基于工作过程的机电一体化专业.docx

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基于工作过程的机电一体化专业

基于工作过程的机电一体化专业

基于工作过程的机电一体化专业

学习领域课程开发初探

[摘要]基于工作过程的学习领域课程开发主要包括专业岗位需求调研、典型工作任务分析、确定学习领域课程、学习情境的设计、课业设计等五个关键环节。

本文以我校在机电一体化专业的教学改革为例，阐述了领域课程的开发过程。

[关键字]机电一体化工作过程学习领域典型工作任务学习情境课业设计

随着科技的进步，机电一体化已是当今世界机械工业技术和产品发展的主要趋向，也是我国机械工业发展的必由之路，然而我国现有的机电专业人员的知识结构和技能水平与工业发展极不相称，传统的职业教育已不再适用人才培养的需求，改革势在必行。

改革的重点是课程重构，基于工作过程的学习领域课程研究，已成为近年来职业教育课程改革的热点。

一、专业现状

很多职业院校在机电一体化专业的教学改革方面做了很多尝试，也取得丰硕的成果。

技工院校的机电一体化专业起步较晚，教学计划、教材相对滞后，各学校与企业只能在摸索中自行组织安排，这种状况不利于该专业的发展和人才培养的规范性。

造成了在培养环节和组织教学以及质量控制上的不确定性和随意性，给机电一体化专业建设的长期资源积累和品牌打造带来了很大困难。

也与机电一体化产业技术的综合性与多样性的统一要求不相适应。

为适应这一形势，我院近三年来，尝试对机电一体化专业的主干课程进行重构，并在实际教学中开展以行动导向为基础的模块化教学，以工作过程为导向，以实用技能培训为重点，结合大量的典型实例，强调理论与实践一体化教学，理论表述简洁易懂，以够用为原则，操作步骤清晰明了，重在应用。

并让毕业生参加多工种的鉴定，这些都为学习领域课程的开发奠定了坚实的基础。

二、课程开发的目的

解构原有的学科体系课程，重构基于知识应用的行动导向课程，凝练工作过程要素，在现实的职业资格基础上，培养学生普适的职业资格，为未来的职业资格奠定基础，提升学生的"职业竞争力"。

三、学习领域课程

职业教育的学习领域课程是工作过程导向的课程方案（课程名称）。

是一个由职业能力描述的学习目标、工作任务描述的学习内容和实践理论综合的学习时间（基本学时）三部分构成的学习单元。

它是根据专业对应工作岗位及岗位群实施典型工作任务分析归纳到行动领域，根据认知及职业成长规律递进重构行动领域转换为学习领域（课程），再根据完整思维及职业特征分解学习领域为主题学习单元即进行学习情境的设计，学习领域表现形式是由若干个学习情境构成，因此设计学习情境是课程改革的核心。

学习领域设置的原则：

一是每一学习领域都是完整的工作过程；二是各学习领域排序要遵循职业成长规律；三是各学习领域排序要符合学习认知规律；所有学习领域组成生产或经营过程。

四、基于工作过程的课程开发思路

通过对企业产品生产加工的实际工作过程、企业员工由初学者到专家的职业成长过程等进行调研，按照从易到难、由浅入深的认知规律，确定合适的载体，经教学论、方法论分析处理后，参照企业中进行机电设备操作与维护的典型工作过程和工作情境，进行课程教学的设计和规划：

1.召开实践专家研讨会，通过对企业的典型机电一体化产品加工生产过程所涉及的工作任务进行调查，分析出几个关联紧密的工作任务，由这些工作任务集合构成的机电一体化技术职业/专业的典型工作任务；

2.对机电一体化技术职业/专业的典型工作任务的职业行动、目标及具体工作学习内容进行进行分析、归纳，整理出典型工作任务描述表；

3.运用教学论的基本原理，进行典型工作任务到学习领域的配置转换，确定需要开设的课程门类（学习领域）；

4.按照项目教学的方法，对学习领域课程进行具体设计。

即依照职业成长和认知规律，以工作过程结构不变、学习难度逐步递增、学生自主能力逐步增强的原则划分设计学习情境，即一个个小型学习单元；

5.以传统的教师指导和学生自主建构有机融合的教学原则，进行学习领域课程的课业设计。

包括教师设计引导文、课业学习评价标准和教师工作页、学生工作页等。

五、机电一体化专业基于工作过程的课程开发实践

1.企业人才需求调研

机电一体化专业是一个宽口径专业，适应面广，社会需求量大。

从我院毕业生的就业情况充分的表明了这一点，但是由于科技的进步，企业对人才质量提出了更高的要求。

毕业生所反馈的信息表明，具有良好的敬业精神；良好的外语、计算机应用能力；拥有良好的专业知识、实践动手能力；具有良好的个人品质，能合作共事、不断努力学习的毕业生才具有很大的发展空间。

最近几年，机电一体化专业毕业生年年供不应求，据2002至2008年的就业统计，机电一体化专业毕业生的供需比为1：

3。

为此，培养与之相适应的生产第一线机电一体化专业人才是当务之急，也是职业院校义不容辞的责任。

2.机电一体化专业典型工作任务分析

典型工作任务一定是在人的职业成长过程中起到关键作用，但不一定完全是实际生产中经常出现的具体工作任务、环节或步骤。

例如钳工实训中的锉削是机械修配过程中最常见的工作任务，但不是修配钳工职业的典型工作任务。

典型工作任务反映的是整体化的工作，其内容反映了工作过程中的核心要素，包括工作对象、工具、工作方法、劳动组织方式和工作要求等，当然这里包含着相应的专业知识和技能，也包括一些学科性的知识。

一般来说，每一个典型工作任务应能够描述一个基于工作过程的职业教育课程开发中的学习领域，所以典型工作任务应具备以下特征：

具有结构完整的工作过程（计划、实施以及工作成果的检查评价）；能呈现出该职业的典型工作内容和形式；在整个企业的工作大环境里具有重要的功能和意义；完成任务的方式和结果有较大的开放性。

一般情况下，对于一个职业（专业）的描述大概有10至20个左右的典型工作任务，每个典型工作任务对应一个学习领域。

通过与企业多个层面专家的面谈，召开实践专家研讨会等多种形式，我们对机电一体化专业的工作过程及相关岗位群的主要工作任务进行分析，确定了机电一体化专业/职业的典型工作任务。

下面我们就其中中等精度机械零件的加工制作的典型工作任务得到的职业行动及内容描述如表1所示：

表1：

机电一体化专业的典型工作任务描述

典型工作任务名称：

中等精度机械零件的加工制作

典型工作任务描述：

中等精度的机械零件的加工制作是指使用常规机械设备（车床，铣床、钳台等）加工的具有规则形状的盒体、样板、仿形铣等产品，使用通用夹具或简单结构夹具即可实现装夹定位，工艺编制实施容易，采用普通机械设备即可完成其产品加工。

根据产品图纸的加工要求进行加工工艺分析，在技术、经济风险评价可行的前提下进行工艺设计与规划、进行工艺准备并使用普通机械设备实现产品加工，检验合格即完成产品的加工任务。

产品的机械加工以技术班组的形式各司其职的协调工作，工艺编程人员根据任务单进行产品加工的可行性分析论证后进行分析并确定加工工艺方案，制订工艺规程文件→编写工艺卡片→操作工准备必须的工艺装备并确定各工序的加工余量，使用机械设备实现产品的加工→质检员根据检验单要求对加工质量进行检测。

各环节人员自觉遵循5S管理规范，及时做好工作记录，保持安全生产和环保意识。

工作对象：

¨客户或产品开发部门

¨产品图纸及工作任务单

¨技术风险和经济效益

¨工艺规程文件

¨工艺卡片

¨刀具、工具、材料的领用

¨简单夹具的制备

¨加工操作与监控

¨设备的维护

¨产品质量检测与检验报告工具材料：

¨机械手册、刀具手册

¨设备、坯料和刀具、夹具

¨操作工具和量具

¨安全操作规程

工作方法：

¨与客户或产品开发部门就加工可行性及经济性进行沟通

¨规划设计工艺、工艺规程编制并实施

¨产品加工和工艺调整

¨产品检验与交付

劳动组织：

¨班长向各技术班组安排产品加工任务

¨工艺制定后向质检员、操作工交付工艺卡片和检验卡片

¨操作工向库房领取材料、刀具及工具

¨独立完成各自的工作任务，产品加工由技术小组全体成员合作完成

¨产品检验合格后交付客户验收工作要求：

¨能熟练的与客户或业务主管部门及小组其他人员沟通

¨能合理的设计规划工艺并制定工艺规程文件

¨能熟练的操控所要求的机械设备

¨满足客户的产品加工质量要求和工期要求

¨能将成本意识引入到工作过程的每个环节

¨自觉遵循5S管理规范，及时做好工作记录，保持安全生产和环保意识

¨关注客户及各环节间的评价并能及时修正

¨具有处理紧急事件的能力

3.确定学习领域课程（课程门类的重构）

在进行职业岗位群典型工作任务分析的基础上，根据相应的专业能力、方法能力及社会能力的要求，将企业中实际工作任务转化为学习型工作任务。

并依照职业成长和认知规律，配置转换成学习领域的课程，重构专业课程体系。

在学习领域课程的设计过程中，学习领域的名称应与典型工作任务的简化名称一致，要特别强调学校的学习领域与企业的工作和学习领域之间的衔接，学习领域的排列顺序必须是从简到繁、从易到难进行。

表2为机电一体化专业的学习领域课程体系结构：

表2：

专业名称：

机电一体化

基础学习领域课程1、口才与应用文写作

2、职业观与职业道德

3、应用数学

4、实用英语

专业学习领域课程5、机械识图

6、计算机操作与应用

7、中等精度机械零件的加工制作

8、简单零件的数控加工

9、电工与电子产品的制作与调试

10、机床电气的检修与维护

11、机电一体化系统的安装、调试（校企合作完成）

12、自动线的安装与调试（校企合作完成）

表3是机电一体化专业《机床电气的检修与维护》课程开发情况表：

表3：

专业：

机电一体化

职业：

维修电工

岗位（群）电气控制系统检修工

典型工作任务分析工作任务归纳学习型工作任务（行动领域）

1、具有良好的职业道德和职业素养

2、节能、安全和环境保护

3、电器元件的选择、维护和保养

4、能利用最新国标规定的文字和图形符号进行电气识图和绘图

5、对工厂生产机械（车床、钻床、铣床）电气控制线路进行故障诊断、排除和运行维护工厂生产机械电气控制系统运行维护和故障排除机床电气控制与PLC技术

1、正确选用PLC模块实现其对工厂典型生产机械（数控机床、运料小车、机械手等）控制中的应用。

2、根据所控设备的工作过程，能利用PC指令编制用户程序、设置驱动设备参数并运行调试

3、PLC输入输出电路的连接

4、PLC控制气动系统的运行、维护和检修PLC控制的电气系统的运行维护和故障排除

4.机电一体化专业核心课程的学习情境设计

（1）学习情境设计原则：

在每一个学习情境中学生的学习任务（知识、技能、态度）的难度水平要考虑到任务的相互关联性、任务难度要适当、工作过程要完整、便于组织教学、教学工作量适宜等诸多问题。

总的原则有四条：

一是每个学习情境都是完整的工作过程；二是每个学习情境应是同一范畴的事物；三是学习情境之间是平行或递进的关系；四是个别情况学习情境可采取工作步骤。

（2）学习情境设计载体的选择：

由于每个学习领域所涉及的工作范畴不同，因此每个学习领域所涉及的学习情境的载体也有所不同。

学习情境设计的载体大体可归结为：

项目、任务、案例、现象、设备、活动、产品、零部件、构件、材料、场地、系统、问题、设施、对象、工位、类型、岗位、生产过程、运输工具等载体。

例如在机电一体化专业中《应用数学》以问题为载体；《口才与应用文写作》、《职业观与职业道德》以活动为载体；《实用英语》、《计算机操作与应用》等学习领域以任务为载体；《电工电子产品的制作与调试》以产品为主要载体；《数控加工》以生产性零部件制作为载体；《自动线的安装与调试》等学习领域以设备为载体。

（3）设计机电一体化专业核心课程的内容与学习情境

下面为机电一体化专业基于工作过程学习领域核心课程及其学习情境设计的部分内容：

表4：

机电一体化专业部分学习领域的学习情境安排

学习情境

学习领域学习情境1学习情境2学习情境3学习情境4学习情境53、应用数学刀具角度的计算电工向量计算电流变化与误差的计算电路物理量的计算

9、电工电子产品的制作与调试照明电路的安装与调试低压配电柜的装配和调试分立工率放大器的制作与调试直流稳压电流的制作与调试数字钟的制作与调试

11、机电一体化系统的安装、调试×厂机电一体化系统的组成×厂机电一体化系统的安装×厂机电一体化系统的调试与维修

表5：

学习领域11的学习目标与内容：

学习领域：

机电一体化系统的安装、调试基准学时：

180

目标描述：

◆安全责任意识◆基本的识图方法

◆机械、电气安装规范◆基本的机电一体化系统调试

◆掌握传感器、执行器的安装与连接◆基本的检测技术与方法

◆工具的正确选择与使用◆电磁兼容性

学习内容：

◆传感器、执行器、PLC、变频器原理、应用。

◆.媒体：

多媒体，表格和实物教学方法建议：

实物教学，现场教学，分组讨论，PPT等

考核与评价：

情境1、2、3各30%，职业行动能力10%学生必须具备的技能：

一定的物理、电工、电子基本理论及基本的机电一体化知识教师必须具备的技能：

工程实践经验、机电一体化的理论基础，较强的分析和解决问题能力

表5：

学习领域11的工作任务描述

工作过程工作任务

学习情境1学习情境2学习情境3

咨询系统处理过程

机电一体化自动控制系统的组成

系统处理工艺流程

仪器仪表的防护等级

机电一体化系统原理图和接线图

控制要求

安装位置查找相关执行器、传感器和变频器的技术参数及设置方法

设计要求达到的指标

决策了解处理工艺确定安装点、安装计划确定调试顺序和计划

计划调查步骤和方法安装进度调试进度

实施现场调查，实物查点执行器、传感器的接线

变频器的接线

二次仪表的连接

PLC、I/O接线PLC、传感器上电测试

二次仪表参数的设置

单元滤池反冲洗调试

联调

检查资料收集的完整性

调查表填写的真实性

安全规范接线的规范性

接线的正确性各步顺序

达到的指标

评估资料收集是否准确、完整

表格是否真实

是否了解安全规范设备损坏与否

安装工艺的优化

接线是否正确

安全评估性能指标是否达标

测量仪器的使用方法

判断信息识读的准确性

5.学习领域课程的课业设计

课业是教师根据学习领域课程计划中的学习情境设计的、学生在教师指导下自主完成的综合性学习任务。

课业设计标准：

①反映一个真实的职业工作情境

②具有相对完整的工作任务,但不一定是项目任务

③有可见的产品或可归纳的服务内容

④能够学习具体的专业能力（知识、技能和态度）

⑤对学习成果能够进行评价

课业的文本形式：

课业的文本载体是：

"引导课文"和"工作页"。

引导课文是一种专门的教学文件，在它的帮助下学生可以进行自我控制的（独立或小组）学习，获得所需的知识、技能和态度，完成课业学习任务。

按照引导课文里的引导问题，学生可设想出最终工作成果，并为此学习必要的知识、制定工作计划，实施并进评价反馈。

在引导课文中提出合适的问题很重要，是学生学习的关键所在。

工作页呈现源于典型工作任务的学习任务，通过系统的引导问题指导学生在完整的工作过程中进行理论实践的一体化学习。

我院在本专业的一个教学班中进行了学习领域课程的示范性教学，一年来取得良好效果。

学生在来源于工作实际、理论与实践一体化的学习任务中，培养专业能力的同时帮助学生获得工作过程知识，促进关键能力和综合能力的提高。

在这种模式中，学生为了更好地理解所要完成的学习任务，才去学习相关的理论知识，这就调动了学生的主动性和学习兴趣。

而任务完后，又激发了学生的职业认同感和责任感，这正是职业教育最应该达到的教学效果。

[参考文献]

[1]施良方.教育科学出版社.课程理论[M]，2005，3

[2]姜大源.清华大学出版社.当代德国职业教育主流教学思想研究[M]，2007，4

[3]赵志群.科学出版社.职业教育与培训学习新概念[M]，2003，6

[4]徐涵.关于我国职业教育课程改革的思考[J].职业技术教育，2005，（31）

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