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關鍵詞:高校轉型;實踐教學體系;電工實習改革
中圖分類號:G4文獻標識碼:A文章編號:16723198(2015)26019101
1引言
現代教育發展,使得一批普通本科高校向應用技術型高校轉型,這是當前國家深化教育改革的一項重要工作,從學術型向應用型轉型發展中,改革最難的是課程體系,而實踐教學體系的改革顯得猶為重要,電工實習是電氣工程及自動化專業學生進入大學后接觸到的第一門綜合實訓課,向應用技術型高校轉型電工實習這門課開設的時間,內容及其作用的研究勢在必行。
2電工實習在電氣自動化課程體系中作用的研究
電工實習是學生從高中的應試教育轉向技能應用型學習的一個紐帶,在多年的教學中,我們發現大一新生在初次實驗操作時的機動靈活應用能力基本沒有,例如,假設實驗室只提供2個200Ω電阻,而實驗時需要100Ω電阻,那么學生就不會知道用并聯方法得到,只會叫老師沒有100Ω的元件,但是如果你在紙上出這樣一個題目,學生都可以用筆做出這題的答案,因此必須有一種訓練去改變學生的觀點,讓他們明白大學學習是為了4年后能動手解決工程實踐問題,而不是為了考試。電工實習正好擔任了這個角色。首先,電工實習將高中書本理論變成動手操作,使其前期所學中難于理解的知識迎刃而解。其次,提升知識層次,將高中學過的知識提升到大學層次應用,以期更接近工程應用,例如電氣設備通常都是電阻、電感和電容共同構成,不是高中學習中單一的電阻,所以大學中的歐姆定律中的電阻就是電抗了,也就是全電路歐姆定律更接近我們的生活和生產。最后,電工實習讓學生明白學習為了服務于生活,服務于生產,而不是為了考試。
3應用技術型高校中電工實習課程內容的研究
電工實習內容的設定要體現其作用,在大學初級階段,在學校的現有條件下,從學生的生活所見中捕捉知識,從服務于生活提高學生的興趣,從而為服務于生產奠定基礎。通過電工實習培養學生的工程實踐意識,因此在內容設定上不能只是單純的某個定律公式的驗證,而要采用項目制作訓練,鍛煉學生的工程應用能力。家居照明線路的設計、安裝、調試和維修這個項目滿足了電工實習的各項要求,給定一套三居室,學生自行設計,掌握電能分配,布局,通過完成自己設計方案的安裝,調試,訓練了學生對電工的基礎知識的綜合應用,鞏固金工實習中各種工具的使用,最后進行維修考核,由實訓指導老師設置3-5處故障,由學生來排除故障,檢驗學生的原理知識的應用,幫助學生積累維修電工的經驗,為后期考證打下堅定的基礎。
4電工實習開設時間的研究
4.1電工實習開設的學期
電工實習是高中和大學學習轉變的聯系紐帶,所以開設時期要在第一年。同時我走訪了多所重點中學,了解到由于備戰高考,基本沒有做多少實驗,考慮學生剛走入大學,幾乎不會使用各種工具,因此必須在金工實習后,學生掌握了常用工具和儀表的使用再進行電工實習,所以電工實習的開設在第一年的第二學期。
4.2電工實習期間時間的安排
表1電工實習期間時間的安排
實習內容第一天上午下發任務,安全操作知識培訓、領用工具箱下午查詢資料,設計方案,畫出設計電路圖、第二天上午檢查電路原理圖、分發器件下午照明線路的設計和安裝第三天上午實際動手接好電路下午檢查線路通斷情況及連接情況第四天上午線路安裝調試考核下午線路維修故障排除第五天上午線路維修故障排除考核下午總結和書寫實習報告,實習成績評定5結語
電工實習改革是民辦高校轉型與校企項目結合的產物,是電氣自動化實踐教學體系向校企項目結合的方向發展邁出了第一步,我們將深化改革,完善電氣自動化實踐教學體系改革,努力實現高校應用技術型轉型。
參考文獻
一、工程實訓教學的“輪班制”實施方案
每個高校的工程實訓內容根據每個學校的培養目標不同而略有差異,但大致基本包含了機械制造和電子電工技術兩個大類,由車工、焊工、鉗工、銑工、特種加工、電工工藝、電子工藝等組成。傳統的理論課程的授課方式一般是按照教學大綱順序逐一開展,每周每個課程只能進行40人次/40學時,這難以適應工程實訓教學任務(每個年級若有3000人,則每周通常要完成500人次/40學時),因此采取“輪班制”如下。
1.多個工種同時進行
不同于其他理論課的前后章節內容聯系緊密的特點,工程實訓課程里包含的工種所培訓的技能的關聯度不大,因此可以同時安排多個教學班進行不同的工種訓練,然后通過輪換的方式,保證每個人都保質保量訓練到每一個工種。通過此方式輪換,能將該課程每周的學生容量和設備利用率成倍提升,但設備負荷損失成本提高。
2.每天分成早、晚兩班
為了進一步擴大工程訓練每周的學生容量,除了使多個工種同時進行輪班的形式,還可以將兩個作息班形式的教學結合起來。工程實訓是以技能訓練為主的課程,練習的時間最好相對連續,有利于學生技能的獲得。將早上8:00~14:00作為早班,14:30~20:30作為晚班,每個班折算成8學時,因此又在原來的基礎上將學生容量擴大一倍。
這兩種制度結合就構成本文所討論的“輪班制”,這種制度保證了學校能用少數的設備開展大量的實訓課程,大大提升了設備利用率,但是,這樣長時間使設備處于工作狀態,會使設備故障率也大大提升,縮短了設備壽命。
二、典型工程訓練設備的故障率與使用時長分析
為了研究設備故障率與工作時間關系,便于找到設備的最佳工作時間以指導輪班制教學,筆者通過對幾個典型工種的設備進行隨機抽樣,進行多次實驗,加以統計分析,得出下圖所示結果。
圖中橫軸表示每天連續工作的時間,縱軸表示實驗半年后統計出設備的故障率,反映不同設備分別進行不同的連續工作實驗測試,得到的故障率各有不同。每天連續工作5~8小時設備的故障率普遍較低,超過8小時后,每種設備的故障率上升的趨勢明顯增大,還可以知道涉及精密電子元件的設備的故障率要比車床設備高,但故障維修成本較車床低,恢復速度也較快。
三、設備利用優化措施
“輪班制”下設備的故障率與設備利用率是相互制約的關系,每天的使用時間越長,使用率越高,故障率也會越高。根據圖中所示結果可以知道幾種典型工種的設備在“輪班制”教學中設備較優工作時長。在實驗中,還發現設備的故障率與使用者的操作和保養水平也有很大關系:初學者使用普通車床和普通銑床產生故障的概率要比熟練操作工使用所產生的故障率高出很多,車床上油是否及時和是否進行必要的清掃也影響機器的故障率;電子電工設備故障率與實驗的項目內容存在一定的關聯,復雜、操作難度大、大電流、大電壓的實驗項目中使用的設備的故障率要比一般的實驗項目高出許多,3D打印設備故障率與設備所處的工作環境的溫濕度、空氣清潔度關聯較大。
因此,在“輪班制”的工程訓練教學模式下,優化設備的利用率,可以根據不同設備的維修成本和恢復速度著手,分配“輪班制”的設備工作時間,以成本代價為導向,制訂合理的作息時間。同時,應注重對使用者的使用技能培訓,強調安全細節,注重保養,共同作用使設備利用率和故障率達到較優化的比值。經過長時間的經驗總結,得到幾種常見的實訓設備的維修成本、恢復時間以及故障率的關系,如上表所示。
表中顯示普通車床和普通銑床故障率每升高0.1%,則對應維修成本需要增加3000元,維修時間增加36小時;電工實訓臺和ABS型打印機故障率每增加1.0%,則對應維修成本增加600元,恢復時間增加5小時。根據工程訓練課程幾種工種并行進行輪班的特點,需要找出一個都比較合適的工作時長。以此數據為例,綜合分析可知,在8~10小時工作時長區間內,電工實訓臺和ABS型打印機的維修成本以及恢復時間與普通車床與普通銑床基本持平,可選此時間區域為設備的工作時間,保證“輪班制”開展的時長最大,故障維護成本和利用率比值較小。若工程訓練課程有其他工種或不同的組合,應該根據實際情況進行分析統計,按照此法需要合理的設備連續工作時間區域。
本文分析了“輪班制”的模式帶來的設備工作時間比普通教學時間過長所導致設備故障率上升的問題,并通過實驗得到a生問題的各因素之間的簡單曲線,以其結果指導工程訓練教學輪班制的時長制訂,以及分析其他制約故障率的相關因素,綜合處理以得到優化的使用率。
參考文獻:
1課程的特點
《水利水電工程施工》課程不同于其他一些理論性較強的基礎課,具有如下特點:(1)實踐性強。課程涉及大量具體工程的特殊施工機械、復雜施工方法等,學生普遍缺乏工程實踐經驗,對講授的內容不容易理解。(2)知識面廣。本課程的學課本內容之外,還涉及到工程測量、建筑材料、工程力學、建筑結構、工程地質與土力學、水力學、水工建筑物、水電站等課程相關內容的運用。(3)政策性強。本課程的學習涉及到大量國家、地方和行業有關工程規范、規程、標準、法規的運用。(4)靈活性高。對應一個具體施工過程可以采用不同的施工機械、施工方法,同時一個時期常用的施工機械、方法是與當時的科學技術發展水平和經濟水平相適應的,因此本課程的內容必然是靈活的。
2課程結構和教學內容建設
《水利水電工程施工》是我院水利工程類專業的重點建設課程之一,我們無論是在課程內容、授課方式還是在課程體系上都做了一些改革。本課程的內容是非常繁多和雜亂的,章節之間沒有嚴格的邏輯關系。要把所有的內容都講完,課時即使增大一倍也是不夠的,同時也是沒有必要的。這就需要對所講授的內容進行重新組織和安排,做到重點突出、主次分明、邏輯清晰,有針對性地做到一部分內容精講、一部分內容略講、一部分內容不講。如鋼筋混凝土工程這幾章,由于其在水利工程中的應用范圍最廣、牽涉的施工工序比較復雜、影響質量因素非常多等特點,是授課的重點和難點,需要精講;砌體工程這一章節,雖然其應用范圍也較廣,但其施工工藝相對較為簡單,故而對其略講即可;吊裝工程,因其應用范圍相對較少,可留給學生自學。從課程內容上繼續強化常見工種的學習,要求掌握常見工種的施工工藝、施工機械、質量安全要求,通過這些學習結合施工實習,學生可以取得中級鋼筋工或混凝土工職業資格證書;建筑物施工將原來的各單項建筑物施工按類型合并為土石建筑物、混凝土建筑物、地下工程等,將原有各類型建筑物共有的內容合并,重點學習各種類型水工建筑物的施工方法、施工質量安全保證措施等。實踐教學內容包括課內施工機械設備演示、施工工種技能訓練、施工方案擬定綜合練習等,學習施工操作技能及制定施工方案的能力,進一步加強學生對工程施工的理解。
3師資隊伍建設
《水利水電工程施工》課程的特點之一是實踐性強。可以想象,如果一個教師沒有參與過具體的施工過程,而要求其生動地講出來,那么他所講的內容必然不豐富、不實用,缺乏吸引力和說服力。我院非常重視這門課程的教師培養,授課教師由三類人員構成,一是大學本科或研究生畢業后直接從教的;二是從施工單位引進中級職稱以上的工程技術人員;三是有針對性地聘請施工單位工程技術人員。對前者,我院安排他們在施工單位頂崗實習1~2年,從事工程實踐鍛煉,并在我院的企業———水源建設監理公司兼職,這樣不僅有教學經驗,而且有實踐經驗;對從施工單位引進的中高級工程技術人員,我們著重進行教學方法、教學理念的培訓,引導他們如何將具體工程實踐與教學工作結合起來,更好地開展教學工作;此外,我們還有針對性地聘請一些工程技術專家給學生作專題報告,激發學生學習的熱情。通過這三種方式,我們培養了一批教學經驗豐富、能進行具體工程實踐的“雙師型”骨干教師隊伍。他們既熟悉工程實際,又了解畢業生的職業要求與崗位群;既能進行理論教學講解,又能從事實踐教學工作,還能承擔一些實際工程的設計與工程監理,產學研緊密結合,有力地促進了教學目標的實現。
4教學方法與手段建設
對于《水利水電工程施工》這樣實踐性較強的課程,完全依靠課堂的講授是不夠的,還要補充以直觀性的教學手段來增強教學效果,提高學生的感性認識。在實踐中我們采用了多種教學方法和手段。
4.1采用實物、圖片教學
在授課過程中輔助以真實的施工機械、設備、工具、過程的圖片以及部分實物或模型,可以增強學生的感性認識。我院建有施工實訓中心,有水利水電工程常用施工機械設備。在講到某一工種的施工時,我們將學生帶到施工實訓中心進行教學。同時在網上收集資料,給學生展示教師利用各種機會拍攝的施工機械設備、施工現場照片,如爆破鉆孔、裝藥、起爆、鋼筋綁扎、組合鋼模板拼裝、混凝土攪拌、運輸、混凝土澆筑、截流施工、隧洞爆破開挖等照片,增強學生對施工過程的認識。
4.2現場參觀實習
俗話說:“百聞不如一見。”有關資料表明,現場參觀所獲得的信息量比在課堂上單純聽講要大得多,且印象更加深刻,同時現場參觀又是一個理論和實踐相結合的重要手段。于是我們在授課過程中,注意針對不同的教學內容,結合附近可供參觀的建筑工地進行介紹。在專門的施工實習期間,安排學生去在建的水利水電工程施工現場實習,參與各種工種施工,從中熟悉工程的施工方案、施工現場布置、工程施工進度安排等知識,加深學生對水利水電工程施工的認識。
4.3采用多媒體教學
水利水電工程施工是一個相對較長的時間過程,一般短的可能1~2年,長的可能5~8年,更長的甚至十幾年都是有可能的。短暫的現場參觀不太可能對一個建筑物的施工有一個全面的了解,同時還有一些特殊的施工工藝、施工機械、施工事故案例等平時不容易看到,多媒體教學恰恰可以起到此方面的彌補作用。我們水工教研室結合《水利水電工程施工》精品課程建設,進行了多媒體課件的制作。通過兩年多的建設,收集了大量施工圖片,制作了施工導流動畫,錄制了300余分鐘的視頻。在課堂教學中,通過形象直觀的多媒體教學,學生能很好地理解各工種、各種建筑物的施工方法及所采用的施工機械設備;課后學生還可利用網絡課程進行復習鞏固,擴大了知識面,提高了學習效率。
5考試考核方法建設
根據高職教育的目標定位和課程特點,考試形式應該是靈活多樣的。然而,我們以往基本偏重的是卷面考試這一形式。最終的成績評定則以期末和期中成績的一定比例綜合而成,不注重平時的形成性教學測評。這種考察評價機制,實際上僅僅反映了學生的記憶能力,綜合利用所學知識解決工程實際問題的能力無法體現。而且,這種考試形式會造成學生產生“重學輕用”的觀念。考試改革的的基本思路是:
(1)考試考核成績組成
總成績=基本操作技能40%+基本知識、基本理論、基本施工工藝閉卷考核40%+施工組織、施工方案的討論及分析10%+網絡資源利用、施工新技術的認知報告10%。
(2)實施方案
①模擬實際操作考核結合《水利工程施工》操作性強的特點,在校內施工實訓場所模擬實際工程,進行鋼筋、模板工種的實際操作,考察學生的知識運用能力和操作技巧。②閉卷考核結合施工工程,以閉卷的形式考核基本知識、基本理論、基本施工工藝,要求學生在規定的時間內完成。③施工組織、施工方案的階段性討論及分析在某些相關章節內容后,模擬工程的施工組織、施工方案進行討論,針對學生的分析、現場答辯進行綜合評定。④對施工新技術的認識學生利用網絡資源,熟悉國內外施工新技術,并寫出心得體會,根據“報告”的內容評定成績。
6實踐教學基地建設
關鍵詞 大學生電子設計大賽;實踐教學改革;創新人才培養
中圖分類號:G640 文獻標識碼:A 文章編號:1671-489X(2013)12-0018-03
教育部有關“辦出特色、爭創一流”的指示中提到:“各高校要以需求為導向,推動新一輪高等教育改革。各類院校都要合理定位,努力形成自己的辦學理念和風格,在不同層次、不同領域辦出特色、爭創一流。各地教育部門要大力開展就業實習實訓,建立穩定的、能滿足教學和就業需要的實習實訓基地。”
為了貫徹落實教育部指示精神和具體實施華中科技大學文華學院“2012版本科專業人才培養方案”,以培養學生實踐能力、創新能力和提高教學質量為宗旨,以實踐教學改革為核心,以實驗資源開放共享為基礎,以高素質實驗教學隊伍和完備的實驗條件為保障,創新管理機制,全面提高實驗教學水平和實驗室使用效益,改革人才培養模式,成立“電工電子創新人才培訓中心”。
“電工電子創新人才培訓中心”的培養模式是:實施“2012版本科專業人才培養方案”,在學生自愿的基礎上利用課余時間(安排在相應學期第3~16周的周六和周日,以及部分暑假時間)補充實施“創新人才培養方案”,實施個性化特色教育。“創新人才培養方案”是以提高學生的綜合素質和社會實踐能力、以提高學生就業技能和就業競爭力為目的,采用先進的教育理念、實踐教學觀念和管理體制;構建先進的實踐教學體系、內容和方法、先進的創新型實踐教學團隊,配置先進的儀器設備;以參加全國性和省級“電子設計大賽”和“IT創新設計大賽”等各類學科競賽的成果作為對實踐教學效果的檢驗,以“電工電子創新人才培訓中心”畢業學生的創新能力和就業能力的提高作為實踐教學的特色。
1 “中心”設立的目的、意義及指導思想原則
“電工電子創新人才培訓中心”培養學生在機電一體化、電氣自動化、自動控制、電子科學、電子信息、光電信息、通信、儀器儀表與數字控制等1~2個領域內具備硬件、軟件的理論基礎及專業知識和技能。“中心”著重實踐能力、學習能力和綜合素質的培養,以適應21世紀信息科學與技術的發展需要,能在相應領域內從事各種元器件、部件的制造和應用,能從事系統設計和系統集成等工作,以及對新產品、新技術、新工藝的研究、開發和管理的工作。培養“合格+特色”的一線工程技術專業人才,提高學生的工程系統創新能力,拓展學生就業領域,同時提升學院在同類院校中的競爭力,打響學院品牌。
“中心”設立的指導思想原則是以全國大學生電子設計大賽為主線,以常態化運行為管理方式;以提高學生的實踐技能為目標,以“理論、設計、實驗、技能”四位一體的教學方法為手段,旨在提升學院在各級電子設計大賽中的競爭力和影響力。
2 “中心”的運作模式
2.1 穩定隊伍,固定場地,規范管理
變突擊集訓為常態培養,改變原帶隊教師臨時召集,場地臨時借用的松散型管理方式,建立有著穩定的師資隊伍、固定的培養場所、明確的培養目標、系統的培養計劃、優質的參賽梯隊的規范化運作機構。
從目前已有的師資力量來看,總體滿足“中心”的運作要求,但在師資隊伍的穩定性、年齡結構的合理性、專業的匹配性等問題上難以滿足“中心”中長期發展目標;從場所來看,開出理論課程的場所已解決,而系統培訓,開出設計、實驗、技能等課程的場所不足;從管理來看,規范師資、安排教學計劃、配備場地、調用實驗器材、控制參賽隊的數量和質量等,已有相應的管理辦法和考核標準。
目前采取的實施方法為:1)對師資的培養建立“傳幫帶”的機制,通過搭班子,以老帶新、中帶青、強幫弱,提高師資的水平;做好“中心”教師資源規劃,以年齡、職稱、專業方向、協作能力作為依據,解決師資長遠發展問題;2)“中心”理論培訓納入日常教學安排,教務統籌排課,解決理論課教室的問題;落實學部實驗中心統籌管理職能,協調實驗室安排,提高實驗室利用效率,解決實驗、專題訓練、強化訓練場地不足的問題;3)以2013年湖北省電子設計競賽為切入點,在實踐中摸索,逐步完善各項管理制度,最終達到創建“電工電子創新人才培訓中心”管理體系的目標。
2.2 建立階梯式淘汰機制,不斷優化參賽隊伍
改變以前精英強化訓練方式,建立大一、大二、大三階梯式的逐級淘汰機制,不斷優化參賽隊伍,保證參賽隊伍的相對穩定性。總結3年以來的電子設計大賽培訓經驗,多方聽取學院領導的意見,根據學生自身的興趣和條件,結合學院實行“潛能導師”個性化教育理念,初步計劃只在信息學部和機電學部各專業招收電子設計競賽培訓生源,大一招收120人,大二招收80人,大三招收45人。而實際報名人數達到702人之多,其中大一(2012級)384人、大二(2011級)203人、大三(2010級)115人。考慮到學部的師資、場地、經費等諸多因素,學院做出決定:對大一(2012級)的384人進行選拔賽,最終錄取138人,編成4個班,保證兩學部各專業都有人參加。
綜合計劃招生和實際招生情況,按3:2:1的比例控制,以創新學分、潛能興趣方向及晉級考試等方式,建立大一、大二、大三階梯式的逐級淘汰機制,保證穩定培訓生源,優化參賽隊伍。
2.3 以常規學科教育為主,在優中選優,鍛造實踐人才
常規的學科教育是正常按專業教學計劃進行的培養,而“人才創新培訓中心”是按個性化教育理念,以電子設計競賽為主線,對有潛能的電工電子人才的強化培訓。在師資安排、學生課程安排上,以常規學科教育為主,以培訓中心為輔;在滿足正常教學的前提下,兼顧中心的教學;如果正常上課時間與培訓課程時間沖突,以正常上課為主。
在此,有一點除外:大三的暑期正是電子設計競賽強化訓練時間,部分專業的暑期生產實習和電子設計競賽開賽時間沖突。這時考慮學生意愿,是選擇生產實習還是電子設計競賽,若選擇電子設計競賽,則可以用電子設計競賽的培訓替代生產實習的學分,與此同時,“創新人才培訓中心”出具相應的證明材料。這樣,一方面作為學生替代生產實習學分的依據,另一方面為實際參賽隊伍的穩定提供有力的保障。以上這些措施是鍛造實踐人才的基石,也是培訓中心健康發展的保障。
2.4 個性化培養模式,強化大賽技能技巧
為了落實個性化的教育理念和學院人才潛能的挖掘,成立“電工電子創新人才培訓中心”,有組織、有計劃地推動個性化的培養模式。
1)科研創新培養模式:在培訓中心的運作模式下,在大一、大二和大三的學生中,若發現有科研潛質的學生,則單列出來,進行一對一的指導,另外通過申請“大學生創新設計”專項經費予以資助;若發現有理論和工程素養的學生,則提前進行指導,指導學生發表科研論文,或者引導學生進行發明創造。
2)課題培養模式:在學院的組織與管理下,有課題的教師把課題放到“中心”,組織“中心”師生進行課題的開發,特別是學院立項的課題納入“中心”平臺中來,一方面讓“中心”優秀學生得到鍛煉,另一方面讓課題得以完成,最終為學院發展科研打下基礎。
3)引進“企業+中心”共同培養模式:通過學院引進校外企業,按照企業用人單位的要求進行培養,簡稱訂單式的培養,這是高職院校一貫的成功做法。另外可以設法把公司的崗前培訓、生產培訓、技能培訓和高級技能資格證等都嵌入到“培訓中心”來。
2.5 在大賽中鍛煉隊伍,向著以賽養賽的目標不斷發展
通過不斷的培養、在大賽實踐中的磨練,形成科學的、個性化的創新人才培養模式和強大的師資力量,創造品牌效益和經濟效益的雙豐收。以大賽為主線的培訓模式,如果運作取得實效,可以考慮以賽養賽的想法,一些大賽配有獎金,獲得的獎金可以按比例反哺到“中心”日常運營中來,還可以通過和外單位的科研協作、校外企業的資助等方法來維持“中心”的運作。
3 培訓安排
“中心”為成功參加2013年全國電子設計競賽,特將培訓課程分為3個階段,即電子設計競賽基礎培訓課程階段、專題訓練階段和強化培訓階段。
3.1 建立較完善的電子設計競賽培訓課程教學體系,為培養創新人才端出豐富的知識套餐
為了鞏固和加深理論和實驗環節,基本解決“四位一體”綜合教學中的“兩位一面”的問題,研究推出具有培養、選拔功能的三段式集訓課程教學體系,即電子實用技能、電子技術應用、實用電子系統設計與創新。共有8門課程,分別是電工電子工程基礎、單片機原理及應用、電力電子技術、集成電路應用、高頻技術及通信系統設計、CPLD與儀器儀表設計、數字控制系統設計、電子系統案例設計(理論與實踐并重,實踐學時遠多于理論課時),加上一個強化訓練(根據各人興趣不同,可做多個自選課題,包括獨立設計的創新性課題)。
由于集訓課程在設計上具有很強的知識集成性與旨在應用的工程實踐特性,它是相關課內教學通向應用的橋梁,因此,并不主張用它來替換相關課程的課內教學,只有這樣,才能保證培養的創新型人才具有更厚實的理論基礎和更強的創新能力。
3.2 專題訓練階段
專題訓練主要是針對歷年全真試題進行培訓,共分成4個專題:交直流穩壓、穩流電源設計;通信系統設計;儀器儀表設計;數控系統設計。每個專題初步定為32學時,共計128學時,主要針對大三的學生進行培訓,通過全真題認真剖析,讓學生對電子設計競賽有一個全面的了解,讓學生掌握全部單元電路的設計,熟練掌握基本軟件的使用技能以及培養快速編程的能力,完成基本單元電路和基本程序模塊的儲備,為開賽時增添自信心。
3.3 強化訓練階段
1)強化訓練重要性。電子設計競賽基礎課程培訓第一階段形成“理論”和“實驗”一個面,構成參加電子設計競賽學生的基礎知識平面,有了這知識的平面,使其構成知識體成為可能;再通過第二階段的專題訓練,能讓電子設計競賽學生的電路“設計”和編程“技能”形成另外一個新的知識平面。
若這兩個知識平面是平行的,則電子設計競賽學生沒有經過第三個階段,這樣掌握的知識是相對獨立的知識平面,只有經過第三階段的強化訓練,才能讓兩個獨立的知識平面相交,就構成電子設計競賽學生一個完整的知識體。以“理論、設計、實驗、技能”四位一體的綜合教學方法才能讓個性化教學理念更進一步得到升化。
2)強化訓練的計劃。強化訓練歷時超2個月,共計64天,所有16位參加電子設計競賽的指導教師要輪班指導,完成64×16=1024學時的指導任務。競賽前兩周,明確帶隊教師及參賽隊員,形成參賽組隊。每一個參賽選手、每位指導教師要全面備課,有目的地去解決每一位學生的具體問題,讓每位學生都要完成1~2個功能完整的設計作品,至少掌握2個方向的競賽內容,以一個方向為主,另一方向為輔,以不變應萬變。
4 創新人才培養模式探索總結
毋庸諱言,獨立學院的辦學條件與學生實力和一般本科院校相比,有一定差距,而且對“大三下”的學生而言,面臨考研壓力,對參加電子設計競賽既抱有希望,又有顧慮,怕得不償失。然而,文華學院以培養應用型本科人才為主,從2006年開始進行電子設計競賽方面的教學改革,容太平老師的“依托電子通信實訓基地建設充分發展學生潛能的實踐性教學環節的研究”從2006年開始進行教學改革,推進素質教育的理念,鼓舞學生參與電子設計競賽競爭。
到目前為止,文華學院的電子設計大賽參賽經驗已經有6年了,取得優異成績:2008年共有6人獲得湖北省二等獎;2009年共有3人獲湖北省三等獎,3人獲“天華杯”全國電子專業人才設計與技能大賽二等獎等;2012年3人獲畢RIGOL杯全國電子創新設計大賽全國一等獎等。學生通過電子設計競賽,獲得了寶貴的人生歷練的勇氣和信心,知道了從集訓中獲取知識、歷練意志,將知識轉化為自身能力才是關鍵中的關鍵,也才是對電子設計競賽宗旨的本意回歸。
所以,把電子設計競賽和教學改革統一起來,也是領導和教師激勵學生參賽的重要指導思想和提高電子設計競賽集訓質量的一種有效辦法。電子設計競賽作為一個契機,推動了課程體系、教學內容、實驗模式的改革,這些教學改革的深入又必將把競賽推向更廣泛的參與和更高的層次。
參考文獻
論文摘 要:根據高職機械類專業電工電子技術課程教學中出現的問題,針對高職學生的特點,從教學內容的選取,教學方法、教學手段、考核方法的改革,理論與實踐更好的融合等方面進行了分析、總結。
電工電子自問世以來,已經延伸到社會的各個領域,機械類產品也慢慢的過度為機電一體化產品的方向發展,社會對機械工人的要求也從機械類單一工種,轉變為機電類復合人才的要求。因此,電工電子已經成為機械類專業的一門重要的基礎課程,而且是一門理論性和實踐性都非常強的基礎課程,本文針對應如何使非電類機械類專業的高職學生在學習“電工電子技術”上,既能夠滿足專業和職業能力的需求,又不是像本科教育那樣,立足打好深厚基礎。根據高職學生的特點,重點以實踐、應用為主線來進行教學改革。
1 存在的問題
(1)理論與實踐脫節。傳統的教學方式是理論教學與實踐教學是分開的,而且理論知識往往過分追求教學內容的系統性與完整性,這就忽視了“電工電子學”作為應用學科的實用價值,使學生缺乏明確的學習目標,難以理解課程的目的和意義,不但給學生的學習造成很大困難,也影響了教學質量的提高和應用性、技能型人才的培養。
(2)教學方法陳舊古板。教學方法基本上采用“老師講,學生聽”的灌輸方式,有些教師對新的教學方法和手段不熟悉不適應,課堂教學講得過多過細,缺乏新意,沒有留出足夠的時間供學生思考回味。此外,課后作業過多也使學生無暇思考,這樣導致學生始終處于被動狀態,無法激起學習的興趣和熱情。
(3)考核方式單一,內容片面。電工電子學”課程的考試方式采用閉卷筆試,內容主要是理論知識。這樣既不利于學生對知識的全面掌握,又不符合高職學生的特點。
2 改進措施
(1)課程整合和優化。
打破學科體系,改革課程設置,實施課程內容的簡約、集成與重組,體現出高職教育的特色。以實際應用能力培養為主線,精減教學內容,去除理論推導、證明、驗證內容,注重技術重現和技術實現。
實現做中學,弱化過深、偏難的理論,突出知識在專業中的實際應用。以適用、實用為原則,優化知識技能結構,形成與應職崗位相一致的教學內容。從應職崗位需要出發,將各課程的知識與技能有機地結合起來,增加實用性和針對性,刪去一些與今后工作關系不大的枝節。例如,很多教材大篇幅講解二極管如何形成單向導電性,三極管內部載流子的傳輸情況。而在實踐中,只有從事專門研究的人員,才可能用到這些原理知識,對于以培養應用型人才為主的高職學生,重點應該放在二極管、三極管的作用,如何判斷二極管正負極,三極管的標號及管腳判別鑒定,如何通過參數來選擇二極管、三極管的型號等內容上。對于電子電路應強化集成電路方面的內容,特別是集成電路的應用。對難度較大,求解過程復雜的例題、習題進行刪減。
(2)加強與專業方向的對接。
大部分機械類專業均開展了電工電子課程,但專業方向不同,學生所需知識的側重點也有所不同。電工電子是專業基礎課程,一般在大一第一學期就開設了此課,學生對專業的認識還不夠了解,教師給不同專業的學生上課時,授課內容既要注意與各學科專業基礎知識的銜接,又要兼顧與后續課程的聯系。并且課程內容按不同專業編排,采用靈活的組合方式,以適應不同學科、不同學時和各層次學生對課程深度和廣度的要求。比如,針對數控類專業,教師可以結合數控機床的定位系統,講解數字電路中數模、模數的轉換;針對汽車專業,教師可以結合汽車測速裝置的工作原理,講解計算器的功能。
(3)課堂教學方式靈活多樣。
高職學生基礎相對薄弱,教師應根據學生的實際水平,對基礎知識、基本內容和重點內容精心組織,運用多種多樣的教學方法,如比喻法、類比法、啟發質疑法、講練法、實驗演示法,使學生能克服厭學心理,鼓勵幫助學生樹立自信心,提高學生的學習興趣,促進求知欲。對于理論性較強的內容,教師要耐心對待學生,引入各種案例,多講多練,反復強化重要的知識,不講則已,講的就務必使學生掌握。
(4)充分利用現代科技,拓寬教學手段。
抽象的電工原理講解起來容易覺得枯燥乏味且生澀難懂,如電介質的極化、電容的充放電等,若能合理巧妙使用輔助教具,往往能收到事半功倍的效果。教師可以通過教學錄像,直觀的實物模型和幻燈片、投影,生動詳盡、圖文并茂的教學課件,讓學生學習起來興趣盎然,使教學過程縮短時間,盡可能增加信息量,開拓學生視野,進一步深化了對基礎理論的掌握。為了適應目前既要減少教學時數,又要增加課堂信息量的教改形勢,同時培養學生學習主動性,提高自學能力,充分利用網絡資源教學是最有效可行的方法之一。在校園網絡上向學生提供電子教案、網絡課件等網絡教學資源,利用網絡進行答疑,接收學生反饋意見,更好地與學生交流。學生可以利用網上試題庫,在網上隨時進行自檢自測。我們目前已具備的資源有:電子教案、多媒體課件,網上實驗室、精品試卷、習題庫等,極大地提高了學生的學習興趣。在理論教學中引入EDA技術,來改善教學質量,使理論分析得以驗證。對于一些比較抽象的內容,教師用語言不易描述,學生也難以理解,還有許多電工電子的概念需要通過實驗以闡述和驗證。在課堂講解內容涉及需要實驗演示電路時,調用事先建立的EDA電路文件進行現場演示,不但提高了教學效率,而且降低了教學難度。例如,在講解基本放大電路的靜態工作點對輸出波形的影響時,要通過實驗來加以驗證。實驗教學中引入EDA技術,可以解決三個方面的問題:一是實驗信號存在時間過短,用常規儀器往往很難觀察得到,借助EDA技術,可以方便觀察;二是在電工電子實驗中,將實驗任務布置給學生,讓學生先進行理論設計,然后按照設計要求進行計算機仿真設計,完成仿真設計后,再在實驗室按照仿真電路裝配實際電路進行測量;三是可以進行虛擬的仿真實驗,根據教學內容和專業要求,聯系生產實際提出簡單的設計題目,讓學生進行理論設計,然后在計算機上完成仿真實驗,檢驗和完善自己的設計作品。
(5)理論教學與實踐教學相結合。
電工電子技術是一門基礎學科,也是一門應用學科,學生不僅要掌握必要的理論知識,而且還要把這些理論靈活應用于實踐中。但是學生到工業、企業中實踐的機會很少,從而無法了解工業、企業中是如何進行具體工作的。
為此,在教學中,每章都從最基本的應用實例出發,由實際問題入手通過技能訓練引入相關知識和理論,由實訓引出相關概念及相關電路。首先是教師提出學習的內容、目的、要求及其他相關事項,學生自主學習有關內容,再通過自己動手做的方式來加深對所學知識的理解,同時獲得相關技能的訓練。這種在教師指導下,感性認識與理性認識交互進行,對學生自主學習起到良好的促進作用。教學所選實訓項目應與機械專業建立聯系,這樣的學習方式會極大地激發學生學習理論的動機。
此外,實踐教學場所按照職業活動環境來布置,突出其職業性的特點,同時,實踐教學嚴格按照生產、建設、管理、服務第一線的現場有關規定,來強化學生職業技能訓練和職業素質訓導,著重要求學生要有一絲不茍、嚴格認真的工作作風。
(6)建立以能力為中心的課程考核體系。
改變傳統的考核方式,強調考核學生的能力,實現課程考核向過程考核的轉變。學生學習效果的好壞,主要取決于整個教學過程,與之相適應,考核也貫穿整個教學過程。提高學生的素質為考核中心,考試不再局限于閉卷一種形式,而是采用開放靈活的考試方法,包括開卷考試、課程論文、口試、實際操作、調查報告、綜合考查等形式。不同內容采用不同的考核形式,如考基本理論采用閉卷的形式;考實訓采用項目制作的形式,根據學生態度和動手操作能力,現場綜合評定學生的實驗實訓成績;對于綜合分析和電路設計采用開卷的形式;平時的作業可以結合生產實際寫課程論文和調查報告;使評分方式科學化。課程結業成績由平時成績、實驗實訓成績、期末成績(試卷)組成,為了充分調動學生全程參與學習,使學生把注意力轉移到日常學習中,擴大平時成績和課程測驗的比例,具體是平時成績占20%,課程測驗成績占40%,期末成績占40%。另外,在平時測試和實驗考核中,改革記分方式,實行實質性評價,一些考核按照ABCD級制度評分,淡化分數,促進學生的全面發展。
注重考核反饋,現在我們在教學中往往注重考核,不注重反饋,其實考核的目的是要重視反饋,通過反饋來是學生了解自己的不足,使老師反省在以后的教學中如何講解來是學生能夠更好的減少錯誤,學生在反省中找到原因,改正錯誤。
3 結語
機械類專業的電工電子課程教學改革是一項長期的工作,經過多年的思考與經驗積累已初有成果,在以后的改革中,是該課程更加的理論與實踐相結合,更具有鮮明的特色,真正的實現做中學,快樂學習。切實減輕學生學習負擔,提高學生的學習興趣。
參考文獻
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【關鍵詞】電子產品裝配;電工電子專業課程
中圖分類號: F407 文獻標識碼: A
一、前言
在我國的電工電子專業課程中,電子產品裝配占據了很大一部分篇幅,如何讓學生學好電子產品裝配的基礎知識,并了解其在電工電子專業課程中的作用十分重要。
二、電子產品裝配理論知識
1.電子元器件基礎知識:重點要掌握各電子元器件的結構組成、分類、作用、電路符號及常用的字母表示符號、引腳判別和性能檢測等。對不同的元件要求的內容和程度也不一樣,電子裝配中數量上用得較多的、常用的應該作詳細的介紹,例如,電阻、電容器、二極管、三極管等。不常用的元器件,如晶振、陶瓷濾波器、可控硅、場效管、達林頓管、電聲器件和顯示器件、變容二極管等,對這些元器學生平時接觸少,用的機會也少,但很多現代電子設備中用到了這些元件,對這些元件的作用、電路符號及性能特點作一些簡要的介紹。
2.電子裝配基礎知識:電子裝配中常用的工具及設備的作用;裝配前應做好的準備工作;元件及材料的認識和清點;用到的工具及設備;元件的篩選(外觀檢查及儀表測試):裝配順序:從小到大,從輕到重,先里后外,先水平后立式,上道工序不影響下道工序的安裝;裝配的工藝要求要讓學生記背;手工焊接的步驟及影響焊接質量的因素;SMT安裝技術,教材上只作了簡要的闡述,但目前很多電子廠教采用了該技術,所以教學中要作專題講解。導線與接線端子的焊接種類和常見的焊接缺陷:裝配技術文件:能看懂原理圖或工裝圖;萬用表的使用步驟及方法;電子產品裝配中的注意事項:防觸電、防塵、防潮、防靜電等;印制電路板的認識及使用注意事項.
三、電子產品裝配基本技能
電子產品裝配基本技能如下:電子產品裝配中工具及儀表的熟練使用,如萬用表、示波器、信號發生器、計數器、頻率計等:手工焊接的訓練;元器件的引腳成形:導線端頭的搪錫處理;元器件的性能檢測與判斷:電子整機的防塵與屏蔽;導線的走向與捆扎;印制電路板的結構組成及使用;整機裝配工藝與要求:電路板的清洗;元器件的拆除。
四、基于電工電子專業課程的電子產品裝配
1.開展以項目為主導的模塊化教學
電子產品裝配與調試涉及內容廣泛,如何將這些內容串接起來呢?最好的辦法就是設置訓練項目,將教學內容模塊化,電子理論與實操整合進項目之中,使枯燥的理論知識具體化。如:依據競賽時的內容,實習時分為電子元件與儀器模塊、電子產品裝配訓練模塊、模塊安裝與測試、protel抄板模塊、單片機裝配模塊、綜合訓練模塊等, 在每個模塊中,分若干項目展開,每個項目下有具體的實訓目的,將理論及實訓中的要求滲透進去。實習中,把握兩條主線,一條是各實訓模塊, 讓學生系統的掌握電路的元件識別、電路安裝、電路檢修、電路調試等知識,另一條是各實訓模塊下的知識要點,以任務為導向,以問題為紐帶,掌握這些理論等知識就容易多了。這樣進行實習教學時就按部就班,有的放矢,老師易教,學生易學,學生在輕松愉快的環境下學習, 學習興趣越來越濃,實習效果也有大幅提高。
在具體專業裝配教學過程中應努力實現:以問題為紐帶、化結果為過程、以綜合為導向,以項目為主導的模塊式教學。
2.發揮學生主觀能動性, 開展探究性學習
探究性學習是一種積極的學習過程,主要是學生自己探索問題的學習方式,是一種理論與實踐相結合的綜合實踐過程。電子產品裝配與調試競賽涉及的知識面非常廣,需要掌握的知識比較多,要求競賽選手臨場發揮的能力特別強,在教學中培養學生獨立解決問題的能力相當重要,學生獨立解決問題的能力從何而來呢?在實訓教學中充分發揮學生主觀能動性,開展探究性學習, 對于學生能力的提高很有幫助。
五、電子產品裝配在電工電子專業課程中的作用
電子工業的發展,促進了電子產品裝配技術的提高,具體技術發展如下。
1.過孔安裝技術
(一)元器件的布局與排列。元器件布局、排列是按照電子產品電原理圖,將各元器件、連接導線等有機地連接起來,并保證電子產品可靠穩定地工作。如果布局、排列不合理,產品的電氣性能、機械性能都將下降,也給裝配和維修帶來不便。
(1)元器件布局的原則。應保證電路性能指標的實現;應有利于布線,方便布線;應滿足結構工藝的要求;應有利于設備的裝配、調試和維修。
(2)元器件排列的方法及要求。元器件的標志方向應按照圖紙規定的要求,安裝后能看清元件上的標志。若裝配圖上沒有指明方向,則應使標記向外,易于辨認,并按照從左到右、從下到上的順序讀出。
安裝元件的極性不得裝錯,安裝前應套上相應的套管。安裝高度應符合規定要求,同一規格的元器件應盡量安裝在同一高度上。安裝順序一般為先低后高,先輕后重,先易后難,先一般元器件后特殊元器件。元器件在印刷板上的分布應盡量均勻,疏密一致,排列整齊美觀。不允許斜排、立體交叉和重疊排列。元器件的引線直徑與印刷焊盤孔徑應有0.2~0.4mm 的合理間隙。一些特殊元器件的安裝處理。MOS 集成電路的安裝應在等電位工作臺上進行,以免靜電損壞器件。發熱元件要與印刷板面保持一定的距離,不允許貼面安裝,較大元器件的安裝應采取固定(綁扎、粘、支架固定等)措施。
2.表面安裝技術
表面安裝技術(STM)又稱表面貼裝技術、表面組裝技術,是將電子元器件直接安裝在印制電路板或其他基板導電表面的裝接技術,主要問題有這幾點。
(一)元器件有缺憾。表面安裝元器件目前尚無統一標準,給使用帶來不便。品種不齊全,價格高于普通器件也是發展中的問題。
(二)技術要求高。如元器件吸濕引起裝配時元器件裂損,結構件熱膨脹系數差異導致焊接開裂,組裝密度大而產生散熱問題復雜等。
(三)初始投資大。生產設備結構復雜,涉及技術面寬,費用昂貴。
3.微組裝技術
微組裝技術(MPT-microelectronics packaging technology,又作MAT)和集成電路技術的不斷發展是實現電子產品微小型化的兩大支柱。微組裝技術被稱為第五代組裝技術,它是基于微電子學、半導體技術特別是集成電路技術,以及計算機輔助系統發展起來的當代最先進組裝技術。它是以現代多種高新技術為基礎的精細組裝技術,主要有以下基本內容。
(一)設計技術。微組裝設計主要以微電子學及集成電路技術為依托,運用計算機輔助系統進行系統總體設計、多層基板設計,電路結構及散熱設計以及電性能模擬等。
(二)高密度多層基板制造技術。高密度多層基板有很多類型,從塑料、陶瓷到硅片,原膜及薄膜多層基板,混合多層及單層多次布線基板等,涉及陶成型、電子漿料、印刷、燒結、真空鍍膜、化學鍍膜、光刻等多種相關技術。
(三)芯片貼裝及焊接技術。除表面貼裝所用組裝、焊接技術外還要用到絲焊、倒裝焊、激光焊等特種連接技術。
(四)可靠性技術。主要包括在線測試、電性能分析、檢測方法等技術,以及失效分析。
六、結語
電工電子專業課程的學習對電力專業的學生至關重要,因此,在電工的后續學習中,要不斷提高學生學習水平,加強對電子產品裝配的重視,嚴格學習體系,促進電工電子專業水平的提高。
參考文獻:
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[2]聶輝海 2010電子競賽總結匯報 2010廣東省電子產品裝配與調試競賽研修班上的講話
[關鍵詞]維修電工;技能訓練;技能測試;培訓機制
中圖分類號:F27 文獻標識碼:A 文章編號:1006-0278(2013)03-028-03
一、引言
近年來,公司設備大規模升級換代,現有設備均采用了國際上最先進控制技術。PLC、現場總線控制、驅動技術以及先進自動控制技術的引進讓生產力得到極大提升,但同時也對電氣維修工的技能水平提出了更高的要求。公司為切實提高維修電工的技能水平進行了卓有成效的探索,如師帶徒、技能鑒定培訓考核、各種委外培訓。但以上各種手段,還不能有效保障維修電工技能持續提升,其培訓存在不同漏點。為有效解決目前維修電工訓練時間不夠,訓練內容不切合公司實際,訓練內容不系統等難點,并利用該系統有效檢驗維修電工的真實水平和發掘人才;單位計劃以國家職業標準為指導,以國家教育與培訓部門所頒布的教學大綱、鑒定題庫為依據,以職業技能各知識點技能點的實現為重點,結合當前生產實際,利用當前機電一體化的所有典型技術建立維修電工技能訓練系統。
二、維修電工基本現狀
1.單位目前在崗員工4500余人,而在崗的維修電工定員175人,占在崗員工近4%,但確保障了近200萬箱卷煙生產的設備運行。截止2012年10月,單位目前維修電工崗位人員見下表
2.單位在崗員工平均年齡38歲,從卷煙生產的勞動強度和技術要求分析,不存在老齡化的問題,應能滿足生產的血藥。截止2012年10月,單位目前維修電工的年齡結構如下表
3.單位目前高技能人才較為缺乏,從事維修的近500人中,取得高級技師資格的人員不到20人,只占維修隊伍的近4%。截止2012年10月,單位目前維修電工的技能水平如下表
單位目前高級工和中級工及以下人員合計127人,占總人數78%,技師、高級技師人員占22%,高技能人才缺乏,與公司教育培訓規劃40%以上為技師人員的目標還有一定差距。
4.單位從事維修的近500人中,大專及以上學歷的占44.4%,中專、技校學歷的占32.51%,高中及以下學歷的占23.32%;學歷結構偏低。中專中技學歷人員中,較大一部分屬于函授學歷,接近50%的維修人員未受到系統的專業知識訓練,能力提升受限。截止2012年10月,單位目前維修電工的文化程度如下表
目前單位大專以下人員為34人,占總人數21%,大專及以上占79%,從其文化程度和所學專業情況分析,能有效支持公司的人才隊伍建設目標。
5.單位維修電工有效工作時間現狀。隨著單位陸續開展的技改和購買先進設備,使單位設備大規模升級換代,現有設備均采用了國際上最先進控制技術。因而目前單位設備故障率較低,卷包設備有效作業率保持在90%左右,制絲設備停機率為1.4%左右,故單位維修電工的有效工作時間不足50%。
6.單位維修電工目前培訓現狀。目前單位維修電工培訓主要是送外培訓,如與高校密切協作,進行鉗工基礎知識培訓;與鑒定機構培訓,進行職業鑒定培訓;針對維修電工日常工作中遇到的難點和困難,與生產廠家聯系,送外培訓。
今年,隨著用工分配制度改革深化,在聘任的技師和高級技師的任務工作單中,添加了帶徒任務,加大了師帶徒培訓。
三、單位維修電工培養過程中需要解決的問題
單位四個分廠先后進行了整體技改和局部技改后,技術裝備水平全面提升,四個分廠目前的設備在國內也處于領先水平。但隨著先進設備的使用,其對維修電工的要求也越來越高,從目前維修電工人員現狀分析,需解決以下幾個問題,才能有效對接單位“一流競爭力卷煙制造基地”的戰略目標。
(一)維修電工技能整體水平不高,不能有效支持單位十二五規劃目標
從單位維修電工人員的年齡結構、文化程度分析,按目前鑒定的要求,技師及以上人員應該占維修電工人員的絕大多數,但實際情況是單位的技師及其以上人員只占維修隊伍人員的21%。而按照單位的十二五教育培訓規劃目標,技師及其以上人員必須占到公司維修電工隊伍40%以上,才能有效保障公司先進設備有效運行,支持單位十二五戰略目標的實現。
從單位近幾年鑒定情況和公司的發展歷程來看,單位維修電工技師及以上人員缺乏主要有以下3個原因:
1.行業從1999年開展職業技能鑒定,但維修電工未包含在內,一直以來,維修電工基本是靠維修工志愿參加地方鑒定,這種局面直到公司2009年出臺了《職業技能鑒定辦法》以后才得到改善。
2.用工制度改革以前,職工的薪酬與其職業技能等級基本無關系,只和職工所在崗位有對接,取證與否,對職工的收入影響不大。這種情況也影響了職工申報職業鑒定的積極性。
3.單位維修電工的來源基本為大中專畢業生,歷史上這類型職工都走的職稱路線,以取工程師等職稱為目標,但在單位成立之前,由于各種原因,職稱評定工作未有效開展,也使部分職工對取證或評定職稱失去興趣。
(二)維修電工技能培訓方式單一,缺乏完善的培訓規劃
從目前維修電工的培訓現狀我們可以總結出一個問題,就是維修電工技能培訓方式單一,缺乏完善的培訓規劃。一是單位缺乏實訓設備,員工在工作間隙無法利用設備加強動手能力的培訓,只能通過看圖紙來熟悉,培訓的有效性和針對性不夠。二是遇到維修難點和困難,只能送外培訓,無法通過實訓設備進行專研和攻關。三是維修電工的培訓,基本靠送外培訓,但送為培訓有明顯缺陷就是因工廠的生產導致送培人員少,費用高,其系統性不夠,導致員工培訓規劃不完善。
(三)維修電工有效工作時間不足,不能從工作中有效提升技能水平
單位先進設備的引進,標志著單位設備具有多功能、高效率、高智能、高可靠性,同時又能省材料、省能源,并且產品輕、薄、細、小、巧,充分滿足了生產的省力化、自動化需求。但同時也標志著機器電氣故障減少,維修電工動手維修機器的時間減少,表明員工通過工作演練進行培訓的時間減少,因而不能從工作中有效提升水平。
(四)社會鑒定機構鑒定的內容與工廠實際情況不符,不能有效檢驗維修電工技能水平
目前由于行業未開展維修電工技能鑒定工作,單位的鑒定工作主要依托社會力量。但從社會鑒定機構的培訓教材和員工鑒定后反饋的情況看,其教材明顯落后于現今主流技術,并且與工廠實際運用技術不符,不能有效檢驗單位檢驗維修電工技能水平。
四、通過建立維修電工技能訓練測試系統持續提升維修電工技能水平
隨著行業用工分配制度改革和持續深入以及單位相關制度的建設和完善,如《職工競賽管理辦法》、《職業技能鑒定管理辦法》。職工的收入與其貢獻和技能水平掛鉤,從思想上解決了職工提升技能水平的問題。但要真正使職工提高技能水平,我們不僅要在制度上保障,也要利用國內先進培訓模式并結合公司實際在硬件上給予支持。
目前,各大院校和國內各大中型企業都陸續建立職工(學生)訓練中心,單位這套系統的設計將充分借鑒當前控制技術和這些現有訓練測試系統的成果,盡量涵蓋機電一體化的所有典型技術并結合車間實際將卷包、制絲、輔聯、動力涉及的各種設備工作流程包含進來。卷煙生產的過程中,制絲、卷包、輔聯以及動力雖然需要掌握的技術大同小異,但側重點不同且具體器件也有差異,所以本項目的技術關鍵就是通過大量調查研究設計出的綜合實驗系統要求符合車間大部分電工工作實際,并能用于招聘、訓練學習、技能考核等。
(一)運用維修電工技能訓練測試系統,招聘合適的人才
雖然目前單位維修電工只缺員12人,但考慮到單位技改后,大量先進設備的應用,單位現有維修電工有部分員工由于基礎差、底子薄,且年齡偏大,隨著單位的發展和生產實際的需要,部分維修電工會調整到其他崗位。因此,單位在今后幾年內會招聘一些維修電工,充實維修隊伍。
運用維修電工技能訓練測試系統。一是我們可以測試招聘人員對常用電工工具、儀器儀表操作技能的掌握程度;二是我們可以測試招聘人員對常用低壓電器(斷路器、熔斷器、按鈕開關、各種繼電器、接觸器、啟動器等)、傳感器、常用電動機、變壓器等的結構、特性、工作原理等的理論知識掌握程度;三是我們可以測試招聘人員電氣識圖和繪制簡單電氣控制圖能力。通過這些測試,我們可以招聘到合適的員工到維修電工隊伍上。
(二)建立維修電工培訓規劃,開展技能競賽形成比學敢超文化氛圍
建立了維修電工技能訓練測試系統,我們充分利用其涵蓋機電一體化的所有典型技術并結合單位車間實際包含了卷包、制絲、輔聯、動力涉及的各種設備工作流程的特點。一是我們結合維修電工現狀,制訂每一個維修電工的訓練規劃及年度訓練計劃,利用訓練測試系統持續提升其技能水平。二是利用訓練測試系統,我們可以開展一系列與公司生產設備維修技術緊密相關的維修競賽活動,通過獎勵競賽活動的優勝選手,營造必學趕超的學習氛圍。
(三)利用維修電工技能訓練測試系統,保障維修電工訓練時間,提升技能水平
維修電工技能訓練測試系統,涵蓋機電一體化的所有典型技術并結合公司車間實際包含了卷包、制絲、輔聯、動力涉及的各種設備工作流程。我們的職工在工作時,利用維修電工技能訓練測試系統,按照維修電工訓練手冊,根據不同人員實際情況進行訓練。一是訓練維修電工對常用低壓電器、氣動元件、傳感器、常用電動機等進行拆裝、檢修;二是訓練維修電工對復雜電力拖動系統的快速識圖、安裝、調試、故障檢修;三是訓練維修電工對交流變頻調速技術的熟練;四是訓練維修電工對常用PLC(西門子S7-300/400、羅克韋爾/AB)的各功能模塊的快速拆裝、功能配置、故障檢修;五是訓練維修電工使用計算機輔助繪設計、仿真軟件、組態軟件、PLC(西門子/羅克韋爾)編程軟件進行設計、組態、編程;六是訓練維修電工掌握工業以太網、工業組態相關知識,熟練使用組態軟件設計現場所需的組態程序。從而有效解決維修電工不能通過工作演練提升技能水平的問題。
(四)通過維修電工技能訓練測試系統,有效檢驗維修電工技能水平
鑒于社會鑒定機構的培訓教材明顯落后于現今主流技術,并且與工廠實際運用技術不符,不能有效單位檢驗維修電工技能水平。我們一是通過維修電工技能訓練測試系統,在維修電工參加社會鑒定前,對其依據公司依托系統開發的測試試題進行檢驗;二是通過加快維修電工培訓教材的開發和建設,力爭將與公司實際設備相符的考題納入到社會鑒定機構的考題中,準確檢驗維修電工技能水平。
數控技術在現代制造技術中的應用,最具代表性的是數控機床,所以數控機床的實訓應是整個機械工程實訓的重點內容之一,數控機床的實訓時間占訓練時間的比例應大一些。常見的數控機床有數控車床、數控銑床和數控加工中心,這3種機床的數量多,具有代表性。對于一臺數控機床來說,包括4方面的內容:制造、操作、編程和維修。實訓的主要內容以操作、編程和加工簡單的零件為主,增加學生的感性認識為主要目的。
1.1合理安排數控機床實訓的時間
由于機械工程實訓總學時的限制,青島農業大學機械專業學生共實習4周。數控機床實訓的內容較多,在訓練時間的安排上,數控車床2天、數控銑床和加工中心2天、其他數控機床1天,這樣既重點突出又全面。數控機床應用了先進的數控技術,和普通機床的實訓相比,講解的時間會多一些。一般操作講解、黑板上指令講解的時間約占1/2,讓學生能較深刻地理解數控機床是如何加工零件的;學生操作機床加工零件的時間約占1/2,使學生有較充足的時間增強對數控機床加工零件的感性認識。總之,實訓的重點雖為實踐,數控機床訓練的特點又決定了講解占了約一半的時間。
1.2合理安排數控機床實訓的內容和方法
在數控機床實訓中,操作、編程和加工零件是主要內容。首先對照機床講解基本的操作;然后學習數控的編程知識;最后加工出零件。編程方法的講解,只能在黑板上講解組成程序的指令字、程序的格式等,然后編寫一個簡單的程序。數控機床的坐標系是主要內容之一,機械坐標系、工件坐標系(編程坐標系)的概念,它們的作用是什么,必須結合編程才能講清楚。數控機床是按程序自動加工零件的,刀具沿程序指令的刀路運動切削工件,刀路的位置必須使用坐標系描述。所以,首先講清各種坐標系的概念,進而才能講清對刀等關鍵的概念,才能理解為什么在編程坐標系下編寫的程序可以在機床上加工出零件等問題。數控機床的實訓內容應與數控機床理論課的內容相輔相成,各有側重,通過數控機床的實訓為下一步學習數控機床理論課打下良好的基礎。數控機床實訓應以機床操作、編程、日常保養和安全使用為基本內容,重點應放在編程和操作上。通過基本編程知識和操作的學習,學生可具備基本的編程和操作能力,為了提高學生的實訓興趣和創新意識,可以讓學生自己設計一個簡單的零件,自己編程,經指導教師檢查無誤后上機加工;或者編程加工一些有趣的零件。如:數控車床上可以加工仿真子彈、仿真酒瓶等;數控銑床上可以加工一些漢字,如“歡迎實習”等。
1.3手工編程和自動編程
數控編程分手工編程和自動編程,形狀復雜的零件加工程序只能由計算機自動編程來完成。在實訓內容上,應手工編程和計算機自動編程并重。手工編程是數控車床實習的基本內容,通過手工編程加工簡單的小零件,是普遍采用的訓練方法。但隨著計算機技術的發展,CAD/CAM在機械加工中的廣泛應用,計算機自動編程也應是數控機床特別是數控銑床實習必講內容之一。由于實訓時間的限制,這部分的內容較多。所以,可以精簡為由實習指導教師通過一個例子演示給學生看,邊演示邊講解,講明形狀復雜及包含曲面的零件或模具的加工必須用計算機自動編程的方法編程,然后加工成所需的零件或模具。自動編程是通過計算機軟件完成的,常用的具有計算機編程功能的軟件有:CAXA、UG、Cimatron、Pro/E等。1.4數控機床仿真軟件的應用機械工程實訓場地往往有限,數控機床價格較貴,配備的數控機床的種類和數量有限,平均到每一名學生的上機操作時間較少。為了解決這個矛盾,可以安排一定的時間,讓學生在機房使用數控機床仿真軟件練習數控機床的操作、編程和加工仿真。也可以不做統一安排,讓學生課后根據自己的情況自由上機練習。數控機床實訓的內容多,時間相對較少,一定要制訂詳細可行的實訓計劃,明確每天的訓練任務、訓練目的、訓練方法和訓練設備。這樣學生面對從未見過的設備就不會感到茫然,教師指導學生也會有條不紊,順利完成實訓任務[5]。
2演示教學法的應用
2.1什么是演示教學法
由于機械工程實訓總學時的限制,學生不可能自己動手操作每一種機床,特別是一些比較危險、貴重和精密的設備,比如高壓水切割機床、三坐標測量機以及電火花線切割、電火花成型等機床。為了解決這個矛盾,基于學校的實際情況,采用了演示教學的實訓方法。所謂演示教學法即指導教師講解機床的加工原理、操作方法、編程方法,然后自己操作機床加工一個零件演示給學生看。通過演示教學的實訓方法,解決了實訓內容多時間少、機床有限及教師有限的矛盾,還可以給學生打下進一步學習研究的基礎。
2.2以電火花線切割為例
電火花線切割屬于特種加工,特種加工是利用電能、化學能、光能或聲能等能量對工程材料進行加工的工藝方法。在特種加工中,加工工具(廣義的刀具)、加工工件與傳統的機加工不同,一般不是采用機械力加工,在實習時學生首先會想到加工工具是怎樣加工工件的。所以實習指導教師在實習的開始,應首先講明電火花線切割的加工原理。實習步驟如下:(1)指導教師啟動機床,用薄鋼板切割一個小五角星演示給學生看。學生發現一根很長的光滑的金屬鉬絲可以切割鋼板時,一定會感到吃驚,想知道它的加工原理是什么。(2)在切割小五角星的過程中指導教師講解加工的原理,舉一個日常生活中簡單的電火花放電的例子:我們平時開關電器或插拔插頭時,會發現有時有電火花放電,嚴重時開關或插頭的導電部位有被燒的痕跡,甚至掉渣。電火花線切割的加工原理就是利用電火花放電產生的熱量使金屬被燒腐蝕而起到切割的作用。講完這個常見的現象后,再講電火花線切割的加工原理,學生就感到易于理解了。(3)指導教師再講解機床的操作方法。(4)簡單講解編程的方法,整個過程大約45min。
3多媒體技術在機械工程實訓中的應用
隨著計算機技術的飛速發展,計算機的多媒體技術和仿真技術已經應用于各行各業。機械工程實訓是一種實踐教學活動,但是計算機的多媒體技術和仿真技術在機械工程實訓中也能發揮重要的作用。由于實訓的內容不可能面面俱到,在學生實習完基本的內容后,可利用多媒體技術補充和總結,會起到良好的教學效果。
4結束語
【關鍵詞】機電 實訓內容 實訓過程 實訓耗材管理
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2012)19-0006-02
應用型本科教育與研究型本科教育相比,最大的特點是培養實踐動手能力強的應用工程型人才。而應用工程型人才的培養,必須以就業崗位所需能力為基礎構建一套科學合理的實訓體系。通過對我系以往畢業生工作情況的調查,大部分同學認為我系機電專業實訓環節基本足夠,但是實訓內容較為分散,僅僅注重了與課本理論知識結合,卻缺乏系統性、整體性,學生就業后很難適應工作崗位對技術的全面整體性要求。為培養企業所需人才,達到應用型本科教育的培養目標,必須對實訓進行改革。改革原則是以理論課程為基礎,以項目為導向,建立系統的實訓體系。
一 實訓內容安排
機電專業從大一到大四總共八個學期,其中,最后一學期為畢業設計,前七個學期每學期都安排1~3周的實訓環節。整個大學四年的實訓內容安排應以某個項目為主線,上下銜接,形成一個系統,如功能型機器人的設計和制作。同時要符合本學期專業基礎課和專業課的理論要求。具體的每學期實訓名稱、實訓周數安排詳見下表所示。
第一學期,新生剛剛入校,主要學習工程制圖這一門基礎課。對機電專業學生來說,對機械制圖的學習要求不亞于機械專業的學生。開展為期1周的機械制圖實訓,通過徒手
繪制機器人平臺和各基礎部件,讓學生掌握工程制圖的繪制方法和標準等。大一第二學期,學生已經學習了AutoCAD、電子線路CAD等機械、電路繪圖課程,因此在本學期開設機電產品認知實訓,為期3周。此實訓的主要內容有:計算機繪制機器人模型、參觀工廠企業,邀請企業工程師開展講座,識別電子、電氣元件,學習焊接、綁線,制作簡易小電路板等。本實訓的主要目的是讓學生真正開始進入機電實踐環節中,從最基本的基本功學起、練起,給學生建立一個機電專業的感性認識。第三學期,學生已經學習了電工技術、電子技術等電路基礎課程。此學期實訓稱為電子技術實訓,實訓內容主要圍繞機器人的基本電路展開,如機器人尋線電路、避障電路、電機驅動電路、電源電路、音頻電路等。這些電路板的設計和制作是機器人最基本的電路。同時本學期還有一個金工實習,打破傳統的錘頭、鋼球等的實訓內容,根據功能型機器人改為機器人底盤、手臂、車輪、手、軸承等的加工。第四學期學生學習了機械原理、液壓與氣壓傳動、三維繪圖等課程,由此開設機械設計實訓,讓學生自主設計機器人模型,機器人可以采用不同的驅動方式,完成機器人二維圖紙繪制和三維動畫演示,該實訓為期2周。第五學期開設檢測與控制實訓,把本學期所學的單片機原理與接口技術、傳感器檢測技術、機電傳動與控制三門理論課綜合起來。學生可以根據能力大小自行完成機器人核心電路板的設計和制作,并為機器人增加功能模塊,如機器人尋跡、機器人顏色識別、機器人語音等。第六學期的電氣控制系統實訓主要針對本學期的PLC電氣控制技術展開,讓學生在機器人上增加氣動驅動方式、用PLC控制完成機器人夾持物品、機器人物料運輸等功能。第七學期安排機電一體化系統綜合實訓,需要把三年來學的專業知識綜合起來。學生把以前做的功能型機器人進一步完善和強大,然后根據老師擬定的機器人比賽規則組織機電專業學生舉行一場機器人對抗賽。總之,把大學四年來學的所有知識綜合應用起來,為第八學期的畢業設計做好鋪墊。
二 實訓過程管理
嚴格的實訓過程管理對實訓質量起著一個監督、保障的作用。可根據實訓內容、性質對實訓環節分散或集中進行。如:機電產品認知實訓中的講座、企業參觀等就可分散進行,充分利用學生的課余時間舉行。為保證良好的實踐動手效果,其他實訓建議停課在實驗室集中進行。實訓過程包括以下環節:實訓開題動員、實訓專題技術講解、學生集中設計和制作、實訓驗收答辯、實訓論文提交等。在實訓動員時具體告訴學生詳細的實訓時間安排、實訓內容、實訓檢查、實訓考核方式等,讓學生完全進入實訓狀態。根據題目難易程度和學生能力可把實訓專題講解放在實訓初或實訓中。如電子技術實訓是學生接觸的第一個專業基礎實訓,那么最好在實訓初給學生具體講解一下每個題目的大致思路和實訓報告的撰寫方法。機械設計實訓和檢測與控制實訓可讓學生拿到題目后首先自行設計,在學生設計過程中發現問題后再針對問題進行講解。實訓過程中相應地安排指導老師在實驗室值班,負責學生考勤、答疑、指導和實驗室管理等工作。在此期間,學生按班次、時間段到實驗室分批設計和制作。一般,實訓最后幾天為實訓驗收或答辯時間。排好時間段,幾位指導老師共同驗收,根據學生做的實物進行提問。最后,學生提交實訓報告。實訓報告撰寫方法原則上同畢業設計論文寫法、格式相近。這也是為學生畢業設計的論文撰寫奠定基礎。
三 實訓耗材的可持續利用
對機電類專業來講,由于學生必須制作實物,因此實驗耗材開支較大。如果每次實訓都購買耗材,這將是極大的浪費。系統性的實訓內容安排已為循環利用實驗耗材做好保障。每一學期的實訓作品都是下一學期實訓的地基,猶如必須一步步做好底層才可以最后建造出金字塔來。如何在保證作品質量的前提下,合理、可持續利用實驗耗材是實訓管理中較難解決的問題。例如,從實訓性質來說,電子技術實訓和檢測與控制實訓主要讓學生做電路板來實現一定的功能,這兩個實訓的主要成品都是電路板。可以在這兩門實訓結束后,由實訓負責老師把電路板收集起來統一放在大紙箱里集中保管。機電產品認知實訓部分內容,如電子元件識別、電路板焊接就可以使用這些保存的電路板讓低年級學生練習,大大節省電子元器件的開支。機電產品認知實訓購買的電氣元件可以繼續為電氣控制系統實訓服務。當然,實訓中常用的各種電子、電氣元器件可以由實驗室早期統一購買,實訓時到實驗室領取并做好登記。不常用的,或有些特殊的,由學生提出申請,指導老師同意后方可購買。由于大學四年的實訓內容是系統性的,如果嚴格做好實訓耗材的進出管理,妥善保管好每一次實訓作品,都可重復、循環使用實驗耗材,為節約實訓耗材成本提供保障。
四 結論
本文提出的機電實訓體系構建是根據我系對畢業生就業情況調查和理論課程設置總結出來的。實訓體系的合理構建為工程應用型人才培養奠定基礎,滿足社會對高技術人才的需要。我們將在今后的實踐教學中根據各方反饋的信息加以調整和完善此實訓體系。
參考文獻