基于工作过程的自动化仪表应用技术课程项目化教学的设计与实施.docx
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基于工作过程的自动化仪表应用技术课程项目化教学的设计与实施
基于工作过程的自动化仪表应用技术课程项目化教学的设计与实施
【摘要】针对以工作过程为导向的项目化教学在创新式高等职业技术的教学改革发展的必要性,以生产过程自动化技术专业的核心课程自动化仪表应用技术为例,根据高职院校学生毕业后所从事的岗位职业技术工作的实际情况,结合本专业课程特点,详细介绍项目教学法在教学目标、教学内容、学习考核方法、教学评价等方面的应用。
【关键词】项目化教学自动化仪表应用技术课程改革
随着科学技术的迅猛发展、工业自动化水平和信息化管理水平的不断提高,生产过程自动化技术专业中已由原来简单的常规仪表组成的控制系统,发展到现在的集散控制系统(DCS)和总线控制系统(FCS),仪表也由传统的单元组合仪表,发展成现在的数字化、智能化、微型化为一体的智能仪表。
为适应自动化仪表应用技术这门专业核心课程的发展和本专业学生高技能型人才培养的需要,必须调整课程设置,改革教学方法,深入进行专业课程改革,因而基于工作过程为导向的课程项目化教学改革势在必行。
一、针对课程改革的企业调研
笔者进行了一次针对重点企业自动化仪表技术专家及近五年的毕业生的岗位技术应用进行了跟踪调研,目的是为自动化仪表应用技术的课程改革提供内容依据。
笔者走访了柳州化工股份公司、华银铝业集团、南华集团纸业公司、广西铝业分公司(平果铝)等大型企业集团进行调研,参观了现代化自动化生产线,与企业的生产管理负责人、自动化工程师、生产过程自动化的毕业生进行了交流,了解了用人单位对该专业毕业生的反馈意见。
调研的具体内容包括三个方面:
目前从事的自动化仪表专业的工作岗位、工作任务、专业知识与技能的运用情况;企业目前自动控制系统的构成和自动化仪表应用水平;企业对本专业技术人才的具体要求。
调研中笔者一方面深入企业生产的现场考察,另一方面采取了问卷调查和访谈相结合的方式。
调查的对象为:
一是本专业毕业生——广西工业职业技术学院1997到2005级的生产过程自动化技术专业的毕业生;二是企业自动化专家——华银铝业公司计控分公司主任陆中全工程师、副主任陈剑高级工程师;柳州化工股份公司计控分厂的高级技师郭爵满;中铝广西分公司信息生产中心氧化铝站站长黄歧利高级工程师、罗正盛工程师;南华纸业有限公司计控车间主任游田、副主任周正标和技术员农吉等。
(一)本专业的毕业生在技术岗位的自动化仪表知识技能运用情况
大多数毕业生在企业中从事自动化仪表的维护、使用、过程控制系统工程设计等本专业技术工作,其中,一部分早年毕业的毕业生已经在企业中担任管理职务。
对于在校所学的专业知识及专业技能,在实际工作中得到比较广泛的应用,从事管理工作的企业人员主张刚参加工作头几年对自动化仪表的安装技能、安装材料的知识熟悉很重要,工作了3至5年的毕业生觉得他们在学校所学的自动化仪表的专业技术都能用上,常用的自动化仪表的调校、校验仪表的操作、自动化仪表的安装技能,以及各种压力、温度、流量和物位自动化仪表的测量技术用得多。
在学校学习期间去企业实习能增加对专业学习目标的建立。
毕业生中有许多人从事仪表维护使用工作。
在工作中,学校学过的所有主干课程都得到了应用。
他们反映:
在学校见到的仪表及自动控制系统陈旧,有些新仪表方面的知识讲课时看不到实物,掌握得不好,给以后工作带来了不少困难。
他们希望教学用仪器、仪表及时更新,并能安排到工厂实习。
综合学生的反馈意见及自动化水平现状,笔者建议应加强实验室建设,完善总线实训室,建设传感器实训室,建设仪表控制教学系统;改革仪表专业课的教学方法,尽量在现场进行教学,增加感性认识。
对于毕业生的专业基础知识需求,他们反映:
在工作中用到的一些实践性比较强的专业基础知识比较欠缺,如电磁流量计的安装位置,结巴问题等;测温仪表热电偶测温管道内外管温差的问题,还有电气控制图的认识,怎么识图解决实际问题等。
建议加强专业基础课的深度和广度。
随着劳动力水平的不断提高,越来越多的毕业生担当着自动化生产线上的操控工人,这要求他们有很强的组织纪律性和团队精神、吃苦耐劳精神。
因此,我们在教育中,不仅应注意学生的知识培养,还应注意学生的综合能力培养。
应加强校内外实训基地的建设。
学生所学理论知识必须在实践中消化理解和提高,因此在进行专业改革中,校内外实训基地的建设尤其重要。
本专业过去都安排学生到化纤厂实习两周,参观学习仪表的使用、安装、维护方面的知识,效果很好。
有些学生反映本学院的自动化仪表中分析仪表学得少,2003级的毕业生认为加强专业理论学习对提高工作能力更有用,但有些同学反映在校时英语方面教育比较欠缺,导致在工作岗位使用的进口自动化设备的英文说明书看不懂。
(二)企业专家提出本课程教学对培养高技能型人才要求的要点
企业专家提出本课程教学对培养高技能型人才要求的要点包括:
培养学生的自学能力,让他们自己解决新型自动化仪表的选型和安装选材;善于求新创新,会利用互联网更新自动化仪表发展的知识;增强团队精神,分工合作;打好专业基础:
工业生产中五大参数的测量原理及仪表的使用方法及仪表的安装等知识;仪表检测系统图:
会看电气控制流程图,保证仪表接线规范,会现场仪表的维护;企业应用了很多新型仪表、用了很多气动控制阀和进口的在线纸浆浓度计,加强学生的仪表技术动手能力,提高团队精神,企业要在两三年内把毕业生培养成技术员和一线管理人员。
通过调研发现,随着企业生产技术水平不断发展提高,用人单位对广西工业职业技术学院培养的学生的专业技术能力也提出了更高的要求,为此,我们必须提高教师“双师”素质,制定合理的教学计划,不断改进教学方法,更新教学设备,改善教学条件,通过实施以工作过程为导向的课程改革,培养出高技能型人才。
二、课程改革思路
自动化仪表应用技术是生产过程自动化技术专业的一门专业核心课程,依据生产过程自动化技术发展的需要,生产过程自动化职业岗位工作任务的需要,国家职业资格鉴定标准的要求,培养学生从事生产过程自动化控制技术工作所需的专业自动化仪表应用的技能和职业素质的核心课程。
以工作过程为导向的课程项目化教学法是通过一个工业生产过程的工艺流程、完成一个自动化仪表工程为学习任务而进行的教学活动,其突出特点在于学习过程的实践与研究活动相融合,充分发掘学生的创造潜能,提高学生解决实际问题的综合能力。
由以教师为中心转变为以学生为中心,以课本为中心转变为以岗位职业技能为中心,以课堂为中心转变为以解决实际为中心,很大程度上提高了学生的动手能力和学习积极性,保证学生能学以致用。
同时,教师通过课程项目的研究开发可以与企业产生并保持紧密的联系,可以从企业吸取到最新的实践知识,同时具备理论教学与实践操作的能力,使自己的知识体系得到不断地更新,促使其向“双师型”转变。
自动化仪表应用技术课程设置以实际工作需要为依据,以典型工业生产过程工艺流程控制为载体,以工业企业生产过程控制仪表实用工程技术的工作过程为主线,通过实践培养自动化仪表的专业基本技能和职业能力,将“专业知识学习、职业技能训练和综合素质培养”贯穿于教学全过程;构建校企结合、工学结合多元化的实训教学环境,技能训练与化工自动化仪表维修工职业资格证书相结合的教学模式,全面体现高等职业技术教育的新理念。
三、课程教学的目标设计
自动化仪表应用技术课程是培养学生掌握自动化仪表工程应用技术的基本理论与相关自动化仪表工作岗位实践技能。
通过以职业行为为导向的项目式教学,加强学生自动化仪表技术实践技能的培养,掌握生产过程自动化仪表工程应用技术的实际开发和实施过程,培养学生的综合职业能力和职业素质;独立学习及获取新知识、新技能、新方法的能力;与人交往、沟通及合作等方面的态度和能力,适应生产过程自动化技术就业工作岗位技术能力的职业要求。
(一)岗位技术与技能目标
1.自动化仪表技术的专业知识目标。
通过学习能掌握自动化仪表应用于工业生产自动化检测的基本知识,典型的工业自动化仪表测量系统的组成原理、特点、应用场合,掌握自动化仪表识图与安装的基础知识;学会过程控制仪表的单体调校、联校方法,自动化仪表参数设置、组态功能,自动化仪表在工程项目应用的选择,设计出合理的自动化仪表检测系统的应用方案,学会自动化仪表工程安装的相关知识;了解自动化仪表系统的验收标准,自动化仪表的国内外生产供货信息,了解自动化仪表工程安装与维护的相关辅材知识。
学会建立自动化仪表、控制装置的技术档案文件。
2.自动化仪表技术岗位专业能力目标。
学会典型自动化检测系统(温度、压力、流量、液位)的构建,能识读并绘制仪表工程施工图(带自动化仪表测量控制点的工艺流程图,仪表盘正面布置图和背面电气接线图),能熟练维护、安装自动化仪表背面电气配线;学会现场自动化仪表选型与安装方法;能根据仪表说明书的要求正确进行自动化仪表的调校,学会典型自动化检测系统(温度、压力、流量、液位)的投运、参数整定;学会进行自动化检测系统的测量误差分析,并能提出改善测量准确性和可靠性的措施;学会使用常用的自动化仪表调校设备,学会常用的现场仪表安装辅材的安装技能。
(二)职业素质目标
在以工作过程为主线的项目教学过程中,锻炼学生的团队合作能力、工作态度和责任感、专业技术交流的表达能力;制定工作计划的方法能力;获取新知识、新技能的学习能力;解决实际问题的工作能力。
四、课程内容与标准设计
教师在授课时要通过实际课程项目完成教学内容,确定课程建议总课时,课程的具体内容学习要求参见课程标准范例(见表1)。
五、课程教学实施计划
(一)教材的选择及编写
自动化仪表应用技术教程依据本课程解决方案,紧密配合“工学结合”的思路,以生产企业的实际工程项目“自动化仪表检测与控制技术”为主线,依据真实工程项目的实际工作过程进行选择教材和编写讲义。
教材由企业工程专业人员参与建设,专业高级工程师与高级技师把关,以过程控制工程技术的核心知识与技能为目标,以实际工程应用案例分析为示范,将生产过程控制技术贯穿于全教材。
使本教材突出指导性、实用性和可操作性,着重培养学生的技能,技术训练内容精,达到培养具有掌握专业技术关键能力的创新型高技能人才目的。
(二)课程教学方法与手段
自动化仪表应用技术课程由于采用了项目驱动法,理论讲授与实验实践完全是“一体化教学”。
应注重培养学生的分析问题和解决问题的能力。
在讲授过程中,既要保持知识的连续性,又要注意联系工程实际。
在教学过程中应重视学生在校学习与实际工作的一致性,采取工学交替、任务驱动、项目导向、课堂与实习地点一体化等教学模式,对培养学生的职业能力,实现学生模拟零距离就业,具有重要的意义。
建议针对不同教学环节采用不同的教学模式,应用举例如表2所示。
项目化教学模式的实施流程参见图1。
(三)教学评价
对学生实行以职业能力为中心的考核,通过各种不同的考试形式激发学生自主学习的积极性,在解决实际问题的工作能力;获取新知识、新技能的学习能力;团队活动的合作能力;职业语言表达能力等方面得到体现。
采用阶段评价,过程性评价与目标评价相结合,项目评价,理论与实践一体化评价模式。
关注评价的多元性,结合课堂提问、学生作业、平时测验、学生实践教学体会、施工进度基本技能竞赛及考试情况,综合评价学生成绩。
应注重学生实践中分析问题、解决问题能力的考核,对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励,全面综合评价学生能力。
考核知识点与技能点全面开放,以项目带动知识点的学习。
考核应用举例如表3所示。
(四)课程资源的开发与利用
必须依据本课程标准编写教材,教材应充分体现任务引领、实践导向课程的设计思想。
教材应将本专业职业活动,分解成若干典型的工作项目,按完成工作项目的需要和岗位操作规程,结合职业技能证书考证组织教材内容。
应以实际工程项目为载体,引入必需的专业知识,增加实践内容,强调理论在实践过程中的应用。
教材应图文并茂,提高学生的学习兴趣,加深学生对过程控制工程施工组织与管理的认识和理解。
教材表达必须精炼、准确、科学。
教材内容应体现先进性、通用性、实用性,要将本专业施工组织与管理新技术、新方法、新成果及时地纳入教材,使教材更贴近本专业的发展和实际需要。
教材中的活动设计的内容要具体,并具有可操作性。
(五)信息技术应用
注重课程资源和现代化教学资源的开发和利用,这些资源有利于创设形象生动的工作情景,激发学生的学习兴趣,促进学生对知识的理解和掌握。
建议加强课程资源的开发,建立多媒体课程资源的数据库,努力实现跨学校多媒体资源的共享,以提高课程资源利用效率。
积极开发和利用网络课程资源,充分利用诸如电子书籍、电子期刊、数据库、数字图书馆、教育网站和电子论坛等网上信息资源,使教学从单一媒体向多种媒体转变;教学活动从信息的单向传递向双向交换转变;学生单独学习向合作学习转变。
运用现代教育技术和虚拟现实技术,建立虚拟社会、虚拟企业、虚拟车间、虚拟项目等仿真教学环境,优化教学过程,提高教学质量和效率,有利于规范学生操作流程,有利于培养学生专业素质。
建立习题库及答案,同时为学生提供了多种版本的参考书,有利于学生复习和巩固知识,建立学习资料库,推荐国内外先进的工控技术、自动化仪表和国内与专业有关的网站地址,积极引导与培养学生学会自主学习、资料查询等能力。
(六)工学结合
产学合作开发课程资源,充分利用本行业典型的生产企业的资源,进行产学合作,建立实习实训基地,实践“工学”交替,满足学生的实习实训,同时为学生的就业创造机会。
建立一支适应本专业的、稳定的、开放性的、具有丰富工程实践经验的兼职教师,实现理论教学与实践教学合一、专职教师与兼职教师合一、课堂教学与工地现场教学合一,满足学生综合职业能力培养的要求。
(七)工作规范
认真贯彻“安全第一、预防为主”的方针,认真落实各项安全措施,坚持安全工作是一切工作的基础,积极完成各项工作任务。
有计划地组织对学生进行安全思想、安全制度和安全技术的教育培训,不断提高学生的安全技能和意识。
进入企业,由企业负责根据企业具体情况对学生及带队教师进行厂级、车间(部)级、工段、班组级四级安全教育,经考核合格后才能进入企业,并且把安全考试成绩作为学生成绩考核的一部分。
进入实训场地,认真组织各种安全活动,构筑安全文化,强化安全意识。
学生应做好预先复习,指导教师不得擅自脱岗,应记好考勤。
在实习(实训)中,学员必须服从指导教师,未经允许不得擅自启动电源,使用仪器、设备等。
凡违反操作程、损坏仪器、设备者,应按规定赔偿损失。
基于工作过程的自动化仪表应用技术课程项目化教学标准的实施,对教师的教学能力的要求具有一定的挑战和促进,教师通过课程项目的研究开发可以与企业产生并保持紧密的联系,可以从企业吸取到最新的实践知识,同时能融合好理论教学与实践操作的能力,使自己的专业知识体系得到不断地更新,促使其向“双师型”转变。
对学生将来的就业来说,学校为他们创造了高素质高技能专业人才和综合人才成长的环境,但我们还应清楚地意识到,课程改革的实施需要多方力量的投入和有效机制的支持,需要不断地探讨和理念创新。
【参考文献】
[1]教育部高职高专自动化技术类专业教学指导委员会.生产过程自动化技术专业指导性文件[Z].2010-03
[2]戴裕崴,章建新.项目导向的高职专业人才培养方案设计——以高职物流管理专业为例[J].职业技术教育,2009
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- 基于 工作 过程 自动化 仪表 应用技术 课程 项目 教学 设计 实施