發(fā)布時間:2023-03-08 15:25:46
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們?yōu)槟x了8篇的液壓傳動課程設計總結(jié)樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā),請盡情閱讀。
【關鍵詞】液壓傳動與氣動技術;教學改革
1.結(jié)合教學現(xiàn)狀,優(yōu)化整合教學內(nèi)容
本課程的主要任務是培養(yǎng)學生分析、設計液壓與氣動基本回路,安裝、調(diào)試、使用、維護液壓與氣動系統(tǒng)及診斷和排除液壓與氣動系統(tǒng)故障三項能力?,F(xiàn)在我們所使用的教材為人力資源和社會保障部教材辦公室組織編寫的。該教材的優(yōu)點在于:一是緊緊圍繞教學目標,選取了機械制造、數(shù)控加工、模具制造工作中涉及的液壓氣動知識作為知教學內(nèi)容;二是每一個單元設置一個典型的工作任務,按照工作任務的要求,將學生需要掌握的元器件和控制回路的結(jié)構、原理、分析方法、故障排除方法、設計方法等有機的融入其中。但缺點在于開篇缺少了對液壓傳動流體力學基礎部分的講解,學生對液壓傳動的原理缺少認知。因此,有必要對該部分基礎知識作補充講解,介紹液壓、氣壓傳動系統(tǒng)組成、液體的性質(zhì)、流量、流速、壓力、液阻、壓力損失等基本概念,以及液壓油選用等內(nèi)容。
另外,傳統(tǒng)教學計劃中總教學課時在100學時以上,現(xiàn)在隨著教學計劃的改革,以及學生每學期的考工實習時間的占用,教學學時已縮減至60學時左右。因此,要處理好教學學時與教學目標這一矛盾,需要對教學內(nèi)容進行精簡。一是以完成典型任務為目標,在闡述基本概念和基本理論的同時,重點突出其技術的應用和實用,大量刪減理論偏深、偏多的推導及證明。二是重點介紹液壓元件工作原理、作用、基本回路的特性等。三是講解液壓系統(tǒng)的分析與維護,識圖典型的較復雜的液壓系統(tǒng),培養(yǎng)學生綜合分析的能力。四是對液壓新技術的內(nèi)容作簡單介紹。
2.優(yōu)化教學方法,依據(jù)學生主體原則,多種教學手段相結(jié)合
一是充分利用學校的設備資源來服務教學。在對該課程作入門講解時,可帶學生參觀平面磨床的工作情況,結(jié)合實際講解液壓系統(tǒng)的各個組成部分,使學生有一個直觀的認識。
二是充分利用以計算機技術為基礎的現(xiàn)代教學方法。在學生參觀實際的液壓系統(tǒng)工作情況時便感受到,各個液壓元件的內(nèi)部結(jié)構不可見,對各個液壓元件進行拆裝實驗是不現(xiàn)實的,因此在學習時各個元件的工作原理及回路分析時應充分應用現(xiàn)代教學媒體。用視頻播放壓力機、注塑機等的工作過程,引出教學任務,滿足了學生的好奇心,也起到了很好的任務引入的作用。元件的工作原理和回路部分采用多媒體教學方法,用動畫形象生動地表現(xiàn)回路的中液壓油的流動方向,執(zhí)行元件的運動等,控制過程一目了然,加上講解,可收到事半功倍的教學效果。
三是采用教學模型來講解。如講解壓力控制閥時如何區(qū)分減壓閥、溢流閥、順序閥實體時,可讓學生對照實物,總結(jié)三種閥的工作原理,組織學生討論;鼓勵學生發(fā)表意見,最后由教師總結(jié)歸納。第一步:認出減壓閥。減壓閥在靜止狀態(tài)(即未工作狀態(tài))下時常開的,進、出油口相通;而溢流閥和順序閥在靜止狀態(tài)下時常閉的。根據(jù)這一特點,向各閥進出口注入清潔的油液,能從出油口順暢的排出大量的油液者,即為減壓閥,出油口不出油的為溢流閥或順序閥(或采用:吹氣法)。第二步:判斷是溢流閥還時順序閥。這兩種閥按結(jié)構都分為直動式和先導式兩種。直動式溢流閥有兩各油口,一是進油口P,一是出油口T:而直動式順序閥除了進、出油口之外,還有一個外泄油口Y。對于先導式溢流閥和先導式順序閥,由于先導式溢流閥有進出油口各一個,還有一個外控口,而且外控口在不用時用絲堵堵,所以在表面上看只有兩個孔。先導式順序閥除了有進、出油口外,還有一個外泄油口和一個外控口。所以,若油口數(shù)為兩個,則為直動式溢流閥。若油口數(shù)為三個,則為直動式順序閥。若油口數(shù)三個,但是其中一被絲堵堵住,則為先導式溢流閥。若油口數(shù)為四個,則為先導式順序閥。講解時參照實物引導式教學,學生也可對知識進行綜合的分析比較同時對知識點也達到很好的加深作用。
四是以典型的液壓系統(tǒng)為例,合理的安排實驗,實現(xiàn)項目化教學。在教學中,緊緊圍繞教學目標和教學內(nèi)容,合理的安排實驗,使教學內(nèi)容在實驗中變理論的抽象性為理論的應用性。在此,設置多個實驗。在此簡單說明幾個,如:
項目一、液壓機動力元件的選擇和拆裝。在該實驗中達到以下教學目標(1)能熟記液壓泵的工作原理和性能參數(shù);(2)能分析齒輪泵的結(jié)構、工作特性及應用場合;(3)能正確選用和拆裝齒輪泵,加深對齒輪泵結(jié)構及工作原理的了解;(4)能檢測齒輪泵的工作壓力。
項目二、平面磨床工作臺液壓控制回路在該實驗中達到以下教學目標(1)能夠理解換向閥的工作原理和中位機能;(2)能進行換向回路的油路分析;(3)正確連接、安裝并運行基本換向回路。
項目三、吊裝機液壓控制回路。在該實驗中達到以下教學目標(1)能夠理解單向閥的類型、結(jié)構工作原理;(2)理解單向閥的用途;(3)能進行鎖緊回路的油路分析;(4)能夠正確連接、安裝并運行鎖緊回路。
項目四、送料裝置的控制系統(tǒng)設計。在該實驗中達到以下教學目標(1)熟悉氣動控制回路的表示及分析方法;(2)根據(jù)氣動控制系統(tǒng)回路圖找出各個元器件;(3)能進行管子的正確連接與系統(tǒng)回路的檢驗。
通過實驗,學生可以有效的將理論與實際相結(jié)合,同時也可以將考核模式多元化。采用日常成績、期末成績和實驗相結(jié)合的考核模式,以正面引導學生積極動手實驗,鼓勵學生發(fā)展個性與潛力,鍛煉實踐能力,為變學生被動學習為主動學習創(chuàng)造有利的條件。
3.學期末設置課程設計,達到融會貫通,綜合學習的效果
課程設計是學生理論聯(lián)系實際的重要實踐教學環(huán)節(jié),是對學生進行的一次綜合性專業(yè)設計訓練。如:《液壓傳動與氣壓技術》課程設計任務書(一)。
設計一臺成型加工的液壓專用銑床,要求機床工作臺上一次可安裝兩只工件,并能同時加工。工件的上料、卸料由手工完成,工件的夾緊及工作臺進給由液壓系統(tǒng)完成。
(1)機床的工作循環(huán)為:手工上料工件自動夾緊工作臺快進 銑削進給(工進)工作臺快退夾具松開手動卸料。
(2)機床自動化要求:要求系統(tǒng)采用電液結(jié)合,實現(xiàn)自動循環(huán),速度換接無沖擊,且速度要穩(wěn)定,能承受一定量的反向負荷。
(3)完成:①按機床要求設計液壓系統(tǒng),繪出液壓系統(tǒng)圖;②列出元件明細表;③列出電磁鐵動作順序表;④分析系統(tǒng)回路。
教師根據(jù)學生的設計態(tài)度、設計任務完成情況、圖紙的質(zhì)量及質(zhì)疑進行評定。課程設計的成績分為:優(yōu)秀、良好、中等、及格,不及格五個等級。優(yōu)秀者一般不超過人數(shù)的20%,優(yōu)良比例一般不應超過60%。
4.結(jié)束語
本文闡述了在現(xiàn)代教學改革的形勢下,《液壓傳動與氣動技術》的幾種教學方法,科學設計教學內(nèi)容,結(jié)合多媒體動畫及實物教學、合理安排項目實驗及課程設計等。經(jīng)過一年多的實踐教學證明,這些方法提高了教學效果。
【參考文獻】
關鍵詞:液壓實驗臺 回路設計 液壓控制 PLC控制
“實踐是檢驗真理的唯一標準”。這句名言在《液壓與氣動》課程的理論與實踐相結(jié)合中體現(xiàn)更為突出?!兑簤号c氣動》課程是高職院校機械類專業(yè)和機電一體化專業(yè)學生必須掌握的技術基礎課目,具有很強的實踐性。有效地利用實驗設備,增強學生理解能力,大大提高教學效果。
我校有“液壓系統(tǒng)壓力形成原理”實驗臺、“液壓元件性能測試”實驗臺,這些只是做基礎部分實驗用,而未改裝的QCS014拆裝式液壓系統(tǒng)教學實驗臺,有一定的局限性。學生對液壓回路及其元件實際應用方面的知識只能通過老師在課堂上傳授或多媒體課件學習,學習起來還是比較抽象也不容易掌握,使部分學生對該課程的內(nèi)容缺乏感性認識,達不到理想的效果,也降低了學習的興趣。
為了適應高職高專教育的現(xiàn)代化水平,陜西國防工業(yè)職業(yè)技術學院,機電學院對QCS014拆裝式液壓系統(tǒng)教學實驗臺進行了改造,改造后的實驗臺除了可以進行常規(guī)的液壓基本控制回路實驗實訓外,還可以進行液壓回路課程設計、畢業(yè)設計、以及利用可編程控制器(PLC)進行液壓系統(tǒng)控制及中級工的培訓等。是全液壓控制、繼電器控制液壓部分動作和用PLC控制液壓部分動作完美結(jié)合的典型實驗設備。
該實驗臺采用的是中壓系列液壓元件和快速接頭。通過該實驗臺,學生不但可以根據(jù)需要快速搭建成各種手動控制、半自動控制及全自動控制的液壓回路或液壓系統(tǒng)。而且還可以獨立地進行實驗實訓科目設計、實訓操作、安裝、調(diào)試、故障排除、編制控制程序等。這樣使學生得到理想的綜合訓練,較好地滿足了當前職業(yè)教育和素質(zhì)教育的要求,學生得到最大的收獲。
1 QCS014拆裝式液壓系統(tǒng)教學實驗臺應用實例
下面通過兩個實例說明QCS014拆裝式液壓系統(tǒng)教學實驗臺在液壓傳動實驗、實訓教學環(huán)節(jié)中的應用。
1.1 液壓回路的設計、安裝與調(diào)試 在實驗實訓教學中,一般由教師給學生提出實驗和實訓科目的內(nèi)容、要求,提供實驗實訓設備、液壓元件、電氣元件、電腦與軟件等。學生可根據(jù)所學的相關的理論知識,自己擬定實驗實訓方案,實驗實訓步驟,獨立操作,安裝調(diào)試或測試,及時解決操作過程中出現(xiàn)的問題。
安裝液壓元件:定量葉片泵1臺,單桿液壓缸2臺, Y型溢流閥1臺,調(diào)速閥2臺,三位四通電磁換向閥2臺,油箱1臺,油管及管接頭多個。
要求:用這些液壓元件組成一個可以實現(xiàn)“A缸進B缸進A缸退B缸退停止”順序動作的液壓傳動系統(tǒng)。
實驗實訓步驟如下:①畫出液壓系統(tǒng)的工作原理圖,如圖1。②分析運動過程,并作出電磁鐵動作順序表,如表1。
a.A缸前進時,1YA通電,油液經(jīng)換向閥4的左端、調(diào)速閥6進入A缸左腔,活塞向右移動;回油經(jīng)換向閥4直接回油箱,此時活塞運動速度由調(diào)速閥6調(diào)節(jié),完成A缸的進給動作。b.B缸前進時,1YA繼續(xù)保持通電,3YA通電,油液經(jīng)換向閥5的左端、調(diào)速閥7進入B缸左腔,活塞向右移動;回油經(jīng)換向閥5直接回油箱,此時活塞運動速度由調(diào)速閥7調(diào)節(jié),完成B缸的進給動作。c.A缸退回時,1YA斷電,2YA通電,3YA繼續(xù)保持通電,油液經(jīng)換向閥4的右端進入A缸右腔,活塞向左移動;回油經(jīng)調(diào)速閥6中的單向閥,經(jīng)換向閥4流回油箱,完成A缸的退回動作。d.B缸退回時,1YA、3YA斷電,4YA通電,2YA繼續(xù)保持通電,油液經(jīng)換向閥5的右端進入B缸右腔,活塞向左移動;回油經(jīng)調(diào)速閥7中的單向閥,經(jīng)換向閥5流回油箱,完成B缸的退回動作。e.B缸退回到位停止,此時1YA、2YA、3YA、4YA均斷電。③根據(jù)工作原理圖,選擇液壓元件,在液壓實驗臺上連接好回路。④開機調(diào)試,調(diào)節(jié)調(diào)速閥的手柄,觀察液壓缸的速度變化,做好記錄。⑤實驗實訓完畢,拆卸回路,將元件清理并歸位。
通過本實驗實訓項目,使學生進一步了解液壓元件的結(jié)構、工作原理及性能特點以及所起的作用和如何正確合理選用,還能提高學生對液壓回路的設計、組裝、調(diào)試等技能和實際動手能力。
1.2 用PLC控制液壓系統(tǒng)并設計、安裝、調(diào)試 在此類實驗實訓中,教師給出控制內(nèi)容及要求,提供安裝設備,由學生根據(jù)所學的液壓及PLC理論知識,自己擬定方案,步驟,設計液壓回路,在歐姆龍軟件中設計梯形圖,獨立操作,發(fā)現(xiàn)問題學生自己研究解決。
現(xiàn)有設備:電腦1臺,裝有可編程控制器的QCS014設備1臺,定量葉片油泵1臺,單桿液壓缸1臺,溢流閥1臺,節(jié)流閥1臺,三位四通電磁換向閥1臺,兩位兩通電磁換向閥1臺,油箱1臺,油管及管接頭多個,接近開關5個,數(shù)根導線。
要求:用這些元件組成一個用PLC控制實現(xiàn)“快進工進快進工進快退原位停止”液壓傳動系統(tǒng)。
具體實驗實訓步驟如下:①畫出該系統(tǒng)的工作原理圖,如圖2。②分析運動過程,并作出電磁鐵動作順序表,如表2。
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a.快進時:由啟動按鈕SB2給電,1YA、3YA通電,油液經(jīng)換向閥4的左端進入液壓缸5的左腔,活塞右移;回油經(jīng)換向閥4、7流回油箱,實現(xiàn)第一次快進。b.工進時:當活塞桿運動到接近開關SQ2時,使3YA斷電,1YA繼續(xù)保持通電,油液經(jīng)換向閥4的左端進入液壓缸5的左腔,活塞繼續(xù)右移;回油經(jīng)換向閥4、節(jié)流閥6流回油箱,實現(xiàn)第一次工進,工進速度由節(jié)流閥6調(diào)節(jié)。c.快進時:當活塞桿運動到接近開關SQ3時,1YA繼續(xù)保持通電、3YA通電,油液經(jīng)換向閥4的左端進入液壓缸5的左腔,活塞繼續(xù)右移;回油經(jīng)換向閥4、7流回油箱,實現(xiàn)第二次快進。d.工進時:當活塞桿運動到接近開關SQ4時,使3YA斷電,1YA繼續(xù)保持通電,油液經(jīng)換向閥4的左端進入液壓缸5的左腔,活塞繼續(xù)右移;回油經(jīng)換向閥4、節(jié)流閥6流回油箱,實現(xiàn)第二次工進,工進速度和第一次相同。e.快退時:當活塞桿運動到接近開關SQ5時,1YA斷電、2YA、3YA通電,油液經(jīng)換向閥4的右端進入液壓缸5的右腔,活塞左移;回油經(jīng)換向閥4、7流回油箱,實現(xiàn)快退。f.原位停止:當活塞桿運動到接近開關SQ1時,1YA、2YA、3YA均斷電,活塞運動停止。③繪制出PLC梯形圖并附輸入、輸出地址(I/O)分配列表,如圖3及表3。④根據(jù)液壓系統(tǒng)工作原理圖,選擇液壓元件,在液壓實驗臺上連接好回路。⑤根據(jù)液壓系統(tǒng)工作原理圖、梯形圖及輸入、輸出地址(I/O)分配列表,選擇接近開關和導線,在液壓實驗臺上連接好電路。⑥開機調(diào)試,調(diào)節(jié)節(jié)流閥的手柄,觀察液壓缸的工進速度,做好記錄。⑦實驗實習完畢,拆卸回路,拆卸電路,將元件清理并歸位。
通過本實驗及實訓科目使學生進一步了解液壓元件的結(jié)構、工作原理及性能特點以及所起的作用和如何正確合理選用;了解歐姆龍軟件環(huán)境,掌握梯形圖的制作及輸入、輸出地址(I/O)分配;了解接近開關的工作原理及應用并掌握電路中的線路連接方式。通過學生對液壓回路的設計、組裝、調(diào)試及歐姆龍軟件的應用等技能提高實際動手能力。
2 總結(jié)及QCS014拆裝式液壓系統(tǒng)教學實驗臺的發(fā)展前景
液壓教學不只是單純教授學生理論知識,更多應該加強訓練、提高學生自學能力、設計創(chuàng)新能力、以及實事求是的科學態(tài)度,充分鍛煉學生實際動手能力。通過實驗實訓,不僅可以加強對液壓理論知識方面的理解,而且也能掌握先進的控制技術,培養(yǎng)學生在機液電一體化綜合控制等方面的綜合能力。QCS014拆裝式液壓系統(tǒng)教學實驗臺綜合性能比較強,在實踐教學中有著良好的應用前景。
2.1 總結(jié) 本論文主要完成了以下方面的工作:①闡述了QCS014拆裝式液壓系統(tǒng)教學實驗臺在實踐教學中的重要作用。②用舉例說明法闡述了在該試驗臺上完成液壓回路的設計、電磁鐵動作順序表、安裝、調(diào)試的全過程。③用舉例法闡述了根據(jù)液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)的控制要求,設計液壓回路;用可編程控制器建立輸入、輸出地址分配表并設計繪制梯形圖;安裝元件、連接導線、調(diào)試觀察結(jié)果。④總結(jié)了學生在實踐學習中收獲,體現(xiàn)了實實在在良好的教學效果,使學生對《液壓與氣動》課程從朦朧到清晰的全過程。
2.2 QCS014拆裝式液壓系統(tǒng)教學實驗臺應用前景 以上是液壓基本元件以及PLC控制在該實驗臺上的應用,也基本滿足了液壓教學的要求,然而,該實驗臺的功能完善性方面還有待進一步的發(fā)展,還有很多的研究工作需要進一步的探索。①模擬量元件的應用。在該實驗臺上可以增加一些帶有模擬量的元件,應用這些比例閥設計回路并且與PLC結(jié)合,緊貼技術發(fā)展要求。②插裝閥和疊加法的應用。該實驗臺有著很大的發(fā)展空間,選用插裝閥和疊加閥,是該實驗臺控制方式更多樣化,科學化、先進化。③液壓系統(tǒng)故障設置的開發(fā)。能在該實驗臺上開發(fā)“液壓系統(tǒng)故障設置”功能,可以模擬實際工程中出現(xiàn)的常見液壓故障,以便液壓專業(yè)的學生在學習《液壓系統(tǒng)故障分析與排除》課程中學習更方便,更實際,更便于學生在將來的工作中學以致用,對液壓系統(tǒng)中的出現(xiàn)故障,進行排除。
總之,該實驗臺經(jīng)過第一次改裝后,增加了PLC控制,使QCS014拆裝式液壓系統(tǒng)教學實驗臺的發(fā)展取得了一定的進展,但隨著科技的不斷進步,該實驗臺也將不斷的融入新的元素,使該實驗臺的功能逐步完善化,更好的為液壓實踐教學服務,培養(yǎng)優(yōu)秀的液壓技術人才。
參考文獻:
[1]吳海榮.基于QCS014A實驗臺的液壓馬達選型設計[J].機床與液壓,2012(14).
關鍵詞:工程設計;核心課程;CDIO;完整技術工作;角色轉(zhuǎn)變
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)36-0042-03
一、培養(yǎng)工程設計型人才是工業(yè)現(xiàn)代化的需求
隨著計算機、微電子、自動控制等技術的發(fā)展,工業(yè)自動化正向集成綜合自動化過渡。機械設計制造及其自動化技術的綜合應用正起著越來越重要的作用,由于機械產(chǎn)品及設備的技術復雜性和涉及知識的交叉性,使得現(xiàn)有的技術人才難以勝任技術含量較高的工作。
機械制造業(yè)是工業(yè)自動化的重點,機械設計制造及其自動化是工科院校主要專業(yè),其培養(yǎng)的學生畢業(yè)后相當一部分將直接面向工廠、面向車間、面向工程應用與設計的現(xiàn)代化主戰(zhàn)場。而現(xiàn)有的高等教育人才培養(yǎng)模式長期采用灌輸式理論教育,且受多種因素制約,學生對工程實際的認知較少,綜合運用知識的能力較差。學生畢業(yè)進入企業(yè)后,由于遇到的實際工程問題通常是隱性的,無法再像課堂學習一樣,根據(jù)已知條件和固有步驟就可得到答案,加上新的科學技術成果大量應用于生產(chǎn)實際,設備的復雜性和涉及學科的交叉性大大提高,使得現(xiàn)階段的高等教育人才培養(yǎng)模式已經(jīng)阻礙了高素質(zhì)工程技術人才的培養(yǎng),其培育的紙上談兵型人才已經(jīng)遠遠不能適應工業(yè)現(xiàn)代化的需求。因此,各高校工科專業(yè)進行以培養(yǎng)學生工程設計能力為目標的教學體系改革已經(jīng)迫在眉睫。
二、機械設計制造及其自動化專業(yè)工程設計能力的內(nèi)涵
機械設計制造及其自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)目標是現(xiàn)代機械工程師,使學生接受機械工程領域的基本知識和專業(yè)理論知識,受到機械工程師基本技能的訓練。學生畢業(yè)進入企業(yè)后,除具備機械設計制造及其自動化專業(yè)的一般知識與能力外,作為現(xiàn)代機械工程師,還應具備以下能力:(1)能夠正確判斷機械設計制造及其自動化專業(yè)領域的工程實際問題;(2)具備針對工程實際問題的系統(tǒng)分析能力和解決問題的能力;(3)具備機械制造行業(yè)的工程設計、工程開發(fā)能力;(4)能適應機械制造行業(yè)涉及學科的交叉性和復雜性,具備協(xié)調(diào)與合作能力;(5)具備終生學習的能力。
三、機械工程系列核心課程教學培養(yǎng)現(xiàn)狀
機械工程系列核心課程包含機械制圖、機械原理、機械設計、理論力學、材料力學、電工電子技術、互換性與測量技術基礎、機械制造工藝學、機電傳動控制、液壓傳動與氣壓傳動、數(shù)控技術等理論課程,以及課程設計、專業(yè)課程設計、畢業(yè)設計、認識實習、生產(chǎn)實習等實踐教學環(huán)節(jié)。每門課程的理論性和實踐性都非常強,與相關課程關聯(lián)關系強,在機械類學生的知識結(jié)構中都具有舉足輕重的地位。
以《機電傳動控制》為例,該課程的理論性、實踐性和綜合性強,涉及動力學基礎、電機與拖動、傳感器、機床電氣自動控制、電力電子技術、傳動控制系統(tǒng)、可編程序控制器等知識面,關乎《理論力學》、《電工電子技術》、《機械制造技術基礎》等前期課程,和《金屬切削機床》、《機床夾具設計》、《液壓傳動與氣壓傳動》等同期課程,甚至《數(shù)控技術》、專業(yè)課程設計、生產(chǎn)實習、畢業(yè)設計等后期課程的關聯(lián)教學,在機械設計制造及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)體系中尤為重要?,F(xiàn)有教學體系中,機械工程系列核心課程均存在內(nèi)容量大,知識面廣,教學以理論為主,實驗為輔的現(xiàn)狀。理論教學方面,由于原理圖多,文字敘述較抽象,學生又無實物接觸,難以全面了解、掌握機械工程技術在生產(chǎn)實際應用中的內(nèi)涵和精髓,不僅影響了學生的實際應用能力,也降低了學生在今后的工作中不斷學習提高的后勁。在工科教學中尤為重要的實驗或?qū)嵺`教學環(huán)節(jié),多采用驗證型實踐教學,且往往由于受控對象體積大、重量重、價格高、維護難等因素,難以大量裝備于實驗室,使學生在實踐教學中無法感受工程實踐的趣味性、知識性和實驗成功后的成就感,在很大程度上挫傷了學生的積極性,更談不上對工程設計能力的培養(yǎng)。對于教學另一重要環(huán)節(jié),即考試,現(xiàn)有的考試方式僅注重于考查具體知識點的了解或掌握,比較理論化,并不注重與工程實際的聯(lián)系,往往出現(xiàn)教師為考而教,學生為考而考、考后即忘的現(xiàn)象,無助于對工程技術人才的培養(yǎng)。
機械工程領域知識的復雜性和交叉性,使得實際工程問題通常是隱性的,學生畢業(yè)進入企業(yè)后,無法再像課堂學習一樣根據(jù)已知條件和固有步驟得到答案,企業(yè)必須投入相關資源進行二次培養(yǎng),企業(yè)的經(jīng)濟效益和高校的人才競爭能力都大受影響。因此,工科院校機械設計制造及其自動化專業(yè),針對機械工程系列核心課程實施以培養(yǎng)工程設計能力為目標的課程改革,培養(yǎng)學生對工程實際問題的分析判斷能力、工程設計能力和終生學習能力是實現(xiàn)該專業(yè)人才培養(yǎng)目標的需要,是適應社會發(fā)展需求的需要。
四、以培養(yǎng)學生工程設計能力為目標的機械工程系列核心課程教學改革研究與實踐
我校以培養(yǎng)工程設計能力為目標的機械工程系列核心課程教學改革的思路是以培養(yǎng)學生工程設計能力為總體目標,貫徹以工程項目構思(Conceive)、設計(Design)、實施(Implement)和運作(Operate)全過程為載體的CDIO高等工程教育理念,打破以理論知識全面性為原則的專業(yè)課程群設置方式和課程教學內(nèi)容安排方式,以完成工程項目CDIO過程作為課程群設置或整合、課程教學內(nèi)容(含實踐教學)安排、教學方法以及師資和教材建設的核心,系統(tǒng)推進教學改革。一個典型的領域工程項目(一級項目),其CDIO過程所需的專業(yè)知識和技能幾乎可以涵蓋一個專業(yè)方向甚至一個專業(yè)的所有課程(含實驗),這就給專業(yè)課程群設置及其教學內(nèi)容整合提供了一個內(nèi)在的“綱”,極大地增強了專業(yè)課程群的整體性。與此同時,工程項目的實施流程及各部分工作內(nèi)容也為專業(yè)課程的教學內(nèi)容和教學重點安排提供了有效依據(jù)。以工程項目運行過程來驅(qū)動課程教學實施,構建真實的工作場景,以完成“完整技術工作”的訓練并以此來實現(xiàn)工程綜合應用能力的培養(yǎng),加速學生從在校生到工程技術人員的角色轉(zhuǎn)變。解決現(xiàn)有教學體系中重理論輕實際、教學過程中缺乏工程實踐和工程設計的引入、教與學均是紙上談兵等教學問題;解決現(xiàn)有實驗環(huán)節(jié)以傳統(tǒng)的驗證型實驗為主的實驗教學模式下,學生動手能力差、綜合分析問題能力欠缺,以及現(xiàn)有實驗設置與工廠實際脫離、與先進技術的發(fā)展和應用相脫離的現(xiàn)狀,使實驗教學環(huán)節(jié)與培養(yǎng)工程設計人才目標相促進;解決現(xiàn)有考試方式“考”老師所“教”、考試內(nèi)容簡單化、命題標準化等教學問題,真正避免現(xiàn)有教學制度下,老師教學生“考”而不是教學生“學”和“用”的現(xiàn)狀。
針對教學體系改革,建立以能力培養(yǎng)為中心、以工程設計為主線的課程教學體系,優(yōu)化課程結(jié)構,改革教學內(nèi)容。如教學過程中,以“車用氣瓶螺紋接口自動加工專機”的完整設計工作為主線,給出學生某企業(yè)待加工氣瓶產(chǎn)品的不同形狀與尺寸規(guī)格、加工精度要求、加工效率與設備成本要求等參數(shù),要求學生直接進行該產(chǎn)品加工設備的設計。整個教學過程既圍繞“氣瓶螺紋接口自動加工專機”的實際工程課題研究,又緊密圍繞《機電傳動控制》課程各章節(jié)內(nèi)容,注重工程實際在恰當知識點的引入。如進行第二章“機電傳動系統(tǒng)的動力學基礎”內(nèi)容的教學時,將轉(zhuǎn)矩折算與電機選擇、專用鉆孔動力頭設計、車床變頻器主軸改造等工程實際案例逐層相結(jié)合,扎實培養(yǎng)學生的工程設計思路和能力。教學過程中適當引入“三通球閥加工專機設計”、“鋁塑藥品包裝機改造”、“80噴漆線伺服系統(tǒng)”等相關工程設計實例貫穿課堂的教學和設計指導。部分章節(jié)如“繼電器接觸器控制系統(tǒng)”、“PLC控制技術”等采用了現(xiàn)場教學模式,使學生易學,老師易教。
在《機電傳動控制》課程教學改革過程,共有三條主線:其一,課程自身教學系統(tǒng)主線;其二,工程設計項目與實驗教學主線;其三,對相關課程知識進行驗證學習的主線。三條主線圍繞工程設計項目主線同步展開,最終為學生的《機電傳動控制》課程服務。學生在課程學習過程中,在授課教師的帶領下,進行了企業(yè)委托項目《氣瓶螺紋接口自動加工專機》的研究與設計。因涉及學習內(nèi)容多,工作量大,單靠課堂學時遠遠不能完成。但是由于構建了一個學生進入企業(yè)后真正的現(xiàn)代化生產(chǎn)主戰(zhàn)場,極大地激發(fā)了整個團體的學習積極性和創(chuàng)造性。依靠課后大量的資料查閱與學習,課堂上再結(jié)合教師對《機電傳動控制》相應章節(jié)的講解與對該工程項目的設計思路引導,學生在課程學習期間即完成了該項目的工廠調(diào)研、工藝分析、方案設計、刀具設計等工作,完成了企業(yè)要求的設計任務。并成功申請了發(fā)明專利“氣瓶螺紋接口自動加工生產(chǎn)線”1項和實用新型專利“直動式電控疊加溢流閥”、“專用锪車復合刀具”等9項,目前均已獲得授權。由于學生學習積極性高漲,課后主動學習時間大增,在這個環(huán)節(jié)中扮演重要角色的教師的實際教學過程相對以往教學模式輕松。教師更多是扮演“導師”角色,而不是以往的“填鴨式”教學;學生通過實際的工程設計歷練逐步建立和深化了工程意識與能力,達到的是雙贏效果的工程設計人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。同步實施的實驗環(huán)節(jié)改革,強調(diào)針對工程實際進行設計、選型、搭建、調(diào)試的系統(tǒng)性實驗,培養(yǎng)動手操作和創(chuàng)造能力,注重該課程與相關課程的關聯(lián)設計,注重該環(huán)節(jié)理論與實踐的聯(lián)系;對于考試環(huán)節(jié),不以最后一考來定輸贏,而以階段性工程設計與期末整體性設計相結(jié)合,筆試與口試結(jié)合,注重工程設計的實際應用方面的考評。
五、總結(jié)
目前,我?!稒C電傳動控制》課程以培養(yǎng)學生工程設計能力為目標的教學改革已經(jīng)實施了五年,并帶動了機械工程系列相關核心課程群的教學改革。由于在改革實踐過程中,以工程項目運行過程來驅(qū)動課程教學實施,以完成“完整技術工作”的訓練實現(xiàn)工程綜合應用能力的培養(yǎng),加速了學生從在校生到工程技術人員的角色轉(zhuǎn)變。從用人單位反饋情況(兩屆)看,就業(yè)學生在創(chuàng)新能力、實踐能力、知識結(jié)構、團隊意識、崗位適應能力等方面較往屆有較高水平的提升。
總之,我們將繼續(xù)積極進行改革,密切觀察實施過程,冷靜分析成績和不足,不斷總結(jié)經(jīng)驗教訓,期望能為中國的工程教育改革做些實事,提供新的改革思路,為培養(yǎng)符合現(xiàn)代企業(yè)要求的工程技術人才做出貢獻。
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關鍵詞: 機制制造 內(nèi)在聯(lián)系 直觀教學 現(xiàn)場教學 課程設計
機械制造技術是一門非常重要的專業(yè)課,它包括金屬切削機床、金切原理與刀具、機床夾具、機械制造工藝、數(shù)控加工工藝等內(nèi)容。本課程的目的是使學生掌握機械制造技術的基本理論知識,同時通過生產(chǎn)實習、課程設計等實踐環(huán)節(jié)使學生具備分析和解決機械加工技術問題的能力,學習機械制造的新工藝、新技術及發(fā)展方向,為學生走向工作崗位、從事生產(chǎn)實踐打下堅實的基礎。教師應認真研究教材,積極研究教學理論和教學方法,努力提高教學水平。
一、教書育人,德育為本
教師是“人類靈魂的工程師”,不僅教授學生專業(yè)知識,更要對學生進行德育教育。教學中,應結(jié)合學生將來可能從事的技術與管理工作的性質(zhì),從本專業(yè)對人才培養(yǎng)等方面,對學生進行生動深刻的講授,使他們了解本課程的重要性,激發(fā)其學習的興趣。在教學中,必須把思想品德教育、職業(yè)道德與專業(yè)技術教育有機地結(jié)合起來,使他們成為德才兼?zhèn)涞挠杏萌瞬?。教師應身體力行,為人師表,做好表率,使學生不僅學到知識,而且學會怎樣做人。
二、注重內(nèi)在聯(lián)系
專業(yè)教育的目的是要使學生用全面和發(fā)展的眼光看問題。從教材前、后內(nèi)容的聯(lián)系上,從本課程與其他課程的關系,從機械制造技術與其他學科之間的聯(lián)系,從理論與實踐的聯(lián)系上全面了解和掌握專業(yè)知識和技能。
教材是按著一定的順序編寫的,但前、后內(nèi)容有著緊密的聯(lián)系。比如,教師在講授“機械加工工藝規(guī)程”和“機械加工精度”等基本概念時,經(jīng)常要用教材中的例子和生產(chǎn)中的實例來說明,而“典型零件加工”的內(nèi)容又與前面機械制造基本理論有重要聯(lián)系,就應引導學生尋找各部分內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系,這樣更容易系統(tǒng)深刻地理解教材。
機械制造專業(yè)的各門課程是一個有機的整體,密不可分。機制制造技術與“機械制圖”、“機械原理與設計”、“數(shù)控加工與編程”等其它專業(yè)課和基礎科有密切的內(nèi)在聯(lián)系。例如在介紹機床夾具的內(nèi)容時,夾緊力可以由機械、液壓或氣動裝置提供,夾具的結(jié)構就有變化[1]。教學中,要把機械原理、機械零件、氣動和液壓傳動等課程的知識聯(lián)系起來,使學生全面掌握要點,提高專業(yè)水平。
機械制造技術和電機與電氣控制技術、PLC、單片機及計算機輔助設計與制造等其他學科也有著密切的聯(lián)系。例如在介紹“機械加工設備”的內(nèi)容時,由于機械裝置采用不同的控制方式,導致機床內(nèi)部結(jié)構有很大差異。普通機床有復雜的機械傳動和變速機構,而數(shù)控機床采用CNC、伺服電機、滾珠絲杠等部件,機械機構大大簡化[2][3]。在教學中,應引導學生了解并掌握不同學科領域的知識,使他們深刻認識現(xiàn)代機械制造技術的飛速發(fā)展,從而不斷完善知識結(jié)構。
理論與實踐更是緊密聯(lián)系密不可分。機械制造技術的實踐性很強,在課堂教學時一定要理論聯(lián)系生產(chǎn)實際,而在實習時要聯(lián)系理論知識,這不僅有利于知識的傳授和能力的培養(yǎng),還能帶出理論聯(lián)系實際的良好學風。
三、教學互動,激發(fā)學生的學習興趣
在機械制造技術的學習中,不少學生感到每節(jié)課的知識過多,不能及時理解消化,為了解決這一問題,可以使用多變的教學方法并提高教學藝術性。對教學內(nèi)容要有的放矢,詳略得當。對于易理解的內(nèi)容,要求學生先預習,講課一帶而過;較抽象的內(nèi)容除布置學生預習,還應認真講解;理論性和實踐性較強的知識重點講解,理論聯(lián)系實際。
教學中可采用討論式教學方法,即學生按照教師布置的思考題在課前進行預習。課堂上先提出問題,再讓學生略加思索之后回答。學生各抒己見,在充分地討論之后,教師做總結(jié),指出要點。例如在學習曲軸加工的內(nèi)容時,曲軸與一般的軸不同,它由主軸軸頸、連桿軸頸和連接板組成,結(jié)構細長,多曲拐,剛性差,其加工過程很有特點[4]。組織學生參觀曲軸加工現(xiàn)場并翻閱技術資料,自己根據(jù)零件加工特點,提出加工的方法并相互討論,在此基礎上,教師總結(jié)曲軸加工的工藝難點和解決方案。這樣以學生主動思考、積極討論為主,教師提示、答疑為輔,能夠充分調(diào)動和發(fā)揮學生的主觀能動性,將被動學習變?yōu)橹鲃訉W習,可以收到很好的教學效果,便于培養(yǎng)學生自學能力,促使學生動腦筋想問題,使其思維能力和表達能力都得到鍛煉,提高他們分析和解決問題的能力,有利于培養(yǎng)創(chuàng)造性人才。
四、利用教具、實物等進行直觀教學
機械制造技術的實踐性和綜合性較強,各部分教學應注意與生產(chǎn)實際相結(jié)合,可以利用各種教具、掛圖、實物、模型、錄像、多媒體等直觀教學手段增強學生的感性認識。例如講解各種刀具時就可以把常用車刀、數(shù)控刀具和刀柄、麻花鉆、深孔鉆頭、浮動鏜刀、珩磨頭等帶到課堂上,適時拿出來介紹。在介紹機制工藝規(guī)程制定的內(nèi)容時,可通過觀看錄像讓學生直觀了解工廠生產(chǎn)的過程,包括生產(chǎn)技術準備、毛坯制造、零件的各種加工過程等。較大的典型零件如車床主軸箱:床身等可能用木材和紙板做成簡易模型,較復雜的工裝、機床結(jié)構也可做成模型,必要時還可以帶學生到工廠參觀,進行現(xiàn)場教學。對于工步、走刀、工序等較難掌握且容易混淆的概念,可以組織學生觀看車削、銑削的加工錄像,有針對性地講解和區(qū)分。講解數(shù)控加工工藝時,可利用數(shù)控加工仿真軟件介紹數(shù)控車、銑和加工中心的對刀、設置刀具補償、工件的定位和裝夾、刀具運動軌跡等內(nèi)容,帶領學生深入工廠觀看數(shù)控機床加工現(xiàn)場,都可收到很好的效果。
五、搞好現(xiàn)場教學
根據(jù)不同的教學內(nèi)容、不同的情況采用多種形式的現(xiàn)場教學。對于各種加工方法、各種機床、夾具、刀具和量具,可組織學生去實驗室、工廠機加工車間參觀實習。針對某一典型零件的加工,可組織專題現(xiàn)場教學,要詳細了解圖紙和工藝條件,學習工藝過程,了解其典型設備、工藝裝備的機構特點和使用方法。對重點零件的加工,要求學生仔細觀察、運用所學的理論知識,改進不合理的工藝方法;對生產(chǎn)中遇到的質(zhì)量或其他技術問題,應指導學生分析并解決,必要時,向工廠的技術人員和工人請教。在實習中,把典型的工藝方法、夾具、專用刀具都記錄下來,與所學的理論進行比較,來鞏固理論知識和提高解決技術問題的能力。當然,課堂與現(xiàn)場要相結(jié)合,教師應根據(jù)工廠的情況編寫出實習教案,精心組織實習的內(nèi)容,首先在課上介紹零件圖紙和技術要求,然后帶領學生深入現(xiàn)場,最后回到課堂組織學生討論分析,教師匯總,指出要點。
六、認真搞好課程設計工作
機械制造技術課程設計是學生對理論知識的綜合應用,對繪圖、制圖、加工方法、刀具應用、材料選擇、夾具設計和工藝實施等各方面知識和能力的訓練,是學生獨立思考、翻閱技術資料、完成設計的一個實踐過程。設計的課題應選擇有一定難度和代表性的零件,要求學生完成工藝設計、專用夾具設計、編寫工藝規(guī)程等,學生要深入工廠,研究技術資料、夾具、刀具和量具,獨立完成課程設計。有生產(chǎn)條件的學??梢越M織生產(chǎn)并驗證工藝的可行性。
總之,機械制造技術是一門綜合性、實踐性都很強的課程。任課教師認真研究教學方法,不斷提高知識水平,真正做到理論聯(lián)系實踐,必然能教好這門課,取得理想的效果。
參考文獻:
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關鍵詞:工作過程 項目教學法 液壓與氣動技術
中圖分類號: G642 文獻標識碼: A 文章編號:1672-1578(2014)10-0051-02
項目教學法是行為引導教學法之一,是師生通過共同實施一個完整的“項目”工作而進行的教學活動[2]?!耙皂椖繛橹骶€、學生為主體、教師為主導”是項目教學法最顯著的特點,它改變了以往“教師講,學生聽”的被動教學模式,創(chuàng)造了學生主動參與、自主協(xié)作、探索創(chuàng)新的新型教學模式。基于工作過程的項目教學法強調(diào)對工作過程性知識和經(jīng)驗性知識的學習。工作過程性知識是隱性的工作經(jīng)驗和理論知識的集成,是與具體的工作環(huán)境直接相關,能夠直接指導實際工作的知識。工作過程性知識以實踐經(jīng)驗、技能和理論為基礎,以培養(yǎng)職業(yè)能力為目標的、從事某一職業(yè)的“干什么”和“怎么干”的知識[3,4]。
《液壓與氣動技術》是機電類設備維修與管理專業(yè)的核心課程,也是機電一體化專業(yè)和電氣自動化技術專業(yè)的專業(yè)課程之一[1]。《液壓與氣動技術》課程現(xiàn)有的教學資源多是以知識傳授為主要特征的傳統(tǒng)學科模式,主要存在著教學培養(yǎng)目標不明確,教學效果差,學生聽課積極性比較低等問題。在《液壓與氣動技術》教學中引入基于工作過程的項目教學法,以“工學結(jié)合、校企合作”為指導,分別從教學情境設計、教學內(nèi)容整合、教學評價改革等方面進行改進提高,最終實現(xiàn)《液壓與氣動技術》課程改革的目的,更好地促進學生知識和技能的提高,符合學生發(fā)展需要。
本文以“折邊裝置氣動控制回路設計與調(diào)試”教學過程為例,探討基于工作過程的項目教學法在《液壓與氣動技術》課程中的應用。
1 案例主題
本案例是在工作過程的情境下,用工作任務驅(qū)動實施教學。在教學中,以一個實際工作任務為中心,圍繞這個中心任務完成各個子任務,把教學內(nèi)容巧妙設置在各個任務中,使學生在工作任務的驅(qū)動下,通過自主學習、小組討論等方式完成一個項目的學習。在學習中,學生是學習的主動者,教師是學習的指導者,這種角色的轉(zhuǎn)變,使學生更加主動、愉快的學習,學生分析、解決問題的能力得到很大的提高。
2 教學思路
本次教學過程采用模擬實際生產(chǎn)方式進行,通過“客戶需求方案分析方案設計方案實施客戶驗收”的流程開展教學。在教學實施中,教師作為客戶,以小組為單位的學生被標記為企業(yè)①、企業(yè)②、……企業(yè)⑩。
“客戶需求”環(huán)節(jié):教師作為客戶,通過展示數(shù)控機床鈑金外殼的圖片,播放折邊裝置的視頻,提出任務需求。本環(huán)節(jié)通過設置實際的教學情境,引出了折邊裝置的課題,使學生對折邊裝置有更進一步的了解,對折邊裝置的工作過程有更充分的感性認識。
“方案分析”環(huán)節(jié):學生作為企業(yè)方,通過分析折邊裝置原理圖,結(jié)合對折邊裝置的感性認識,以小組為單位探究折邊裝置的工作原理。本環(huán)節(jié)學生作為企業(yè)方積極進行討論,形成初步的認識,使學生明確折邊裝置所要實現(xiàn)的動作。
“方案設計”環(huán)節(jié):學生以企業(yè)①、企業(yè)②、……企業(yè)⑩的形式進行分別討論,各企業(yè)形成自己的折邊裝置氣動回路初步方案,并分別在仿真軟件環(huán)境下進行氣動回路搭建和仿真調(diào)試。本環(huán)節(jié)中,學生通過潛在的企業(yè)競爭關系,在小組內(nèi)通過激烈討論,形成氣動回路設計方案,并進行模擬搭建,完善設計方案,激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和學習興趣。
“方案實施”環(huán)節(jié):學生根據(jù)仿真調(diào)試后的氣動回路選擇相應元件,在實驗臺上搭建氣動回路,根據(jù)搭建后運行的氣動回路驗證自己的設計方案的合理性,并進行調(diào)整,以滿足客戶需求。在這個環(huán)節(jié)中,學生將自己的設計成果進行了實施,學生獲得了很大的成就感,使學生對本門課程的學習充滿興趣,而各企業(yè)之間的競爭關系,使學生不斷改進優(yōu)化本企業(yè)的方案,獲得更多的知識和技能的提升。
“客戶驗收”環(huán)節(jié):10個企業(yè)進行展示和介紹,教師作為客戶對10個企業(yè)的結(jié)果進行比較驗收,評價各企業(yè)產(chǎn)品的優(yōu)點和缺點,最終選定一家企業(yè)的成果作為自己的中標方案,并進行展示。本環(huán)節(jié)是模擬現(xiàn)實中的企業(yè)合作,通過真實的體驗,使學生更深刻的體會到自己的產(chǎn)品優(yōu)劣將直接影響企業(yè)的生存發(fā)展,促進學生努力學習,不斷提高。
3 教學實施過程
3.1教學目標
知識目標:認識構成氣動系統(tǒng)的元件,會分析氣動回路的工作原理;根據(jù)工作要求,能設計氣動回路,并進行回路搭建和調(diào)試。
技能目標:具備正確選用氣動元件,搭建氣動回路的能力;能對氣動回路進行調(diào)試,并實現(xiàn)氣動回路正常工作。
情感目標:通過探究式的教學方法,培養(yǎng)學生愛動腦、勤思考的良好習慣,使學生體驗突破難題的成就感;通過小組合作培養(yǎng)學生團隊協(xié)作的精神,溝通交流的能力。
3.2教法:基于工作過程的項目教學。
3.3學習重點:折邊裝置氣動回路的工作原理及設計過程。
學習難點:折邊裝置氣動回路設計思路。
3.4教學過程:
(師活動)我是某制造企業(yè)負責人,現(xiàn)需要為我企業(yè)的一臺金屬板折邊機選用一套可靠、有效的氣動系統(tǒng)。演示數(shù)控機床鈑金外殼圖片,折邊裝置工作視頻。
(生活動)學生傾聽,觀看圖片和視頻,教師作為企業(yè)負責人介紹企業(yè)需求,學生形成對氣動回路設計任務的初步認識。
(師活動)投影展示折邊裝置氣動系統(tǒng)工作要求:(1)同時操作二個相同開關,使裝置的成型模具快速向下鍛壓,將平板折邊;(2)同時松開二個或僅松開一個開關,都能使氣缸緩慢退回到初始位置;(3)為了適應不同材料的加工,系統(tǒng)壓力可以調(diào)節(jié);(4)該氣動回路應具有方便操作、實用性好、性價比高等特點。
(生活動)學生根據(jù)折邊裝置氣動系統(tǒng)工作要求,討論探究實現(xiàn)工作要求的主要方式,綜合運用所學氣動知識,初步選定相關氣動元件,初定氣動回路的方案。
(師活動)在學生組建的各企業(yè)間進行輪流巡視指導,傾聽每個企業(yè)的討論情況,給予指導。觀察每個企業(yè)的氣動回路設計情況,提出問題和建議,引導學生完善氣動回路設計方案。
(生活動)學生在仿真軟件中進行回路的仿真設計,進一步優(yōu)化設計回路。
(師活動)提出探究問題:(1)常用開關控制方式哪種類型更簡單實用?(2)控制活塞速度,采用流量控制還是速度控制更好?為什么
(生活動)學生思考回答問題,教師講解、引導。
(師活動)觀察每個企業(yè)的氣動回路搭建情況,評價回路的優(yōu)缺點,提出改進意見。提出探究問題:回路存在的優(yōu)勢和缺陷,如何改進?
(生活動)學生在實驗臺上搭建回路,并根據(jù)回路運行情況進行調(diào)試。結(jié)合生產(chǎn)實際,學生充分理解所設計搭建回路的優(yōu)勢和缺陷,進一步對氣動回路進行優(yōu)化改進。各企業(yè)分別展示介紹自己的方案,客戶和企業(yè)共同參與評價。
(師活動)評價每個企業(yè)的設計方案,提出最優(yōu)設計方案的選擇理由。
(生活動)學生觀看、思考,傾聽教師的講評,以及最優(yōu)方案選擇的原因,結(jié)合自己企業(yè)的設計方案進行比較思考。
(師總結(jié))在大家的積極配合下,我們的任務進行的很順利。今天的任務僅為今后同學們在實際工作崗位中遇到的工作之一。在充滿競爭當代,要想提高業(yè)務水平,必須提高專業(yè)力,夯實基礎。
課后請大家思考問題:如果為了提高工作效率,要求有兩個折邊模具同時進行折邊操作,將如何進行回路設計?
3.5教學評價方案
根據(jù)教學組織形式,采用客戶評價和企業(yè)自評互評相結(jié)合進行。
4 小結(jié)
在本節(jié)課中采用模擬實際生產(chǎn)方式進行,通過“客戶需求”提出實際生產(chǎn)要求,設置學習情境,激發(fā)學生的學習興趣,引入課題。
隨后由學生作為企業(yè)方,主導完成“方案分析”、“方案設計”和“方案實施”,在此過程中教師主要采取巡視指導方式輔助教學,使學生真正成為課堂的主人。學生以企業(yè)形式接受任務,肩負了更多的使命感,無形中給學生更多的學習動力,使學生積極主動參與學習。而企業(yè)間的競爭又使學生有很大的緊迫感,促使學生不斷優(yōu)化自己的設計方案,希望獲得企業(yè)的青睞,學生的學習積極性得到了很大的提高。客戶和企業(yè)的方式也讓學生獲得了很大的新鮮感,提升了學生的學習興趣。
最后,教師作為客戶對所有方案進行評價,并選出最優(yōu)方案作為中標方案,使學生獲得了成功感,也體會到了市場競爭中必須提升自身能力和素質(zhì)才能取得成功的道理。最優(yōu)方案的展示使學生認識到自己的不足,學習他人的優(yōu)點,有利于學生的自我進步和發(fā)展。
本次課改變了傳統(tǒng)教學中教師任務,學生接受任務、完成任務的傳統(tǒng)學習方式,采用客戶和企業(yè)的模擬方式,增加了學習的趣味性和真實性,使學生體驗到了實際生產(chǎn)的過程,學生在學習中通過團結(jié)合作,討論探究的方式解決遇到的困難和問題,獲得了知識和技能的提升,體現(xiàn)出情境學習和探究學習的優(yōu)勢。
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PLC,即可編程控制器是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎上引入了微電子技術、計算機技術、自動控制技術和通訊技術而形成的一代新型工業(yè)控制裝置,它具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點,應用廣泛,已成為與機器人、CAD/CAM并稱的工業(yè)自動化三大技術支柱之一,企業(yè)對這方面技術人才的需求量非常大。PLC課程也因此成為高職院校機電、自動化等專業(yè)的核心專業(yè)課程。但在從事PLC的教學過程中,筆者越來越深切地感受到,要讓高職學生扎實地掌握這門課程知識并能熟練應用并不是件容易的事。
2課程的現(xiàn)狀及問題
2.1PLC課程綜合性強,學生基礎薄弱PLC是一門綜合課程,與其相關聯(lián)的知識點非常多,如電氣控制、電工電子、液壓傳動、氣壓傳動等,但由于高職學生學習底子較差,又缺乏一定的專業(yè)基礎,再加之對PLC課程在工業(yè)生產(chǎn)中的應用缺乏了解,對該課程在將來工作中的地位認識不夠,在理論課學習中很容易形成抵觸情緒,大大降低學習興趣和主動性。
2.2教學模式無法發(fā)揮學生學習的積極性目前PLC課程教學依然還是傳統(tǒng)的“你教我學”,所不同的只是將教材的內(nèi)容直接搬上了計算機投影的大屏幕,采取的是“電灌”方式。學生始終處于被動學習的地位,學生學習的主動性被忽視,教學課堂氣氛死板、互動性差,直接影響了教學效果。再者,PLC指令繁多、課時有限,學生囫圇吞棗、理解不透,導致學生學習壓力較大,逐漸失去信心,學習興趣也趨向下滑。
2.3教學內(nèi)容及教材建設跟不上企業(yè)實際要求PLC的產(chǎn)品和其他電子產(chǎn)品一樣,具有種類較多、發(fā)展較快的特點,而反觀我們使用的教材產(chǎn)品還是很老式產(chǎn)品,內(nèi)容還是照搬照抄母體的那幾章,因此,常常造成教材內(nèi)容與學校教學專用設備和企業(yè)脫節(jié),內(nèi)容滯后產(chǎn)品技術發(fā)展的現(xiàn)狀。使得企業(yè)的實際需要和學校教學現(xiàn)實形成了一對矛盾,企業(yè)需要能夠解決實際問題的技術人才,而學校所培養(yǎng)出的學生無法滿足企業(yè)的需要。
2.4理論與實踐脫節(jié),動手能力差由于實驗建設的滯后,現(xiàn)行的實踐教學大多只做驗證性實驗,通常是先上理論課、后在實驗室做實驗。在實驗前,教師會把實驗的內(nèi)容、操作方法做基本的講解,隨后學生在實驗室按照教師講解的步驟,機械地完成操作。在這樣的實驗過程中,學生只是將講過的內(nèi)容作了驗證而已,實驗缺乏趣味性和挑戰(zhàn)性,很多學生對實驗失去興趣,甚至有的學生實驗結(jié)束后只是記錄了一些數(shù)據(jù),根本無法理解實驗的真正目的。
3PLC課程教學改革的幾點建議
3.1教學內(nèi)容的改革在授課中,并沒有按照多數(shù)教材既定的順序進行講授,先講概述,然后硬件結(jié)構、工作原理,接著是各種基本、高級指令,最后是軟件應用及基本應用,這樣容易使學生在學習中無法把握重點,尤其是一上來就是純理論知識,使得學生聽起來索然無味,大大降低了學習興趣。根據(jù)用人單位對PLC技術和PLC人才的需求,結(jié)合高職學生的特點,我們對所講內(nèi)容進行了整合和調(diào)整。首先通過PPT展示PLC在實際工業(yè)領域中的應用案例,如機械手的控制、交通燈的控制、電梯控制、送料小車的控制等,使學生對PLC是什么及能做什么有個感性的認識,從而激發(fā)學生學習興趣和學習欲望;然后以每個項目案例作為一個模塊,將課程中原有的知識點打散融入到項目模塊中去,通過項目任務去學習知識點,然后再通過所學知識點去完成項目。
3.2教學方法的改革在教學過程中,我們改變了傳統(tǒng)的教學方法,根據(jù)實際情況總結(jié)出多種教學方法:項目教學法:在授課的時候,改變原有的先知識點,后舉例的方式,通過采用“項目”教學的方式,將所有的教學內(nèi)容和知識都融入到項目這個載體當中,如學習基本輸入輸出指令及自鎖互鎖機制時,可以先給學生一個三人搶答器的項目,教師則根據(jù)整體項目的情況,對其中的不同的環(huán)節(jié)進行分解,從而將么個知識點分散到不同的環(huán)節(jié)當中。同時每隔一個或者幾個項目后對知識點進行總結(jié)歸納,以此形成系統(tǒng)性。任務驅(qū)動法:該方法則主要是以某一個具體的任務作為整個事件的線索,將不同的教學任務都隱藏在每個具體的任務當中,從而在不同問題的引導下,讓學生主動的去發(fā)現(xiàn)問題和思考、解決問題。如對定時器指令教學的時候,可以先給學生布置一個交通燈控制的任務,要學生來實現(xiàn)。通過該方法,學生學習興趣可有效的提高,同時整體的學習氛圍也可有效的營造,大家?guī)讉€人一組討論該任務的要求、編程、調(diào)試及解決出現(xiàn)的問題,最后老師進行總結(jié)?;咏虒W法:對某些章節(jié)的課程,可以鼓勵學生上臺講課,并讓其他的同學對其進行作答的方式,從而提高學生課堂活躍的氣氛,鍛煉了學生的自學能力和演講能力。層次題目法:在每個實驗環(huán)節(jié)中,教師可以設計出多個實驗項目,分為必做和選作,題目難易程度不同,學生根據(jù)自己實際情況進行選擇。學生助教法:在課堂當中,老師面對的學生通常很多,從而無形中給教師帶來很大的壓力。因此,在是呀課堂上面,通過會讓一些實踐接受能力比較強的學生作為老師的助手,從而協(xié)助老師對學生進行培訓和指導,以此鍛煉學生的實踐能力。
3.3實踐改革PLC課程對學生的實踐能力要求很高,如果僅僅從書本上來講則顯得范圍狹窄,同時書本的指令其背的再好,不會操作都是空談。因此,只有在不斷的實踐,才能體會其中的奧秘。我們將PLC課程的實踐內(nèi)容分為兩部分:實驗部分和綜合實訓部分。在實驗過程中,針對知識點設計一些小的、驗證性的實驗,在實驗過程中,教師起啟發(fā)引導作用,即給出學生基本的設計思路和程序設計過程中要注意的問題,然后由學生獨立自主完成。而綜合實訓部分主要以企業(yè)中的實際工控項目為題,題目盡可能涵蓋更多知識點,從項目建立、項目分析、項目設計、項目施工到相應電氣文檔的建立做一個全面的接觸。在此過程中,教師將主動權完全交給學生,只在關鍵問題上進行簡單指導;學生分組完成任務,可以通過討論、查閱資料等各種手段完成。通過綜合實訓,即可以培養(yǎng)學生團隊合作精神,更能提高其對所學知識綜合應用能力及解決問題能力。
3.4逐步改革考核模式高職學生在檢測和評價學生課程學習上,應該以會學和會做為主。所以需要改變長期以來僅以期末考試作為唯一學習成績的評價方式,摒棄知識死記硬背的考核內(nèi)容,以專業(yè)知識和專業(yè)能力(特別是崗位工作能力)為重點,以會學和會做為評價方向,建立以情境為載體、問題為中心、知識為框架、能力為核心的測試評價體系,并使之盡量與真實情境結(jié)合起來。在檢測和評價方式上,應該是靈活多樣的,可以平時和期末相結(jié)合,筆試與課程設計相結(jié)合,知識與能力相結(jié)合。
3.5、課堂教學和課外網(wǎng)絡教學相結(jié)合我們可以有效利用網(wǎng)絡資源,將現(xiàn)有教學模式與網(wǎng)絡教學相結(jié)合。教師可通過制作課程網(wǎng)絡版多媒體課件,利用遠程資源在網(wǎng)上完成教學的各個環(huán)節(jié),包括授課、答疑、布置作業(yè)、批改作業(yè),考試、統(tǒng)計分數(shù)等。學生可以通過校園網(wǎng)、因特網(wǎng)及教育網(wǎng)同教師交流。這種教學模式不僅能擴大教學授課面,充分利用高校的師資力量,解決高校師資緊缺的問題,而且學生可根據(jù)自己的實際情況確定學習內(nèi)容和安排學習進度,從而有利于學生的個性化綜合發(fā)展。
4結(jié)束語
“雙師型”教師指既能從事理論教學又能從事實踐教學工作(如:畢業(yè)設計、課程設計、實習指導、實訓教學等)的教師。既能從事理論教學工作,又能從事工程技術工作的教師。同時具有教師和技師、工程師資格。
二、中職學校“雙師型”教師隊伍目前存在的問題
1、中職學?!半p師型”教師的內(nèi)涵狹窄
由于“雙師型”教師的標準還未統(tǒng)一,使有些教師甚至學校領導錯誤地認為“學歷證書+職業(yè)資格證書”就是“雙師型”教師,擁有雙證就是“雙師型”教師了,教師個人不再注重技能的提高了,學校也不再注再“雙師型”教師的培養(yǎng)了,這樣以來,學校的“雙師型”教師的整體素質(zhì)就大打折扣。
2、中職學?!半p師型”教師素質(zhì)參差不齊
基于不同目的的驅(qū)動.部分職業(yè)學校在“雙師型”教師隊伍質(zhì)量建設問題上產(chǎn)生了價值觀念的偏差普遍存在重數(shù)量、輕質(zhì)量,重形式、輕實質(zhì)的傾向。表現(xiàn)為片面追求教師取得職業(yè)資格證書的數(shù)量,忽視對教師職業(yè)能力的培養(yǎng)、應用與考核。這種價值觀念的偏差一方面來自于外界的壓力,如短期內(nèi)需要彌補巨大的“雙師型”教師隊伍缺口而“病急亂投醫(yī)”,希望通過某種評估而熱衷于教師獲得職業(yè)資格證書的統(tǒng)計數(shù)量。另一方面還來自于某些職業(yè)學校對“雙師型”教師隊伍質(zhì)量水平的忽視,或者是滿足于“雙師型”教師隊伍建設的表面成就。這使得中職學?!半p師型”教師素質(zhì)參差不齊。
3、中職學?!半p師型”教師技能水平過低
一些專業(yè)課教師的現(xiàn)代職業(yè)教育意識相對淡薄,加之我們有的學校對專業(yè)課教師的獎勵機制和措施不夠到位,使部分教師產(chǎn)生消極思想,從而不重視本身專業(yè)技能的提高,導致技能水平過低。
4、中職學校“雙師型”教師終身學習的意識不強
教師的現(xiàn)代職業(yè)教育意識淡薄,對從事的職業(yè)教育缺乏事業(yè)心,消極應付,缺乏進取精神,終身學習的意識不強。
三、中職學?!半p師型”教師專業(yè)發(fā)展的重要性和必要性
1、重要性
中等職業(yè)教育是國民教育的重要組成部分,其定位是培養(yǎng)數(shù)以億計的高素質(zhì)勞動者和技能型人才,但由于歷史欠賬太多,目前它仍是我國教育中的薄弱環(huán)節(jié)。我國現(xiàn)有1.4億產(chǎn)業(yè)工人。其中技師100余萬人,高級技師7萬人,高級工245萬人,與發(fā)達國家相比,人數(shù)雖多,素質(zhì)不高。每年因產(chǎn)品質(zhì)量問題造成的經(jīng)濟損失達2000億元左右。我國生產(chǎn)一線的勞動者素質(zhì)偏低和技能型專門人才緊缺,影響了社會經(jīng)濟的發(fā)展?!敖逃年P鍵問題是教師”。因此,中職教育加強師資隊伍建設,特別是“雙師型”教師隊伍建設,是非常重要的。
2、必要性
縱觀中等職業(yè)學校教師隊伍素質(zhì)現(xiàn)狀,我們發(fā)現(xiàn):教師學歷層次尚不達標,已達標者面臨提升學歷的問題:缺乏骨干教師和專業(yè)帶頭人;中職連年擴招。學生數(shù)量急增,但中職學校的基礎能力建設發(fā)展緩慢,生師比嚴重錯位,中職生師比約是21:1。根據(jù)2001年中央編辦、教育部、財政部《關于制定中小學教職工編制標準的意見》規(guī)定,高中階段教育生師比上限,城市為15:1,縣鎮(zhèn)為15.5:1,農(nóng)村為16:1。不難看出,中等職業(yè)學校教師缺口較大.并且在這樣的師資隊伍中。文化課教師比例偏大,專業(yè)課和實習指導教師數(shù)量嚴重不足;再加上新進校的青年教師來源渠道多是普通高校.他們雖然專業(yè)理論知識豐富,但專業(yè)技能、實踐能力和實際動手能力較差。截至2006年,中等專業(yè)學?!半p師型”教師39621人,占專業(yè)課和實習指導教師的比例不足1/3,“雙師型”教師嚴重匱乏。因此“雙師型”教師隊伍建設勢在必行。
四、中職學校“雙師型”教師專業(yè)發(fā)展的途徑
1、以技能大賽引領專業(yè)發(fā)展
根據(jù)實際情況,按國家職業(yè)技能鑒定標準制定考核專業(yè)課教師技能的計劃,每一、二年組織本校專業(yè)課教師參加一輪次的技能考核,考核結(jié)果作為學校評聘教師的重要依據(jù);同時,制訂獎勵措施,鼓勵教師積極參加各級教育與勞動和社會保障部門組織的各級各類技能大賽,這樣,真正能使雙證型教師成為雙能型教師,有利于提高我?!半p師型”教師隊伍的整體素質(zhì)。
2、以到企業(yè)鍛煉促進專業(yè)發(fā)展
加強生產(chǎn)實踐調(diào)研,豐富實踐知識,提高實踐能力,是“雙師型”教師成長的關鍵。作為職校教師,尤其是專業(yè)教師,要加強向生產(chǎn)實踐學習,重視到企業(yè)學習調(diào)研環(huán)節(jié),充分利用好實習基地,加強實踐知識積累,這是非常關鍵的,也是十分必要的。
(1)首先,教師要根據(jù)自己的專業(yè)方向、教學優(yōu)勢確定個人的發(fā)展目標
專業(yè)教師應根據(jù)教學任務制定生產(chǎn)實踐調(diào)研計劃。計劃可分為長期計劃(近2—4年之內(nèi))和短期計劃(本學年內(nèi))。有了具體的目標、計劃,才會有實施的可能性,才能有效地豐富實踐知識。生產(chǎn)實踐調(diào)研形式可以是“定點方式”和“定人方式”。教師可以利用指導學生到企業(yè)實習的機會,或合理安排調(diào)整教學任務集中一定時間安排到企業(yè)實踐學習,可以從知識儲備、拓寬知識層面的視角出發(fā),確定與自己專業(yè)教學關聯(lián)較大的一、二個生產(chǎn)企業(yè),進行“定點方式”的學習和調(diào)研。例如:在某個主體生產(chǎn)企業(yè),全面了解生產(chǎn)工藝流程、典型設備、電氣控制等綜合知識,并有重點地熟悉相關的內(nèi)容,力求在某一方面達到精通,其它方面能熟悉了解。所謂“定人方式”,也就是教師要在企業(yè)的生產(chǎn)科、機動科或設材科,確定工程技術人員作為長期的技術信息聯(lián)系人,以便及時了解掌握企業(yè)的技改動態(tài)、科技消息,及時參與各類的技術交流活動。
(2)教師應主動參與工程實踐活動,提高實踐能力
專業(yè)教師應主動尋求機會,直接參與企業(yè)的工程技術改造項目及開發(fā),參加工廠的生產(chǎn)技術講座等。這一系列的活動,都是非常好的實踐學習機會,對提高專業(yè)教師理論與實踐教學水平、承擔實踐教學任務都是十分重要的。
(3)帶著問題的學習才是最有效的學習
教師在課堂教學、實踐教學中遇到疑點問題不要回避,不要繞開走,應針對問題通過到企業(yè)實踐學習,以不斷增加實踐知識的積累,才會使專業(yè)教學不斷上水平。
(4)教師應注重“到企業(yè)實踐調(diào)研資料”的總結(jié)歸納、交流及利用
為增強教師實踐知識的積累和提高,首先每個專業(yè)教師之間、各教研組之間,可充分利用“分散實踐調(diào)研”與“交流總結(jié)”相結(jié)合的方式來獲取、積累實踐知識,通過各教研組內(nèi)和組間的交流,形成一個“信息互通網(wǎng)絡”;其次每個教師還應注重個人實踐知識的總結(jié)、資料整理、保存,以便于日后教學中查找和利用。只有這樣才能在專業(yè)教學中靈活地將生產(chǎn)中的新工藝、技術信息滲透到教學過程中,在課堂教學中體現(xiàn)知識應用的“同步”、“鏈接”、“插入”特性,做到課堂教學與生產(chǎn)實際應用相結(jié)合,真正體現(xiàn)專業(yè)教學特色。
3、以專業(yè)養(yǎng)成和反思強化專業(yè)發(fā)展
作為專業(yè)教師,尤其是中青年教師要多反思,不能自我滿足,僅局限于專業(yè)基礎課的教學而停滯不前,處于“吃老本”和“守城”的狀態(tài),而要面對職業(yè)教育的實際,重新審視自己的專業(yè)知識結(jié)構、教學能力,不斷進取,逐步完善專業(yè)知識結(jié)構,盡快成長為“雙師型”教師。
(1)專業(yè)教師要注重完善“縱向知識”結(jié)構
教師要確定專業(yè)方向,爭取在專業(yè)的某方面達到專一,這是作為專業(yè)教師的根基。加強知識的縱向?qū)W習,做到向書本學和向問題學,向生產(chǎn)實踐學,及時把握新知識和技術應用的前沿,要擠時間主動學,苦練內(nèi)功。做到在本專業(yè)方向上,體現(xiàn)理論教學和實習教學方面的專、通、巧、精的特點,在某一方面起到“優(yōu)化教學”的引領作用。
(2)專業(yè)教師要注重完善“橫向知識”結(jié)構,拓展知識面,做到一專多能
根據(jù)職業(yè)教育的特點,“橫向知識”包括兩個方面:其一是要完善本專業(yè)方面的知識體系,對專業(yè)課教師而言,不僅能勝任某一、二門課程的教學,還應熟悉本專業(yè)中其他課程的知識體系和重要知識點、教學要求,以及知識問的銜接關系,只有這樣,才能在專業(yè)知識體系的整體框架下確定具體課程的教學內(nèi)容、重點、教學方式和方法,做到在教學中游刃有余。其二是要注重各個專業(yè)之間的知識聯(lián)系性,例如:職業(yè)學校教師們承擔某廠熱軋板卷工程職工的崗前技能培訓教學任務,其中包括:連鑄工、軋鋼工、連鑄與煉鋼自動控制培訓等,就體現(xiàn)了這一特點,使用的培訓教材已不是傳統(tǒng)意義上的編寫方法,而是突破了專業(yè)的局限性,各工種的培訓教材以專業(yè)為主,將整體生產(chǎn)工藝操作、機械設備和電氣控制融為一體。培訓中,傳統(tǒng)的機械、電氣控制、液壓傳動、工藝操作等各專業(yè)知識在實際應用中已相互滲透,若培訓教師相關專業(yè)知識不全面,就難以勝任培訓教學任務。因此,專業(yè)教師在加強自主學習的同時,還應注重向同行學習,加強專業(yè)內(nèi)、外教師之間的交流,拓寬知識面,達到教師不僅精通本專業(yè)的知識體系,也能熟悉、了解其他專業(yè)的相關知識,只有這樣,才能勝任各類培訓教學任務。
(3)中職學校教師應提高專業(yè)實踐指導能力和制作多媒體教學課件的能力
專業(yè)課教學特點體現(xiàn)在教學實踐性,多媒體教學工具為專業(yè)課教學提供了廣闊的天地,許多生產(chǎn)現(xiàn)場可用多媒體工具再現(xiàn)在課堂上。教師應針對專業(yè)課的教學內(nèi)容、特點,深人生產(chǎn)一線,充分利用數(shù)碼相機、錄象機等手段,有針對性地系統(tǒng)制作教學課件,可起到事半功倍的效果。目前利用教學課件進行輔助教學已引起教師的廣泛重視。教師應加強教學課件制作知識的學習,提高教學課件制作水平和使用率,尤其對提高專業(yè)課實踐教學是很有必要的,也是很迫切的。
4、以終身學習加快專業(yè)發(fā)展
(1)中職學校專業(yè)設置的調(diào)整變化,促使教師應加強學習。企業(yè)在發(fā)展,企業(yè)對人才類型的需求也在不斷變化,職業(yè)教育的專業(yè)設置也應隨之不斷調(diào)整擴充,如中專原來的主干專業(yè):冶金機械、電氣自動化、煉鐵專業(yè)現(xiàn)在已逐步擴展調(diào)整為:軋鋼、機電設備維修與安裝、機械加工、煤化工等專業(yè),專業(yè)的調(diào)整變化導致課程設置、教學大綱、知識結(jié)構體系都有所變化。因此,對教師而言出現(xiàn)了交叉性學科的問題,這就要求教師要與時俱進,不斷學習更新知識、拓展、補充知識面,增加知識儲備,以適應各個專業(yè)教學要求。