“机电一体化应用技术”课程教学改革探索与实践

郝飞，王权

“机电一体化应用技术”课程教学改革探索与实践

郝飞，王权

高等职业教育的快速发展对推动经济建设和社会进步产生了重要作用，然而，目前教学和生产实际需求还存在脱节，所培养的人才不能很好地满足用人单位的需求。针对就业难和用工难的问题，天津职业技术师范大学以知识性、技能性、实用性为基准，以社会需求和学生的综合职业能力发展为导向，进行了一体化的教学改革实践活动。以“机电一体化应用技术”课程为例，从教学设计、教学评价及教学反思等几个方面，阐述一体化教学改革的具体实施方案。

高职教育；“机电一体化应用技术”课程；教学改革；一体化教学

随着我国科学技术的发展和社会对高素质技能型人才的需求，职业教育取得突破性进展，现代职业教育肩负着培养大批高素质技能型人才的重任，技能型人才是我国从工业大国发展成为工业强国的重要人才资源。用人单位需要大批高素质技能型毕业生，但是目前，毕业生就业难与用人单位招工难并存，招工难的原因很多，从表面上看，是毕业生心理期望过高、用人单位要求过严等因素，但究其本质，是因为学与用脱节，不能学以致用。如何培养高素质技能型人才，一体化教学模式的探索与实践是关键因素，一体化教学正是集中体现知识性、专业性、职业性和就业性的价值导向。“机电一体化技术”是机电一体化专业、机械制造及其自动化专业的重点技能实训课程，是机电类学生考取维修电工职业资格证书的必修课程，根据课程实践性、适用性与实用性强的特点，下面以这门课程为例具体阐述一体化教学模式的探索与实践。

一、机电一体化的课程目标

究竟如何进行教学，在一定程度上，取决于课程目标的设立，如图1课程目标主要回答课程要培养什么样的人、培养的人具有什么样素质的问题，学校毕业生从事中等、高等职业院校师资占绝大多数，部分从事企业岗位专业技术人才以及职业教育研究性人才，所以学校要求毕业生具有较高的综合素质，比如知识的广度和宽度、技能的熟练程度和深度，以及良好的职业素养和面对逆境的反应能力，这就需要探索集知识性、专业性、职业性和就业性为基准的一体化教学模式。[1]

二、一体化的教学设计与实践

根据企业生产设计的一体化教学设备，采用基于工作过程的任务驱动教学法，进行机电一体化课程教学内容设计，运用维修电工高级技能实践教学，实训任务将整体划分为五个教学子任务，让学生分组完成子任务设备控制，工作任务以学习知识、技能和提高个人职业素养为主线完成机电一体化设备安装、调试与整机运行。根据课程目标需求，教学设计如下:将机电一体化任务分为元件装配、物料供送、机械手抓运、零件加工和仓库存放五个子任务，如表1所示，按照各个任务，学生需要学习理论知识、专业技能及在教师指导下形成职业规范与素养。

以S7-300PLC机电一体化技术为例，说明控制机械手抓运子任务的一体化教学模式的设计。每台机电一体化设备有两个成员，根据实际设备需要完成的工作任务，每一小组需要制定工作任务书，工作任务书包括安装与调试的任务目标、可顺利实施的工作计划、合理操作的方案、设备任务检查与评估。[2]

图1 课程目标

表1 “机电一体化技术”内容模块化分布

（一）任务目标

教师根据设备需要提出子任务目标，某机电一体化设备要求实现的功能是：按下启动按钮SB1机械手开始移动，如果机械手不在原点SQ1处，则机械手开始返回原点处，等待抓取物料元件，如果机械手已在原点处则等待抓取物料。学生根据教师提出的任务，规划本组的详细任务目标，在规划任务的过程中，教师需要分析工作过程中教学要点，以便学生更好的完成任务。

（二）制定计划

针对提出的子任务目标，可以知道有两个输入点，通过机电一体化设备确定有四个输出点，这样就确定了输入输出分配表（又称I/O分配表），如表2。根据I/O分配表，结合机电一体化设备上的S7-300PLC绘制硬件接线图，考虑工程实践的重要性，培养职教师资和企业技术人才，必须严格结合工程实践安全性和可靠性因素，确定系统安全高效运行，例如输入触点采用常开触点，输出触点采用常闭触点。结合I/O分配和硬件接线，编写程序，注重专业技术软件互锁和硬件互锁的重要性。传统教学模式在专业技术和理论知识上存在脱节现象，一体化教学模式的构建与实践的目的是避免这种现象产生，紧密结合工程实践经验，让课堂的教学与生产实践良好对接。例如，在为任务目标编写程序的时候，启动按钮加上升沿信号就会避免按钮按下抖动，以及按钮按下不能反弹的现象发生，注重生产实践的重要性，实现了理论与实践完好的结合。{3]

表2 输入输出分配

（三）操作过程

操作方案是作为专业技术人员实施项目任务的关键，也是一体化教学必须研究的内容，必须引入课堂实践教学，所以根据任务目标结合实际生产需要写出操作子任务的硬件接线方案，程序调试方案及传感调试方案等，安全体现了企业机电工程实践的生产模式。

1.硬件接线。配线工艺是机电技术人员的基本技能，必须按照国际及国家工程技术标准实施，一体化教学对此的引入与实践势在必行，传统的教学不注重这方面，导致多数学生基本技能不扎实，何谈技能深造。在此任务中，必须按照严格的要求实施，考虑导线的颜色、线劲、长短以及走线方式等。

2.程序调试。程序调试结合硬件接线，在机电工程现代自动化控制系统中，硬件接线方式完全决定程序的编写，传统的教学只是让学生知道存在这样的例题，根本没有考虑与实践生产结合，因此，有必要构建和实践这样的一体化教学模式，为发展现代职业技术教育贡献一份力量。

3.机械手调整。在一体化教学中引进现代生产设备，并且实施与企业岗位需要对口的教学模式才是一体化教学的核心，在教学中需要学生调整机械手，正确的抓取物料，在工作台上正确定位，让学生知道实际生产的真实性。如果没有这项工作，其它的理论课只能说是纸上谈兵，违背了一体化教学的理念。

（四）任务检查评价

先由本组同学对结果进行自我评价，再由教师按照实践生产工艺评定标准进行检查评分，最后师生共同讨论，查看问题所在，并由学生尝试解决问题的办法，最后进行目标完善和指导，基于工作任务表现的过程性评价如表3所示。

表3 过程化的教学评价

三、一体化教学的保障条件

一体化教学模式的实现除了上述一体化的教学设备、教材、场地等保障条件以外，这里重点介绍一体化教学中学生和教师两个主体性保障条件。

（一）学生的主观能动性

一体化教学中得以实现的一个重要条件是发挥学生的能动性，一方面，传统教育对于大多学生来说，课堂教学意味着准时到校，按照老师的要求记忆大量无趣的知识，学生是被动的，所以要发挥学生的主观能动性来达到学习质量的提高，一体化教学需要让学生在一个相对真实的工作环境中学习，结合实际工作需要，增加所学内容的可用性和实用性，使学生对学习充满兴趣；另一方面，传统教育所传授的知识只是将来某一天学生可能会用到这些知识，一体化教学模式需将依靠感觉和经验的教学模式转变为依靠岗位需求和职业标准进行教学，每一个教学及练习环节都有相应的要求和标准，来使得教师教学有据可循，学生的学习有导向，这样可以达到学以致用的目的，可以更好地发挥学生的能动性。

（二）高水平的师资队伍

一体化教学得以实现的另一个条件是高水平的师资队伍。在一体化教学模式中，教师的角色被赋予了更多的内涵和挑战，将教师定位为学生学习活动的指导者、组织者和促进者。教学也不再是由教师传授已有的知识，而是组织和促进学生去重新发现知识和解决问题。在一体化教学中，在教学之前教师必须对课程内容进行主动探索和自我学习，然后，才能成为学生学习的有力促进者、有效组织者和高明指导者。作为指导者，要求教师即有深厚的专业知识和很强的专业技能，能够准确地指导学生的学习；作为组织者，维持教学和教育的秩序,能够为实施教学与教育创造条件；作为促进者，除了具备专业知识和专业技能外，还要有专业情意，教师的专业情意是指教师在长期工作中形成的有关教育本质、教育目的和价值的理想和信念，能够有效地进行教学工作；一体化教学模式下的教师角色变化，要求教师转变教育观念，不断更新知识，逐步具备跨学科的综合教学能力。

四、一体化教学反馈与评价

一体化教学的反馈与评价对于教学效果起着举足轻重的作用，直接关系到教学目标能否顺利实现。评价的本质是为了更好地引导、启发学生的学习行为，根据教学活动的不同阶段采取动态化的评价方式将过程性评价和终结性评价结合，包括对学生综合能力发展水平的评价、教师教学质量的评价和课程的评价，真正做到以评促学、以评促教，促进教学质量的提升。过程性评价关注学生的个体差异和现有学习水平，以便教师更好地组织教学内容，因材施教。根据具体的工作情景，主张多元化评价，即评价的内容多样化，评价的主体多样化。综合性评价旨在从专业知识、操作技能、职业规范、道德修养等多个方面给学生评价，促进学生对自我的了解。另外，一体化的教学反馈与评价注重教师自我评价和教学反思，有利于教师职业技术能力的发展和提高。

一体化教学模式是在我国职业教育长期改革和发展的过程中积淀而成的，发展和完善一体化教学模式，有利于提高学生学习的兴趣和主动性，符合人才培养的规律和社会发展的需求。机电一体化技术教学改革，在教学目标上，实现知识性、专业性、职业性、就业性四方面的融合；在教学设计上，将企业岗位用人标准切入教学，有利于实现教学过程与生产过程的对接；在教学评价上，基于过程性评价和任务表现为价值导向，可以促进形成“崇尚一技之长、不唯学历凭能力”的社会氛围，总之，机电一体化教学改革要从实际出发，真正做到学以致用。

[1]苗德华，赵文平.应用型硕士培养的课程体系构建[J].内蒙古财经大学学报，2013（4）：50-53．

[2]赵志群.职业教育工学结合一体化课程开发指南[M].北京：清华大学出版社，2009：33-42．

[3]姜大源，吴全全.当代德国职业教育主流教学思想研究[M].北京：清华大学出版社，2011：1-78．

[4]袁振国.当代教育学[M].北京：教育科学出版社，2004：258-279．

[责任编辑 蒋云柯]

2016年天津市大学生创新创业基金项目“电气控制设备智能化实训系统的研究与开发”（项目编号：201610066106）

郝飞，男，天津职业技术师范大学工程实训中心维修电工技师，主要研究方向为电工电子、电气自动化、可编程序控制技术、工业控制。

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1674-7747（2017）03-0031-04