工作过程的自动化生产线安装与调试课程设计

自动化生产线的广泛使用将会大大提高生产效率和产品的质量,由此企业对熟悉自动化生产线的维护人员的需求也将增加,目前适应这种岗位的技术型、技能型人才非常紧缺,这对高职教育提出了一个新问题。自动化生产线安装与调试课程是一门综合性和实践性很强的工程应用性课程,它包含了机械传动、气动控制、传感器、电机驱动与PLC控制、触摸屏及变频器等知识和技能,开设并上好这门课对于培养自动线人才具有重要意义。要使学生在学习过程中拥有相关技能、提高学生的专业综合能力、实现学校与企业的无缝对接,做好课程设计是关键。

一、课程设计的基本思想

美国着名的教育心理学家和杰出的教学设计理论家加涅提出“为学习设计教学”,意指是运用系统方法分析教学问题和确定教学目标,建立解决教学问题的策略方案、试行解决方案、评价试行结果和对方案进行修改的过程,是在教学之前对教学过程中的一切预先筹划、安排教学情境,以期达到教学目标的系统设计。现代教学设计突出以学生学习活动为中心,重视对学生学习心理的分析和研究,依据学生学习的规律设计教学活动,从而最大幅度地提高学生学习效率,促进学生科学素养的全面发展。

基于工作过程的课程设计以行动体系为基础,将学习领域转化为行动领域,让受训者经历完整的工作过程,在完成典型的具有综合性的工作任务过程中获取工作过程知识,解决“在工作中学习”和“在学习中工作”的问题。基于此理论确立课程设计的基本思想为:以实际岗位为参照,按照“校企合作、工学结合、专业教育与职业教育融通,工学交替、实境育人”的思路,根据专业职业岗位能力要求,以仿真工业现场——实训平台为载体,采用项目化教学,强调以工作任务为依托组织教学内容,以学生为主体开展教学活动,确立学生的中心角色和教师的主导作用,以服务专业能力的培养为中心。

二、课程设计

(一)典型的工作任务分析

通过开展电气自动化专业毕业生就业岗位的调研,并结合行业、企业和本地区对人才需求的状况,归纳出柳州铁道职业技术学院电气自动化技术专业首次就业岗位是自动化生产线的维修电工、调试员、机电设备维修员等,未来发展岗位是车间电气技术员、PLC程序设计员及系统维护技术骨干和班组长等基层管理者。以上职业岗位要求具有运行分析、故障检测、维修保养及编写整理技术文档、设备技术改造等专业技能。针对首次就业岗位和发展岗位工作任务分析,依据在实际工作中出现的频率、重要性,所能承载的知识、技能程度,确定本课程的典型工作任务是:机械设备的安装与调试、电气设备的规划与安装、传感器的安装与使用、气动回路的安装与调试、PLC程序的编制与调试、HMI(人机界面)的设计、设备故障的判断与排除等。

(二)课程目标

亚龙YL-335B自动生产线及亚龙YL-221柔性生产线训练装置归纳、总结了现代生产线的技术特点,与实际生产情况十分接近,因此我们选用这两个装置作为教学载体,在课程教学中使学生具有安装如送料、加工、装配、输送、分拣等工作单元的技能,具备构成一个典型的自动生产线的机械平台并联机调试的技能;理解并掌握在系统中的气动控制技术、机械技术(机械传动、机械连接等)、传感器应用技术、PLC控制和组网、步进电机位置控制和变频器技术等实际应用,具备熟练运用这些技术的能力。

(三)学习情景的创设

采用基于行动导向的方法进行设计,经多方面调研、探讨,开发设计了9个学习情境,每个情景由若干任务构成。每一个情境的实施都是一个完整的工作过程,并按认知规律和职业成长规律,由浅入深、由易到难、循序渐进,具有可重组和迁移性。

(四)教学实施策略

实施过程中依照“任务、分析、制定、优化、实施、评价”六步工作方法组织教学,以行动导向法为主要教学方法,对不同的知识点综合运用引导文法、团队学习法、头脑风暴法、成果展示法、案例分析法、岗位体验法等各种恰当、有效的教学方法,引导学生独立思考,积极实践,促进学生自主学习,提高教与学的效果。项目以小组形式完成,每组4人为宜,在构成组员时,应把握学生的层次、不同个体的差异,即针对不同学生的个体特征与心理倾向,不同的知识基础与接受能力,将基础好、动手能力强、活跃的学生与相反的学生组合在一起。这样,既能保证项目活动按时完成,又有利于学生间互相交流,有助于专业较差学生的水平得到提高。

实施过程中,要做到“师生角色转换”,教师起发动、组织、协调、伴随作用,教师不能包办代替,而是应注重发挥学生的学习潜能及集体智慧,充分发挥学生的学习主动性,着重培养学生的能力,让学生有机会应用他们所学的知识解决实际问题;将真实的工作场所模拟到学习环境中,使学生感受到企业员工的身份,得以在其中进行自由探索、强调“协作学习”,学生在教师的组织和引导下共同讨论和交流,进行协商和辩论,先内部协商,然后再相互协商,强调信息资源的利用。为了使学生主动探索,教师必须为学生提供各种信息资源,包括各种类型的教学媒体和教学资料,强调教学过程的最终目的是让学生获取工作知识、工作技能,而非完成教学任务。

实施过程中,应兼顾专业能力、方法能力、社会能力的培养,尤其注重学习能力的培养,提高学生的分析问题、解决问题的能力,使学生从学习中得到成功的体验,增强学习兴趣和学习的信心,从而实现课程的培养目标。

(五)课程考核

课程成绩评定基于发展的教学评价观,包含过程性的考核和结果性的考核。过程性考核包含工作态度的评价、工作过程步骤与方法评价、知识的应用评价等。结果性考核包含项目所涵盖的应知部分的评价、应会部分的评价、项目工作中的问题记录和解决问题的方法、成果展示等。在过程性考核中,对每个学习任务中通过学生自我评价、团队评价、教师评价的方式进行,全面客观地评价学生在实施过程中的表现情况,注重学生答辩及讲演,提高学生语言表达与交流的社会能力;注重学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力的考核,对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励。

三、高素质的教师队伍是取得良好效果的有力保障

工学结合实施的关键是要有一支理论基础扎实、技术应用能力较强的“双师型”师资队伍。在实施项目化教学中,教师应具备这样的素质:一是具有良好的师德;二是具有较深厚的理论功底,较宽的专业知识面和很强的综合能力;三是具有较强的实践经验。

教师素质和技能的高低直接关系到课程教学的质量和水平,工学结合必须有足够数量和水平的“双师型”教师作保障。德国职业教育之所以居于领先地位,是因为他们具备大量既懂专业知识,又有丰富实践经验的“双师型”人才。当前从事职业教育的教师最为缺乏的是实践经验,“双师型”教师数量不足,他们对新技术新工艺缺乏了解。对此,应通过以下途径来弥补:一是制订“双师型”教师建设目标和规划;二是选派专任教师到企业担任管理和指导人员,全程参与生产管理,接触专业前沿知识和最新技术,扎扎实实地实践新技术;三是制定政策,通过高待遇,争取当地企业的支持,聘请富有实际工作经验的专业技术人员和能工巧匠在校内外实训现场做指导教师;四是引入企业具有“双师”素质的技术人员到校任教,建设一支素质优良的专兼职教师队伍。

课程的教学设计是一项复杂的工作,每一个环节都值得去探讨,教师下的工夫越多,教学效果就越好。教学设计是教师教学准备工作的重要组成部分,也是课程建设的重要内容之一。工作过程导向的课程依托载体,实现了理论与实践一体化,把学生放在主体地位,有利于培养学生的综合职业能力。