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探讨机电一体化系统课程群的教学模式

2021-10-29 11:34 来源:机电一体化论文 人参与在线咨询

【摘要】《中国制造2025》规划旨在推动我国工业制造向智能化、数字化转型,对应的工业人才需求结构和水平也发生着重大变革。地方应用型高校作为国内应用型人才重要的培养基地,通过对人才培养体制机制好的方法模式的变革,突出应用型、创新型的综合性人才培养特色,打造地方专业领域的名片。

【关键词】机电一体化系统设计;课堂教学;产教协同

0引言

机电设计制造行业进入新发展阶段,推动机电制造向智能化转型升级,融合电子信息互联网等技术,形成相应技术专利和技术体系,已经成为机电设计制造行业面临的重要课题。人才是行业发展的关键性要素,作为高层次机电设计人才的输出基地,地方高校可以在专业核心课程机电一体化系统设计课程群教学中探索产教协同合作的教学模式,从而为新时期的机电设计制造行业培养人才,开发新的道路。石嘴山工贸职业技术学院工业底蕴丰厚,有一个校办工厂:石嘴山神工科技有限公司,引进宁夏荣光科技集团共建智能制造车间和LED车间两个实训基地,并与周边企业共建多个校外实训基地,引企入校、资源共享、产教融合,积极探索机械制造类专业人才培养模式,与企业合作实现“双主体”育人。

1现代机电制造设计人才培养体系存在的突出短板

1.1课程知识框架的时效性不强,过程教学重视程度不够

传统的机电一体化系统设计的课程内容和教学方法与现代智能化和信息化制造业的人才目标要求不匹配,特别是有很多课程中的相关理论知识和技术标准,与最前沿的发展趋势不相符。在机电一体化系统设计实践课程内容的安排上,相对滞后,比如在机械装备类课程设计内容当中,还是以减速器这一传统设备的设计为主题,对于智能工厂、机器人、3D打印、网络共享制造车间等,都没有在设计实践课程中体现出来。因此,在课堂教学中,教师只是按照课本的知识类别去设计教学内容,而没有真正落实到现代机电制造的生产线环节上,即生产线的设计、加工制造、检验、调试测试等重点任务,学生缺少良好的实践平台延伸,在进入专业岗位后,仍然有无从下手的现象。教学没有与生产、动手、研究联动协同,学生的专业技能没有得到真正的增强[1]。

1.2在产教协同和校企合作框架下的课程改革缓慢,地方行业特色资源挖掘契合不够深入

地方高校的人才库打造,应当积极与企业、社会、政府、科研院所等多方主体进行合作和配合,博采众长,集中合力推动。但是很多地方的应用型高校,受制于财力水平,品牌影响力等多重因素影响,教学改革推进并不是很顺利,在人才培养的目标、体系、技术以及专业领域的技术研发应用、前沿科技的探索和实践都涉足较少。一方面是合作的企业较少,另一方面是合作平台不够科学、全面、系统,产教融合下的新型机电一体化系统设计课程模式远没有达到现代制造业市场的要求和标准[2]。机电设计智能化的转型,对于人才的要求更加的综合化和复杂化,需要相关人才除具备机电相关基本知识技能外,还要对计算机控制原理、网络技术、人工智能、仿生技术等都有相应的知识储备和实践能力[3]。那么地方高校在未来的转型当中依托互联网的技术优势,打造智能化的制造情景,在虚拟工厂下,让学生对相关技术有更加真切和深入的感知,与多媒体教学技术相结合,可以把智能工厂的运行的相关流程远程传递到课堂当中,也可以利用云课堂,让工厂的一线生产和管理人员为学生开展云端授课,就能把更多的实际工厂生产案例与问题引入。

2产教协同机电一体化系统设计课程群创新实践举措

2.1聚焦核心工程技术能力,重塑智能制造课程体系

地方应用型高校要把创新人才的培养作为主攻方向,而机电一体化系统设计课程群主干是人才培养课程体系中的核心课程群,它的教学成效直接影响着以智能制造为主导的工匠型人才培养的课程体系的全面性和实用性。石嘴山工贸职业技术学院与当地的政府、企业、职教联盟等进行全面合作,在智能化、数字化的生产线、设施设备、工艺技术等实践经验做全面的总结和凝练,把一些现代的虚拟现实、视觉感知等驱动元件、智能仪表的操作应用列为典型案例,纳入课程群的主干课程实践内容当中。同步开展教材的编制,内容体现原理和实践运用的紧密结合,通过多媒体的要素进行解释说明,在突出主干课程后,再对其他辅助课程进行梳理和配置,做到前后对应,深度融合[4]。

2.2把理论知识教学和产业实践深度融合

产教协同机制的出发点和落脚点,在于教学和生产实践这两个有显著差别的社会活动方式的结合。课程群应当侧重于课堂教学的内容和形式,与企业的生产实际密切联系,比如引入现实性的工程问题和案例,更具实操性的工厂培训方式等。我院把产教协同的改革以现实的产业项目细化,让改革以项目制的形式推进,比如瞄准企业的新产品研发项目[5],让师生积极地加入项目开发团队之中,以实践强化知识,将知识应用于实践,相互促进,让学生能够边学边干,突出其主体地位,打破理论教学和实践实操间的明显界限,在干中学,学中思,学中干,把思考的创新点及时地运用到实践中去检验,从理论层面逐渐的落地到实践层面。以我院开设的机电一体化的电子技术课程为例,通过紧密结合的教学模式,让学生不仅能熟悉理实一体化的概念内涵,形成理实一体化的工程思维,更重要的是在实际设计项目时,能够合理地选定一体化的电子元件的规格和型号,将其组装成一体化的系统,并投入使用。这样通过参与项目,锻炼学生的设计能力,提高学生团队协作与创新意识,激发内在潜能。

2.3建立新型现代学徒制,让半工半读模式不断变革创新

这就要求高校要把“三变”作为协同推进的课程群重点改革任务来抓,通过生产车间变为教学课堂,一线车间操作变为课堂实验训练,企业的技术工程能手专家变为大学课堂当中的高水平师资资源。经过这样的改革,企业的一些先进高端设施设备、新材料、新技术、新方法通过“互联网+”远程培训、虚拟现实和现实增强等技术,将企业的生产场景展示到教学课堂中,模拟真实环境让学生在身临其境中进行学习探索,企业师傅变授课的教师,学生可以与企业的一线“教师”实现面对面交流,大幅提升半工半读这种教学模式的实用性和普及性。同时,教师可以参与企业的创新和前沿的项目建设任务,教师变企业师傅,这样教师队伍结构更加充实,理论教师和实训教师都配备到位,打破了原有双师型队伍中的专业能力教师偏低的现实问题。学生可以在企业师傅、教师的带领下完成小的任务,参与实际生产,学生变企业工人,这种形式是对半工半读的培养模式的一种深度创新[6]。我院除了采用上述方法模拟真实环境教学外,还通过与校办工厂石嘴山神工科技有限公司、宁夏荣光科技集团合作,建立数控专业、机电专业、焊接专业的新型现代学徒制班,学生除基本的课堂教学任务外,在校企共建的实训基地当学徒,参与工厂的生产任务。

3结语

以地方应用型高校在机电一体化设计专业课程群改革为借鉴,结合我院特点,从产教融合思路出发,围绕课程实践模式的四大转变,加强产教融合实践,重塑教学课程体系等方面进行了探讨分析和总结,形成了具有地方特色的课程群协同推进的教学模式经验。

作者:郝美香 单位:石嘴山工贸职业技术学院

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