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篇1

關鍵詞：CDIO；專業(yè)導論；課程考核方式

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2013）08-0105-03

近20年來，發(fā)達國家都在從觀念、目標、教育內容到教育方法對工程教育進行整體改革。環(huán)顧歐美各科技強國不難發(fā)現(xiàn)，科技發(fā)展的加速化、綜合化、產業(yè)化、國際化和一體化，對各國的工程教育改革提出了更新、更高的要求。

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。CDIO的愿景是為學生提供一種強調工程基礎的、建立在真實世界的產品和系統(tǒng)的構思-設計-實現(xiàn)-運行（CDIO）過程的背景環(huán)境基礎上的工程教育。通過精心規(guī)劃項目的CDIO，可以引導學生對核心專業(yè)課程產生濃厚的學習興趣，從而達到能力培養(yǎng)、綜合發(fā)展的目的。

CDIO工程教育模式與以往培養(yǎng)計劃的不同點之一是：通過開設導論性的基礎課程，從起始階段就將工程實踐引導入門，激發(fā)學生興趣，讓學生盡早領略工程技術的精華，并且讓他們親手制造一些簡單的東西。

大學生在進入大學之前，絕大部分只是憑專業(yè)名稱或十分簡單的專業(yè)介紹對所學專業(yè)有一個直觀理解，對自己專業(yè)認識較少，甚至不知道所開設的課程對從事本專業(yè)工作有何作用，導致入學時找不到學習方向和目標，對專業(yè)課程的學習缺乏動力。而現(xiàn)有高校的教學計劃中，很少有學校開設引導類的課程，幫助學生全面了解所學專業(yè)，提高學習興趣。

在新生入學時開展專業(yè)引導教育，開設《專業(yè)導論》課，通過相關核心工程學科的應用激發(fā)學生的興趣，明確學習動機。同時，學生CDl0教學大綱要求的主要能力發(fā)展也能有較早的起步。廣東白云學院從2010年開始，在高職“2+1”人才培養(yǎng)模式改革的基礎上，為培養(yǎng)高級應用型人才創(chuàng)出一條新路，對機械設計制造及其自動化專業(yè)實施基于CDIO工程教育理念的人才模式改革試點工作，開始了對《專業(yè)導論》課程教學及考核方式改革的研究與實踐。

《專業(yè)導論》課程的教學內容

根據(jù)CDIO教學大綱中對導論課程的教學要求，其教學內容和項目的設計建立在對學生的引導及激發(fā)學習興趣上，結合專業(yè)人才培養(yǎng)目標要求，堅持理論聯(lián)系實際、學以致用的原則，在學生入校時即對學生進行全方位的專業(yè)知識教育。將《專業(yè)導論》課程的教學分為理論教學和項目制作實踐兩個部分。

理論教學內容的設計 《專業(yè)導論》課程強調教學的系統(tǒng)性、全面性、前沿性以及與國際化，強化學生工程能力的培養(yǎng)。通過精心設計，理論部分內容通過開設10次學科前沿及發(fā)展的講座，讓學生了解所學專業(yè)的最新發(fā)展及應用領域。講座主要內容如下：機械工程發(fā)展簡史、工程圖學概論、工程材料概論、機械設計概論、機械創(chuàng)新設計、機械制造概論、模具技術發(fā)展、機電一體化技術發(fā)展、機械工程師職業(yè)能力素質要求等。在開展講座的同時有針對性地帶學生去相關企業(yè)參觀見習，進一步了解和認識專業(yè)。

項目制作實踐內容的設計 項目制作實踐讓學生初步體驗機械產品的設計制造、裝配調試過程及工程圖的表達方法，為學生了解本專業(yè)、深入學習本專業(yè)的知識打下必要基礎。對模具方向的學生引入模具結構測繪項目，讓學生以模具實物為載體，通過對模具的拆裝及測繪，完成簡單模具二維裝配圖和零件圖的輸出；對機械設計制造方向的學生以齒輪泵、二級齒輪減速器、蝸輪蝸桿減速器為載體，測量并繪制典型零件圖和裝配圖。這樣，以工程圖學基礎理論和實驗裝置為依托，以工程繪圖為載體，對實物裝置進行結構分析和研討，在實踐中互動，在討論中爭辯，激發(fā)了學生創(chuàng)新意識，達到了新舊知識優(yōu)化和創(chuàng)新思維綜合訓練的目的。學生在完成項目的過程中，掌握本專業(yè)所需掌握的工程語言——機械制圖及零件測繪，直接培養(yǎng)學生對工程圖的識圖、繪圖能力，并對模具結構、常用的機械產品結構有了初步的認識，培養(yǎng)學生的工程意識。

教學方法與教學手段

CDIO改革并不是要淡化理論課程的學習，而是要改革教學方法，采取能激起學生興趣的教學方法，理論課程的教學不能采取傳統(tǒng)的“滿堂灌”的教學方式，而應采取基于問題的學習、師生互動主題研討、案例教學、論文研究、項目訓練等教學形式，著力培養(yǎng)學生的自主學習、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和創(chuàng)新思維能力。主要通過以下幾種方式提高學生的學習興趣和學習效果：

一是實施教學和研究互動、課內和課外互動、寓學于研的培養(yǎng)模式，設置基于課程的科研訓練項目和自主科研訓練項目兩類，資助學生開展研究工作?；谡n程的科研訓練項目由研究型教學課程責任教師組織課程教學團隊教師指導。自主科研訓練項目一般為學生進入高年級后，在導師的指導下自主選題，經學院審批后開展科研訓練工作，并以小組的形式參加創(chuàng)新設計大賽、機械設計競賽、力學競賽、挑戰(zhàn)杯等科技競賽活動。較好地完成科研訓練項目的學生可以取得實踐教學環(huán)節(jié)學分，鼓勵學生以科研訓練項目研究成果為內容撰寫畢業(yè)論文，完成畢業(yè)環(huán)節(jié)。

二是在知名企業(yè)建立學生實踐基地。學生可優(yōu)先獲得去該類企業(yè)實習的機會，并鼓勵其在企業(yè)中開展科研訓練項目的研究工作。

三是通過組織科研訓練團隊、社會工作等途徑培養(yǎng)學生的組織、溝通、協(xié)調等領導能力。

四是定期組織開展學術討論。在導師的指導下對各自研究的課題，發(fā)表各自觀點，營造良好的學習交流氛圍，激發(fā)創(chuàng)造力，提高學生的表達和溝通能力。

CDIO人才培養(yǎng)模式下的課程考核方式

理論教學部分的考核方式 學生結合10次講座所講授的內容，獨立查閱中英文文獻，開展市場調研，撰寫不少于5000字的調研報告或課程論文，并制作講授課件，參加課堂上模擬的“21世紀制造業(yè)前沿國際論壇”，對調研報告或論文內容進行講授。教師根據(jù)學生調研報告或論文撰寫質量和課堂講授的表現(xiàn)，以及平時教學活動全部環(huán)節(jié)的表現(xiàn)，確定此部分的分數(shù)。

項目制作實踐部分的考核方式 （1）項目制作實踐的組織形式及成果提交。項目制作實踐時學生以4～6人為一個項目小組，每個小組配備一名指導教師。項目制作實踐以小組為單位，在理論課堂外執(zhí)行；項目組內活動方式有：座談式交流研討，專題式講解介紹，邊做邊探討式互動，系統(tǒng)性總結等。組間活動主要采用總結介紹方式。項目完成后團隊需提交的成果資料有：零件圖，總裝圖，工作原理介紹，項目工作總結或課程論文等。（2）項目制作實踐考評方式與標準。項目制作實踐的成績分為優(yōu)（>90分）、良（80～89分）、中（70～79分）、及格（60～69分）、不及格（

課程教學的成效

《專業(yè)導論》課程教學及考核方式改革的研究與實踐主要取得了以下成效。

培養(yǎng)了學生的自主學習、團隊協(xié)作、動手能力等，提高了綜合素質 在 “模具結構測繪”實踐項目教學環(huán)節(jié)，要求學生完成后提交的資料有：項目工作報告（裝配體的工作原理、拆裝順序、裝配簡圖等）；全部零件（標準件除外）正式零件圖；裝配圖（每人一張）。據(jù)統(tǒng)計，采用實踐項目教學后，在學時與原來相同的情況下，45名學生共完成零件圖119 張（A4～A1 不等），A1 裝配圖39張、A2裝配圖6張，比往屆多繪制了裝配圖，并且零件的種類結構形式也有所增加；學生首次對典型模具機構進行了拆裝和測繪。學生解決問題的能力和實際動手能力有明顯的提高，促進了實踐過程與工程實際接軌。雖然學習難度和工作量增加了，但由于學生自主學習的熱情被激發(fā)出來，在項目團隊的協(xié)作和交流中，大大促進了學生的思維能力、溝通能力、動手能力及合作精神，其綜合素質得到較好的培養(yǎng)，成績明顯提高。

以項目小組為單位的答辯環(huán)節(jié)，提高了學生的口頭表達能力、團隊意識和集體榮譽感 項目制作實踐在最后環(huán)節(jié)進行以項目小組為單位的答辯，采用答辯方式，不僅可以鍛煉學生的口頭表達能力，還可以培養(yǎng)學生的團結協(xié)作精神和集體榮譽感。在答辯時，回答問題的不是“個人”，而是代表團隊，每個成員都可以搶答或補充回答，以體現(xiàn)團隊的真實水平。該實踐教學環(huán)節(jié)的成績首先是團隊的成績，然后是在此之下的個人成績，每名學生的成績都和自己團隊的表現(xiàn)息息相關。

教師的教學能力得以提高 基于CDIO工程理念的課程教學，其主要理念是通過項目制作實踐環(huán)節(jié)，讓學生在項目制作的過程中掌握理論知識。這就意味著教師決不可以袖手旁觀，而是正好相反，對教師的要求也更高。教師要根據(jù)每個項目組學生工作的進展情況給予引導和適當?shù)闹笇?，幫助學生學會如何進行自主學習，使學生面對不同的情況和對象，會靈活選用和綜合運用各種知識、手段。教師還要根據(jù)各組不同的工程項目，分別對學生講解必須注意的問題和必要的解決問題的方法及基本原則，介紹一些可供參考的途徑和技巧等。

結語

《專業(yè)導論》課程教學，根據(jù)不同專業(yè)方向的人才培養(yǎng)需求，分別設置了模具結構測繪、齒輪泵、二級齒輪減速器、蝸輪蝸桿減速器等項目實踐，測量并繪制了典型模具的零件圖和裝配圖，典型零件圖和裝配圖；以工程圖學基礎理論和實驗裝置為依托，以工程繪圖為載體，對實物裝置進行結構分析和研討。在實踐中互動，在討論中爭辯，激發(fā)了學生的創(chuàng)新意識，達到了新舊知識優(yōu)化和創(chuàng)新思維綜合訓練的目標。

根據(jù)課程特點，建立了基于CDIO工程教育理念的課程考核方式，對課程教學中的理論教學部分，以課程論文代替?zhèn)鹘y(tǒng)考試；在項目制作實踐部分，將學生的成績與團隊成績掛鉤，學生成績由個人和團隊兩部分成績組成，采用團隊成員之間互評、團隊之間互評及導師評價三部分組成，通過課程考核方式的改革，培養(yǎng)了學生的合作意識、團隊溝通和協(xié)作能力，提高了學生的綜合素質。

參考文獻：

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篇2

關鍵詞 車輛比賽;輔助裝備;集成工具車

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2015）01-0024-02

1 輔助裝備集成工具車項目的目的和意義

在比賽過程中，選手常常會遇到一些問題，比如：1）輪胎等很重的物品無法快速搬運，用老的笨重的方法，無法實現(xiàn)快速更換;2）工具多且較重，常常丟失找不到;3）賽場上，隊員之間聯(lián)系困難，需要保持隨時溝通聯(lián)絡;4）多種用電設備，保證供電也是個問題。

基于此，北京理工大學學生機械創(chuàng)新實踐中心有了做一個集成工具車的構想，其應具備以下功能：無線電聯(lián)絡（team radio），設置小功率發(fā)射基站，實現(xiàn)單工集群通訊，構建指揮和通訊平臺;快速卸胎，參考國外類似工具，實現(xiàn)同時卸除多個螺母的功能;應急供電平臺，多個電瓶組成電瓶組，以提升輸出功率，通過高效正弦波逆變器提供穩(wěn)定的220伏電壓，并通過電壓轉換模塊提供多組USB 5伏輸出，必要時可以改為連續(xù)可調輸出;設置車載工具箱，隨時提供必備應急工具。

機械創(chuàng)新實踐中心內現(xiàn)常駐三個創(chuàng)新團體，分別是方程式賽車工作室、智能車俱樂部和節(jié)能車俱樂部，目的是通過實踐和參加汽車類創(chuàng)新比賽，提高學生的綜合素質。他們在各種國內外比賽中取得優(yōu)異成績。

北京理工大學方程式賽車工作室，是其中成績最優(yōu)秀的。在汽車類科技創(chuàng)新比賽中，先后在第一屆、第二屆中國大學生方程式大賽中獲得冠軍;其后分別赴日本、德國參加比賽，并取得優(yōu)秀成績，創(chuàng)造出中國高校參賽同級別比賽的最好記錄。2012年汽油機賽車排名位列世界600余所高校的88名，是唯一進入世界前100名的中國車隊。

北京理工大學智能車隊參與了全國大學生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽歷次比賽，在前八屆比賽中，多次獲得各組別的華北賽獎項和全國賽獎項，競賽水平位居全國高校前列?；谲囕v比賽及測試的輔助裝備集成工具項目的實現(xiàn)，將會幫助北京理工大學方程式賽車工作室創(chuàng)下更加優(yōu)異的成績。

2 輔助裝備集成工具車項目的特色與創(chuàng)新點

其最大特點就是，將比賽過程中常用維修維護功能集成起來在一起，以提升工作效率。其實用性，在于集成多種功能，這需要進行多次反復的實驗，進行調整和改進。其新穎性，在于以最優(yōu)化的組合和最人性化的設計，專門針對方程式賽車的研究和維修，可以是獨一無二的。工具車造型現(xiàn)代，集成車隊技術工作、工作指揮平臺、儲存零部件和運送大型裝備等功能，節(jié)省人力物力，并且占用空間少，是一個很實用的產品。而且在汽車類創(chuàng)新比賽中，北京理工大學是較早開始研發(fā)多功能工具車的。

3 輔助裝備集成工具車研究內容、進度計劃和研究方法

輔助裝備集成工具車的研究內容

車輛基體原理：底盤部分采用五輪結構：四個萬向輪;車底部中間安裝第五個輪，為主動輪，負責輔助動力傳輸。制動為自行車碟剎動力傳動采用帶減速器的同步電機，具有可調速功能。

無線通訊原理：以中功率對講機為基礎，安裝小型對講基站，選擇相同頻段，給賽車和隊員都配備發(fā)射接收裝置，實現(xiàn)車隊內部無縫溝通。

電動與電路設計：通過電瓶提供能源，用逆變器調節(jié)電壓，通過傳動裝置實現(xiàn)車體運動，使用同步電機來限定轉速。逆變器能提供220伏輸出，供給電腦燈設備工作，也可給其他設備充電。

快速卸胎裝置：參考國外類似工具的原理，計算扭矩，運用輪系設計改裝電鉆，使其達到同時卸除多個螺母的目的。

工具儲存：在滿足上述要求后，優(yōu)化小車結構設計，充分利用空間，使隨賽車的工具盒標準件能在工具車上有更人性化的儲存空間和相應歸類。

輔助裝備集成工具車的研究計劃

第一階段：2012年9月―2013年11月，對工具車車身、結構進行設計，對方案進行修改，每周二下午組內成員進行討論以及分工進行三維建模。

第二階段：2012年11月―2013年1月，布置學生通過走訪五金市場、網上搜索、組內頭腦風暴等，對設計進行創(chuàng)意分析，并得出調研報告和修改紙質方案;布局構建，將多功能所需工具或部件合理設計并分布到三維模型上。

第三階段：2013年1―4月，設計傳動系統(tǒng)，研究“換胎槍”和無線通訊設備的原理以及對電機電瓶的有關知識的掌握，并對計劃進行一定調整;對設計進行一定程度的修改。根據(jù)各學生特點，對他們做了分工：陳智舟負責無線電設備原理的研究，葉劍輝負責“換胎槍”的設計，李益民負責傳動系統(tǒng)設計，許堯負責電機，李詩音負責電瓶。最后得出設計或研究報告。同時，建議他們進行深入調研，走訪宜家、朝龍五金等大型市場，對布局和多功能整合性、加工難易程度進行調研，通過及時的調研結論，修改、整合設計，得出最終設計方案。

第四階段：2013年5―6月，將車的整體加工組裝，分為車架加工、車身加工、結構部件填充和最終組裝四大部分;同時對一些細小的地方進行小修改;車的整體加工完成。

第五階段：2013年6月―2014年6月中旬，對科創(chuàng)項目進行實驗，分析并解決存在問題，進行總結。

車架的三維模型如圖1所示。

輔助裝備集成工具車的研究方法

首先，要求對現(xiàn)有工具車調研后，通過SolidWorks建立模型進行車體的大致鋼架結構設計，對ANSYS車體進行力學結構分析，選取材料，使其承載極限達到100 kg，同時保證車體結構的穩(wěn)定性，在一些緊急情況下，可以運載輪胎等重物。整車布局如圖2所示。

第二，通過前期網絡創(chuàng)意收集和反復研討，修改鋼架設計，使其兼具加工簡易性、經濟性，并符合美學原理。

第三，重新建立三維模型，將多功能的各部分分部先置于車上，并根據(jù)使用情況調整結構布局。

第四，經過對家居市場調研，通過整合設計，修改部件和布局，讓車輛的結構設置兼?zhèn)涿缹W與簡易多功能的特點。工具車最終模型如圖3所示。

4 輔助裝備集成工具車的最終成果及驗收指標

通過一系列實驗研究和改進，最終實現(xiàn)：

1）制作出一臺多功能工具車，可以實現(xiàn)快速換胎、具有組成團體內的移動小型通訊功能、對移動設備進行充電、提供交流直流電源、實現(xiàn)常用工具的儲存;

2）培養(yǎng)三名學生，使之能夠熟練使用SolidWorks和ANSYS進行三維機械設計，將所學的知識應用于實踐，培養(yǎng)學生的獨立思考和熟練的實際操作能力。

5 結論

篇3

關鍵詞：應用型人才；培養(yǎng)模式；機械類本科教育

我國的高等工科教育存在著過分追求高層次、過分追求學術研究型，對應用型技術人才培養(yǎng)不夠重視的現(xiàn)象，所以教育部決定建設一批世界一流大學的同時，引導一批地方普通本科院校向應用技術型高校轉型，其意義非常重大。地方普通本科院校由于受管理體制和運行機制等因素影響與“985”、“211”等重點高校相比，在辦學定位、培養(yǎng)目標、培養(yǎng)規(guī)格、課程設置、教育教學方法以及教學經費、教學設施、師資等各個方面存在著較大差距。我國有必要借鑒國外應用型人才培養(yǎng)的成功經驗，重新構建符合自身特色、適應區(qū)域經濟發(fā)展需要的具有創(chuàng)新精神的高級應用型人才培養(yǎng)模式。全國很多高校開設機械類相關專業(yè)，它們是實踐性很強的專業(yè)，如何加強地方普通工科院校這類專業(yè)的應用型人才培養(yǎng)？帶著這些問題，本文對國外幾個成功的應用型人才培養(yǎng)模式進行研究，總結、提煉其成功的經驗，以期為我國機械類本科教育改革實踐提供參考。

一、國外應用型本科人才培養(yǎng)模式的特點

（一）德國應用技術大學的人才培養(yǎng)

任何一個國家的發(fā)展都離不開兩類人才：基礎研究型和應用技術型，一般而言，應用技術型人才需求數(shù)量應該高于基礎研究型。以德國為例，德國各類高等院校有390多所，其中綜合性大學111所，應用科學大學（Fachhochule，F(xiàn)H）224所，還有其他一些藝術院校，近60%的工科類大學畢業(yè)生都是應用科學大學培養(yǎng)的。這類大學注重研究經濟社會變化，以學生就業(yè)需求為導向，強調理論與實踐相結合，開設面向實踐、應用性強的專業(yè)，以培養(yǎng)側重實際應用的高級技術型人才。課程設置的顯著特征是課程教學與生產的緊密結合，即使是理論性強的課程也十分注重聯(lián)系實際。以德國代根多夫應用技術大學機械工程學士學位課程設置為例（表1），代根多夫應用技術大學機械專業(yè)本科共7個學期，基礎和專業(yè)基礎課程安排在前四個學期。第5學期開始，以專業(yè)深化課程為主，同時加大了實踐教學的環(huán)節(jié)。其中第6學期是實習學期，要修夠30學分，此學分為ECTS歐洲通用學分。實習期間，學生必須與實習單位簽訂正式的實習協(xié)議，就有關實習起止時間、實習崗位安排、實習報酬等都作明確的規(guī)定。實習結束，要安排專門的實習研討會，匯報實習情況，交流實習所獲。從課程整體安排上講，實踐教學環(huán)節(jié)占比重較大，這樣的課程體系建設對于學生實踐能力培養(yǎng)極為有利，使畢業(yè)生能迅速適應就業(yè)。德國應用科學大學的師資隊伍建設采用“雙師型”政策，師資有教授、兼職教師和實驗室工程師。教授一般擁有博士學位和5年以上企業(yè)工作經歷；兼職教師大多來自企業(yè)，具有較高學歷和工程師證書；實驗室工程師需要取得工程師資格及相關工作經歷，教師的專業(yè)性使得整個教學體系應用性顯著，并且在教學過程中，始終保持授課內容與實踐相結合。培養(yǎng)計劃對專業(yè)課程設置及考試形式做出了具體規(guī)定。對學生的考試分筆試、口試、家庭作業(yè)、實習鑒定、實驗、畢業(yè)設計、答辯等。畢業(yè)生實踐能力很強，具備解決生產中實際問題的能力，受中小企業(yè)歡迎，失業(yè)率低[1]。

（二）英國多科技術學院的人才培養(yǎng)

談起英國教育，精英教育被視為其一大特色，精英教育也被認為是進入上流社會的墊腳石，而多科技術學院的出現(xiàn)被視為英國高等教育大眾化的開端。多科技術學院的建立和發(fā)展是為了適應英國社會當時經濟發(fā)展對應用型人才的需求，其培養(yǎng)目標也就是培養(yǎng)英國迫切需要的計算機、機械工程、信息科學等方面的應用型專門人才。多科技術學院大多采用“三明治”模式培養(yǎng)應用型人才，“三明治”模式又稱為工學交替的“夾心餅干式”人才培養(yǎng)模式，強調“校企合作”、“產學聯(lián)盟”，遵循“學習、實踐、再學習”的線路[2]。一般的多科技術學院學制為2—3年，在專業(yè)課程設置上具有靈活多樣的特點。既設有全日制課程、工學結合制課程，還設有夜校脫產短訓班以及其他各種類型的部分時間制課程，以部分時間制課程居多。實施“三明治”模式的專業(yè)學制增加到4年，多出的1年主要用于強化企業(yè)實習環(huán)節(jié)，提高畢業(yè)生實踐應用能力。多科技術學院主要從事工科職業(yè)技術類教育，辦學指導思想側重于學生在應用科學方面的發(fā)展，強調畢業(yè)生實際技術的運用能力，重視生產實踐與勞動就業(yè)的關系，實習和實驗課時占總課時的1/3以上[3]。其專業(yè)設置也是根據(jù)各地區(qū)的工業(yè)、商業(yè)和服務行業(yè)的實際需要進行的，多科技術學院的許多專業(yè)還是傳統(tǒng)大學所沒有的。在教師聘任方面，絕大多數(shù)教師都是從具有實際經驗的工程技術人員和一線管理人員中聘請。多科技術學院與地方工商業(yè)關系密切，畢業(yè)學生主要服務于地方工商業(yè)，就業(yè)率高，且深受用人單位歡迎。雖然后來多科技術學院都升格為新的大學，但是這些新大學十分注重學生實踐經驗和知識應用能力的培養(yǎng)，還是英國社會應用型人才培養(yǎng)的主體。

（三）日本高等專門學校的人才培養(yǎng)

日本的高等教育機構按照學制分為4年制大學、短期大學和高等專門學校。日本高端研究型、研發(fā)型人才主要由四年制大學培養(yǎng)。而高等專門學校培養(yǎng)目標是：以培養(yǎng)具有高度創(chuàng)新能力和實踐能力，對新技術有適應能力的技術指導者。高等專門學校招收初中畢業(yè)生，實行5年制專門技術教育，前三年屬于高中教育階段，后兩年屬于高等教育階段。主要設有機械工程、電氣工程、自動控制、信息工程、材料工程、建筑工程、環(huán)境工程和船舶工程8大類學科，都與制造業(yè)密切相關的專業(yè)[4]。以日本金沢工業(yè)大學機械工學科的課程設置為例（見表2），專業(yè)設置以培養(yǎng)學生的實務能力為出發(fā)點。課程體系突出實務能力的培養(yǎng)，教學內容與實際密切聯(lián)系，建立完善的實踐教學體系，前三個學期就有專題設計研習，第四學期機械操作實習，第五、六學期的機械工學專業(yè)實習，最后兩個學期的專題設計，實踐教學環(huán)節(jié)貫穿整個課程體系建設中。實踐教學有實驗、實訓和實習，占必修課總分的40%多[5]。高等專門學校的學生畢業(yè)后可獲得高等專門學校準學士學位，大多進入大型企業(yè)從事專門技術工作；還可以進入科學技術大學繼續(xù)深造，完成碩士階段學習，成為應用型高端研發(fā)人才。由于高等專門學校重點培養(yǎng)應用型技術人才，非常注重實踐教學，一般直接從企業(yè)聘請有實踐經驗的高級研究人員任教，加強理論教學與技術實踐的結合，提高學生解決實際技術問題的能力。畢業(yè)生能很快適應企業(yè)技術發(fā)展需要，特別受企業(yè)歡迎，在就業(yè)競爭異常激烈的日本，就業(yè)率始終位居全國高校前列，每年都有畢業(yè)生進入像豐田、東芝、三菱等大公司，并很快成為企業(yè)技術開發(fā)、研究骨干。

二、對我國應用型機械類本科教育的啟示

關于國外應用型人才培養(yǎng)模式，有很多成功的經驗是我國應用型機械類本科教育值得借鑒的。

（一）確立面向生產的應用型人才培養(yǎng)目標

應用型人才培養(yǎng)目標不同于學術性綜合型人才培養(yǎng)，其培養(yǎng)目標是通過高校基礎理論的學習和實踐教育的培養(yǎng)，使學生成為某一領域既具備專業(yè)理論知識又擁有較強的技術應用能力，可解決生產實際問題的中高級專業(yè)人才。比如：先前提到的德國代根多夫應用技術大學機械工程專業(yè)培養(yǎng)的目標就確定為生產一線的工程技術人員，一個領域對應一項具體的技術工作。而我們應用型機械類本科院校辦學定位不清，人才培養(yǎng)目標不明確，有點過分追求教育的多學科、綜合化、研究型，還很積極地申請獲得碩士、博士學位授予權，沒有分清與學術型高校的培養(yǎng)界限，然而培養(yǎng)人才的規(guī)格又不及這些高校，從而降低了應用型本科人才培養(yǎng)的效率，影響到自身的可持續(xù)發(fā)展。我們應該借鑒德國、日本等應用工科的經驗，使我們應用型機械類本科人才培養(yǎng)目標緊跟我們國家和各個地方產業(yè)發(fā)展，根據(jù)用人單位的實際需求，有針對性地制定有別于學術型高校的人才培養(yǎng)目標，重點培養(yǎng)能解決工業(yè)企業(yè)生產實際問題的技能型人才。

（二）構建面向產業(yè)發(fā)展的人才培養(yǎng)體系

從國外應用應用型人才培養(yǎng)的發(fā)展歷程中，我們可以看出這是一個社會化的系統(tǒng)工程，首先需要政府頂層設計，然后是教育部門協(xié)調加上全社會的共同參與。教育部門在其中是重要的一環(huán)而非全部，加上企業(yè)的參與、完善的法律法規(guī)、標準化培訓體系、財政支持、地方經濟的發(fā)展等，才構成了完整的技術型人才培養(yǎng)體系。比如：在應用型機械本科院校的政策制定上，教育主管部門可以借鑒英國政府設立多科技術學院并使其成功實現(xiàn)服務地方經濟的經驗，國家在審批這類本科院校時應該明確提出地方性、應用型的發(fā)展目標，使應用型機械本科院校的學科專業(yè)設置與地方機械行業(yè)的發(fā)展緊密結合，不與整個經濟社會發(fā)展需求脫節(jié)。根據(jù)地方行業(yè)發(fā)展的需求引導應用型院校制定人才培養(yǎng)方針，改變重理論、輕實踐的做法，以期形成機械工業(yè)東部面向產業(yè)升級、中西部面向產業(yè)轉移和地方特色產業(yè)發(fā)展具有我國特色的人才培養(yǎng)格局，實現(xiàn)勞動力人口就業(yè)需求與應用人才培養(yǎng)的無縫銜接[6]。

（三）構筑法律保障下的應用人才培養(yǎng)格局

德國的應用科學大學之所以發(fā)展迅猛得益于政府對高等技術教育的重視和嚴格立法保障其有效實施。德國曾先后制定了《高等教育法》、《職業(yè)教育法》、《實訓教師資格條例》等，德國企業(yè)接受學生實習實踐是法律規(guī)定必須履行的義務，通過立法對企業(yè)與學校雙方的職責及相關的激勵與制約措施進行明確規(guī)定，企業(yè)和學校都依法辦事，解決了企業(yè)參與辦學的后顧之憂，提高了企業(yè)參與的積極性，也保障了應用型本科院校的良性發(fā)展。我們可借鑒相關經驗制定相關法律法規(guī)，進一步規(guī)范學校和企業(yè)辦學的權利，保障應用型本科教育的有效實施。

（四）開拓產學研結合的實用型人才培養(yǎng)模式

應用型人才培養(yǎng)離開了企業(yè)的環(huán)境是難以成功的。如前所述，英國多科技術學院就十分注重“校企合作”、“產學聯(lián)盟”。縱觀國外一些應用型人才培養(yǎng)無一不是與企業(yè)密切合作，以企業(yè)對人才的需求為導向設置專業(yè)，走工學結合之路的?！靶Ｆ蠛献鳌奔仁墙洕鐣l(fā)展對應用型高等教育提出的客觀要求，也是機械類應用型高校自身生存發(fā)展的內在需要。一方面學?？梢岳霉I(yè)企業(yè)的先進設備和技術優(yōu)勢，面向企業(yè)的技術實際問題，加強實踐環(huán)節(jié)，注重實務能力培養(yǎng)，將學生所學的機械設計理論知識與企業(yè)生產時間有機結合，提高人才培養(yǎng)的質量和辦學水平；另一方面企業(yè)可以利用校企合作培養(yǎng)企業(yè)急需的人才。本來是雙贏的事情，然而企業(yè)由于多方面的原因，參與辦學積極性不高。所以要在政策層面上建立校企合作的保障和激勵機制，引導企業(yè)積極參與高校合作，走雙贏校企合作之路。

（五）強化實踐經驗豐富的師資隊伍建設

教育界普遍的共識是“應用型人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)取決于具有豐富實踐經驗的師資隊伍建設”。國外應用型高校教師聘任要求有多年的企業(yè)實踐經歷，而目前我國高校教師盡管專業(yè)理論知識扎實，普遍缺乏工程實踐背景，不能完全勝任應用型技術人才培養(yǎng)的實踐教學活動。應用型本科院校要積極吸納企業(yè)和社會高級工程技術人員和高端管理人員充實教師隊伍，解決高校師資隊伍中實踐經驗不足的問題；也可選派高校教師進企業(yè)進行對口鍛煉，全面構建“雙師型”教師隊伍建設局面，為全方位培養(yǎng)應用型人才創(chuàng)造條件。應用型本科教育是社會經濟和科學技術發(fā)展的產物，不同國家和地區(qū)經濟技術發(fā)展狀況不同其培養(yǎng)模式不同。德國應用科學大學專業(yè)設置重點為工程技術，以培養(yǎng)技術應用人才為目標；英國多科技術學院課程設置靈活，根據(jù)社會需求招收學生，畢業(yè)生就業(yè)面寬廣；日本技術科學大學面向國際，培養(yǎng)具有創(chuàng)造性、實踐性的技術人才。我國的應用型人才培養(yǎng)可以從國外的成功經驗中借鑒許多有用的東西。首先，定性在應用型技術人才的培養(yǎng)；其次是面向廣大的企業(yè)，主要是機械制造業(yè)進行培養(yǎng)；第三，加強校企合作是必然趨勢，學校不能脫離企業(yè)辦學；最后要改進師資隊伍的結構，實施“雙師型”。

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篇4

（臺州職業(yè)技術學院 浙江 臺州 318000）

摘要：在“工業(yè)機器人安裝與調試”學習領域課程開發(fā)過程中，確定該課程應使學生具備工業(yè)機器人安裝、工業(yè)機器人調試、工業(yè)機器人編程操控以及工業(yè)機器人檢修維護等能力。深入企業(yè)調研，明確典型工作崗位，分析課程所對應的典型工作任務；從高職學生的基本情況出發(fā)，對典型工作任務進行提煉形成行動領域；按行動領域所承載的知識、能力的相互關系構建學習領域；按照每個學習情境對應一個完整的工作過程的原則構建學習情境；最后按照“資訊、計劃、決策、實施、檢查、評估”六步法實施教學。在教學過程中盡可能為學生提供類似企業(yè)的真實工作環(huán)境、國家或行業(yè)標準、任務單和計劃書等資料。

關鍵詞 ：高職；工業(yè)機器人安裝與調試；課程開發(fā)；學習情境

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2014）04-0086-05

工業(yè)機器人（Industrial Robots）簡稱IR，是面向工業(yè)領域的多關節(jié)機械手或多自由度的機器人。工業(yè)機器人是自動執(zhí)行工作的機器裝置，是靠自身動力和控制能力來實現(xiàn)各種功能的一種機器。它可以接受人類指揮，也可以按照預先編排的程序運行，現(xiàn)代的工業(yè)機器人還可以根據(jù)人工智能技術制定的原則綱領行動。工業(yè)機器人具有高效、可靠的優(yōu)點，在自動化生產線中應用日益廣泛，如在汽車工業(yè)中完成焊接、搬運、噴涂和裝配等工作。此外，我國的民營企業(yè)也逐漸認識到了工業(yè)機器人的優(yōu)勢，對工業(yè)機器人的采用量逐年增加。但這些企業(yè)存在著裝機量不高、人才流動性強和培訓不到位等問題，因而對工業(yè)機器人應用維護人才需求較大和要求較高，高職院校有必要加強對這方面人才的培養(yǎng)力度。

課程開發(fā)原則和流程

（一）課程開發(fā)原則

作為臺州職業(yè)技術學院機電一體化技術專業(yè)的核心課程，“工業(yè)機器人安裝與調試”的開設原則是以企業(yè)實際需要為根本出發(fā)點，通過教師進入企業(yè)實地調研，總結典型工作任務，完成調研報告，最終確定工業(yè)機器人課程教學內容及范圍。包括：工業(yè)機器人及柔性自動化生產線的安裝，辨識電器原理圖，根據(jù)需要編寫程序和調試代碼以及各種故障的診斷和維修。以項目化實訓為主線，以學生親歷實踐為導向，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的綜合職業(yè)能力。通過課程的學習，讓學生具備常規(guī)工業(yè)機器人及柔性自動化生產線安裝調試和故障診斷與維修能力，適應未來社會對工業(yè)機器人領域人才的需求。

（二）課程開發(fā)流程

“工業(yè)機器人安裝與調試”課程開發(fā)的整體流程包括：教師深入工業(yè)機器人研發(fā)或應用型企業(yè)調研，通過走訪、參觀、座談、研討等形式，了解與本課程相關人才的社會需求情況，相關行業(yè)對本課程開發(fā)的要求及企業(yè)的典型工作任務的信息，為確定課程定位，制定課程開發(fā)方案，培養(yǎng)適應社會發(fā)展需求的高素質技術技能型人才提供依據(jù)。從高職學生的實際情況出發(fā)，遵從學生認知規(guī)律，與企業(yè)實踐專家一起對典型工作任務進行提煉形成行動領域。按行動領域所承載的知識、能力的相互關系構建學習領域，制定出課程方案和課程標準。并在實踐專家指導下設計符合工作過程的學習情境。最后，按照六步法進行課程的實施和評價。整個課程開發(fā)流程如圖1所示。

課程開發(fā)過程

（一）企業(yè)調研

交通運輸裝備制造業(yè)與特色裝備制造業(yè)是臺州市兩大傳統(tǒng)優(yōu)勢主導產業(yè)。臺州地區(qū)現(xiàn)有汽車、摩托車及配件生產企業(yè)3 000多家，不乏吉利、吉奧、錢江等汽車行業(yè)知名龍頭企業(yè)。我們利用假期先后走訪了溫嶺市風云機器人有限公司、浙江安露清洗機有限公司、吉利集團、浙江吉奧汽車有限公司等企業(yè)。了解就業(yè)崗位的主要工作任務，企業(yè)對高職從事工業(yè)機器人及自動化生產線安裝與調試工作畢業(yè)生的專業(yè)技能、社會能力和職業(yè)素養(yǎng)的具體要求，并與企業(yè)實踐專家探討工業(yè)機器人及自動化生產線安裝與調試課程開設的有關情況。首先，我們擬定了調研方案，選定樣本為企業(yè)經理、一線的維修工、車間和部門領導以及畢業(yè)生等，采取訪談和問卷調研相結合的方式。擬定調研方案之后，調研與工業(yè)機器人安裝調試及維修有關崗位，包括崗位名稱、級別、人數(shù)、崗位職責，然后了解所有這些崗位畢業(yè)生是如何在崗位之間調動的，以此獲得畢業(yè)生崗位升遷的一般路線圖。獲得具體崗位之后，確定畢業(yè)生在這個崗位上從事的具體工作項目，在此基礎上，再一次向企業(yè)和畢業(yè)生征詢意見，重點了解對學生職業(yè)素質和社會能力培養(yǎng)的具體要求，了解畢業(yè)生對擬開設課程知識學習的具體建議。主要形成四項調研成果：該課程培養(yǎng)的學生典型就業(yè)崗位、課程培養(yǎng)目標，企業(yè)要求和崗位工作項目。

典型工作崗位分析 通過調查分析確定工業(yè)機器人及自動化生產線安裝與調試典型工作崗位包括：工業(yè)機器人及柔性自動化生產線操作工、維修工、電氣工程師、編程調試工程師、自動化生產線班組長、車間主任或項目經理。

課程培養(yǎng)目標 以就業(yè)為導向確定課程培養(yǎng)目標：學生以獨立或小組合作的形式，通過教師指導或借助各種資料，制定工業(yè)機器人的安裝和調試作業(yè)計劃，在規(guī)定時間內完成上述計劃、實施、檢查并進行評價反饋。在實施計劃的過程中，使用工具、設備和材料等要符合勞動安全和環(huán)境保護規(guī)定，對已完成的任務進行記錄、存檔和評價反饋。

企業(yè)要求 通過調研，歸納出企業(yè)對工業(yè)機器人及自動化生產線安調和維修人員的要求是：要具有良好的職業(yè)態(tài)度；具備各種常用工具和專用工具使用技能；具備一定的電工知識，熟識常見的電氣線路圖；能夠掌握工業(yè)機器人行業(yè)前沿技術知識動態(tài)；對設備具有保養(yǎng)、操作、維護能力；對專用維修檢測儀器的數(shù)據(jù)能夠分析，能夠運用數(shù)據(jù)流分析判斷故障產生的原因，能夠制定相應的維修計劃并實施，能夠向領導匯報情況；具有一定的寫作能力與獲取信息的能力；具有團結協(xié)作、組織協(xié)調能力和繼續(xù)學習能力；了解工業(yè)機器人及自動化生產線整體和各模塊的工作原理，了解各個模塊間的通訊，能夠具備根據(jù)任務的簡單變化修改相應控制程序的能力。

崗位工作項目 企業(yè)調查顯示，工業(yè)機器人安裝和調試人員主要從事的工作包括新建生產線的安裝和調試、定期維護和保養(yǎng)、綜合故障診斷和維修、生產線功能的擴展和研發(fā)、生產線質量控制和檢驗等。

（二）典型工作任務描述

在企業(yè)實地走訪調研基礎上，提煉“工業(yè)機器人安裝與調試”典型工作任務，如下頁表1所示。

（三）崗位能力分析

通過崗位分析，“工業(yè)機器人安裝與調試”課程應培養(yǎng)學生三方面的能力，即知識能力、社會能力和方法能力。

知識能力 了解工業(yè)機器人技術的基本概念和基本理論；了解工業(yè)機器人系統(tǒng)的組成及工作原理；學會商業(yè)談判、合同簽訂并根據(jù)技術要求設計工作計劃和行動方案的方法；學會與工業(yè)機器人有關的英語；學會根據(jù)工業(yè)機器人的機械結構，制定機械和電器元件的拆裝順序；掌握氣動元件、傳感器、電動元件、PLC裝置在工業(yè)機器人中的作用并繪制相應的電路圖；掌握工業(yè)機器人的模塊化組裝、調試、控制與維護的基本方法；掌握工業(yè)機器人的編程語言，編寫較簡單的調試程序；掌握工業(yè)機器人常見故障診斷和維護方法。

社會能力 養(yǎng)成積極思考問題、主動學習的習慣；培養(yǎng)良好的團隊合作精神，樂于助人；培養(yǎng)良好的職業(yè)道德和規(guī)范、安全、環(huán)保、成本和質量意識；養(yǎng)成勇于克服困難的精神，具有較強的忍耐力；養(yǎng)成及時完成階段性工作任務的習慣。

方法能力 能夠根據(jù)任務需要查閱相關資料、制定工作計劃的能力，解決實際問題的能力，獨立學習新知識、新技術的能力，評估總結工作結果的能力；能夠正確閱讀工業(yè)機器人部件裝配圖、零件圖和技術文件，進行機械部件裝配；能夠正確閱讀工業(yè)機器人的電氣原理圖、電氣安裝圖，完成電氣裝配；能夠編寫適用于不同工作任務的工業(yè)機器人調試程序；能夠使用工業(yè)機器人安裝與調試常用的機械工具，電子工具和相關儀器儀表；能夠及時詳細地記錄工業(yè)機器人安裝與調試過程的工作日記、總結工作經驗以供日后使用；能夠檢測和處理工業(yè)機器人的各種常見故障，并作相應檢查維修工作記錄；能夠在工作過程中使用相關專業(yè)英語進行簡單的交流。

（四）學習情境設計

學習情境是在典型工作任務基礎之上，由專任教師和企業(yè)專家共同開發(fā)設計用于教學的“情形”和“環(huán)境”，是對典型工作任務進行教學化處理的結果。德萊弗斯（S E Dreyfus）等人研究發(fā)現(xiàn)：“人的職業(yè)成長遵循從初學者到專家的邏輯發(fā)展規(guī)律，其發(fā)展過程分為初學者、高級初學者、有能力者、熟練者和專家五個階段”。職業(yè)教育教學的根本任務是通過一定科學合理的方法把初學者帶入更高級的階段。因此，對于教學情境的選擇和設計應充分考慮上述因素，以工作任務為導向，符合職業(yè)發(fā)展過程和學生認知規(guī)律，突出職業(yè)能力訓練，使學生掌握工業(yè)機器人安裝和調試的核心技能。通過前期企業(yè)調研，得到了企業(yè)工業(yè)機器人安裝和調試的典型工作任務，對典型工作任務進行提煉后形成行動領域從而構建相應的學習領域。

臺州職業(yè)技術學院機電一體化技術專業(yè)學生在學習“工業(yè)機器人安裝和調試”課程之前已經具備一定的機械設計、液壓和氣動技術、PLC編程以及常見電機及其控制方法的基礎，但是缺少對機器人的認知。故在設計學習情境時以積木式機器人為載體，先安排16課時讓學生對原有知識進行溫故知新，同時了解工業(yè)機器人的相關定義，了解企業(yè)自動化生產線改造的過程和方法，學習機器人安裝和調試的基本原理、手段和方法，提高學生學習興趣和探索新知識的熱情。然后，從關節(jié)（直角坐標）兩種典型的工業(yè)機器人入手（應用場合包括焊接、噴涂、搬運、立體倉庫等），作為進階情境，實現(xiàn)工業(yè)機器人基本的空間定位和目標識別功能，學會根據(jù)任務需要設計末端執(zhí)行機構的方法。最后，以關節(jié)機器人為核心的柔性生產線作為高級學習情境，該情境又細分為七個子任務，即供料單元安裝和調試、防護單元安裝和調試、輸送單元安裝和調試、加工單元安裝和調試、視覺單元安裝和調試、生產線的整體聯(lián)調以及故障診斷和維修維護。最終實現(xiàn)由一部工業(yè)機器人和其他部件構成的柔性制造系統(tǒng)能同時監(jiān)管三臺加工中心的加工任務，并實施自動上下料及相關的自動化模式。

PLC與機器人控制器、加工中心的嵌入控制實現(xiàn)獨立總線控制，并運用觸摸屏及相應模塊實現(xiàn)顯示、控制、操作于一體的應用。電氣控制與機器人操作分布在不同的區(qū)域，實現(xiàn)控制與操作分開。完成必要的設備改造和基礎設施修造工作。提供自動化的零件料倉和其他輔助機械手，直至加工中心區(qū)域實現(xiàn)無人車間。

基于工作過程的學習情境設計充分體現(xiàn)了從初學者到專家的邏輯發(fā)展規(guī)律，具體學習情境設計如圖2所示。

課程教學實施

“工業(yè)機器人安裝與調試”課程的實施遵循項目教學、任務驅動，理論教學和實踐教學一體，以及做中學原則。以工作過程為導向，以培養(yǎng)學生的技能和綜合職業(yè)素質為核心。每個學習情境都按照“資訊、計劃、決策、實施、檢查、評估”六步法實施教學。在教學實施過程中，除了融入企業(yè)元素的學訓一體化的工業(yè)機器人實踐性教學基地，滿足技能訓練的要求外，還提供必要的資源，包括學生工作頁、學習指南、課程參考書、廠家提供的安裝和調試說明書和手冊以及常見故障診斷維護方法、多媒體教學資料等。其中，學生工作頁中融入任務單、資訊單、案例單、信息單、計劃單、決策單、實施單、檢查評價單和教學反饋單等欄目。以工業(yè)機器人機械結構的裝調教學為例加以說明，其實施過程如表2所示。

在整個實施過程中，我們遇到并成功解決了三個問題：（1）設備數(shù)量難以滿足教學需求的問題。由于工業(yè)機器人及其柔性生產線價格昂貴，因此，能夠提供給學生實訓的設備數(shù)量相當有限，這就需要解決僧多粥少的局面。通過合理安排實訓項目，學生分組輪換等手段解決。如學生在進行工業(yè)機器人電氣系統(tǒng)的安裝和調試項目時，可將該項目分為電氣元件的識別、電源模塊的安裝和調試、驅動模塊的安裝和調試、控制模塊的安裝和調試，將學生分組后在這四個子任務中輪換。另外，可通過購買其他類型的機器人輔助教學設備分擔壓力。（2）設備保修和教學實施的問題。在實施工業(yè)機器人及柔性生產線故障診斷和維修維護任務時，為了使學生深入理解掌握維護維修的方法，必須全面了解工業(yè)機器人及配套設備的結構，包括外部可見的和內部不可見部分，如內部傳動機構、減速系統(tǒng)等構造。受工業(yè)機器人廠家的保養(yǎng)準則限制以及笨重的零部件給檢測造成的潛在風險，對于內部結構往往以圖片講解為主，學生無法獲得直觀的體驗?？蓮亩质袌霾少徯瓮蛳嗨菩吞柕墓I(yè)機器人給學生拆裝，幫助其了解工業(yè)機器人的內部結構和維護相關知識。或者引入工業(yè)機器人模擬軟件構建虛擬的工作環(huán)境輔助教學。（3）社會評價無法貫穿學期教學過程的問題。本課程不是傳授單一技能，而是在學完了各相關專業(yè)課的基礎上，用工業(yè)機器人安裝與調試這個載體，將其進行綜合。所以，評價體系應該圍繞各相關專業(yè)知識和技能的綜合運用水平，使學生明確感受到對一個系統(tǒng)的掌握和成就感。教學評價采取多種方式，包括自我評價、學生評價、教師評價和社會評價，同時設計了相應的評價表，以更好地反饋教學信息，指導教學質量不斷改進。在以上四種評價中，當屬社會評價比較難以實施，兼職教師授課的時間有限，無法自始至終貫穿整個學期的教學過程。我們通過遠程視頻聯(lián)接的方法，讓兼職教師參與指導學生的工作過程，參與學生成果的評價。學生亦可由視頻系統(tǒng)向兼職教師提問，隨時進行交流。

以工業(yè)關節(jié)機器人為核心的柔性生產線的安裝和調試課程在高職院校中開設和實施為數(shù)不多，可借鑒的經驗甚少。我們立足臺州，服務地方經濟，通過前期大量企業(yè)實地走訪調研、與企業(yè)實踐專家和課程開發(fā)專家一起制定了切實可行符合高職院校學生認知規(guī)律的課程標準，開發(fā)了基于工作過程、任務驅動的學習情境，并在課程實施過程中靈活調整，及時更新、補充、修改教學內容，實現(xiàn)課程的動態(tài)反饋，完成課程內容的閉環(huán)控制。通過課程學習，學生取得了多項實質性成果。

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篇5

【關鍵詞】 數(shù)控機床 數(shù)控實習 編程操作

數(shù)控技術是制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產的基礎;數(shù)控技術的應用是提高制造業(yè)的產品質量和勞動生產率必不可少的重要手段;數(shù)控機床是國防工業(yè)現(xiàn)代化的重要戰(zhàn)略裝備,是關系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要標志。專家們預言: 二十一世紀機械制造業(yè)的競爭,其實質是數(shù)控技術的競爭。

機械工業(yè)教育發(fā)展中心的國家數(shù)控系統(tǒng)工程技術研究中心2003年7月提供的關于數(shù)控人才需求與數(shù)控人才職業(yè)教育教學改革的調研報告表明:目前數(shù)控人才極為缺乏,僅操作工人就需要六十萬,而現(xiàn)在只有三十萬,在沿海經濟發(fā)達地區(qū),數(shù)控技術人才的短缺更為突出。因為人才不足而導致數(shù)控機床利用率不足20%,如利用率提高5%,則相當增加幾萬臺數(shù)控機床。

調查表明,我國目前數(shù)控人才不僅在數(shù)量上短缺,且在質量、知識結構也不能完全滿足企業(yè)需求。數(shù)控技術人才可分為研究型、應用型和操作型三個需求層次,后兩類人才正是社會急需的“數(shù)控藍領”人才。據(jù)了解,現(xiàn)在處于生產一線的各種數(shù)控人才主要有兩個來源:一是來自大學、高等職業(yè)技術院校的數(shù)控技術應用專業(yè)畢業(yè)生。這類人才具有一定的專業(yè)知識和動手能力,但缺乏工藝經驗,難以滿足某些企業(yè)對加工和維修一體化復合型人才的要求。另一方面則是接受過較正規(guī)相關培訓的企業(yè)員工。他們具有企業(yè)所需的工藝背景、實踐經驗,但知識面較窄,缺乏對計算機應用技術和計算機數(shù)控系統(tǒng)的了解和應用。而企業(yè)需要的數(shù)控“藍領”技工,是在現(xiàn)代機械設計、機制工藝、機械加工、夾具、刀具和量具等方面具有扎實基礎知識,同時在機床數(shù)控技術應用等方面有較強操作能力,上述兩類人才來源都需要經過一段時間的專項培訓后才能上崗,競爭激烈的市場讓企業(yè)不可能有充足的時間等著他們培訓。

由于數(shù)控應用人才是一種介于工程師和高級技術工人之間的人才,他們的培養(yǎng)需要一種全新的教育體制,他們既應具備相應的理論知識,更應具備熟練的編程、操作及維修技能。技能在職業(yè)學校教育中是起主導作用。這樣,通過“批量”的培養(yǎng)規(guī)模,以數(shù)控培訓基地為依托,加大實踐環(huán)節(jié)的教學,進行系統(tǒng)化的數(shù)控應用技術教育,可以有效地緩解目前國內數(shù)控應用人才缺乏的局面。實習教學是在數(shù)控人才培養(yǎng)中占有重要地位,它體現(xiàn)學生對所學專業(yè)的技能訓練掌握的程度。作為教師要竭力引導學生,努力激發(fā)學生的求知欲望,促進學生實際操作動手能力,可以用以下方法:

一、設計好起始課,搞好理論聯(lián)系實際

學生們每當?shù)谝淮谓邮苄碌膶W科學習時,總是存在著極強的好奇心。他們渴望了解這門課程與日常生活及自然界的關系,在腦海中提出了很多的問號。理論與實踐是相互聯(lián)系,二者在學習中是不能缺少的。我們知道理論是靠實踐來檢驗的,而實踐則可用理論來進行指導。在實習教學中,理論學習的目的全在于應用。

二、數(shù)控仿真軟件操作是數(shù)控實習教學中的輔助手段

數(shù)控機床操作面板、按鍵較多,并且大都含有鏈鎖關系。對于不熟悉面板操作的同學來說,疏忽了一個小小的步驟,就有可能無法進行后續(xù)操作,嚴重的還會產生報警。有些學生面對數(shù)控機床,心里負擔較重,害怕自己的操作失誤引起設備故障,操作時特別謹慎。這些情況都會延長實習課題的操作時間,打亂正常的實習安排。作為解決的方法,我院選擇將數(shù)控仿真軟件作為數(shù)控教學的橋梁,使理論和實踐有效的銜接,打破了傳統(tǒng)的數(shù)控教學模式,增加了學生動手的機會,提高了操作的熟練程度。

但在實習中,發(fā)現(xiàn)一部分同學出現(xiàn)了以下情況:①過分依賴仿真系統(tǒng),未經仿真加工就不肯上機操作加工零件。②認為仿真系統(tǒng)可實現(xiàn)的加工,實際上機便可加工,且能達到理想效果。③依賴仿真系統(tǒng)提供的對刀及刀具庫快捷按鈕,到實際機床上操作時還在尋找仿真系統(tǒng)提供的部分功能。發(fā)現(xiàn)實現(xiàn)操作中并沒有這些功能時,就變得手忙腳亂。

針對這些情況,我們在教學中改變了以往在沒有看見過實際機床操作的情況下,先進行仿真軟件操作學習的安排。實習教學一開始就先安排觀摩機床操作。在緊接著的仿真軟件操作學習中,盡量不采用仿真軟件提供的快捷操作,完全按照機床操作進行練習。同時強調什么是實際存在的功能,什么是仿真系統(tǒng)提供的虛擬的功能。

三、概念要反復復習、加強理解,編程指令的運用要求不能停留在“會”的層次,要“熟”,要熟能生巧

坐標系概念的掌握是程序編制和零件加工中至關重要的一個環(huán)節(jié)。許多操作與編程指令的運用都離不開坐標系的知識。學生首次接觸機床坐標系、參考點和工件坐標系概念時,由于較為抽象,大多數(shù)同學掌握情況不是很好,只是對概念的記住。此時不能將過多的運用環(huán)節(jié)灌輸給學生,而要在今后的程序編制過程與對刀操作練習中不斷復述這些概念,讓他們逐漸地消化和吸收。在講授、示范新出現(xiàn)的運用環(huán)節(jié)前再加以復習鞏固。

四、上機操作要求因“課題”而易

對刀操作是上機操作的第一課題。對于這一課題的練習要求:一方面嚴格要求學生操作步驟的準確性。學生首次上機操作要養(yǎng)成良好的操作習慣。能夠正確的進行界面的切換。明白要做什么,要如何做。要明確每一步驟的目的。另一方面要在練習時間安排上應較為寬松。畢竟學生是首次上機操作,會有一些緊張。作為老師要鼓勵他們自主獨立操作,讓他們有相對寬裕的思考時間。正確的操作結果得到教師的肯定后,會更有信心。如果操作失敗或錯誤要和他們一起分析找出錯誤所在,并鼓勵再次練習。直到操作步驟正確為止。在以后的課題練習中,如果是首次接觸的課題也會參照對刀操作的教學要求,決不能讓學生把錯誤的操作步驟留在大腦中。對其它熟練鞏固的課題則提出 “膽大心細、高質高效”的練習要求。

五、重視設備與工藝知識的學習

我們要培養(yǎng)的學生是能夠獨立完成中等復雜甚至是復雜零件加工的操作型人才。這不是簡單的會選擇加工指令、能夠輸入程序加工零件就可以的;而要能夠全面掌握數(shù)控加工工藝知識,了解數(shù)控設備機械結構,熟悉數(shù)控機床操作加工與維護,處理常見的報警信息。這需要從基礎知識抓起,并將這些知識穿插在教學實踐項目中,以培養(yǎng)學生的知識綜合應用能力、分析思維能力和獨立處理問題的能力。

六、強調自我總結

無論是編程練習還是操作練習,不斷總結才(下轉第164頁)

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關鍵詞：數(shù)控技術；課程群；整合優(yōu)化

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）32-0246-03

聊城職業(yè)技術學院是山東省省級示范性高職院校建設單位、山東省名校工程首批立項建設單位。數(shù)控技術專業(yè)作為院級特色專業(yè)，緊跟高職教育發(fā)展方向，圍繞社會的需要，通過校企合作、工學結合，深化教學改革，經過幾年的探索取得了顯著的效果。經過大量的調研和與企業(yè)一線技術人員進行研討，確定數(shù)控技術專業(yè)的培養(yǎng)目標為：具備過硬的機床操作守崗能力，懂工藝、會編程、善維護的高端技能型人才。通過專業(yè)調研、行業(yè)專家研討會、專家論證會確定聊城職業(yè)技術學院數(shù)控技術專業(yè)有效對接崗位是面向聊城地區(qū)中小型制造企業(yè)的工藝施工員。數(shù)控技術專業(yè)核心課程群包括：《零件的造型與測繪》、《零件的數(shù)控車削加工》、《零件的數(shù)控銑削加工》、《零件的數(shù)控加工工藝編制》和《零件的計算機輔助制造》。不同課程之間的整合優(yōu)化體現(xiàn)在課程平臺建設、結構重組及內容整合優(yōu)化等方面。

一、課程平臺建設

（一）成立了專業(yè)建設指導委員會

在制造類校企合作理事會的指導下，與聊城市政府主導部門、行業(yè)、企業(yè)聯(lián)合，成立了數(shù)控技術專業(yè)建設指導委員會，完善互利共贏的校企合作機制，使校企合作成為培養(yǎng)有責任感、能做事、會做事、做成事的高端技能型人才的有效平臺。充分發(fā)揮專業(yè)建設指導委員會的作用，深化與山東鑫亞工業(yè)股份有限公司、迅力特種汽車有限公司、中通客車等地方企業(yè)的合作，校企共同開展實訓基地建設、專業(yè)人才培養(yǎng)目標確定、人才培養(yǎng)方案修訂、課程體系構建、課程標準制訂、師資培養(yǎng)、人才培養(yǎng)質量評價、專業(yè)評估和人才培養(yǎng)與就業(yè)等工作。明確專業(yè)建設指導委員會的職責，權利、義務以及工作程序，每年組織召開兩次專業(yè)建設指導研討會，研討人才需求調研報告、人才培養(yǎng)方案，審議專業(yè)發(fā)展規(guī)劃，提出人才培養(yǎng)方案修改建議等，實現(xiàn)校企共同推進合作辦學、合作育人、合作就業(yè)、合作發(fā)展，解決人才共育共管、成果共享等問題，為提高人才培養(yǎng)質量提供體制機制保障。

（二）完善了校企合作運行機制

1.制度建設。在充分調研基礎上，依據(jù)理事會章程，制定了專業(yè)建設指導委員會相關制度，對校企合作進行系統(tǒng)設計。在學院相關制度的基礎上，制定了《先進制造實訓中心管理制度》、《企業(yè)研修鍛煉管理制度》和《兼職教師聘用制度》等有利于校企協(xié)同的管理制度，使企業(yè)深度參與學校教學，構筑有利于高端技能型人才培養(yǎng)的制度環(huán)境。

2.校企合作運行載體――“雙基地”模式。加強了與企業(yè)的合作，實施了“雙基地”的校企合作模式，即企業(yè)做學校的教學實踐基地、師資培訓基地；學校做企業(yè)的人才培養(yǎng)培訓基地、技術工藝創(chuàng)新基地；構建校企合作長效運行機制；使校內教師承擔企業(yè)角色，企業(yè)人員肩負培養(yǎng)任務。

（三）創(chuàng)新了人才培養(yǎng)模式

依托山東鑫亞工業(yè)股份有限公司等企業(yè)，積極探索和實踐“雙基地融合、雙實境交替”的人才培養(yǎng)模式。為學生打造一個“教學工廠（教學區(qū)+生產區(qū)）+師生工作室+頂崗實習基地”工學結合的運作平臺，引入企業(yè)真實的產品和生產過程，學生通過不斷完成工作項目來提高專業(yè)技能、增強崗位適應與遷移能力，形成一個職業(yè)人所具備的職業(yè)能力。真正實現(xiàn)了三個“零距離”對接，即教學內容與培養(yǎng)目標零距離、課程設置與職業(yè)活動零距離、專業(yè)設置與用工需求零距離。

二、結構重組、內容整合與優(yōu)化

結構重組、內容整合與優(yōu)化的內容主要包括有：課程體系的優(yōu)化；課程內容的優(yōu)化；教學團隊的優(yōu)化；實踐條件的優(yōu)化及教學方法與手段的改革。

（一）課程體系優(yōu)化――構建了“重能力、強素質、細方向”的課程體系

圍繞“雙基地融合、雙實境交替”人才培養(yǎng)模式，確立動態(tài)的課程發(fā)展觀，及時調整專業(yè)設置與課程內容，從而保持教學內容與社會經濟發(fā)展需求的動態(tài)一致性。由專業(yè)教師、行業(yè)企業(yè)專家、企業(yè)人力資源專家和課程研究專家組建團隊，系統(tǒng)分析面向中小企業(yè)崗位群的“工作過程與職業(yè)活動”，解剖典型工藝和典型產品加工過程，確定職業(yè)崗位技能要求，構建“重能力、強素質、細方向”課程體系；參照行業(yè)技術標準和職業(yè)資格標準，開發(fā)相應的專業(yè)教學標準。依據(jù)就業(yè)崗位對知識、能力、素質的需求構建課程體系，設置公共平臺課和專業(yè)平臺課兩個平臺課程，以及專業(yè)方向模塊、素質拓展模塊和集中實踐教學模塊三個模塊課程?！爸啬芰?、強素質、細方向”課程體系的內涵如下。

1.重能力――構建“三鏈路”專業(yè)平臺課課程體系。圍繞工藝施工員三大核心能力進行分學期、遞進式的能力培養(yǎng)，每個學期對三種能力進行延伸和拓展，按照從學徒到準員工的成長規(guī)律逐步提高學生的專業(yè)技能以適應崗位的需求。這樣就形成了以三條鏈路為骨架組織的專業(yè)課課程體系，即零件加工與裝配鏈路、工藝編制鏈路、數(shù)控維修鏈路。

2.強素質――加強職業(yè)素質教育。增設專業(yè)教育課程，由行業(yè)專家、技術能手和專業(yè)教師輪流執(zhí)教。通過對現(xiàn)代制造業(yè)和數(shù)控技術職業(yè)的系統(tǒng)介紹，組織學生到相關企業(yè)典型技術崗位進行工作觀摩，請優(yōu)秀校友和企業(yè)家作報告、講座等各類職業(yè)教育活動，使學生在入學伊始就了解畢業(yè)后的職業(yè)崗位，了解職業(yè)課程的對應崗位，認識將來從事工作崗位的職業(yè)技術特征與技能知識要求，樹立正確的學習觀和職業(yè)觀，制定個人奮斗目標，激發(fā)、驅動學生的學習積極性，促使傳統(tǒng)入學專業(yè)教育向崗位職業(yè)教育轉化。增設《職業(yè)健康安全與規(guī)范》模塊，將模塊內容分散在零件的普通機加工、零件的數(shù)控加工、頂崗實習等各實踐環(huán)節(jié)進行教學，畢業(yè)前以面試的形式測試，對考試合格的學生給予相應學分。素質教育貫穿在專業(yè)課教學過程中，引導學生養(yǎng)成良好的職業(yè)習慣，吃苦耐勞的工作態(tài)度，精益求精的質量意識，促進職業(yè)素質的提高，最終成為一名高素質的專業(yè)人才。在完成專業(yè)課程體系及課程開發(fā)的同時，重點提高學生的自我學習、信息處理、數(shù)字應用、心理調適、創(chuàng)新思維、與人交流、與人合作及解決問題等能力。在先進制造實訓中心中創(chuàng)辦師生工作室，以師生工作室為載體，以工藝創(chuàng)新設計、產品創(chuàng)新設計為研究方向，構建出激發(fā)學生創(chuàng)新能力的教育訓練，組織學生參加各級技能大賽，促進學生創(chuàng)新意識及創(chuàng)新能力的提升。通過各種科技創(chuàng)新活動達到拓寬學生知識面、鍛煉社交能力、培養(yǎng)團隊與合作意識的目的。

3.細方向――精準與有效對接工藝施工員崗位要求。避免原來培養(yǎng)目標大而全的誤區(qū)，采用精準和有效對接工藝施工員的模式。圍繞工藝施工員的崗位要求構建課程體系。

（二）課程內容的優(yōu)化――項目化教學

課程的教學內容是根據(jù)工藝施工員職業(yè)崗位所需要求來選取，職業(yè)能力階次遞進。課程的設計以工作過程為導向，以真實的產品為載體，對課程的結構和內容進行重構。

按“做中學、所學即為所需”的原則跨科目歸整各項目相關學習內容，通過開放拓展的引導問題進行新知識結構融會貫通性的導向。教師的工作是“化整為零”――將傳統(tǒng)教材歸納后的知識內容結合載體解構到各個項目中實施教學；學生的學習是“零存整取”――將各個項目中學習到的零散知識歸納后提升到系統(tǒng)化認知的高度。

（三）教學團隊的優(yōu)化――建設了一支“上課堂，進廠房”師資隊伍

根據(jù)專業(yè)及課程建設的需要，由企業(yè)專家、教學管理專家、專業(yè)教師共同組建教學團隊，依托團隊做好專業(yè)教師的職業(yè)生涯規(guī)劃，通過技能培訓、掛職鍛煉、職教能力培訓等形式，促使團隊成員在理論、技能和職業(yè)教育教學能力等方面得到提升。在師資配置上，每門課程的主講教師都有來自企業(yè)一線的兼職教師，形成職稱、年齡、雙師結構合理，專兼結合的教學團隊。在教學上，可把企業(yè)應用的新技術更新到教學內容中來，實現(xiàn)教學內容的開放性。每門課程工學結合教學團隊的合作教學不是各司其職的簡單組合形式，是互相交流、共同提高。學校教師積極參與企業(yè)職工培訓、技術革新、企業(yè)文化建設，實現(xiàn)專業(yè)教師與企業(yè)技術人員身份互兼，將企業(yè)教師納入專業(yè)師資建設團隊范疇；專任教師與企業(yè)兼職教師，共同開發(fā)培訓教材、學習包等，進一步開發(fā)體現(xiàn)工學結合的課程體系。

（四）實踐條件的整合優(yōu)化――對接生產現(xiàn)場、對接關鍵技術、對接典型工藝

為實現(xiàn)實踐條件體系化建設，在原有實訓室基礎上整合、新建先進制造實訓中心已建成并投入使用。該實訓中心有加工中心、數(shù)控銑床、數(shù)控車床、普通車床、銑床、鉆床、刨床、鉗工工作臺等大中型實訓設備60余臺套，配套設施200多種，可實施加工中心操作工、數(shù)控車工、數(shù)控銑工、車工、銑工、鉗工、維修電工、制圖員等實訓項目和技能鑒定。通過先進制造實訓中心的建設，逐步實現(xiàn)實踐條件的體系化建設。構建校內教學工廠各分區(qū)與校外頂崗實習基地各部門的雙實境對應，教學工廠中教學區(qū)與生產區(qū)的雙實境對應。

（五）教學方法與手段的改革――能力本位、做學教一體化

改革原則：教學目標以能力培養(yǎng)為本位；教學過程與實際工作過程相一致；教學行動以學生為主體，做學教一體化；教學方法要采用項目任務等多種方法。

1.課堂教學以能力為主線，以學生為主體，形成學教一體化人才培養(yǎng)模式。以培養(yǎng)學生的綜合職業(yè)能力為核心，課程整體設計以職業(yè)活動為導向，突出能力目標，能力訓練項目精心設計，實踐、知識、理論一體化，課程以行動導向組織教學，學生是課程及其評價的主體，采用多種教學方法，充分調動學生的積極性，課程中進行職業(yè)道德、職業(yè)素質和職業(yè)核心能力的滲透。在專業(yè)核心課教學中全面推行項目化教學。在教學中注重工作過程和學生的主體性，要求學生針對某一工作崗位的某一生產任務中的實際問題提出解決方案，并付諸實施。

2.實施特長生制度，每個班級抽取學習基礎好、有特殊興趣的學生組建特長生小組，由富有教學經驗、實踐經驗和科研特長的老師帶領，在師生工作室對他們進行個性化培養(yǎng)，學生作為老師的科研助手共同進行科學研究，準備科技競賽，共同開發(fā)技術服務項目。特長生是班級的學習骨干，帶動更多的學生改善學風。

3.應用信息化手段和多媒體技術，制作電子教案、課件、動畫、視頻等資料，使教學內容生動、豐富、具有立體感，激發(fā)學生興趣，讓學生易于理解和掌握。

4.建設課程群網絡學習資源，方便學生自主學習。為了培養(yǎng)學生的職業(yè)核心能力，還開辟了豐富的第二課堂，成立了創(chuàng)業(yè)協(xié)會、科技協(xié)會等學生社團，指導學生自主學習和業(yè)余活動。每學期邀請企業(yè)技術人員與學生一起舉辦技術競賽活動，以賽促學。同時，使學生了解到成為一名企業(yè)技術人員應有的技術水平和勞動態(tài)度。

三、整合優(yōu)化后的效果

數(shù)控技術專業(yè)核心課程群實現(xiàn)了課程體系優(yōu)化、課程內容、教師隊伍、實踐條件的重組與優(yōu)化，實現(xiàn)了資源共享，促進了學生綜合職業(yè)能力的提高。課程群課程的整合優(yōu)化，是一種新的課程設計理念與方法，避免了課程內容的重復與遺漏，課程體系更具科學性和實效性；課程內容的整合與優(yōu)化，更加注重所學內容與工作過程的一致性，解決學生“學什么”、“為什么學”的問題；學生通過完成真實的工作任務，對工作不再迷茫與畏懼，對自己將來從事的工作更加有信心。

1.符合教學認知規(guī)律，學生技能培養(yǎng)得到提升。遵循了教學規(guī)律和職業(yè)成長規(guī)律，依托任務驅動、項目導向對教學內容進一步的整合，按照不同工作任務的技能需求以及由簡單到復雜的能力遞進規(guī)律，科學設計了基于零件加工過程的課程體系。經過解構和重構之后的課程群課程，總學時下降減輕了學生的學習負擔。同時，課程群課程以典型零件的加工為主線，符合認知規(guī)律，激發(fā)了學生的求知欲，增強了學生對所愛好專業(yè)的信心。課程群課程教學增強了職業(yè)能力培養(yǎng)，提高了學習效率，學生的零件加工技能得到了較大的提升，體現(xiàn)了1+1+1+1+1>5的課程綜合優(yōu)化效果。

2.學生職業(yè)能力得到提高。整合優(yōu)化后的課程群課程注重知行合一、學思結合，使得數(shù)控技術專業(yè)的學生崗位適應能力強，職業(yè)道德、職業(yè)能力得到全面發(fā)展。很多畢業(yè)生快速成長，經過幾年的磨煉，逐步成長為班組長、車間主任或技術骨干。

3.利用專業(yè)知識開展社會服務。數(shù)控技術教學團隊通過深化校企合作，充分發(fā)揮校內實訓基地的設備資源和人才資源優(yōu)勢，開展了多種形式的社會服務和技術服務，增強了專業(yè)的社會服務能力。

參考文獻：

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[2]李興凱.鞠永勝.基于高職機械設計與制造能力為本位的課程群構建[J].北京：清華大學出版社，2007.