孫靜
摘 要:在智能制造與裝備納入北京市高精尖產(chǎn)業(yè)的背景下,電子技術(shù)作為智能制造的基礎(chǔ),在智能產(chǎn)品、傳感器技術(shù)、自動(dòng)化生產(chǎn)線等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用。中職電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)教學(xué)為了制造業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)進(jìn)行改革創(chuàng)新。本文通過分析當(dāng)前工學(xué)一體化課程教學(xué)現(xiàn)狀,結(jié)合電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的特點(diǎn),從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)實(shí)施和學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)三個(gè)方面進(jìn)行探索,以期培養(yǎng)滿足現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)需求的高技能人才。
關(guān)鍵詞:智能制造 電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè) 工學(xué)一體化 課程教學(xué)
《北京市“十四五”時(shí)期高精尖產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》指出,智能制造與裝備作為“北京智造”四個(gè)特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)之一,以優(yōu)品智造為主攻方向,全面增強(qiáng)裝備的自主可控、軟硬一體、智能制造、基礎(chǔ)配套和服務(wù)增值能力,以裝備的智能化、高端化帶動(dòng)北京制造業(yè)整體轉(zhuǎn)型升級(jí)。《關(guān)于推動(dòng)現(xiàn)代職業(yè)教育高質(zhì)量發(fā)展的意見》指出,適應(yīng)性是職業(yè)教育的特點(diǎn),中職電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)工學(xué)一體化課程教學(xué)要緊跟制造業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)需要,在教學(xué)內(nèi)容中引入新技術(shù)、新工藝、新規(guī)范、新方法,在教學(xué)實(shí)施中融入智能自動(dòng)化生產(chǎn)線的作業(yè)模式,在學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)中涵蓋綜合職業(yè)能力、尊重學(xué)生的個(gè)性化差異,充分體現(xiàn)電子技術(shù)在智能機(jī)器人與自動(dòng)化成套裝備、智能專用設(shè)備、智能制造系統(tǒng)解決方案等智能制造高精尖產(chǎn)業(yè)中的作用。
一、中職電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)工學(xué)一體化教學(xué)現(xiàn)狀
(一)部分教學(xué)內(nèi)容陳舊,不能滿足產(chǎn)業(yè)智能化需求
當(dāng)前中職電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)工學(xué)一體化課程教學(xué)的學(xué)習(xí)任務(wù)集中在延時(shí)開關(guān)、報(bào)警器、流水燈、功率放大器等電子產(chǎn)品,不能充分體現(xiàn)智能裝備的軟硬結(jié)合、人機(jī)交互、自動(dòng)化和小型化等需求。元器件識(shí)讀集中在電阻、電容、二極管、三極管等常規(guī)器件,傳感器、高頻變壓器、全控型開關(guān)器件、顯示屏、藍(lán)牙、Wi-Fi模塊等智能裝備所需器件涉及少。識(shí)讀電路圖、編制料單、焊接、測試、排故、維修涉及的技能點(diǎn)更新較少,缺少虛擬仿真、適合ERP系統(tǒng)的制造物料清單、自動(dòng)化生產(chǎn)(波峰焊、回流焊和SMT)、智能測試工裝(FCT和ICT)、特殊器件(航空插頭)處理等,不能滿足以新型傳感器、智能控制系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)化成套生產(chǎn)線為代表的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)崗位需求。
(二)教學(xué)實(shí)施過程與現(xiàn)代企業(yè)智能化、自動(dòng)化生產(chǎn)過程存在較大差距
教學(xué)過程中往往是學(xué)生獨(dú)立完成一個(gè)電子產(chǎn)品的裝配、測試和維修,無法實(shí)現(xiàn)多人協(xié)作,學(xué)生只在自己的一個(gè)產(chǎn)品上完成各個(gè)技能點(diǎn)的學(xué)習(xí),無法接觸大量產(chǎn)品、處理不同問題,不能體現(xiàn)出一崗專精。
(三)評(píng)價(jià)方式較單一、評(píng)價(jià)元素不全面,學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)不能完全作為企業(yè)選人用人依據(jù)
學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)表現(xiàn)為通常只對(duì)學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)行評(píng)價(jià)(縱向評(píng)價(jià))。教師按照學(xué)生在任務(wù)實(shí)施的各個(gè)階段(識(shí)讀電路—裝配—測試—排故—維修)的過程表現(xiàn)和成果進(jìn)行評(píng)分,各階段分?jǐn)?shù)總和為學(xué)生的得分。這種評(píng)價(jià)方式不能全面反映學(xué)生對(duì)知識(shí)、技能的掌握情況,不能體現(xiàn)學(xué)生的個(gè)性化差異。例如,某學(xué)生畢業(yè)時(shí)專業(yè)課平均成績?yōu)?0分,從專業(yè)課成績看,該生專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)較弱,但是該生在電路板焊接操作方面表現(xiàn)非常優(yōu)秀,焊接質(zhì)量高、速度快,焊接的電路板故障率低,并得到技能大師的表揚(yáng),但是其測試、排故等方面能力較弱,導(dǎo)致總分不高。如果用人單位招聘崗位是電路板焊接方向的,只看該生專業(yè)課成績決定取舍,可能就會(huì)錯(cuò)失一個(gè)人才。
二、中職電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)工學(xué)一體化教學(xué)的改革探索
智能制造包括智能產(chǎn)品、智能裝備、智能產(chǎn)線、智能車間、智能工廠等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。為更好地服務(wù)首都高精尖產(chǎn)業(yè),發(fā)揮電子技術(shù)在智能制造中的支撐作用, 中職電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)應(yīng)將課程教學(xué)與智能制造產(chǎn)業(yè)需求對(duì)接,將教學(xué)實(shí)施過程與企業(yè)智能化、自動(dòng)化生產(chǎn)過程對(duì)接,將智能機(jī)器人、傳感器、自動(dòng)化生產(chǎn)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)納入教學(xué)內(nèi)容,課程教學(xué)內(nèi)容隨著智能制造崗位需求的變化及時(shí)進(jìn)行調(diào)整,并根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢預(yù)測未來人才培養(yǎng)方向。
結(jié)合電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)極端復(fù)雜化、微型化、綠色化、集成化、高精度、多功能和智能化的特點(diǎn),筆者從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)實(shí)施過程和學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)三方面進(jìn)行了探索,以供教師參考。
(一)教學(xué)內(nèi)容需引入新技術(shù)、新規(guī)范、新工藝,與時(shí)俱進(jìn),滿足智能制造產(chǎn)業(yè)崗位需求
元器件識(shí)讀引入智能產(chǎn)品微型化、智能化的新器件,如大規(guī)模集成電路、功率集成模塊、功率控制芯片、全控型器件、傳感器(溫度傳感器、超聲波傳感器、紅外傳感器等)、碳化硅肖特基二極管等。
產(chǎn)品裝配引入實(shí)現(xiàn)智能產(chǎn)線的SMT、波峰焊、回流焊等設(shè)備的操作方法,電路板檢測補(bǔ)焊、復(fù)雜封裝元器件的成型和焊接技術(shù)裝配的電路板和元器件引入新規(guī)范、新技術(shù)且覆蓋全面,既包含普通電路板、電阻、電容器件,還要包含異形電路板、高集成度電路板、航天和軍工的特殊器件(航空插頭,高壓電阻、小型多引腳芯片)、復(fù)雜成型器件、高溫敏感器件等。
智能產(chǎn)品和裝備在生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用過程中,經(jīng)常受到結(jié)構(gòu)限制和周圍環(huán)境的影響,因此,在電子產(chǎn)品測試環(huán)節(jié)應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的工作條件引入鹽霧、振動(dòng)、瞬態(tài)沖擊、電網(wǎng)波動(dòng)、IP防護(hù)等級(jí)(防塵防水)、絕緣電阻、耐壓等新的測試規(guī)范。在智能制造企業(yè)中,智能產(chǎn)品的基礎(chǔ)測試通常由智能測試設(shè)備完成,因此,還需要引入智能測試工裝設(shè)計(jì)、搭建和使用的新技術(shù),如測試點(diǎn)設(shè)計(jì)、測試平臺(tái)搭建、人機(jī)交互的結(jié)果顯示和數(shù)據(jù)分析。
智能制造的綠色化是未來的發(fā)展趨勢。在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中引入高頻器件的使用、高效電路的設(shè)計(jì)等新技術(shù),在損壞器件處理、器件引腳和錫渣回收中引入新方法,充分體現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保理念。
學(xué)習(xí)任務(wù)的選取原則上要突出體現(xiàn)電子技術(shù)在智能制造產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。學(xué)習(xí)任務(wù)中的電子產(chǎn)品應(yīng)包含傳感器檢測、高頻功率變換、系統(tǒng)控制,應(yīng)實(shí)現(xiàn)軟硬結(jié)合,體現(xiàn)智能化、高端化,如跳舞機(jī)器人、循跡小車、智能音箱等。
隨著制造業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型升級(jí),產(chǎn)品的生產(chǎn)均由智能化設(shè)備完成,企業(yè)對(duì)智能制造與裝配人才的需求已由會(huì)焊接變成會(huì)使用和維護(hù)焊接設(shè)備、掌握產(chǎn)品焊接標(biāo)準(zhǔn)、快速查找電路板缺陷并補(bǔ)焊。企業(yè)對(duì)測試人才的需求也由按要求測試變成會(huì)分析電路和產(chǎn)品功能、設(shè)計(jì)和搭建智能化測試平臺(tái)、選取測量參數(shù)、測試點(diǎn)、選取儀器儀表、編寫工藝文件和標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)卡。智能化生產(chǎn)讓某些人工崗位逐漸被機(jī)器人取代,如果教學(xué)內(nèi)容不與時(shí)俱進(jìn),跟不上產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,將無法輸送出滿足企業(yè)崗位需求的技能人才。
(二)教學(xué)實(shí)施過程緊密對(duì)接智能自動(dòng)化生產(chǎn)線
隨著智能化、自動(dòng)化的發(fā)展,現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)管理的“人機(jī)法料環(huán)”五要素都發(fā)生了根本變化。產(chǎn)品的生產(chǎn)線均為自動(dòng)化流水線且智能化程度很高,產(chǎn)品的制作是由多人協(xié)作或是人機(jī)交互完成,每個(gè)人只負(fù)責(zé)裝配、測試等單一任務(wù),體現(xiàn)一崗專精,產(chǎn)品越復(fù)雜,崗位分工越細(xì)。因此,在教學(xué)實(shí)施過程中可以采用“角色扮演+角色輪換”的方式來模擬流水線作業(yè)過程,實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程和生產(chǎn)過程緊密對(duì)接。
下面以電子產(chǎn)品制作與調(diào)試課程中的“聲道功放機(jī)制作”為例進(jìn)行說明。先對(duì)班級(jí)學(xué)生進(jìn)行分組。聲道功放機(jī)制作分為焊接、測試、整機(jī)裝配和檢驗(yàn)四個(gè)步驟,每個(gè)步驟對(duì)應(yīng)一個(gè)工作崗位,組內(nèi)成員按照崗位職責(zé)進(jìn)行角色(焊接員、測試員、檢驗(yàn)員、裝配員)分工,每人扮演一個(gè)角色。
教學(xué)開始后,焊接員開始焊接;測試員思考怎么測,制訂測試計(jì)劃;檢驗(yàn)員思考怎么檢驗(yàn),寫出檢驗(yàn)步驟;裝配員思考怎么裝,畫出自己的接線圖;焊接員完成焊接后,測試人員開始調(diào)試,此時(shí)焊接員觀察測試員的操作并向測試員了解焊接存在的問題,檢驗(yàn)員和裝配員按順序完成職責(zé),直至產(chǎn)品檢驗(yàn)合格。此任務(wù)的教學(xué)過程符合智能制造自動(dòng)化生產(chǎn)過程,即通過分工協(xié)作完成一個(gè)產(chǎn)品,而不是一個(gè)人完成一個(gè)產(chǎn)品。隨后,進(jìn)行角色輪換,繼續(xù)按照上述分工協(xié)作的方式完成第二個(gè)功放機(jī)制作,經(jīng)過四次角色輪換,每名學(xué)生均明確了四個(gè)角色的職責(zé),而且每個(gè)人測試、檢驗(yàn)和裝配的電路板均不是自己焊接的,增加了任務(wù)難度,提升了各項(xiàng)技能,更符合企業(yè)工作崗位的實(shí)際情況(測試崗位的員工測試的電路板基本上不是自己焊接的)。如果組內(nèi)人員較多,可再做輪換。
(三)學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)應(yīng)參考智能產(chǎn)線一崗專精的作業(yè)模式,尊重學(xué)生的個(gè)性化差異
智能產(chǎn)線的自動(dòng)化程度高、崗位分工細(xì)、更需要在某一崗位上的技能專精人才。因此,電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)工學(xué)一體化學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)元素應(yīng)涵蓋智能制造產(chǎn)業(yè)全部崗位需求,評(píng)價(jià)方式應(yīng)參考智能產(chǎn)線的作業(yè)模式、關(guān)注學(xué)生的個(gè)性化差異,不僅要進(jìn)行縱向評(píng)價(jià),還要進(jìn)行橫向評(píng)價(jià)。
電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)課程設(shè)置基本圍繞電子產(chǎn)品的裝配、調(diào)試和維修三條路線展開,評(píng)價(jià)元素不僅要包含成形、焊接、測試、維修等基礎(chǔ)技能,還應(yīng)包含SMT、波峰焊等自動(dòng)化設(shè)備的使用,智能化測試平臺(tái)的搭建,新型元器件的應(yīng)用等能夠滿足智能制造產(chǎn)業(yè)崗位要求的技能。
電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)包含多門專業(yè)課程,雖然不同課程側(cè)重學(xué)習(xí)的知識(shí)技能點(diǎn)不同,但每門課程基本包含元器件識(shí)讀、電路分析、裝配、調(diào)試、維修等技能點(diǎn),教師應(yīng)根據(jù)這些通用技能點(diǎn)進(jìn)行橫向評(píng)價(jià),跟蹤、記錄學(xué)生所有課程學(xué)習(xí)任務(wù)中包含的單個(gè)技能點(diǎn)成績,教師不僅給出學(xué)生每門課程的成績,還要對(duì)各技能點(diǎn)分?jǐn)?shù)進(jìn)行匯總、給出每個(gè)技能點(diǎn)的成績,最終學(xué)生的學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)既包含每門課程的成績,又包含單個(gè)技能點(diǎn)成績。這樣既尊重學(xué)生的個(gè)性化差異,又全方位展示學(xué)生的職業(yè)能力,可更好地為企業(yè)選人用人提供參考。
三、小結(jié)
中職電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)工學(xué)一體化教學(xué)要體現(xiàn)出“適應(yīng)性”,要通過產(chǎn)教融合、校企合作在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)實(shí)施、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)等方面滿足智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求,充分體現(xiàn)電子技術(shù)在智能制造中的支撐作用,更好地服務(wù)于首都高精尖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
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(作者單位:北京電子信息技師學(xué)院)