“機電一體化應用技術”課程教學改革探索與實踐

郝飛，王權

“機電一體化應用技術”課程教學改革探索與實踐

郝飛，王權

高等職業教育的快速發展對推動經濟建設和社會進步產生了重要作用，然而，目前教學和生產實際需求還存在脫節，所培養的人才不能很好地滿足用人單位的需求。針對就業難和用工難的問題，天津職業技術師范大學以知識性、技能性、實用性為基準，以社會需求和學生的綜合職業能力發展為導向，進行了一體化的教學改革實踐活動。以“機電一體化應用技術”課程為例，從教學設計、教學評價及教學反思等幾個方面，闡述一體化教學改革的具體實施方案。

高職教育；“機電一體化應用技術”課程；教學改革；一體化教學

隨著我國科學技術的發展和社會對高素質技能型人才的需求，職業教育取得突破性進展，現代職業教育肩負著培養大批高素質技能型人才的重任，技能型人才是我國從工業大國發展成為工業強國的重要人才資源。用人單位需要大批高素質技能型畢業生，但是目前，畢業生就業難與用人單位招工難并存，招工難的原因很多，從表面上看，是畢業生心理期望過高、用人單位要求過嚴等因素，但究其本質，是因為學與用脫節，不能學以致用。如何培養高素質技能型人才，一體化教學模式的探索與實踐是關鍵因素，一體化教學正是集中體現知識性、專業性、職業性和就業性的價值導向。“機電一體化技術”是機電一體化專業、機械制造及其自動化專業的重點技能實訓課程，是機電類學生考取維修電工職業資格證書的必修課程，根據課程實踐性、適用性與實用性強的特點，下面以這門課程為例具體闡述一體化教學模式的探索與實踐。

一、機電一體化的課程目標

究竟如何進行教學，在一定程度上，取決于課程目標的設立，如圖1課程目標主要回答課程要培養什么樣的人、培養的人具有什么樣素質的問題，學校畢業生從事中等、高等職業院校師資占絕大多數，部分從事企業崗位專業技術人才以及職業教育研究性人才，所以學校要求畢業生具有較高的綜合素質，比如知識的廣度和寬度、技能的熟練程度和深度，以及良好的職業素養和面對逆境的反應能力，這就需要探索集知識性、專業性、職業性和就業性為基準的一體化教學模式。[1]

二、一體化的教學設計與實踐

根據企業生產設計的一體化教學設備，采用基于工作過程的任務驅動教學法，進行機電一體化課程教學內容設計，運用維修電工高級技能實踐教學，實訓任務將整體劃分為五個教學子任務，讓學生分組完成子任務設備控制，工作任務以學習知識、技能和提高個人職業素養為主線完成機電一體化設備安裝、調試與整機運行。根據課程目標需求，教學設計如下:將機電一體化任務分為元件裝配、物料供送、機械手抓運、零件加工和倉庫存放五個子任務，如表1所示，按照各個任務，學生需要學習理論知識、專業技能及在教師指導下形成職業規范與素養。

以S7-300PLC機電一體化技術為例，說明控制機械手抓運子任務的一體化教學模式的設計。每臺機電一體化設備有兩個成員，根據實際設備需要完成的工作任務，每一小組需要制定工作任務書，工作任務書包括安裝與調試的任務目標、可順利實施的工作計劃、合理操作的方案、設備任務檢查與評估。[2]

圖1 課程目標

表1 “機電一體化技術”內容模塊化分布

（一）任務目標

教師根據設備需要提出子任務目標，某機電一體化設備要求實現的功能是：按下啟動按鈕SB1機械手開始移動，如果機械手不在原點SQ1處，則機械手開始返回原點處，等待抓取物料元件，如果機械手已在原點處則等待抓取物料。學生根據教師提出的任務，規劃本組的詳細任務目標，在規劃任務的過程中，教師需要分析工作過程中教學要點，以便學生更好的完成任務。

（二）制定計劃

針對提出的子任務目標，可以知道有兩個輸入點，通過機電一體化設備確定有四個輸出點，這樣就確定了輸入輸出分配表（又稱I/O分配表），如表2。根據I/O分配表，結合機電一體化設備上的S7-300PLC繪制硬件接線圖，考慮工程實踐的重要性，培養職教師資和企業技術人才，必須嚴格結合工程實踐安全性和可靠性因素，確定系統安全高效運行，例如輸入觸點采用常開觸點，輸出觸點采用常閉觸點。結合I/O分配和硬件接線，編寫程序，注重專業技術軟件互鎖和硬件互鎖的重要性。傳統教學模式在專業技術和理論知識上存在脫節現象，一體化教學模式的構建與實踐的目的是避免這種現象產生，緊密結合工程實踐經驗，讓課堂的教學與生產實踐良好對接。例如，在為任務目標編寫程序的時候，啟動按鈕加上升沿信號就會避免按鈕按下抖動，以及按鈕按下不能反彈的現象發生，注重生產實踐的重要性，實現了理論與實踐完好的結合。{3]

表2 輸入輸出分配

（三）操作過程

操作方案是作為專業技術人員實施項目任務的關鍵，也是一體化教學必須研究的內容，必須引入課堂實踐教學，所以根據任務目標結合實際生產需要寫出操作子任務的硬件接線方案，程序調試方案及傳感調試方案等，安全體現了企業機電工程實踐的生產模式。

1.硬件接線。配線工藝是機電技術人員的基本技能，必須按照國際及國家工程技術標準實施，一體化教學對此的引入與實踐勢在必行，傳統的教學不注重這方面，導致多數學生基本技能不扎實，何談技能深造。在此任務中，必須按照嚴格的要求實施，考慮導線的顏色、線勁、長短以及走線方式等。

2.程序調試。程序調試結合硬件接線，在機電工程現代自動化控制系統中，硬件接線方式完全決定程序的編寫，傳統的教學只是讓學生知道存在這樣的例題，根本沒有考慮與實踐生產結合，因此，有必要構建和實踐這樣的一體化教學模式，為發展現代職業技術教育貢獻一份力量。

3.機械手調整。在一體化教學中引進現代生產設備，并且實施與企業崗位需要對口的教學模式才是一體化教學的核心，在教學中需要學生調整機械手，正確的抓取物料，在工作臺上正確定位，讓學生知道實際生產的真實性。如果沒有這項工作，其它的理論課只能說是紙上談兵，違背了一體化教學的理念。

（四）任務檢查評價

先由本組同學對結果進行自我評價，再由教師按照實踐生產工藝評定標準進行檢查評分，最后師生共同討論，查看問題所在，并由學生嘗試解決問題的辦法，最后進行目標完善和指導，基于工作任務表現的過程性評價如表3所示。

表3 過程化的教學評價

三、一體化教學的保障條件

一體化教學模式的實現除了上述一體化的教學設備、教材、場地等保障條件以外，這里重點介紹一體化教學中學生和教師兩個主體性保障條件。

（一）學生的主觀能動性

一體化教學中得以實現的一個重要條件是發揮學生的能動性，一方面，傳統教育對于大多學生來說，課堂教學意味著準時到校，按照老師的要求記憶大量無趣的知識，學生是被動的，所以要發揮學生的主觀能動性來達到學習質量的提高，一體化教學需要讓學生在一個相對真實的工作環境中學習，結合實際工作需要，增加所學內容的可用性和實用性，使學生對學習充滿興趣；另一方面，傳統教育所傳授的知識只是將來某一天學生可能會用到這些知識，一體化教學模式需將依靠感覺和經驗的教學模式轉變為依靠崗位需求和職業標準進行教學，每一個教學及練習環節都有相應的要求和標準，來使得教師教學有據可循，學生的學習有導向，這樣可以達到學以致用的目的，可以更好地發揮學生的能動性。

（二）高水平的師資隊伍

一體化教學得以實現的另一個條件是高水平的師資隊伍。在一體化教學模式中，教師的角色被賦予了更多的內涵和挑戰，將教師定位為學生學習活動的指導者、組織者和促進者。教學也不再是由教師傳授已有的知識，而是組織和促進學生去重新發現知識和解決問題。在一體化教學中，在教學之前教師必須對課程內容進行主動探索和自我學習，然后，才能成為學生學習的有力促進者、有效組織者和高明指導者。作為指導者，要求教師即有深厚的專業知識和很強的專業技能，能夠準確地指導學生的學習；作為組織者，維持教學和教育的秩序,能夠為實施教學與教育創造條件；作為促進者，除了具備專業知識和專業技能外，還要有專業情意，教師的專業情意是指教師在長期工作中形成的有關教育本質、教育目的和價值的理想和信念，能夠有效地進行教學工作；一體化教學模式下的教師角色變化，要求教師轉變教育觀念，不斷更新知識，逐步具備跨學科的綜合教學能力。

四、一體化教學反饋與評價

一體化教學的反饋與評價對于教學效果起著舉足輕重的作用，直接關系到教學目標能否順利實現。評價的本質是為了更好地引導、啟發學生的學習行為，根據教學活動的不同階段采取動態化的評價方式將過程性評價和終結性評價結合，包括對學生綜合能力發展水平的評價、教師教學質量的評價和課程的評價，真正做到以評促學、以評促教，促進教學質量的提升。過程性評價關注學生的個體差異和現有學習水平，以便教師更好地組織教學內容，因材施教。根據具體的工作情景，主張多元化評價，即評價的內容多樣化，評價的主體多樣化。綜合性評價旨在從專業知識、操作技能、職業規范、道德修養等多個方面給學生評價，促進學生對自我的了解。另外，一體化的教學反饋與評價注重教師自我評價和教學反思，有利于教師職業技術能力的發展和提高。

一體化教學模式是在我國職業教育長期改革和發展的過程中積淀而成的，發展和完善一體化教學模式，有利于提高學生學習的興趣和主動性，符合人才培養的規律和社會發展的需求。機電一體化技術教學改革，在教學目標上，實現知識性、專業性、職業性、就業性四方面的融合；在教學設計上，將企業崗位用人標準切入教學，有利于實現教學過程與生產過程的對接；在教學評價上，基于過程性評價和任務表現為價值導向，可以促進形成“崇尚一技之長、不唯學歷憑能力”的社會氛圍，總之，機電一體化教學改革要從實際出發，真正做到學以致用。

[1]苗德華，趙文平.應用型碩士培養的課程體系構建[J].內蒙古財經大學學報，2013（4）：50-53．

[2]趙志群.職業教育工學結合一體化課程開發指南[M].北京：清華大學出版社，2009：33-42．

[3]姜大源，吳全全.當代德國職業教育主流教學思想研究[M].北京：清華大學出版社，2011：1-78．

[4]袁振國.當代教育學[M].北京：教育科學出版社，2004：258-279．

[責任編輯 蔣云柯]

2016年天津市大學生創新創業基金項目“電氣控制設備智能化實訓系統的研究與開發”（項目編號：201610066106）

郝飛，男，天津職業技術師范大學工程實訓中心維修電工技師，主要研究方向為電工電子、電氣自動化、可編程序控制技術、工業控制。

G712

A

1674-7747（2017）03-0031-04