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[论文摘要]机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。
一、机电一体化的基本概念
机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科,而机电一体化产品是在机械产品的基础上,采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合,它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。与传统的机电产品相比,机电一体化产品具有下述优越性。
(一)使用安全性和可靠性提高。机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中,遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时,能自动采取保护措施,避免和减少人身和设备事故,显著提高设备的使用安全性。
(二)生产能力和工作质量提高。机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能,其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高,通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作,使之不受机械操作者主观因素的影响,从而实现最佳操作,保证最佳的工作质量和产品的合格率。同时,由于机电一体化产品实现了工作的自动化,使得生产能力大大提高。例如,数控机床对工件的加工稳定性大大提高,生产效率比普通机床提高5~6倍。
(三)使用性能改善。机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示,操作按钮和手柄数量显著减少,使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现,系统可重复实现全部动作。高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序,实现自动最优化操作。
(四)具有复合功能并且适用面广。机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制,具有复合技术和复合功能,使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能,能应用于不同的场合和不同领域,满足用户需求的应变能力较强。例如,电子式空气断路器具有保护特性可调、选择性脱扣、正常通过电流与脱扣时电流的测量、显示和故障自动诊断等功能,使其应用范围大为扩大。
(五)调整和维护方便。机电一体化产品在安装调试时,可通过改变控制程序来实现工作方式的改变,以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机电一体化产品的控制系统中,而不需要改变产品中的任何部件或零件。对于具有存储功能的机电一体化产品,可以事先存入若干套不同的执行程序,然后根据不同的工作对象,只需给定一个代码信号输入,即可按指定的预定程序进行自动工作。机电一体化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施,使工作恢复正常。
机电一体化技术和产品的应用范围非常广泛,涉及到工业生产过程的所有领域,因此,机电一体化产品的种类很多,而且还在不断地增加。按照机电一体化产品的功能,可以将其分成下述几类。
①数控机械类。主要产品包括数控机床、机器人、发动机控制系统以及全自动洗衣机等。这类产品的特点是执行机构为机械装置。
②电子设备类。主要产品包括电火花加工机床、线切割机、超声波加工机以及激光测量仪等。这类产品的特点是执行机构为电子装置。
③机电结合类。主要产品包括自动探伤机、形状自动识别装置、CT扫描诊断机以及自动售货机等。这类产品的特点是执行机构为电子装置和机械装置的有机结合。④电液伺服类。主要产品为机电液一体化的伺服装置,如电子伺服万能材料试验机。这类产品的特点是执行机构为液压驱动的机械装置,控制机构是接受电信号的液压伺服阀。
⑤信息控制类。主要产品包括传真机、磁盘存储器、磁带录像机、录音机、复印机等。这类产品的主要特点是执行机构的动作由所接收的信息类信号来控制。除此之外,机电一体化产品还可根据机电技术的结合程度分为功能附加型、功能替代型和机电融合型三类。
二、机电一体化产品的构成及特点
机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。从其结构来看,机电一体化产品具有自动化、智能化和多功能的特性,而实现这种多功能一般需要机电一体化产品具备五种内部功能,即主功能、动力功能、检测功能、控制功能和执行功能,而实现这些功能的各个组成部分及其技术就构成了机电一体化产品的总体或系统。
(一)机械系统。机电一体化产品的机械系统包括机身、框架、机械传动和联接等机械部分。这部分是实现产品功能的基础,因此对机械结构提出了更高的要求,需在结构、材料、工艺加工及几何尺寸等方面满足机电一体化产品高效、多功能、可靠、节能和小型轻量等要求。
(二)动力系统。动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能,去驱动执行机构工作以完成预定的主功能。动力系统包括电、液、气等动力源。机电一体化产品以电能利用为主,包括电源、电动机及驱动电路等。
(三)传感与检测系统。传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量,同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定,为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。传感与检测系统的功能一般由测量仪器或仪表来实现,对其要求是体积小、便于安装与联接、检测精度高、抗干扰等。
大多习惯传统教学模式的理论课教师,一般缺乏动手操作经验,难以指导学生动手做实验。而专职实验教师往往仅局限于几个固定的实验,遇到新的问题无法解决。这就需要大力培养既有丰富的理论知识、又具备较强动手操作能力的专职教师,即“双师型”教师。
二、变频技术“理实一体化”教学模式
1.“理实一体化”教学模式的特点
“理实一体化”教学以“情境—陶冶教学模式”为基础,利用现代教育技术,将自学—指导、引导—探究、示范—模仿等多种教学模式相融合,是一种理论知识讲解和实践操作并重的教学模式,是现代化信息技术与建构主义教学理论相结合的产物。“理实一体化”教学,是目前职业院校大量探索和实践的教学模式,着重解决专业理论课与实践课脱节的问题。通过学生边学边做,加强学生的理解与记忆能力,提高学生学习的兴趣和积极性。具体指在同一时间、同一地点、同步进行的教学模式。即课堂和实训基地一体化,教、学、做融为一体;理论课教师和实践指导教师一体化,即“双师型”教师。这种教学模式直观,体现学生的参与度,有助于教学质量的提高和高技能人才的培养。
2.师资队伍一体化
师资队伍建设是学校建设和教学工作的重要环节,对于高职院校尤其重要。实施“理实一体化”教学模式,要求教师不但要有扎实的理论知识,还必须要有丰富的实践经验,具有解决生产实际问题的能力,即“双师型”教师队伍。“理实一体化”教学要求“双师型”教师比例占一半以上,特别是中、高级职称教师应占一定比例。通常主讲教师应具有高级职称,并从事多年教学、具有丰富的实践经验,能为课程建设提出系统规划和整改意见。对于青年教师应严格要求,要求他们积极参与课程建设、开展各种教学研讨活动,寒暑假下企业锻炼,努力提高实践教学水平。另外,聘请企业一线技术人员或能工巧匠作为学校兼职教师,通过产学结合、专职和兼职相结合,建设一支高素质、“双师型”结构教学团队。
3.教学场地一体化
“理实一体化”教学要有与专业规模相适应的硬件设备和环境。按照“做中教、做中学”的一体化设计原则,创设教室、实验、实训一体的学习情境,使专业教室具有多媒体教学、实物展示、实验、实训等多种功能,营造良好的职业氛围和环境。目前,武汉职业技术学院电信工程学院针对电子节能工程技术专业,专门筹建了变频技术实验室,具体包括电工基础实训平台、变频器、PLC一体化多媒体教学训练场地,既可以提供电气自动化专业学生实习,又能充分保证变频技术“理实一体化”教学模式的实施,为学生创造了良好的多媒体教学、实训、实习条件。
4.教学设计一体化
教学设计一体化是指学生主动地“学”、教师有目的地“教”以及为具体任务而设定的“学习情境”的教学方案设计,具体过程可分为以下步骤:第一,设计学习情境。利用一体化教学场地的优势,结合变频技术课程特点,创设情境,让学生联想、观察、交流,激发学生的学习兴趣和动手操作的主动性;然后导入新课,通过分析实例,再提出相关的任务。第二,提出实训要求。学生的学习兴趣被激发后,往往就有学生想尝试。在变频技术实训中,学生通过自己动手接线、操作运行,观察实际效果,适时给出任务。再根据实训内容,结合学生实际情况,通过实例演示,与学生一起分析、提出问题,使学生在任务完成过程中逐步了解变频器的结构、工作原理,掌握变频器外部接线步骤及运行调试技巧。第三,主动完成实训任务。根据实训项目的难易程度,教师进行重点、难点的分析,提出解决问题的思路,指导学生保质保量地完成实训任务。在变频器具体安装调试过程中,教师要巡回指导,总结学生在操作过程中普遍存在的问题并进行集中讲解,提醒学生并引起学生重视。实训中,可以采取灵活多样的方法,既可让学生独立完成,也可以分组合作完成。通过实训,使老师与学生、学生与学生之间相互促进、相互提高,实现教学相长、寓教于乐。
三、结束语
关键词:机械工业;机电一体化;数控;模块化
现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。
一、机电一体化的核心技术
机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手。
(一)机械本体技术
机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。
(二)传感技术
传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。
(三)信息处理技术
机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。
(四)驱动技术
电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。
(五)接口技术
为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。
(六)软件技术
软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。
二、机电一体化技术的主要应用领域
(一)数控机床
数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在:
1、总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多CPU、多主总线的体系结构。
2、开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。
3、WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。
4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了CNC系统的控制功能。
5、能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。
6、系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。
7、以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。
(二)计算机集成制造系统(CIMS)
CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。
(三)柔性制造系统(FMS)
柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。
(四)工业机器人
第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。
三、机电一体化技术的发展前景
纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展。
(一)智能化
智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。
(二)系统化
系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除RS232等常用通信方式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。
(三)微型化
微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。
(四)模块化
模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。
(五)网络化
网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。
(六)绿色化
工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。
综上所述,机电一体化是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。
参考文献:
1、李运华.机电控制[M].北京航空航天大学出版社,2003.
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1.围绕焊接取业能力设置课程
(1)完善课程的综合和能力目标的整合
在课程设置中,虽用了一些传统的课程名称,如金属工艺学、熔焊原理、焊接结构、焊接工艺、焊条电弧焊实训和强化实训等专业课程,但是这些课程的内涵和外延都发生了变化。是围绕焊接职业能力要求,xt课程内容进行了重新组合,使之成为一体化模式课程教学。同时按企业的需求还相应开设了专业基础课机械制图、机械设计基础,为船舶定向生开设船舶识图等相关课程,提高了学生的读图能力,大大地拓展了该专业学生的知识面,学生的职业综合能力得到了很大提高。企业的信息回访中证明,这一课程的一体化教学整合是行之有效的。在素质与文化基础课程方面,应渗透职业能力和职业素质的培养。例如焊接专业开设“职业道德与就业指导”、“常用文体写作”,为适应焊接专业发展需要开设了“计算机应用”课程等,还应有针对焊接专业特色设置数理化综合课程。开职业道德与就业指导目的是使学生了解道德与职业道德的联系与区别,职业道德的特点;焊接专业对职业道德的要求。指导学生树立适应市场的就业观,了解就业政策与就业市场,了解求职择业的方法和技巧,了解不同类型单位的求职情况,怎样适应社会走向成功。
(2)“夯实基础”与“实用为先、够用为度”的统一
必须注意,职业能力是显性和隐性相结合的表现,如果要培养学生的焊接技术的职业能力,既要注意揮接操作的显性的能力,还要注意培养那些根据母材选择焊材、选择工艺参数等的隐性的专业能力。此外,对焊接行业兴趣和情感都会影响完成岗位工作的效果。因此,显性能力和隐性能力共同构成职业能力和职业素养。为了培养学生的焊工职业能力,在焊接机械化、自动化增长强劲的今天,应夯实焊条电弧焊实训这一基础课程。其原因之一就是焊条电弧焊是其他手弧焊的基础,还由于这种焊法灵活、用处广泛,大多数的修补焊件都用此法。学生在企业中有时需要从事一些手弧焊工作,学习焊条电弧焊课程还可以使学生积累焊接运条手法和工作经验,使学生强化对焊接基本技术的认识,还可以拓宽学生就业面和岗位适应能力。原因之二,是焊条电弧焊是训练学生体能性技能,提高学生的动手能力,培养学生对焊接工艺和焊接设备的调试能力的良好途径,也是培养学生吃苦耐劳的工作作风和工作态度,促使学生成长为一个好的焊工的必要手段。焊条电弧焊焊接的工件的类型很多,根据国家焊工职业标准分级,结合焊条电弧焊课程的目的性,选择的焊接训练课程。课程定位于中级工以上的要求,在理论能力培养目标上“够用”为度,同时实训课程内容上与焊接专业理论课程相衔接,知识和技能项目上“实用”为先。可见夯实基础是“实用、够用”的前提和保证。根据企业人才需求特点和学生特点,完整地分析能力要求,设置对职业能力培养最有利的课程,使学生能够在有限的时间内,提高第一职业能力,并在今后的工作和学习中不断完善和发展。
2.确定取业院校课程内容为“一体化教学模式”已势在必行
以往的焊接专业课程设置,都是理论教学和操作技能培训在不同的阶段分别实施,学生先学习理论知识然后通过集中实习去完成实践活动。在一个技术工人完成一项工作的过程中,我们很难区分他用的是理论知识还是实践知识,二者相结合才反映为对问题的解决能力。学生在学校构建的知识和技能是分离的,而工作中需要的知识和技能是融合的,而学校的行为方式和企业工作中的行为方式不统一,就形成了学校开了很多课程,学生到了工厂却用不上,学的和用的两分离。解决上述问题的办法首先就是要结合工厂工作实际选择一体化教学课程。学习焊接理论的同时或讲完一段完整理论后,就立即应用这一理论指导实际操作,或是边将理论边进行实际操作演练,将完成焊件全过程的质量所需的能力,作为完成课程的考核标准。可见,在职业院校中,培养适应企业需要人才,确定课程内容为“一体化教学模式”已势在必行。
二、一体化教学模式加强适应一体化教学模式的师资队伍建设
1.教师应树立专业“一体化教学”思想
在职业学院教学改革大潮和政府政策指引下,激活教师对新技术、新方法的认识,发挥教师的主观能动性,将教学改革落实到实处,注重教师理念的更新。如果教师的理念落后了,那么教师就不可能主动地去探究课程内涵,尝试新的教学方法,也不可能积极地去完成专业能力的更新。这样一来,学校的课程改革和教学改革只能停留在纸面,即使实施下来也会流于形式。改变教师观念的关键不单单是学,更重要的是实践。课程改革没有现成的东西可以照搬,必须在实践中探索符合国情和各自学院实际情的教学规律与教学方法,在实践中提高自我,将观念转变为动力和行动。注重培养教师的教学研究能力和创新能力,号召教师打破传统的东西,围绕企业需求,大胆探究和实践,以最有效的方法提高学生的职业能力。
2.加强培养复合型的专业教师队伍
教师要实现教学要求和目的,就必须了解整个课程教学的全过程,以及教学过程中需要的知识和技能。课程改革中打破了学科体系,学科是综合和相互渗透的。如果教师没有综合的专业能力,综合化了的课程仍然由各个学科的教师分别担任,这样的课程更新只是名义上的更新而已。职业教育曾提出:职业学校教师要实现“双师型”。所谓的“双师型”教师是指在一定专业领域具有理论和技能双项能力的教师。在专业教师达到“双师型”要求的基础上,xt教师提出了更高的要求。教师不能将理论和实践简单地分层叠加,而是必须了解职业的工作过程、工作情境和行为方式。将理论和实践教学的全部课程,按照工作过程,在教学中一体化地展开。因此,专业教师理论水平和操作能力双面发展,还要对职业过程全面了解,否则教师就不能制定有效的教学策略。理论和实践一体化课程和课程实施策略,首先要实现教师知识与技能的综合化。现代职业教育需要复合型专业教师。培养复合型教师,采用的方法是外培与内培相结合,自培和引进相结合,教学和教研相结合。要外派教师到大学或企业去学习和调研,及时和当前主流技术接轨,将主流技术引人教学。教师应非常了解企业的人才需求状况,具有丰富的实践经验,带动整个教师队伍综合专业能力的提高。
三、以项目教学形成职业能力为核心的一体化教学全过程
要培养出适应社会需求的技能型、应用型人才,这就对高职院校提出新的要求,改变传统的课程教学模式,要使理论教学与实践教学有机地结合在一起,有效解决学生学习中的理论与实践结合的问题,就要开展教学理论与实践有机结合的教学模式,提高和强化学生动手能力。“教学做”一体化正是实现新的高职课程教学目标的有效手段。从教学改革入手,要求把教师的教与学生的学有机结合起来,做到边教边做、边学边做,在做中学,在学中做,从做中找出差距及时更正,重新复习所学的理论知识,再重新动手操作,学生学的过程也是融入做的过程。教师教完了整个项目,学生不仅学会了相关的理论知识,也学会实际的操作,使所学的理论得到实操的验证,专业技术学会了,技能也得到加强。
2如何进行“教学做”一体化教学
“教学做”一体化教学模式也是一种项目驱动教学模式,是在老师的指导下,将项目交给学生,从信息的收集、方案的设计到项目实施及最终评价,都由学生负责。每个项目设置了多个任务,以任务为主线、教师为主导、学生为主体,将所要学习的新知识隐含在这些任务中,学生通过对所提出的任务进行分析、讨论,学生在完成任务的过程中在老师的指导、帮助下找出解决问题的办法,从而实现对所学知识的掌握。“教学做”一体化教学一般包括“项目设计———项目实施———项目评价”等环节。通过“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”等一系列完整的行动来实施教学活动,在“做中学,在学中做”,理论和实践有机的融合到了一起,教学往往能达到事半功倍的效果。例如,在“学习情境一直流稳压电源的分析与实践”模块中,项目分成“掌握用万用表识别与检测二极管、稳压二极管、电解电容、发光二极管的方法”,“用数字电压表和示波器观察、测试二极管单相桥式整流电容滤波硅稳压管稳压电路的波形和输出直流电压值”,“能按工艺要求进行电路的装配与调试”,“能排除装配、调试过程中出现的故障现象”4个任务,让学生先了解要制作一个直流电源,不是照着电路图进行机械装配,还要了解其每个部分的作用,从而激发起学生的学习兴趣。在提出任务后,教师可以对任务进行描述:在电子设备中,内部电路都由直流稳压电源供电的。直流稳压电源在使用时,能向负载提供一个稳定的直流电源。电路由四部分组成:变压、整流、滤波、稳压。其中变压电路由电源变压器将市电220V电压降到电路所需的交流值,整流电路由半导体二极管构成的单相桥式整流电路组成,把变压器次级交流电压变换为脉动直流电压,再经过电容滤波后送给稳压管组成的并联型稳压电路得到一个平滑的符合负载需要的直流电压。让学生了解该项目情境,再分别列出完成这些任务必须要掌握的知识点和必须具备的技能,使得学生能够明确自己通过此项目训练得到那些收获。这样,学生能在任务的驱动下,带着兴趣学习,为了完成感兴趣的实训项目,而学习必须掌握的理论知识;为了顺利实现项目,必须按照技能要求来操作,最后大部分学生都圆满完成了设置的任务,不仅学习专业知识和技能,而且能够通过经历工作过程提高自身的职业素养,达到教学目的。其它的项目情境也是一样,理论是依据设置的实践项目而展开的,实践是依据教师传授的理论知识而开展的,两者相辅相成。理论教学遵循够用为原则,相应的设定需要掌握的实践操作技能。实践知识以深化为原则。实践不仅可以促进学生技能水平的提高,而且可以检验理论、深化理论。因此,在项目制定中,实践教学部分要充分考虑理论知识的延伸,真正体现做中学的理念。理论与实践只有有机的结合到一起,通过一体化教学方式,才有可能促进学生综合职业能力的提高,为学生的就业和职业生涯发展提供必要条件。
3结论