探討機電一體化系統課程群的教學模式

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探討機電一體化系統課程群的教學模式

【摘要】《中國制造2025》規劃旨在推動我國工業制造向智能化、數字化轉型,對應的工業人才需求結構和水平也發生著重大變革。地方應用型高校作為國內應用型人才重要的培養基地,通過對人才培養體制機制好的方法模式的變革,突出應用型、創新型的綜合性人才培養特色,打造地方專業領域的名片。

【關鍵詞】機電一體化系統設計;課堂教學;產教協同

0引言

機電設計制造行業進入新發展階段,推動機電制造向智能化轉型升級,融合電子信息互聯網等技術,形成相應技術專利和技術體系,已經成為機電設計制造行業面臨的重要課題。人才是行業發展的關鍵性要素,作為高層次機電設計人才的輸出基地,地方高??梢栽趯I核心課程機電一體化系統設計課程群教學中探索產教協同合作的教學模式,從而為新時期的機電設計制造行業培養人才,開發新的道路。石嘴山工貿職業技術學院工業底蘊豐厚,有一個校辦工廠:石嘴山神工科技有限公司,引進寧夏榮光科技集團共建智能制造車間和LED車間兩個實訓基地,并與周邊企業共建多個校外實訓基地,引企入校、資源共享、產教融合,積極探索機械制造類專業人才培養模式,與企業合作實現“雙主體”育人。

1現代機電制造設計人才培養體系存在的突出短板

1.1課程知識框架的時效性不強,過程教學重視程度不夠

傳統的機電一體化系統設計的課程內容和教學方法與現代智能化和信息化制造業的人才目標要求不匹配,特別是有很多課程中的相關理論知識和技術標準,與最前沿的發展趨勢不相符。在機電一體化系統設計實踐課程內容的安排上,相對滯后,比如在機械裝備類課程設計內容當中,還是以減速器這一傳統設備的設計為主題,對于智能工廠、機器人、3D打印、網絡共享制造車間等,都沒有在設計實踐課程中體現出來。因此,在課堂教學中,教師只是按照課本的知識類別去設計教學內容,而沒有真正落實到現代機電制造的生產線環節上,即生產線的設計、加工制造、檢驗、調試測試等重點任務,學生缺少良好的實踐平臺延伸,在進入專業崗位后,仍然有無從下手的現象。教學沒有與生產、動手、研究聯動協同,學生的專業技能沒有得到真正的增強[1]。

1.2在產教協同和校企合作框架下的課程改革緩慢,地方行業特色資源挖掘契合不夠深入

地方高校的人才庫打造,應當積極與企業、社會、政府、科研院所等多方主體進行合作和配合,博采眾長,集中合力推動。但是很多地方的應用型高校,受制于財力水平,品牌影響力等多重因素影響,教學改革推進并不是很順利,在人才培養的目標、體系、技術以及專業領域的技術研發應用、前沿科技的探索和實踐都涉足較少。一方面是合作的企業較少,另一方面是合作平臺不夠科學、全面、系統,產教融合下的新型機電一體化系統設計課程模式遠沒有達到現代制造業市場的要求和標準[2]。機電設計智能化的轉型,對于人才的要求更加的綜合化和復雜化,需要相關人才除具備機電相關基本知識技能外,還要對計算機控制原理、網絡技術、人工智能、仿生技術等都有相應的知識儲備和實踐能力[3]。那么地方高校在未來的轉型當中依托互聯網的技術優勢,打造智能化的制造情景,在虛擬工廠下,讓學生對相關技術有更加真切和深入的感知,與多媒體教學技術相結合,可以把智能工廠的運行的相關流程遠程傳遞到課堂當中,也可以利用云課堂,讓工廠的一線生產和管理人員為學生開展云端授課,就能把更多的實際工廠生產案例與問題引入。

2產教協同機電一體化系統設計課程群創新實踐舉措

2.1聚焦核心工程技術能力,重塑智能制造課程體系

地方應用型高校要把創新人才的培養作為主攻方向,而機電一體化系統設計課程群主干是人才培養課程體系中的核心課程群,它的教學成效直接影響著以智能制造為主導的工匠型人才培養的課程體系的全面性和實用性。石嘴山工貿職業技術學院與當地的政府、企業、職教聯盟等進行全面合作,在智能化、數字化的生產線、設施設備、工藝技術等實踐經驗做全面的總結和凝練,把一些現代的虛擬現實、視覺感知等驅動元件、智能儀表的操作應用列為典型案例,納入課程群的主干課程實踐內容當中。同步開展教材的編制,內容體現原理和實踐運用的緊密結合,通過多媒體的要素進行解釋說明,在突出主干課程后,再對其他輔助課程進行梳理和配置,做到前后對應,深度融合[4]。

2.2把理論知識教學和產業實踐深度融合

產教協同機制的出發點和落腳點,在于教學和生產實踐這兩個有顯著差別的社會活動方式的結合。課程群應當側重于課堂教學的內容和形式,與企業的生產實際密切聯系,比如引入現實性的工程問題和案例,更具實操性的工廠培訓方式等。我院把產教協同的改革以現實的產業項目細化,讓改革以項目制的形式推進,比如瞄準企業的新產品研發項目[5],讓師生積極地加入項目開發團隊之中,以實踐強化知識,將知識應用于實踐,相互促進,讓學生能夠邊學邊干,突出其主體地位,打破理論教學和實踐實操間的明顯界限,在干中學,學中思,學中干,把思考的創新點及時地運用到實踐中去檢驗,從理論層面逐漸的落地到實踐層面。以我院開設的機電一體化的電子技術課程為例,通過緊密結合的教學模式,讓學生不僅能熟悉理實一體化的概念內涵,形成理實一體化的工程思維,更重要的是在實際設計項目時,能夠合理地選定一體化的電子元件的規格和型號,將其組裝成一體化的系統,并投入使用。這樣通過參與項目,鍛煉學生的設計能力,提高學生團隊協作與創新意識,激發內在潛能。

2.3建立新型現代學徒制,讓半工半讀模式不斷變革創新

這就要求高校要把“三變”作為協同推進的課程群重點改革任務來抓,通過生產車間變為教學課堂,一線車間操作變為課堂實驗訓練,企業的技術工程能手專家變為大學課堂當中的高水平師資資源。經過這樣的改革,企業的一些先進高端設施設備、新材料、新技術、新方法通過“互聯網+”遠程培訓、虛擬現實和現實增強等技術,將企業的生產場景展示到教學課堂中,模擬真實環境讓學生在身臨其境中進行學習探索,企業師傅變授課的教師,學生可以與企業的一線“教師”實現面對面交流,大幅提升半工半讀這種教學模式的實用性和普及性。同時,教師可以參與企業的創新和前沿的項目建設任務,教師變企業師傅,這樣教師隊伍結構更加充實,理論教師和實訓教師都配備到位,打破了原有雙師型隊伍中的專業能力教師偏低的現實問題。學生可以在企業師傅、教師的帶領下完成小的任務,參與實際生產,學生變企業工人,這種形式是對半工半讀的培養模式的一種深度創新[6]。我院除了采用上述方法模擬真實環境教學外,還通過與校辦工廠石嘴山神工科技有限公司、寧夏榮光科技集團合作,建立數控專業、機電專業、焊接專業的新型現代學徒制班,學生除基本的課堂教學任務外,在校企共建的實訓基地當學徒,參與工廠的生產任務。

3結語

以地方應用型高校在機電一體化設計專業課程群改革為借鑒,結合我院特點,從產教融合思路出發,圍繞課程實踐模式的四大轉變,加強產教融合實踐,重塑教學課程體系等方面進行了探討分析和總結,形成了具有地方特色的課程群協同推進的教學模式經驗。

作者:郝美香 單位:石嘴山工貿職業技術學院

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