类中不同专业基础课程的互通交叉。
“专业课程平台”着重培养学生在机械工程领域里扎实的专业知识以及实践动手能力、创新技能,同时为了对接企业需求和全国见习机械设计工程师资格认证,在原有“测试与控制”,“机械设计”,“制造技术”等3大课程组基础上,增设了“企业需求课程”和“全国见习机械设计工程师资格考试培训项目”等课程组,形成5大专业的课程组。“专业课程”教学平台共约40~45学分,每位学生除了完成课程组1、2、3中所规定的学分外,可在课程组4或课程组5中选6学分。
1.3 课程体系体现“面向世界和拥有国际视野”的上海理工大学卓越工程师培养特色
上海理工大学机械设计制造及其自动化专业注重引进德国等国外工程教育理念和优质教育资源,共同培养具有国际视野及专业知识背景的工程应用型人才。专业自1985年开始与德国汉堡应用工程技术大学合作,联合培养中德机械工程专业学生,该联合办学项目作为上海与汉堡友好城市合作项目得到了德国DAAD基金会的资助。学生在一年级集中学习德语,后三年每学期均有两名德国教授授课。该合作办学的突出特色是,学生的外语能力与实践动手能力强,毕业生深受德资企业的欢迎。2004年9月,机械设计制造及其自动化专业(中德合作),以优异的成绩通过了德国权威评估机构ASIIN(德国工程技术、信息科学、自然科学及数学类学士与硕士专业评估协会)的专业水平评估,办学水平、培养模式及学生质量得到德国专家的充分肯定,学校成为国内第一所通过该权威组织评估的院校,机械设计制造及其自动化专业(中德合作)的毕业生可获得德国学校相关的学士学位,在中国高等教育中初步探索出一条引进国外优质教学资源,共同培养高级工程应用型技术人才的教学之路。③
在国际化办学和丰富的国际交流经验,无疑为“面向世界和拥有国际视野”的上海理工大学“卓越计划”办学特色的实践提供坚实的基础。在“国际交流平台”课程体系平台中,确定数控技术、先进制造技术等5门双语的专业教学课程,均由具有海外留学背景的教师授课。
2 适应培养要求,促进教学内容改革
要达到“卓越工程师计划”的最终目标,“机械设计制造及其自动化”的教学内容的先进性和科学性是必须的,教学内容的改革主要有以下做法:
(1)以人才的知识、能力、素质结构为依据,以创新课程内容为目标,重组理论课程内容。淘汰低水平重复、陈旧性内容,采用新思维、新方法;吸纳新知识、新技术;整合课程内容,减少理论学时将时间让给学生,使学生有更多的时间自主学习,更多的时间参与创新活动。以专业基础课机械控制工程基础为例,专业组织成立了主讲教师负责的课程改革攻关小组,对机械控制工程基础授课内容按照“卓越计划”的突出创新,突出工程应用的要求,对教学内容进行重组、增减。在保持理论框架完整的基础上,对推导过程冗长、对学生理解基础理论帮助不大的内容进行删减,减少课堂单纯的理论传授比重,在每一单元后增加与授课内容紧密的工程案例分析,突出工程背景的应用,理论联系实际,避免了以往课程授课中存在的理论比重偏大,学生学习兴趣不高,学习效果不佳的弊端。
(2)突破实践教学只限于验证性、演示性和动作技能训练的低档运行状况,开设综合性、设计性、工艺性等应用性强的实验项目,实现实践教学装备的先进性和实践教学环境的真实性,强调理论与实践一体化教学。“卓越计划”要求课程设计和毕业设计的课题要来自生产、科研第一线,真题真做。同时强化岗位技能培训,及时引进本专业领域科技发展新成果融入到相关课程的教学,保持授课内容的先进性。
(3)企业深度参与教学计划和课程大纲的制订以及主干核心专业课程的授课。在制订和修改教学计划、课程大纲阶段,邀请知名生产企业人员对拟实施教学文件进行论证,针对培养计划和课程大纲提出宝贵意见。对于机械设计制造及其自动化专业核心主干课程中与企业生产联系密切、实践性较强的课程内容,由聘请的相关企业专家进行讲授,如液压与气动技术、数控技术、机械制造技术等分别聘请来自上海电气自动化研究所、上海机床厂、上海通用汽车的专家作为课程指定章节的授课人。
3 结束语
“卓越计划”旨在探讨和实践如何提高工程专业创新型人才培养质量,提高毕业生的实践能力,培养面向世界、面向未来的创业、研发型高端人才和行业领军人物。④当然“卓越工程师”的培养是一个系统工程,也是一个探索工程,没有一个固定的模式,但具有完善的课程体系和科学教学内容的工作方案是基础。为确保“卓越计划”的顺利实施,有利于培养学生的学习能力、工程实践能力、创新能力、交流能力、社会适应能力和国际竞争能力的培养模式和包括对制度、资源的质量监控与保障体系必须要逐步完备。
注释
① “卓越工程师教育培养计划”通用标准研制[J].高等工程教育研究,2010(4):21-30.
随着国家经济的不断提高和科学技术的不断发展,社会对于应用型本科人才的需求日益增加,电气自动化类专业作为一项应用型课程,其专业人才的培养更是作为了众多院校的教学任务和目标。电气自动化类专业作为机电类专业体系中的一个重要专业分支,是一项应用型专业课程。随着社会的不断发展,社会对技术人才的日益增长,电气自动化类专业应用型本科人才的培养成为了众多高校的教学目标。传统的电气自动化课程教学的缺点和漏洞日益明显,电气自动化的课程教学模式变革也逐渐变得至关重要。本文就电气自动化类课程教学存在的问题和改革进行了以下的探讨。
1 电气自动化类课程教学的现状
1.1 课程教学内容多,教学学时少
电气自动化类课程是一门联系理论与实践的应用型学科,其内容涉及了各种学科和技术,知识面十分广。在近年来,一些电气自动化类课程的教材编写太过随意,没有有效考虑学生的吸收能力,导致了学生对教材的内容不能有效适应,跟不上教师的教学进度,从而造成课程学习能力得不到提升。有些教材的内容编写的字句太过专业,学生的理解深度有限,不能清晰地认识和了解教材内容,造成学生在课程学习中的难度不断加大。一些课程在教学计划甚至没能进行合理的安排,课程的教学内容较多,而教学课时却十分有限,导致了教师在教学过程中无法有效把握教学进度。
1.2 教学模式太过单一
传统的电气自动化类课程教学仅仅靠教师的课堂口授,教师没有有效的发挥自身的主导地位,学生的主体地位也得不到体现,灌输式的教学模式让学生无法有效掌握内容的本质,学生的思维能力得不到有效提高,课堂的氛围太过沉闷,学生的学习积极性和学习兴趣得不到调动和激发,导致课程的教学质量得不到提高。
1.3 课程的实验教学缺乏力度
教师对于学生的实践训练缺乏重视,对与课程联系紧密的实践训练没有有效进行安排,院校缺乏实践基地的资金投入,实践场所的数量较少。实验仪器和设备数量较少,满足不了学生的实际需求,仪器设备的型号没有及时更新,过老过旧的设备仪器造成了学生无法有效掌握新型的操作技术,从而跟不上社会的发展。
1.4 教师的教学手段没有与时俱进
教师是课程教学的关键人物,其自身的教学能力和知识技术水平都直接影响到了课程教学的质量。在目前,一些教师在教学过程中的教学手段过于传统,跟不上时代的进步,多媒体教学技术和计算机教学技术等新型科技没有有效进行利用,一些教师自身对教学仪器的操作缺乏认识,无法有效发挥设备仪器的教学作用。
2 教学模式的改革
2.1 现代技术的应用
教师应该从思想上摆脱传统教学的束缚,重新调整自己的教学理念,完善自己的教学手段,从而使其更加适应现代化的社会环境。例如,教师可以将多媒体教学技术应用到教学手段中,将课程教材的抽象内容和概念进行课件制作和教案设计,从而将抽象的知识理论转换成形象具体的图象演示,加深学生的理解和认识。电子教案在制作过程中,教师可以按照课程教材的内容体系进行划分,从而建立完善清晰的课程体系,摆脱教材的束缚。对于一些重点的知识点和内容,教师可以制作相关的PPT课件,PPT课件的应用突破了传统的黑板教学,大大节省教师的课程书写时间,提高了教学的效率,另外PPT课件本身可以插入图片、动画以及视频等,能够吸引学生的目光,提高学生的兴趣,同时也让教材的内容更加形象和具体,加深学生的理解。
2.2 调整教学模式,发挥学生的主体地位
教师在课程教学中要发挥自身的主导地位,同时还要以学生作为课程教学的主体对象,调整自身的教学手段。教师在课程的教学之前,可以先引导学生搜集相关的资料和素材,发展学生的非智力因素。教师在课程的教学中,还要利用多媒体技术,为学生的学习营造具有趣味性和生动性的学习氛围,同时创造相关的课题让学生进行探讨,提高学生的自主思考和探究能力,加强学生之间的交流互动,实现互相提高、互相启发的效果。教师在探讨过程中要加强引导,观察和监督学生的思路方向,与学生进行耐心交流和互动,丰富学生的学习生活,提高课程的趣味性。
2.3 仿真技术的应用
教师在教学过程中还可以应用WorkBench等仿真软件,在学生进行实验探究之前,通过仿真软件进行电路连接,并进行相关参数的设置,从而进行调试。学生通过仿真软件的使用,不仅熟悉了计算机软件技术的应用,对实验的数据设置和电路连接也有了深入的认识,从而让学生在实际的实验探究中对实验步骤和相关注意要点能够更加清晰的了解,减少了实验过程的问题出现,提高学生的实验成功率。另外,仿真软件的应用也让学生的创新能力和主观能动性得到发挥,提高学生的学习能力。
参考文献:
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