自动化教学与工程实践融合模式研究
摘要
关键词
自动化;教学;工程;实践融合
正文
自动化是现代工业发展的核心动力,对人才工程能力提出了更高的要求,高职院校作为培养技术技能型人才的主阵地,在其自动化类专业教学过程中,存在重理论、轻实践、教学内容脱离行业发展现状等问题。传统的教学模式一般是按照课堂讲授和验证性实验的教学步骤来进行的,缺乏真实工程环境下的系统训练及创新能力的培养。如何把工程实践贯穿于整个自动化教学过程,成为当前高职教育需要突破的重点难点之一。结合自动化专业的特点和高职的办学定位,就教学和实践相融合这一问题进行了探索和研究,旨在为教学改革提供理论依据和实践路径。
一、 自动化教学与工程实践融合的必要性
自动化技术包括电气控制、PLC编程、工业机器人等内容,具有较强的技术性和应用性。企业需要的人才要懂原理、会操作、还能解决实际问题。目前高职自动化专业教学存在的问题:一是教学内容更新较慢,新的技术和工艺不能及时被引进到课堂教学中;二是实训条件不足,设备更新较慢,与真实工作环境相差较大;三是教学方法单调,学生学习较为被动,不利于调动学生的积极性和主动性,不利于培养学生的工程思维;四是评价方式仍然以理论考试为主,不利于学生的过程性评价以及能力评价。所以我们要做到把教学与工程实践结合在一起,不仅能提高自身的人才培养质量,而且也能迎合我们国家产业转型升级以及为服务区域经济发展做好贡献。
二、融合模式构建的关键维度
(一)课程体系重构:模块化与项目化结合
打破传统学科体系,按照典型的自动化工程任务来组织教学的内容和任务,将课程的结构设置成基础模块+专业模块+拓展模块,基础模块重在突出电路知识、编程知识等基础性的内容;专业模块采用项目化课程方式设计,围绕PLC控制系统、机器人应用、工业网络等;拓展模块融入智能制造、数字孪生、工业互联网等新技术领域的专题。
(二)教学方法创新:项目驱动与任务引领
开展以真实的或仿真的工程项目的开展,如开展自动化生产线安装与调试、智能仓储系统集成等综合性的工程任务活动,通过分组方案设计—实施调试—总结答辩等环节来激活学生的学习主动性以及解决问题的能力;其次,引入虚拟仿真软件来创建虚实结合的实训环境,既可以有效化解设备较少的问题,也可以实现操作流程简单化及保障实训安全与灵活。
(三)实训平台建设:校企共建与资源共享
结合校内实训基地及校外企业资源,打造校企共建的以教、学、训、研等为一体的开放性工程实践平台;采取真实生产案例和技术标准引入校企合作方式开展订单培养、顶岗实习、技术培训等多种形式的合作,并邀请企业工程师参与课程及实训项目的开发、指导,实现教学内容和岗位需求之间实时接轨。
(四)师资能力提升:双师型队伍建设
加强教师工程实践能力,通过企业挂职、技术培训、项目合作等形式提高教师的工程素养和教学转化能力;聘请企业技术骨干来校担任兼职教师,参与课程和实训的建设及指导,发挥各自特长优势,组建专兼结合的教学团队。
二、 融合模式的实施路径与保障机制
(一)实施路径:分阶段推进,逐步深化
第一阶段:顶层设计与平台搭建
本阶段以融合为目标,完成融合组织建立和融合基础平台搭建。①成立由学校教学管理部门、专业负责人、企业技术专家等组成“教学融合指导委员会”,负责开展融合实施方案制订、课程重构方案制订以及评价标准制订等工作;②重点打造或升级改造校内自动化综合实训基地,购置模块化实训装置、虚拟仿真平台、工业级控制等设备,形成“基础技能训练—系统集成实践—创新项目开发”三层实训体系;③分别与区域内2~3家骨干企业签署合作协议,联合创办“厂中校”“校中厂”,双方可以互相使用对方的设备和资源,同时人可以自由流动。
第二阶段:课程重构与教学实施
借助平台基础,全面推进课程体系与教学方法改革;组织教师与企业工程师联合开发项目化教材、活页式工作手册和数字化教学资源,并重点建设5—8门核心课程的项目案例库;在教学上实行“项目贯穿、任务驱动”,如《PLC与控制技术》一课通过“智能灌装生产线控制系统”这一项目载体,实现电气图纸设计、PLC编程、触摸屏组态、网络通信等功能融为一体,在每学期安排1门以上综合性项目的全部教学任务,让学生完成从方案设计、原理图绘制、元器件清单统计到程序编写、下载调试等一系列完整的过程;通过虚拟仿真平台开展高危险性、高成本、不可逆的工程训练,如工业机器人离线编程、复杂过程控制仿真等,实现“虚实互补、软硬结合”。
第三阶段:评价优化与持续改进
打造动态化反馈和持续性改进系统。建立基于学生能力建设的评价机制,采用企业标准进行技能认证,每学期尾组织一次项目答辩、一次技能大赛、校企结合的方式组织评审活动,从实际教学效果、真实职业场景去检验学生学习情况;二是学生自我进行的评价工作;每学年开展一次毕业生跟踪调研与企业满意度调查,了解行业技术的发展趋势,每2~3年更新和调整一次课程内容、实训项目和校企合作的方式方法等,使教学与工程同步。
(二)保障机制:多维度支撑,系统化运行
1.制度保障:健全校企协同育人机制
学校应有《校企合作管理办法》《“双师型”教师认定与激励办法》等制度性文件,明确企业参与课程开发、提供实训指导、投入资源等相关责任权利,并着力构建校企“资源共享、人才共育、过程共管、成果共赢”的长效合作机制,着力推进合作建设产业学院、技术研发中心等实体化协作平台,切实做到教育链、人才链与产业链的有机衔接。
2.资源保障:持续投入与高效利用
设立专项资金用于实训设备更新、虚拟平台建设及引进企业项目;鼓励教师与企业联合申报技术攻关项目、教学改革课题,将实训资源变身为教学资源;建设开放式实训管理平台,做到设备预约、项目发布、成果展示,并能实现资源共享和最大化利用。努力实现实训资源与教学资源的相互转化;争取更多的支持,打造出三地聚集的优势。
3.师资保障:推动教师向工程师型转型
组织实施教师工程能力提升计划,专业教师须每5年累计达到不少于6个月的企业实践经历,将其作为评聘职称及发放绩效工资的必备条件之一。建设技术技能大师工作室,引进企业高技能人才到校担任兼职教师。鼓励和支持教师积极参加企业技术改造、工艺优化等工作,提高教师工程实践与教学转化能力。健全校企人员双向交流机制,学校教师和企业工程师互为师徒开展对口培养。
结论:
深化高职教育自动化教学工程实践融合路径,是顺应产业发展、提高人才培养质量的重要途径。本文以课程、教学等为切入口,建立系统化的融合模式,使教学模式由知识传授向能力培育转变,强化实践教学内涵建设,打造高素质技术技能人才发展基石。
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