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一、项目教学法的含义
项目教学法是指通过师生共同实施一个完整的项目而进行的教学活动。在整个教学活动中充分发挥学生的主动性和创新精神,在教师的指导下,以小组工作方式,由学生按照自己实际工作的完整程序,共同设计方案、共同实施等直到完成整个项目。在项目教学活动中,学习过程成为一个人人参与的创造实践活动,注重的不是最终的结果,而是完成项目的过程。学生在项目实践过程中,理解和把握课程要求的知识和技能,体验创新的艰辛与乐趣,培养分析问题和解决问题的思想和方法,培养团队精神和合作能力。
二、合理选择项目
项目教学法是以项目为中心,围绕达成项目的完成来组成教学过程。因此选择恰当的项目,是实施项目教学的关键。项目的选择应满足以下条件:所选项目应围绕教学大纲和教学目标,学生通过操作项目后,可以了解所学专业的主要工作内容以及胜任这些工作应具备的技能;该工作过程适用于学习一定的教学内容,具有一定的应用价值,能将一教学课题的理论知识和实际技能结合起来;与企业实际生产有直接的关系;能让学生有独立制订计划并实施的机会,在一定时间范围内可以自行组织、安排自己的学习行为;有明确而具体的成果展示;学生能自己克服、处理在项目工作中出现的困难和问题;项目工作要具有一定的难度,要求学生能够运用新学习的知识、技能,解决过去从未遇到过的实际问题;在学习结束时,师生能够共同评价项目工作成果。
三、按步骤实施项目教学法
传统的液压技能训练,首先是教师准备好实习材料,给出实习课题,讲解装配工艺和装配步骤及注意事项,然后根据课题进行液压系统装配或修理,最后学生模仿教师进行实际操作完成整个课题。整个教学过程,学生处于被动的学习知识和技能的过程,学生的主动性得不到充分发挥,教学效果不明显,学生的综合素质得不到较大的提高。而项目教学法既发挥了教师的主导作用,又充分体现了学生的主体作用,充分体现职业教育“以能力为本位”的价值取向,使课堂教学的质量和效益得到更大幅度的提高。项目教学程序一般包括以下6个阶段。
1.项目开发动员
项目开发前,教师要做好学生的学习动员工作,让学生了解本项目开发的意义、项目开发所需的技术、学习方法以及项目开发的流程及考核办法等方面的内容。教师可以通过展示案例效果或讲解历届毕业生的就业情况等手段来启发学生的学习兴趣。
2.成立项目开发小组
项目开发小组的成立一般是根据班级人数、项目开发的难易程度、学生的个人能力等方面的因素来考虑的。
3.编写项目开发计划书
教师提供一份项目开发计划书的样板,解释清楚项目实施的步骤,讲清楚计划书的编写原则及注意事项。
4.实施项目计划书
项目实施阶段是项目教学法实施的核心环节。在此阶段教师要及时适当地对学生进行指导,解决学生开发过程中遇到的难题,并督促学生按时按量完成项目计划书中的各个开发环节,以保证学生能够顺利地在计划内完成项目的开发,达到教学目标。
5.项目评估
项目完成后要进行总评,通常是采用分组讲解、展示项目开发成果的方法,由学生和教师分别对项目进行评价。
6.项目总结
项目完成过程是各个小组成员共同努力探索钻研的过程,项目总结相当重要。它包括思路总结和技巧总结,思路总结可以帮助学生明晰项目完成的最佳思考方法,找到自己理论上的不足;技巧总结要重视各个环节中遇到难题的解决方法的总结,这样,学生才能学到更多的操作技巧,全面吸收整个项目的精髓。
液压系统实训是中等职业技术学校钳工专业的重要课题之一,也是中等职业技术学校钳工专业实训的薄弱环节,各个学校液压实训一直采用液压系统实训工作台,没有和实际生产相结合,教学效果不太明显。根据多年的摸索,结合学校实习工厂生产M1050A的实际情况,M1050A液压系统图样及装配工艺都比较齐全,并且液压零部件齐全,因此学校钳工液压系统的实训可以采用M1050A液压系统进行装配。
四、项目教学法在液压技能训练中的应用实例
教学项目:M1050A无心磨床液压系统的组装。
1.制订计划
学生根据教师布置的工作任务,成立项目小组,进行人员分工,制订工作计划。按照工作计划,各小组展开工作。这里需要注意的是,项目小组的成立要让学生学习成绩好的与成绩差的相结合,这样有利于全班同学共同学习与提高。
2.实施计划
首先,各组根据装配图制定装配工艺。有的小组装配工艺设计得比较合理,而有的小组设计有漏洞。这时就需要对各小组在装配工艺的合理性方面进行分析。各小组分别介绍各自设计的装配工艺。当学生想知道自己的设计是否合理时,都想让教师给予评价,这时教师再把装配工艺的设计思路与方法介绍一下,然后让学生们互相指导,互相讨论,修改自己的装配工艺。学生们在设计工艺的过程中,手脑并用,互帮互学,不但学到了知识,而且语言表达能力和社交能力也得到了提高。
然后,挑选零件。教师在提供零件时,有意识地把一些不合格零件和合格零件掺杂在一起,让学生挑选,最后进行装配。有的组按照本组的装配工艺根据装配图很快就能装好,而有的组就发现了问题,装配出来的M1050A的液压系统不能动作,有的油缸漏油,有的油缸爬行,但学生们毫不气馁,互相帮助,互相讨论,有的原因能够找到,而有的原因找不到。这时教师就要发挥作用,帮助学生查找,提醒学生根据理论课学到的有关液压元件及液压故障的排除方法去查找原因,并告诉学生应注意的事项,告诉他们应该怎样挑选零件,挑选的零件是否合格。这样教师可以将平时课堂上学习的内容联系起来。在学生的努力和教师的指导下,学生完成了M1050A液压系统的组装,这样当学生展示自己的产品时,自信心就会逐步增强。
3.检查评估
在组装完毕时,学生们首先要进行自我评价,并联系相关的实际。有的学生组装的液压系统有问题,这时,教师就要和学生一起检查,一起分析,对出现的问题应该怎样解决。在整个过程中,教师首先要肯定学生的成绩,然后概括出装配工艺设计思路、正确的装配方法,同时指出装配时应注意的事项,并指出在装配过程中出现的问题,如清洗不彻底、油缸装配密封环破损、管道连接不规范等问题;最后对学生的装配做出评价。
项目教学法的实施,解决了学校原来理论教学与实际教学联系不紧密的矛盾;改变了学生学习主动性差、知识运用能力差的毛病,提高了学生分析问题、解决问题的能力,把理论知识和实际操作技能有效地结合起来,把实际操作和实际生产有效地结合起来。这样不仅学生的专业知识和实际操作技能得到了提高,而且培养了学生的团队精神,为学生以后的就业打下了坚实的基础。
参考文献:
(常州刘国钧高等职业技术学校机电工程系,江苏 常州 213025)
【摘要】基于高职院校的学习特点和培养目标,结合《液压与气动技术》课程的实际教学特点,开展项目化教学,设计了十个项目教学任务,并以小组形式组织进行项目教学。
关键词 液压;气动;项目教学;实施
《液压与气动技术》是机电类设备维修与管理专业的核心课程,也是机电一体化专业和电气自动化技术专业的专业课程之一[1]。随着液压与气动技术的广泛应用,《液压与气动技术》课程在高职机电类专业课中占据了越来越重要的地位,而该课程实践性较强的特点也促使本课程教学逐渐由课堂转换为实验室教学。因此,原有的教学方式和教学内容已不再适合。在这种背景下,对《液压与气动技术》课程进行了项目化改革,对原有知识内容进行重新设计编排,通过项目形式呈现,满足学生的学习需要,激发学生的学习兴趣,使学生的理论水平和实践技能均得到提高。
1项目教学法的涵义
项目教学法是从教学生“学会学习”目标出发,使教学从注重“教法”转到注重“学法”,将学生的学习与学生发展密切结合起来[2]。以项目学习任务为载体,以目标为引导,以实践为主线,以能力为核心;融知识学习、技能训练、能力提高于一体的教学模式[2]。
在项目教学中,教师是项目活动的引导者和组织者。学生拿到项目后就进入了教师预设的情景中,在学习情境中,学生通过自主学习、自主探究、小组讨论完成项目任务的学习,最后再由学生自行完成评价,反思自己的学习过程。在整个学习中,教师一直充当的应该是组织引导的角色,而学生才是真正的主人。项目教学强调的是在学习中充分发挥每个学生的主体作用。
2《液压与气动技术》课程项目设计
《液压与气动技术》课程教学在学校液压实训室和气动实训室进行,为期两周时间。在课程学习期间,学生需要学习理论知识,还要掌握操作技能。
结合课程知识点、实训条件和生产实际等情况,将课程设计为十个项目,每个项目围绕一个主要任务展开,通过项目中知识的学习和训练,最终完成项目任务。
项目一:液压千斤顶的使用,目标:学会使用液压千斤顶。液压传动系统的组成、特点和工作原理等相关知识支撑,建议4课时。
项目二:加工中心液压系统动力元件的选择和拆装,目标:(1)会拆装液压泵,认识泵的结构组成、工作原理、主要零件形状,增加动手操作能力;(2)能通过型号识别各种泵及泵的规格。液压泵的作用、分类和性能参数,常用液压泵的结构和工作原理,液压泵的选用方法等相关知识支撑,建议4课时。
项目三:压蜡机执行元件的选择和分析,目标:(1)会拆装液压缸,认识液压缸结构、工作原理、主要零件形状,增加动手操作能力;(2)会拆装液压马达,认识液压马达结构、工作原理、主要零件形状,增加动手操作能力。液压缸和液压马达的作用、分类和特点,液压缸的结构和工作原理等相关知识支撑,建议6课时。
项目四:液压钻床液压回路的设计,目标:(1)会调节液压控制元件,组装液压控制回路;(2)会使用液压仿真软件,并进行液压回路的设计。认识液压方向、压力、流量控制元件符号、结构和工作原理,会分析液压控制回路等相关知识支撑,建议8课时。
项目五:CK6140数控车床的使用、维护及保养,目标:(1)能进行液压回路的安装、调试、维护和保养。液压元件的应用,回路的分析。等相关知识支撑,建议6课时。
项目六:手动送料装置的设计与调试,目标:(1)会识别和选用气动元件;(2)能绘制简单的气动系统控制回路;(3)能根据元件的功能设计气动回路,并进行相关调试运行。气动系统的组成、特点及工作原理等相关知识支撑,建议4课时。
项目七:气动夹紧装置设计,目标:(1)能进行气源装置的日常维护;(2)能进行系统压力调节;(3)会选用气缸。气源系统各元件的工作原理、图形符号及功能,气缸的类型和选用。等相关知识支撑,建议4课时。
项目八:折边装置气动回路的设计与调试,目标:(1)能在仿真软件中设计气动回路;(2)能构建各种换向回路,并进行回路调试;(3)能进行气动回路设计与调试。气动控制元件符号、结构和工作原理,控制回路分析等相关知识支撑,建议6课时。
项目九:卧式加工中心气动换刀系统分析,目标:(1)能在仿真软件中设计气动回路;(2)能进行气动回路的安装、调试,具备回路分析能力。仿真软件的应用,气动元件的应用,回路的分析等相关知识支撑,建议6课时。
项目十:压印装置控制系统的维护,目标:能分析判断气动系统,及时排除回路故障。气动元件符号,气动系统工作原理等相关知识支撑,建议4课时。
3《液压与气动技术》项目课程实施
项目化课程是以工作项目为核心,以应用为目的,以教学任务为载体,主动寻找知识点和解决问题的方法的一种有效的学习形式[3]。
项目教学通常以小组形式进行,因此在进行课程实施前,先进行分组并选出组长,建议每组3~4人为宜。分组时,教师应综合评价学生的学习基础、自主学习能力等因素,根据学生特点进行搭配分组,以充分调动每组学生在学习中的主动性和积极性。
项目课程的实施过程包括:任务分配、学习计划制定、学习实施、成果展示、评价总结。
1)任务分配:学生以小组为单位,领取项目任务书,明确学习任务,所要达到的目标。
2)学习计划制定:根据项目任务书描述,小组讨论制定学习计划,任务完成步骤,确定任务实施方案。
3)学习实施:学生根据小组制定的学习实施计划进行项目实施,组内成员分工合作完成项目任务。
4)成果展示:项目完成后,每组选派一名成员公开讲解展示任务实施情况,取得的成果,达到的效果。
5)评价总结:根据各小组任务完成情况,形成由小组自评、组组互评、教师评价的三维评价方式,综合评价学生的参与程度、合作能力、任务完成情况等。
4小结
总之,在《液压与气动技术》课程中采用项目教学,能有有效激发学生的学习兴趣和潜能,使学生在学习理论知识的同时获得技能的提升,让学生明白理论学习和实践操作的相辅相依的关系,而且小组合作的学习方式,也促进了学生协调合作能力的提高,全面提升了学生的综合素质,为今后就业打下良好基础。
参考文献
关键词:液压传动;教学改革;实践
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)07-0085-02
液压传动课程是机械类专业的一门重要的专业基础课,具有实践性较强,与生产联系紧密等特点。液压技术渗透到各个领域,不断在工程机械、机床装备、冶金机械、塑料机械、船舶、汽车、航空等行业得到大幅度的应用和发展。但由于长期受到重理论轻实践思想观念的影响,学校缺乏对学生进行工程意识和动手能力的培养,因此,培养的人才难以适应当代社会及企业发展的需求。论文结合我校在液压传动方向教学中存在的问题,从理论教学和实践教学方面,探讨课程教学改革,培养学生获取知识的能力和创新意识,提高其分析、解决问题的工程能力。
一、液压传动课程教学中存在的问题
1.课程内容与课程体系不合理。目前在液压方面的课程主要分为《流体力学》和《液压传动》两门课程。课程设置较为单一,且课时总数较少,无法具体讲授重点和难点。且讲授《流体力学》和《液压传动》这两门课程为不同的教师单独教授,不能将这两门课程的相互关联分析透彻。同时随着液压技术和电气传动技术的发展,电液相结合是一种必然趋势,而当前的液压传动类课程和电气传动类的课程基本上是分开设置的,导致学生不能真正理解液压与电气的相互交叉优势,且侧重理论知识及专业知识的传授,缺乏工程实践训练和综合素质与能力的培养。
2.教学实践对学生工程素养的培养力度不够。多年来,实践教学平台依然选用专用的本科教学液压试验台,这种试验台的液压回路均已事先设计好,对学生而言只是单纯的记录数据,无创新可言。目前的本科教学平台设计的实验技术滞后于时展的技术,甚至部分实验手段和方法的原理也出现错误。比如液压动态流量的检测,大多本科教学平台采用容积式的流量计进行检测,事实上,由于容积式的流量计的动态响应较慢,根本不能检测动态流量。而超强的能力和素质对刚踏入社会的毕业生而言无疑是最大的筹码,但目前绝大多数毕业生在面临实际的工程项目问题时,多表现为动手能力差,不能独立思考,创新意识不强,缺乏团队合作精神和应有的工程意识及能力。
3.教学模式偏重于传统教学方式。目前,教学过程以教师为中心,按自拟的教学方案进行授课,照本宣科;但在教学过程中没有注重学生的兴趣,这些不利于学生对液压传动知识的掌握和运用。现行的教学仍沿用传统的灌输方式,缺乏启发式、讨论式的教学方式以及师生之间的互动交流,导致学生缺乏独立思考的能力和创新精神。
4.与企业社会沟通和交流过少。许多工科院校在实践培养环节上存在较多问题,如与相应的企业联系不够紧密,致使学生不仅不能明确区分课堂教学和企业生产、制造、检验和调试的不同;而且缺乏对基础设备、工艺装备技术及国家行业标准的了解,使其在工作过程中表现为自身的专业性不强。
二、教、学、做一体化教学内容改革
1.课程体系的改革。将《流体力学》与《液压传动》相结合,将流体力学的各个基本知识交叉在《液压传动》的基本知识内,并将电气传动中与液压课程交叉较多的知识点,全面提高实验学时数。液压系统由包含多种液压元件的各种回路组成,各种回路之间协调工作,完成液压系统的既定功能。在液压系统工作过程中,需要控制各种阀的开启、关闭和比例调节,这就需要通过适当的电气回路设计实现液压阀和液压回路的相应功能,因此液压传动的讲授还应与电气传动知识点相结合,真正地实现机电液一体化。
2.启发式、项目式与精讲相结合的教学方式。《液压元件》教学中教师发挥主导作用,学生发挥主动学习精神。新增课程《液压系统仿真和设计》在学生基本掌握新知识的基础上,只要求教师发挥主导作用,学生发挥主动学习精神,结合教师精讲使学生进一步加深对新知识的理解。在课程的教学中,除配备有综合性系统实验支持外,课程的教学内容实现讲授与现场教学(科研实验室进行)、讲授与研讨(专题讨论)、讲授与自主学习(科研论文及宣讲)等综合型教学模式,培养学生的综合素质。
3.强调实践与研究融入教学过程。在实施教、学、做一体化的教学中,将部分课堂放在实验室,讲解元件结构、原理时,直接使用实物,辅助动画教学,并让学生动手拆装,使学生对元件及系统设计有更为直观的理解,通过教、学、做一体化教学方式增加主动学习和动手实践的机会,强调分析问题和解决问题的能力。给学生科学实践的时间和空间,增加课内实践教学学时,教学中安排丰富的设计项目,让学生亲自动手和全情投入。设置讨论型、项目训练型课程,采用课堂教学、科研项目训练与学生论文宣讲相结合的教学模式激发学生的学习兴趣。
三、实践教学方法改革
建设完善的专业实验教学体系,包括基本型,综合型、设计型、创新性型实验等多个系列,注重培养学生的个人实践能力、团队合作能力以及调控系统能力。建立实验实践结合、课内课外结合、校内校外结合、理论实验互动,能促进学生能力培养,模块化、分层次的实验教学体系。在教学体系设计中,注重遵循教育规律,科学地设置实验类型,通过基础层、综合层、设计层和创新层实验项目的训练,全面培养学生的科学作风、实验技能以及综合分析问题的能力,使学生具有良好的创新精神和实践能力。如图1所示为流体传动与控制等基础课程模块化、分层次的实验教学体系。
第一层次为基础能力的培养。学生通过基础的实验项目的全面训练,掌握本学科实验的基本操作方法及技能,掌握液压元件的基本结构、拆装方法和工作原理,理解液压元件的基本性能测试方法,学校液压基本回路的控制特性,同时培养学生正确使用仪器、处理实验数据和写作实验报告的方法,达到培养学生严肃认真的实验精神的目的。第二层次为综合能力的培养。即学生通过提高型、综合型和设计型实验项目的训练,达到学生会自己设计实验内容,自组简易实验,实验后会总结经验,培养学生的综合实践能力和素质。第三层次为设计能力与自主思考的培养。通过增加大量的液压实训模型,比如挖掘机模型、叉车模型、推土机模型、起重机模型等,培养学生理论联系实际的能力,学生通过创新研究型实验项目的训练,培养学生对实际液压技术的观察能力、发现问题及分析问题的能力,并将所掌握的理论知识实验方法应用到实际中,培养其研究与解决问题的能力。第四层为创新能力的培养。该层是对课内实验教学的重要补充,通过创新研究型实验项目的训练,即由创新想法到创新设计,再到创新模型制作,最后形成产品创新的实践全程训练,培养学生提出自主创新课题、自主创新构思、创新设计和创新实践动手的能力。在实验过程中,鼓励学生自主命题,自行制定实验目标,进而完成自主设计、分析、实践、总结与汇报等全部环节。另一方面,可组织部分高年级学生,尤其是立志想读研究生的学生,参与教师的科研项目研究,辅助教师做一些试验性实验,为后期的科研实践打下基础。
传统的演示性、验证性实验已不能满足现代人才的要求。因此,在实验教学中,应引导学生向研究型、创新型发展,以小组为单位增加设计型和研究型实验。教师在实验中起指导性作用,以学生为主体,这样不仅能提高学生的动手实践能力,还有助于其创新思维的发展。
四、结束语
随着液压传动技术的迅速发展,不断地对教学改革提出新的目标和要求。本文从实际情况出发,提出了理论教学和实践教学相结合的方案,通过学生的实践环节和老师的科研环节,培养学生的创新思维和能力,有助于提高教学效果,培养学生的动手实践能力,实现教、学、做一体化的教学目标。
参考文献:
[1]李辉.液压与气压传动课程教学改革探索和实践[J].装备制造技术,2013,(1):202-203.
[2]左倩.液压传动实验教学改革的思考[J].廊坊师范学院学报,2009,9(5):125-126.